SRO: Analyse af farvestoffer i sodavand

Side 1

Studieretningsopgave 2013/2014

[navn fjernet], 2.A

Vejledere:

Ringkkjøbing Gymnasium d.

Analyse af indholdet af farvestoffer i orange sodavand

Koncentrationsbestemmelse med spektrofotometer

Side 2

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 1 af 15

Abstract

This study of a colorant mixture sets out to determine the concentrations of Tartrazine and Erythrosine in said mixture, which represents a carbonated beverage. A general summary of the concept of colorants is presented in conjunction with a more in-depth analysis of Tartrazine and Erythrosine. Furthermore, the paper explains the main principles of the chemical analysis method, spectrophotometry. In the experimental phase, these principles are used in a quantitative analysis of the colorant mixture. As part of this analysis, linear regression is used to find the extinction coefficient of the two colorants at wavelengths of 470 nm and

482 nm. The Method of Least Squares used for the linear regression is explained and deduced through multivariable calculus. The concentrations of Tartrazine and Erythrosine are found to

be 12,22 mg/L and 4,82 mg/L, respectively. Minor technical issues necessitate further analysis

of the sample in order for the results to become credible.

Side 3

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 2 af 15

Indholdsfortegnelse

Indledning...................................................................................................................................... 3 Spektrofotometri ........................................................................................................................... 3 Farvestoffer ................................................................................................................................... 5 Tartrazin .................................................................................................................................... 6 Erythrosin .................................................................................................................................. 7 Lineær regression .......................................................................................................................... 7 Eksperimentet ............................................................................................................................. 10 Fremgangsmåde ...................................................................................................................... 10 Resultater og analyse .............................................................................................................. 10 Konklusion ................................................................................................................................... 14 Litteraturliste ............................................................................................................................... 15

Side 4

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 3 af 15

Indledning

Farvestoffer har længe været brugt i fødevarer, og så tidligt som i 1800-tallet nægtede man i

                                                1
England at købe ufarvet mælk i den tro, at det var forfalsket

. I Danmark reguleres tilsætning af farvestoffer ved hjælp af den såkaldte positivliste, som angiver hvilke stoffer, som må tilsættes og i hvilke mængder. I opgaven benyttes analysemetoden spektrofotometri til at beregne de ukendte koncentrationer af Tartrazin og Erythrosin i en ”orange sodavand”.

Spektrofotometri

Spektrofotometri er en analysemetode, som benytter sig af målingen af absorptionen af monokromatisk lys (lys med kun én bølgelængde), som først sendes gennem en kuvette med et rent opløsningsmiddel og derefter gennem en kuvette, hvor et lysabsorberende stof er opløst i førnævnte opløsningsmiddel. Det er en analysemetode, som tillader at man kan

beregne stofmængdekoncentrationer af molekyler/ioner ud fra den såkaldte absorbans.

Figur 1 illustrerer processen i et spektrofotometer

Absorbansen defineres således: 𝐴=𝑙𝑜𝑔^{𝐼_{0}}_{𝐼}, hvor 𝐼_{0} repræsenterer lysintensiteten, når lyset

har passeret kuvetten med det rene opløsningsmiddel, mens 𝐼 er lysintensiteten når lyset passerer opløsningen med det lysabsorberende stof.

1

E-nummerbogen, Orla Zinck og Torben Hallas Møller: side 18

Side 5

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 4 af 15

Figur 2 illustrerer absorbansmålingen i et spektrofotometer

                                              2
Til stofmængdeberegningen benyttes Lambert-Beers lov :

𝐴_{𝜆} =𝜀_{𝜆} ∗ 𝑐∗𝑙

Enhederne kan varieres, og i vores forsøg benyttes følgende enheder: 𝐴 er absorbansen

                                      𝐿
(enhedsløs), 𝜀 er ekstinktionskoefficienten ( ), og 𝑙 er kuvettebredden (𝑐𝑚). Da
           𝜆
                                    𝑚𝑔∗𝑐𝑚

kuvettebredden i vores forsøg er 1 cm, kan vi i formlen se bort fra den. Formlen bliver således

𝐴_{𝜆} =𝜀_{𝜆} ∗ 𝑐.

