График 1.

Заметим, что мы использовали данные с поправкой на длину оптического пути, равной 1 см (это за нас сделал плашечный спектрофотометр ОД590).

3. Теперь, используя полученную методом наименьших квадратов линейную зависимость оптической плотности от концентрации раствора, мы найдем искомую концентрацию растворов, пользуясь данными спектрофотометрии (таблица 3.1).

Таблица 3.1

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
D	3,956666667	0,286666667	0,73	0,143333333	1,706666667	4,586666667	3,433333333	1,173333333	2,11	4,253333333	6,266666667	0,15
E	3,916666667	0,276666667	0,73	0,143333333	1,726666667	4,756666667	3,536666667	1,2	2,156666667	4,196666667	6,24	0,163333333
F	3,93	0,26	0,74	0,146666667	1,71	4,733333333	3,45	1,18	2,07	4,33	6,316666667	0,146666667
G	3,91	0,293333333	0,74	0,143333333	1,71	4,62	3,516666667	1,18	2,19	4,11	6,343333333	0,15

Мы будем пользоваться усредненными данными об оптической плотности по 4 лункам (по вертикали) (таблица 3.2).

Таблица 3.2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
3,798333333	0,149166667	0,605	0,014166667	1,583333333	4,544166667	3,354166667	1,053333333	2,001666667	4,0925	6,161666667	0,0225

Затем, поскольку мы знаем зависимость D(n), мы можем получить зависимость n(D):

D = 68,797n => n = D/68,797

Итог имеем в виде таблицы (3.3):

Таблица 3.3

Номер колонки	Оптическая плотность, D	Концентрация раствора n, мг/мл
1	3,7983	0,055211
2	0,1492	0,002168
3	0,6050	0,008794
4	0,0142	0,000206
5	1,5833	0,023015
6	4,5442	0,066052
7	3,3542	0,048755
8	1,0533	0,015311
9	2,0017	0,029095
10	4,0925	0,059487
11	6,1617	0,089563
12	0,0225	0,000327

4. Заметим, что все это время мы вели речь о смешанной концентрации. Теперь получим формулы для подсчета других концентраций (молярной и весовой):

Молярная концентрация:

Cмол = [количество моль вещества в растворе]/[объем раствора]

Cмол = (m красителя/M красителя)/V раствора = (m красителя/V раствора)/M красителя = Cсмеш/М красителя

Заметим, что М красителя - это молярная масса красителя (г/моль), а Cсмеш = m красителя / V раствора по определению, и это как раз та величина, которой мы располагаем.

Молярная масса красителя в нашем случае - 692 г/моль. Тогда, если мерять в мМ (миллимолях) результат, а также брать C смеш размерностью мг/мл, то получится

C мол = C смеш мг/мл / 692*1000 мг/моль = (С смеш/692) миллимоль/мл = (1000/692)*(C смеш) мМ

Весовая концентрация:

C вес = [масса вещества]/[масса раствора]

В этом случае следует сказать о том, что то, что мы наливали в лунки представляло из себя смесь из трех веществ - красителя, ТРИС и воды (во всяком случае, мы так поняли). По сути, в массу раствора нам следует включить массу красителя, массу ТРИС и массу воды.

C вес = m красителя / (m воды + m красителя + m трис)

Посмотрим на каждое слагаемое в отдельности:

m красителя = C смеш * V

m воды = (плотность воды) * V - здесь мы считаем, что добавление ТРИС и красителя не сильно влияет на объем, а следовательно для вычисления массы воды подойдет обычная плотность воды (1 г/мл)

m ТРИС = (M ТРИС)*(молярность раствора ТРИС)*V

Молярность раствора ТРИС - 20 мМ (миллимоль), а молекулярная масса ТРИС - 121 г/моль.

Видим, что объем входит во все слагаемые, поэтому на него можно сократить.

C вес = C смеш / (плотность воды + С смеш + (М ТРИС)*(молярность раствора ТРИС)

Если мы учтем размерность смешанной концентрации (мг/мл), то получим следующую формулу:

C вес = C смеш / (1000 мг/мл + C смеш + (121000 мг/моль)*(0,02*10^-3*моль/мл)) = C смеш / (1002,4 мг/мл + C смеш).

Поскольку C смеш у нас едва ли достигают 0,1 мг/мл, в знаменателе этой величиной мы можем пренебречь. Итоговый результат:

C вес = C смеш / 1002,4

Итоговый результат представлен в таблице 4 (ответ к заданию 2).

Таблица 4.

	C вес, мг/мг	C мол, мМ	C смеш, мг/мл
1	0,000055	0,079784	0,055211
2	0,000002	0,003133	0,002168
3	0,000008	0,012708	0,008794
4	0,000000	0,000298	0,000206
5	0,000023	0,033258	0,023015
6	0,000066	0,095451	0,066052
7	0,000049	0,070455	0,048755
8	0,000015	0,022125	0,015311
9	0,000029	0,042045	0,029095
10	0,000059	0,085963	0,059487
11	0,000089	0,129426	0,089563
12	0,000000	0,000473	0,000327