Photometer Erklärung - Konzentrationsbestimmung || Physik für Mediziner || Physik Grundlagen
Summary
TLDRIn diesem Video erhalten Sie einen Einblick in den Aufbau eines Photometers und lernen, wie man die Konzentration einer Lösung bestimmt. Es wird erklärt, dass ein Monochromator verwendet wird, um Licht einer bestimmten Wellenlänge auf eine Probe zu richten, die Licht absorbiert. Durch Messung der Intensität vor und nach der Probe und Anwendung des Lambert-Beer-Gesetzes lässt sich die Konzentration berechnen. Das Video veranschaulicht, wie man die Extinktion und die Wellenlänge zur Bestimmung der Konzentration nutzt, und bietet Übungen und zusätzliche Ressourcen für ein tieferes Verständnis.
Takeaways
- 😀 Ein Photometer wird verwendet, um die Konzentration einer Lösung zu bestimmen.
- 🔬 Der Aufbau eines Photometers umfasst eine Lampe, einen Monochromator, eine Probe und einen Detektor.
- 🌈 Monochromatoren wählen eine bestimmte Wellenlänge (Farbe) aus dem elektromagnetischen Spektrum aus.
- 🔍 Die Intensität des Lichts wird vor und nach der Probe gemessen, um die Absorption zu bestimmen.
- ⚖️ Die Lambert-Beer-Gesetz wird angewendet, um die Konzentration aus der Extinktion zu berechnen.
- 📉 Extinktion ist ein Maß für die Abschwächung des Lichts durch Wechselwirkung mit der Probe.
- 📊 Eine hohe Extinktion bedeutet eine hohe Konzentration, da die Photonen stärker mit dem Material wechselwirken.
- 📈 Die Extinktion wird in Abhängigkeit von der Wellenlänge gemessen, um die maximale Wechselwirkung zu finden.
- 📚 Die molar absorptivität (ε) ist ein fester Wert, der in Tabellen für verschiedene Substanzen und Wellenlängen zu finden ist.
- 🔬 Die Konzentration wird berechnet, indem die Extinktion, die vorher festgelegte Wellenlänge und die molar absorptivität verwendet werden.
Q & A
Was ist ein Photometer und wie wird es verwendet?
-Ein Photometer ist ein Gerät, das verwendet wird, um die Intensität von Licht zu messen. Im Kontext des Skripts wird es dazu verwendet, die Konzentration einer Lösung zu bestimmen, indem es die Lichtabsorption durch die Probe misst.
Was ist Monochromatischer Licht und warum ist es wichtig für Photometrie?
-Monochromatisches Licht ist Licht, das nur eine bestimmte Wellenlänge hat, also eine einzige Farbe. Es ist wichtig, weil es die Genauigkeit der Photometrie erhöht, indem es vermeidet, dass verschiedene Wellenlängen unterschiedliche Absorptionseffekte haben.
Wie wird die Konzentration einer Lösung mit einem Photometer bestimmt?
-Die Konzentration wird durch die Messung der Lichtabsorption vor und nach der Probe bestimmt. Die Differenz in der Lichtintensität wird dann mit dem Lambert-Beer-Gesetz verwendet, um die Konzentration zu berechnen.
Was ist das Lambert-Beer-Gesetz und wie wird es angewendet?
-Das Lambert-Beer-Gesetz ist eine mathematische Formel, die die Beziehung zwischen der Lichtabsorption und der Konzentration einer Probe beschreibt. Es wird angewendet, indem man die Lichtintensität vor und nach der Probe misst und diese Werte in die Formel einfügt, um die Konzentration zu berechnen.
Was ist die Bedeutung von 'Extinction' im Kontext des Photometers?
-Extinction (Auslöschung) bezieht sich auf die Absorption von Licht durch eine Probe. Je stärker die Extinction, desto mehr Licht wird von der Probe absorbiert, was eine höhere Konzentration andeutet.
Warum ist es wichtig, die Extinction bei der maximalen Wechselwirkungseinheit zu messen?