For at nå frem til en stofmængdekoncentration, skal man altså udover absorbansmålingen bruge ekstinktionskoefficienten, som kan bestemmes eksperimentelt. Dette gøres ved hjælp af såkaldte standardkurver. Til standardkurven måles absorbansen for forskellige stofmængdekoncentrationer ved en fast bølgelængde. X-værdierne repræsenterer koncentrationen, mens y-værdierne repræsenterer absorbansen ved den givne bølgelængde.

Ved hjælp af lineær regression findes en funktionsforskriften, 𝑦=𝑎𝑥 , hvor a er lig med

                    3
ekstinktionskoefficienten .

Det er mest hensigtsmæssigt at vælge den/de bølgelængder, hvor absorbansen er størst,

hvilket også giver den største ekstinktionskoefficient, 𝜀 , (j.f. Lambert Beers-lov: 𝐴=𝜀 ∗ 𝑐∗
                                            𝜆                         𝜆

2

Kemi 2000, A-niveau 1 – side 292

3

Kemiøvelser 2/3, Helge Mygind: side 157-159

Side 6

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 5 af 15 𝑙). Når måletallene er større, sænkes den procentuelle måleusikkerhed, og udregningerne kan udføres med større præcision.

Ved blandinger af stoffer , som alle er lysabsorberende ved den givne bølgelængde er den

samlede absorbans lig med summen af stoffernes absorbanser.^{4}

Farvestoffer

Et farvestof er en ion eller et molekyle, som absorberer synligt lys. Det lys, som ikke absorberes, reflekteres i stedet. Lys er elektromagnetisk stråling, og ikke alt lys er synligt. Det

synlige lysspektrum går ca. fra 400-700 nm og ser således ud^{5}:

De tre grundfarver er blå, grøn og rød (ved additiv farveblanding – som ved blanding af lys med forskellige bølgelængder). Ud fra blandinger af disse tre farver dannes resten af farverne. Det lys, som reflekteres fra en genstand er oftest en blanding af flere bølgelængder, men øjet opfatter det kun som en farve. Den farve som ses, er komplementærfarven til den farve, som

absorberes^{6}. Dette illustreres herunder:

Komplementærfarver står modsat:

rød → cyan (grøn + violet)
gul → violet (cyan + mangeta)
grøn → magenta (rød + violet)

4

Kemiøvelser 2/3, Helge Mygind: side 159-160

5

Powerpoint, ”Farver og molekyle plus AO og MO” udleveret af Henrik Blicher Pedersen.

6

Powerpoint, ”Farver og molekyler plus AO og MO” udleveret af Henrik Blicher Pedersen.

Side 7

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 6 af 15

Organiske farvestoffer karakteriseres generelt ved mange konjugerede dobbeltbindinger (dobbeltbindinger kun adskilt af enkeltbindinger), auxochrome grupper (øger farvestoffets lysabsorption uden at rykke ved absorptionsbølgelængden)

og chromofore grupper^{7} (forøger

absorptionsbølgelængden). Jo flere konjugerede dobbeltbindinger et molekyle indeholder, desto højere

                          8
bliver absorptionsbølgelængden .

Tartrazin

Tartrazin er et gult tjærefarvestof af typen Azo.

Azofarvestoffer har generelt modtaget megen kritik, og i dag er kun 11 af dem tilladte i fødevarer. De har det tilfælles, at

                                9          10
de alle indeholder en såkaldt azogruppe (R -N=N-R ) og er røde, orange eller gule. Mange af
                                   1      2

dem er kendt for at have skadelige bivirkninger og kan være allergifremkaldende. Nogle af de ulovlige azofarvestoffer har endda vist sig at være kræftfremkaldende i dyreforsøg. Af hensyn til denne kritik forsøges disse syntetiske farvestoffer (inkl. Tartrazin) ofte erstattet med naturlige eller naturidentiske farvestoffer. Tartrazin er dog stadig tilladt i fødevarer, som

generelt må farves, i mængder op til 100 mg/L i læskedrikke og 500 mg/kg i andre fødevarer.

                                                      11
ADI (acceptabel daglig indtagelse) ligger på 7,5 mg/kg legemsvægt . Tartrazin indeholder 9

konjugerede dobbeltbindininger, 1 Azo-gruppe og en hydroxylgruppe. Tartrazins absorptionsmaksimum findes 427,5 nm, hvilket ligger i det violette spektrum. Farven violet har gul som komplementærfarve, og derfor opfattes tartrazin af øjet som gult.

Figur 3 viser Tartrazins strukturformel

7

Bag den farvede virkelighed, Henrik Parbo: side 38

8

Notater fra kemiundervisning ved Henrik Blicher Pedersen

9

E-nummerbogen, Orla Zinck og Torben Hallas Møller: side 27-28 og 201-202

10

http://en.wikipedia.org/wiki/Azo_compound

11

E-nummerbogen, Orla Zinck og Torben Hallas Møller: side 27-28

Side 8

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 7 af 15

Figur 4 viser Erythrosins strukturformel

Erythrosin

Erythrosin er et syntetisk, jodholdigt, rødt tjærefarvestof med den teknologiske fordel, at det binder sig til det, som farves. Det kan dog give allergilignende symptomer hos særligt følsomme, medføre hyperaktivitet og medføre skjoldbruskkirtelkræft i store mængder (på forsøgsdyr). Erythrosin er ikke blevet forbudt, men ADI er

blevet sænket drastisk og ligger nu på 0,1 mg/kg

legemsvægt. Samtidig er stoffet nu kun tilladt i dessertbær. Erythrosin indeholder 11 konjugerede dobbeltbindinger og 2 carbonylgrupper. Erythrosins absorptionsmaksimum findes ved 525,5 nm, hvilket ligger i det grønne spektrum. Da farven grøn har rød og violet som komplementærfarver, giver det mening, at Erythrosin er rødt. Eythrosins absorptionsmaksimum findes ved en højere bølgelængde en Tartrazins, hvilket kan forklares med, at den indeholder 2 konjugerede dobbeltbindinger og 1 chromofor gruppe mere end Tartrazin.

Lineær regression

Lineær regression er et matematisk redskab, som tillader, at man kan finde lineære

sammenhænge (𝑦=𝑎𝑥+ 𝑏) i datasæt fra empiriske observationer. Disse sammenhænge er

dog aldrig 100 % og altså kun tilnærmelsesvis lineære. De mindste kvadraters metode er en simpel metode til bestemmelse af funktionsforskriften for den fundne lineære sammenhæng ud fra en række punkter i et koordinatsystem. Funktionsforskriften afbilder en ret linje, op ad hvilken punkterne ligger så tæt som muligt. Med de mindste kvadraters metode gælder det

om at finde den ligning, 𝑦=𝑎𝑥+ 𝑏, for hvilken summen af kvadraterne af de lodrette

afstande mellem linjen og punkterne er mindst mulig. Dette beskrives og forklares i det følgende afsnit:

Man har en række punkter: ( 𝑥_{1},𝑦_{1}), ( 𝑥_{2},𝑦_{2}),… ( 𝑥_{𝑘},𝑦_{𝑘})

Den lodrette afstand mellem linjen 𝑦=𝑎𝑥+𝑏 og punktet (𝑥_{1},𝑦_{1}) findes:

𝑑_{1} = | 𝑦_{1} − 𝑦 | = | 𝑎𝑥_{1} + 𝑏 − 𝑦 |.

                                                         2              2
Da udtrykket ikke er differentiabelt i hele , tages kvadratet. Altså 𝑑 =(𝑎𝑥 + 𝑏− 𝑦)
                                                        1      1

Side 9

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 8 af 15

Den lodrette afstand bruges, da det giver mere overskuelige resultater og er nemmere at arbejde med.

Målet er som nævnt at finde værdierne for a og b, hvor kvadratsummen 𝑆 ( 𝑎,𝑏) = 𝑑_{1}^{2} + 𝑑_{2}^{2} +
𝑑_{3}^{2} …𝑑_{𝑘}^{2} er mindst. I dette ekstremumspunkt er de to partielle afledede^{𝑑𝑆}_{𝑑𝑎} =0 og^{𝑑𝑆}_{𝑑𝑏} =0.