-Die Messung der Extinction bei der maximalen Wechselwirkungseinheit ist wichtig, weil es der Punkt ist, an dem die Photonen am stärksten mit den Molekülen der Probe wechselwirken. Dies führt zu einer höheren Genauigkeit in der Konzentrationsmessung.
Wie wird die Extinction bestimmt, wenn die Probe eine hohe Konzentration hat?
-Bei einer hohen Konzentration wird die Extinction durch die Messung der Lichtabsorption vor und nach der Probe bestimmt. Eine hohe Konzentration führt zu einer stärkeren Absorption und somit zu einer höheren Extinction.
Was ist die Rolle des Detektors in einem Photometer?
-Der Detektor ist der Teil des Photometers, der die Lichtintensität nach der Probe detektiert. Er ist für die genaue Messung der Lichtabsorption verantwortlich, die für die Berechnung der Konzentration erforderlich ist.
Wie wird die Nullextinction in einem Photometer festgelegt?
-Die Nullextinction wird durch die Messung der Lichtintensität ohne Probe (also in einem Medium ohne die zu testende Substanz) festgelegt. Dies dient als Referenzwert, um die Extinction durch die Probe zu bestimmen.
Was ist die Bedeutung der maximalen Extinktion für die Konzentrationsmessung?
-Die maximale Extinktion zeigt die stärkste Wechselwirkung zwischen den Photonen und den Molekülen der Probe an. Dies ist der Punkt, an dem die Konzentration am genauesten gemessen werden kann, da die Beziehung zwischen Extinktion und Konzentration am linearsten ist.
Outlines
🔬 Grundlegender Aufbau und Funktionsweise eines Photometers
Dieser Absatz beschreibt den Aufbau und die Funktionsweise eines Photometers, das verwendet wird, um die Konzentration einer Lösung zu bestimmen. Es beginnt mit der Einführung eines Lichtquells, das verschiedene Wellenlängen aussendet, und führt dann den Monochromator ein, der eine bestimmte Farbe (eine Wellenlänge) auswählt. Das Licht trifft dann auf eine Probe, wird dadurch abgeschwächt und von einem Detektor erfasst. Aus der Intensitätsänderung vor und nach der Probe kann die Konzentration berechnet werden, basierend auf dem Lambert-Beer-Gesetz, das die exponentielle Abschwächung der Intensität beschreibt. Die Erweiterung (Absorption) ist ein Maß für die Interaktion zwischen Photonen und Material, wobei eine hohe Erweiterung auf eine hohe Konzentration hinweist. Die Wellenlänge, bei der die maximale Wechselwirkung stattfindet, ist entscheidend für die Bestimmung der Konzentration.
📊 Anwendung des Photometers zur Konzentrationsmessung
In diesem Absatz wird erläutert, wie das Photometer zur Bestimmung der Konzentration von Lösungen eingesetzt wird. Es wird betont, dass die Erweiterung (Absorption) gemessen wird, um die Konzentration zu bestimmen, und dass dies in Abhängigkeit von der Wellenlänge erfolgt, bei der das Material die stärkste Wechselwirkung zeigt. Es wird erwähnt, dass Tabellen zur Bestimmung des mittleren Absorptionskoeffizienten für bestimmte Wellenlängen und Materialien herangezogen werden. Der Prozess beginnt mit der Festlegung der Wellenlänge, bei der die maximale Wechselwirkung auftritt, und endet mit der Messung der Erweiterung bei dieser Wellenlänge. Die Erweiterung wird dann verwendet, um die Konzentration zu berechnen. Der Absatz schließt mit einer Einladung, um Feedback oder Fragen in die Kommentare zu schreiben und einem Hinweis auf zukünftige Videos und zusätzliche Ressourcen.
Mindmap
Keywords
💡Photometer
💡Monochromator
💡Wellenlänge
💡Lambert-Beer'sches Gesetz
💡Absorption
💡Konzentration
💡Extinktion
💡Detektor
💡Wechselwirkung
💡Absorptionsspektrum
Highlights
Einführung in den Aufbau eines Photometers und seine Anwendung zur Bestimmung der Konzentration einer Lösung.