𝑆 ( 𝑎,𝑏) =𝑑_{1}^{2} + 𝑑_{2}^{2} + 𝑑_{3}^{2} …𝑑_{𝑘}^{2} =∑(𝑎𝑥 + 𝑏− 𝑦_{𝑖})^{2}

𝑖 𝑘

𝑖=1

Ekstremumspunktet er et minimum, hvilket ses ved resultatet af at lade hhv. a og b gå mod

uendelig. lim_{𝑎→∞} (𝑎𝑥_{𝑖} + 𝑏−𝑦_{𝑖})^{2} =∞ og lim_{𝑏→∞} (𝑎𝑥_{𝑖} + 𝑏 − 𝑦_{𝑖})^{2} =∞.

Først differentieres mht. a: 𝑑𝑆 𝑑𝑎

=∑2 ∗ ( 𝑎𝑥_{𝑖} + 𝑏− 𝑦_{𝑖}) ∗ 𝑥_{𝑖} =2∑ ( 𝑎𝑥_{𝑖} + 𝑏− 𝑦_{𝑖}) ∗ 𝑥_{𝑖}

𝑘 𝑘

𝑙=1 𝑖=1

Derefter differentieres mht. b: 𝑑𝑆 𝑑𝑏

=∑2 ∗ ( 𝑎𝑥_{𝑖} + 𝑏− 𝑦_{𝑖}) ∗ 1=2∑ ( 𝑎𝑥_{𝑖} + 𝑏− 𝑦_{𝑖})

𝑘 𝑘

𝑙=1 𝑖=1

Vi har nu et ligningssystem, som løses vha. substitution

1. ligning:

2 ∗ ∑ ( 𝑎𝑥_{𝑖} + 𝑏−𝑦_{1}) ∗ 𝑥_{1} =0 ⇔ (𝑎∑𝑥 + 𝑘𝑏 − ∑𝑦_{𝑖}))=0 ⇔ 𝑏

𝑘 𝑘 𝑘

𝑖=1 𝑖=1 𝑖=1

𝑖

= ∗ (∑𝑦_{𝑖} − 𝑎∑𝑥_{𝑖}))

1 𝑘 𝑘 𝑘

𝑖=1 𝑖=1

2. ligning:

2 ∗ ∑ ( 𝑎𝑥_{𝑖} + 𝑏− 𝑦_{1}) =0 ⇔ 𝑎∑𝑥 + 𝑏∑𝑥_{𝑖} − ∑𝑦_{𝑖} 𝑥_{𝑖} =0

𝑘 𝑘 𝑘 𝑘

𝑖=1 𝑖=1 𝑖=1 𝑖=1

𝑖

2

NU indsættes udtrykket for b i 2. ligning:

Side 10

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 9 af 15

𝑎∑𝑥 + ( ∗ (∑𝑦_{𝑖} − 𝑎∑𝑥_{𝑖})) ∑𝑥_{𝑖} − ∑𝑦_{𝑖} 𝑥_{𝑖} =0

𝑖

2

1 𝑘 𝑘 𝑘 𝑘 𝑘 𝑘

𝑖=1 𝑖=1 𝑖=1 𝑖=1 𝑖=1

⇔

𝑎∑𝑥 + ∗ ∑𝑦_{𝑖} ∗ ∑𝑥_{𝑖} − (∑𝑥) =∑𝑦 𝑥_{𝑖}

𝑖 𝑖 𝑖

2

1 𝑎

𝑘 𝑘_{𝑖=1}

𝑘 𝑘 𝑘 𝑘 𝑘

2

𝑖=1 𝑖=1 𝑖=1 𝑖=1

⇔

𝑎 ( ∑𝑥_{𝑖} − (∑𝑥)) =∑𝑦 𝑥_{𝑖} − ∗ ∑𝑦_{𝑖} ∗ ∑𝑥_{𝑖}

2 𝑘 𝑘 𝑘 𝑘 𝑘

𝑖=1 𝑖=1 𝑖=1

1 1

𝑘_{𝑖=1} 𝑘_{𝑖=1}

𝑖 𝑖

2

⇔

𝑎=

∑^{𝑘}_{𝑖=1} 𝑦_{𝑖} 𝑥_{𝑖} − ∗ ∑^{𝑘}_{𝑖=1} 𝑦_{𝑖} ∗ ∑^{𝑘}_{𝑖=1} 𝑥_{𝑖}

1 𝑘

∑^{𝑘}_{𝑖=1} 𝑥_{𝑖}^{2} − ( ∑^{𝑘}_{𝑖=!} 𝑥_{𝑖})

1 𝑘

2

Forsøger man at finde ligningen ved håndkraft, sættes værdien for a blot ind i den oprindelige ligning:

𝑏= ∗ (∑𝑦_{𝑖} − 𝑎∑𝑥_{𝑖}))

1 𝑘 𝑘 𝑘

𝑖=1 𝑖=1

Alternativt kan de begge udregnes hver for sig (fx i CAS-programmer) ved at sætte at sætte udtrykket for a ind i ligningen:

𝑏= ∗ ( ∑𝑦_{𝑖} −)

1 𝑘

( ∑^{𝑘}_{𝑖=1} 𝑦_{𝑖} 𝑥_{𝑖} − ∗ ∑^{𝑘}_{𝑖=1} 𝑦_{𝑖} ∗ ∑^{𝑘}_{𝑖=1} 𝑥_{𝑖}) ∗ ∑^{𝑘}_{𝑖=1} 𝑥_{𝑖}

𝑘 1 𝑘

𝑖=1 ∑^{𝑘}_{𝑖=1} 𝑥_{𝑖}^{2} − ( ∑^{𝑘}_{𝑖=!} 𝑥_{𝑖})

1 𝑘

2

Det er altså disse formler for a og b, som benyttes, når man vha. CAS-programmer eller lommeregnere laver lineær regression.

De fleste lommeregnere og CAS-værktøjer giver udover funktionsforskriften også en såkaldt

                       2
determinationskoefficient, 𝑟 , som er et tal mellem 0 og 1, der angiver hvor god den lineære

Side 11

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 10 af 15 sammenhæng er. Hvis determinationskoefficienten er 0, er der slet ingen sammenhæng. Er den 1, er sammenhængen perfekt, og alle punkterne ligger således på linjen.

Eksperimentet

Fremgangsmåde

Ud fra to stamopløsninger af erythrosin og tartrazin indeholdende 500 mg/L hver. Dernæst
fremstilles 2 fortyndede opløsninger á 50 mg/L. Så laves der 2 fortyndingsserier med 5
fortyndinger hver: 2,0 mg/L, 4,0 mg/L, 6,0 mg/L, 8,0 mg/L, 10,0 mg/L. Til hver fortynding er

tilsat en pufferopløsning med ethansyre (eddikesyre) og natriumethanoat, for at undgå pH-udsving, da absorbansen nogle gange afhænger af pH-værdien. Absorptionsspektrene for

tartrazin og erythrosin måles vha. et spektrofotometer ved en koncentration på 10 mg/L for

begge stoffer, og dataen og kurverne herfra ses i bilaget. Derudover måles absorptionsspektret for en farveopløsning (9,0 mL farveopløsning med 1mL tilsat pufferopløsning) med en ukendt koncentration af tartrazin og erythrosin. Opløsningen forestiller en orange sodavand. Så måles absorbansen (igen med spektrofotometret) for sodavanden og de to fortyndingsserier ved de to bølgelængder 470 og 482. Som nævnt er det normalt hensigtsmæssigt at vælge de bølgelængder, hvor absorbansen er størst. Når de valgte bølgelængder i vores forsøg ikke er dem med størst mulig absorbans, skyldes det, at målingerne ved bølgelængderne med maksimal absorbans ikke gav mening – pga. fejl i enten kuvetterne eller selve spektrofotometeret. Ved de valgte bølgelængder giver resultaterne mening, og ekstinktionskoefficienterne er tilpas store til, at de i de senere udregninger kan brugeshensigtsmæssigt. I efterbehandlingen fremstilles relevante tabeller og grafer, som findes i hoveddokumentet og bilaget.

Resultater og analyse

Vores målinger har givet anledning til de 4 nedenstående kurver, som viser sammenhængen mellem koncentrationen af de to farvestoffer og absorbansen ved bølgelængderne 470 nm og

482 nm.