Erklärung der Funktionsweise eines Photometers, einschließlich der Rolle einer Lampe und eines Monochromators.
Die Bedeutung der Wellenlänge in Bezug auf die Farbe und das elektromagnetische Spektrum.
Beschreibung des Weges, wie das Licht auf eine Probe trifft und wie die Intensität gemessen wird.
Die Verwendung des Lambert-Beer-Gesetzes zur Berechnung der Konzentration aus der Intensität vor und nach der Probe.
Erklärung der exponentiellen Abschwächung der Intensität und ihres Zusammenhangs mit der Konzentration.
Die Rolle der Probekonzentration und der Photonen-Materiewechselwirkung bei der Ermittlung der Extinktion.
Die Bedeutung der Extinktion und ihres Verhältnisses zur Konzentration.
Die Notwendigkeit der Auswahl der richtigen Wellenlänge für die Messung der Extinktion.
Die Vorgehensweise zur Ermittlung der Extinktion und deren Abhängigkeit von der Probekonzentration.
Die praktische Anwendung des Photometers zur Messung der Konzentration in einer Lösung.
Die Bedeutung der maximalen Wechselwirkung und deren Auswirkungen auf die Messung der Konzentration.
Die Vorgehensweise zur Einstellung der Photometer-Wellenlänge für die maximale Wechselwirkung.
Die praktische Durchführung einer Messung mit einem Photometer, einschließlich der Einstellungen und Messungen.
Die Berechnung der Konzentration basierend auf der vorherigen und nachherigen Intensität und der Wellenlänge.
Die praktische Bedeutung der Messungen für die Bestimmung der Konzentration von Lösungen.
Die Veranschaulichung der Messung durch das Beispiel einer blauen Lösung und deren Konzentration.
Die praktische Anwendung des Lambert-Beer-Gesetzes zur Bestimmung der Konzentration.
Die Möglichkeit, die Messungen manuell durchzuführen, falls kein Photometer verfügbar ist.
Die Einladung zur Teilnahme an einem praktischen Kurs und zur Beantwortung von Fragen in den Kommentaren.
Die Zusammenfassung der grundlegenden Prinzipien des Photometers und die Ermutigung zur weiteren Selbststudie.
Transcripts
herzlich willkommen zu einem neuen video
in dem video lernst sowie ein foto meter
aufgebaut ist und wie wir damit die
konzentration einer lösung bestimmen
können viel spaß ein photometer so
gucken wir uns mal ganz grundlegenden
aufbau an wir haben eine lampe die
sendet ganz viele verschiedene
wellenlängen aus deswegen brauchen wir
erstmal einen monochromen
motto heißt 1 chroma farbe das heißt
eine farbe und farbe ist ja nichts
anderes in der das elektromagnetische
spektrum dir nochmal an guckst hat jede
farbe eine bestimmte wellenlänge das
heißt die wellenlänge der
elektromagnetischen strahlung bestimmt
welche farbe das hat also im sichtbaren
spektrum monochrom ator selektiert somit
dann trifft das licht auf eine probe und
wird abgeschwächt und dann detektiert
und dann können wir aus der intensität
vor der probe nach der probe die
konzentration berechnen nämlich mit dem
lambert burschen gesetzt damit können
wir das berechnen das grundlegende
prinzip dahinter ist einfach die
exponentielle abschwächung von der
intensität also die photonen
wechselwirken mit dem material ich zeig
dir das hier mal so wir haben hier eine
probe
die konzentration kann nicht bestimmen
mit der extension
extension dies dimension es los und die
sagt einfach nur aus wieviel quasi
geschluckt wird eine hohe extension
heißt eine hohe konzentration weil die
photonen bei einer hohen konzentration
wechselwirken sehr sehr stark das heißt
hohe accent extension hohe konzentration
und mit welcher wellenlänge wir hier
arbeiten kommt natürlich darauf an
welches material das ist wie können die
konzentration bestimmen indem wir den
die extension messen vorher exemplare
extension sco effizient das liegt
einfach guckt man in tabellen nach das
ist zb hier bei diesem blau bei der
gewissen wellenlänge ist das ein fester
wert lösen tabellen wert den guck mal
nach dass de ist einfach die dicke vidic
ihr diese die wette im prinzip ist so
und jetzt wird hier die extension vorher
festgelegt bei welcher wellenlänge die
am stärksten ist und da wird dann
automatisch von dem photometer meistens
automatisch außerdem ist ein praktikum
muss das händisch machen wird eine
absorption spektrum aufgenommen bzw hier
extension und wellenlänge und irgendwo
gibt es ein maximum bei einer gewissen
wellenlänge und das heißt eine hohe
extension was heißt das hohe eck sektion
heißt da ist die maximale wechselwirkung
der photonen mit den molekülen hier
diese hier die wir nachweisen wollen die
konzentration von diesen da haben wir
die maximale
wechselwirkung deswegen wird das dann
darauf eingestellt genau auf diese
wellenlänge dann kommt man den wert für
die wellenlänge nach solare
expeditionskorps effizient kann den
einsätzen und dann wird die extension
gemessen bei dieser wellenlänge die
dicke haben wir vorher schon und dann
können wir daraus einfach die
konzentration berechnen so und dann
zeige ich dir mal hier das heißt wir
haben jetzt im prinzip wir wissen schon
die wellenlänge jetzt haben wir hier was
mache ich jetzt hier rein dass es die
konzentration
die konzentration dieser wunderschönen
lösung sondern sieht man gleich dass das
hier schön blau wird genau
das ist jetzt
sind jetzt die moleküle die wir im
prinzip nachweisen wollen so vorher wird
immer eine messung gemacht mit einer
probe wo nichts drin ist das quasi die
extension 0 das wird dann auf 0
eingestellt weil da keine
wechselwirkung stattfindet das heißt er
wird nichts
nichts auf aufgenommen von dem von dem
stoff so jetzt haben wir hier das hier
ist jetzt die wette jetzt kommt die
anfangs intensität die nimmt
exponentiell ab und kommt hier hinten
raus das ist dann die intensität danach
die ist dann geringer deswegen habe ich
das hier ein bisschen dünner gezeichnet
hier ist dann der detektor und über die
intensität vorher und nachher kann dann
ganz einfach die konzentration bestimmt
werden weil die extension kann ich
berechnen über diese beiden also einmal
die vorherige intensität und die nachher
igge da steckt ja alles mit drin wie
genau die herleitung hier ist kannst du
dir bei dem video lambert burgess
gesetzt noch mal angucken und dazu gibt
es auch eine übungsaufgabe also die dann
auch noch mal gucken dann kannst du das
nachvollziehen möchte ist aber ansonsten
kannst du die werte einfach einsetzen
genau dann können wir darüber die
konzentration bestimmen wenn wir wissen
vorher die intensität nachher die
intensität die wellenlänge haben wir
vorher schon eingestellt da ist die
maximale wechselwirkung und dann haben
wir je höher die extension ist das heißt
je größer je mehr verschluckt wird je
größer die wechselwirkung ist umso
größer ist dann auch die konzentration
also heißt im prinzip je mehr blau ich
hier rein mache blaue moleküle umso
größer ist die extension und desto
größer ist auch die konzentration also
so kann ich ganz einfach über die
physikalischen gesetze das ab schlechtes
gesetz exponential funktionen über das
lambert burschen gesetz die
konzentration bestimmen genau also das
photometer kann ist allgemein die basics
dazu wenn du dazu noch fragen hast oder
irgendwas genauer wissen möchtest
schreib deine frage gerne in die
kommentare
und dann wünsche ich dir weiterhin ganz
viel erfolg lasst gern einen daumen nach
oben da und ein abo falls das noch nicht
getan hat dann sehen wir uns im nächsten
video ich bin robert dein physik coach
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