Side 12

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 11 af 15

Ud fra vores eksperimentelle data har vi fået 4 funktionsforskrifter – alle på formen:

𝑦=𝑎𝑥, hvor 𝑦=𝐴,𝑎=𝜀 𝑜𝑔 𝑥=𝑐

𝜆

y = 0,0077x Lineær (482 nm)
R² = 0,9932

y = 0,019x
R² = 0,9927

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0

Absorbans

Koncentration (mg/L)

Standardkurver, erythrosin

470 nm

482 nm

Lineær (470 nm)

y = 0,0215x
R² = 0,9944

y = 0,0135x
R² = 0,9871

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0

Absorbans

Koncentration (mg/L)

Standardkurver, tartrazin

470 nm

482 nm

Lineær (470 nm)

Lineær (482 nm)

Side 13

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 12 af 15

Ud fra graferne aflæses ekstinktionskoefficienterne nu ved 470 nm og 482 nm:

Ekstinktionskoefficienter

Erythrosin Tartrazin

470 nm 0,0077 0,0215

482 nm 0,019 0,0135

I tabellen under ses den fortyndede sodavands absorbans ved samme to bølgelængder, 470 nm og 482 nm:

Sodavand λ A

470 0,27

482 0,231

For at udregne koncentrationen af de to farvestoffer i den fortyndede orange sodavand opskrives nu et ligningssystem, som er formet ud fra den førnævnte regel om, at den samlede absorbans i en opløsning med flere farvestoffer er lig med summen af farvestoffernes absorbanser.

𝐴_{470,𝑠𝑜𝑑𝑎𝑣𝑎𝑛𝑑} =𝜀_{470,𝑡𝑎𝑟𝑡𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛} ∗ 𝑐_{𝑡𝑎𝑟𝑡𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛} + 𝜀_{470,𝑒𝑟𝑦𝑡ℎ𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛} ∗ 𝑐_{𝑒𝑟𝑦𝑡ℎ𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛}

𝐴_{482,𝑠𝑜𝑑𝑎𝑣𝑎𝑛𝑑} =𝜀_{482,𝑡𝑎𝑟𝑡𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛} ∗ 𝑐_{𝑡𝑎𝑟𝑡𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛} + 𝜀_{482,𝑒𝑟𝑦𝑡ℎ𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛} ∗ 𝑐_{𝑒𝑟𝑦𝑡ℎ𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛}

Værdierne indsættes, og ligningssystemet løses på TI-interactive, 𝑐 kaldes 𝑥 og
                                                      𝑡𝑎𝑟𝑡𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛

𝑐_{𝑒𝑟𝑦𝑡ℎ𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛} kaldes 𝑦:

Koncentrationerne af hhv. tartrazin og erythrosin i den fortyndede orange sodavand er altså som følger:

Side 14

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 13 af 15

𝑐       ,       =11,00
 𝑓𝑜𝑟𝑡𝑦𝑛𝑑𝑒𝑡 𝑡𝑎𝑟𝑡𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛

𝑚𝑔

𝐿

𝑐 =4,34

𝑓𝑜𝑟𝑡𝑦𝑛𝑑𝑒𝑡,𝑒𝑟𝑦𝑡ℎ𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛 𝑚𝑔

𝐿

De oprindelige koncentrationer er en smule højere, da den målte opløsning bestod af 9 mL sodavand og 1mL pufferopløsning. De oprindelige koncentrationer kan udregnes vha. en gangefaktor, som findes herunder:

     𝑛        𝑛
𝑐 =   og 𝑐 =
 1        2
    𝑉         𝑉
     1        2

𝑛 isoleres og elimineres:

𝑐_{1} ∗ 𝑉_{1} =𝑐_{2} ∗ 𝑉_{2}

Nu isoleres 𝑐_{1}, og gangefaktoren findes:

𝑐_{1} =𝑐_{2} ∗ =𝑐_{2} ∗ =𝑐_{2} ∗ 1,11

𝑉_{2} 10𝑚𝐿
𝑉_{1} 9𝑚𝐿

Endeligt udregnes de oprindelige koncentrationer af tartrazin og erythrosin:

𝑐 =1,11 ∗ 11,00 =12,22

𝑜𝑝𝑟𝑖𝑛𝑑𝑒𝑙𝑖𝑔,𝑡𝑎𝑟𝑡𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛 𝑚𝑔 𝑚𝑔

𝐿 𝐿

𝑐 =1,11 ∗ 4,34 =4,82

𝑜𝑝𝑟𝑖𝑛𝑑𝑒𝑙𝑖𝑔,𝑒𝑟𝑦𝑡ℎ𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛 𝑚𝑔 𝑚𝑔

𝐿 𝐿

Koncentrationen af Tartrazin i vores sodavand er lav nok til at være tilladt ifølge Positivlisten

(grænsen er 100 mg/L), mens det overhovedet ikke er tilladt at tilsætte erythrosin til

læskedrikke.

Resultaterne er realistiske, men meget stor præcision kan ikke garanteres, før flere, gentagne målinger udføres – evt. også med forskellige spektrofotometere. Der er forskellige fejlkilder, man skal tage højde for, når man vurderer resultaternes troværdighed. Det er vigtigt at kuvetterne hverken er fedtede eller ridsede, samt at spektrofotometeret fungerer korrekt. I vores forsøg havde vi som nævnt nogle tekniske problemer ved bestemte bølgelængder, som muligvis skyldtes kuvetterne eller spektrofotometeret. Det er tilmed vigtigt at huske tilsætningen af pufferopløsningen, da pH-udsving kan påvirke absorbansen for nogle farvestoffer.

Side 15

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 14 af 15

Konklusion

Vi har udført en kvantitativ, spektrofotometrisk analyse af en farveblanding indeholdende ukendte koncentrationer af Tartrazin og Erythrosin. Ud fra optegnede standardkurver og udregnede ekstinktionskoefficienter udregnede vi, at koncentrationen af de to stoffer var som følger:

𝑐 =1,11 ∗ 11,00 =12,22

𝑜𝑝𝑟𝑖𝑛𝑑𝑒𝑙𝑖𝑔,𝑡𝑎𝑟𝑡𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛 𝑚𝑔 𝑚𝑔

𝐿 𝐿

𝑐 =1,11 ∗ 4,34 =4,82

𝑜𝑝𝑟𝑖𝑛𝑑𝑒𝑙𝑖𝑔,𝑒𝑟𝑦𝑡ℎ𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛 𝑚𝑔 𝑚𝑔

𝐿 𝐿

Målemetoden er yderst anvendelig, og kræver blot, at apparaturet fungerer, samt at kuvetterne er i god tilstand. I vores forsøg havde vi ved enkelte bølgelængder problemer med apparaturet, hvilket gjorde at vi blev nødt til at fremstille standardkurverne ud fra nogle andre bølgelængder end de planlagte. Dette havde ikke været nødvendigt hvis udstyret havde fungeret optimalt. Flere af hinanden uafhængige målinger – evt. med et andet spektrofotometer og andre kuvetter – ville give et mere troværdigt resultat.

Side 16

[navn fjernet] Matematik A og Kemi A Ringkjøbing Gymnasium

2.a

Side 15 af 15

Litteraturliste

http://en.wikipedia.org/wiki/Azo_compound ()

http://www.famosweb.org/arkiv/10-1/node2.html () (Sun Sep 22 00:34:24 MET

DST 1996)

”Farver og molekyler plus AO og MO”, powerpoint-præsentation udleveret af Henrik

Blicher Pedersen.

Mygind, Helge: Kemi 2000 A- niveau 1. P. Haase & Søns Forlag a/s, 1. udgave, 1.

Oplag 1995, 4. oplag 2000

Mygind, Helge: Kemi 2/3 - øvelser. P. Haase & Søns Forlag a/s, 1. udgave, 1. oplag,

1991

Notater fra kemiundervisning ved Henrik Blicher Pedersen

Parbo, Henrik: Bag den farvede virkelighed. Forlaget systime a/s, 1986

Pedersen, Henrik Blicher: Øvelsesvejledning

Zinck, Orla m.fl.: E-NUMMERBOGEN. Tilsætningsstoffer i maden - virkninger og bivirkninger, Forlaget Libris, 7. udgave, 1. oplag, 2008