Versuch 78

In diesem Versuch untersuchen wir die Absorption von Licht durch Cyanin-Farbstoffe.

Versuchsaufbau

Versuchsaufbau mit Glühlampe, Linse, Küvette und Lichtleiteradapter auf einer optischen Bank, USB-Spektrometer mit Laptop, verschiedenen Bechergläsern, zwei Kolbenhubpipetten und Zubehör.

Optische Bank

Wir verwenden eine Schiene mit Zeiss-Profil, auf der einzelne Reiter mit den optischen Komponenten entlang der optischen Achse verschoben werden können. Als Weißlichtquelle für die Absorptionsmessungen dient eine Glühlampe mit regelbarer Spannung. Das Licht kann mit einer Linse kollimiert werden, eine Klemmhalterung hält die Küvette. Der Lichtleiter wird über einen Adapter mit F-SMA-Anschluss fixiert.

Verschiedene Steckverbinder für Lichtleiter:

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/LWL-Steckverbinder

Farbstoffe

Lösungen der drei verwendeten Cyanin-Farbstoffe in Ethanol.

📄 Sigma Aldrich Sicherheitsdatenblatt 166510.pdf

📄 Sigma Aldrich Sicherheitsdatenblatt 323764.pdf

📄 Sigma Aldrich Sicherheitsdatenblatt 392197.pdf

Gläser und Küvetten

Bechergläser zum Ansetzen der Farbstofflösungen, Kunststoffküvetten für die Absorptionsmessungen.

Kolbenhubpipette

Kolbenhubpipette für Volumina von 100 bis 1000 µl, mit Einwegspitze.

Kolbenhubpipette für Volumina von 1 bis 5 ml, mit Einwegspitze.

Bitte beachten Sie bei der Bedienung der Pipette:

• Das Volumen muss vor dem Pipettieren eingestellt werden.
• Bleiben Sie dabei innerhalb der angegebenen Grenzen, die Pipette geht sonst kaputt.
• Vor dem Aufziehen der Flüssigkeit wird der Knopf bis zum ersten Druckpunkt gedrückt.
• Beim Ablassen der Flüssigkeit wird der Knopf bis zum zweiten Druckpunkt gedrückt.
• Halten Sie die Pipette senkrecht, damit keine Flüssigkeit ins Innere läuft.

📄 SurePette Benutzerhandbuch.pdf

USB-Spektrometer

Das Ocean Optics Red Tide USB650 ist ein kompaktes kommerzielles Gitterspektrometer. Das Licht wird über einen Lichtleiter eingekoppelt. Das Signal wird über USB an einen Computer weitergegeben und mit der Software OceanView dargestellt.

behält das aktuelle Spektrum als Overlay, ohne die Daten zu speichern.

kopiert das aktuelle Spektrum in die Zwischenablage.

speichert das aktuelle Spektrum als tabulatorseparierte ASCII-Datei.

erlaubt verschiedene Einstellungen für das Speichern.

Unter Aquisition Group Window können verschiedene Parameter angepasst werden, z.B. die Integrationszeit.

📄 Ocean Optics Red Tide USB650 Operation Manual.pdf

📄 OceanView Installation and Operation Manual.pdf

*Konjugierte Doppelbindungen

Alle sechs C-Atome sind sp²-hybridisiert. Jeweils drei Elektronen bilden lokalisierte σ-Bindungen mit den benachbarten Atomen. Das vierte Elektron steckt in einem p_z-Orbital, das senkrecht zur Ebene der σ-Bindungen steht. Die Elektronen in den p_z-Orbitalen bilden π-Bindungen, deren Elektronen über den gesamten Ring delokalisiert sind.

In der Strukturformel kann man das als abwechselnde Einfach- und Doppelbindungen darstellen; dabei sind die beiden möglichen Darstellungen gleichermaßen "korrekt" (Mesomerie). Die delokalisierten π-Elektronen werden deshalb in der Strukturformel häufig als Kreis dargestellt.

🔗 https://en.wikipedia.org/wiki/Benzene

Im Cyanin-Molekül sind die π-Elektronen auf der Kette zwischen den beiden N-Atomen quasi-frei beweglich. Ihre potentielle Energie ist in diesem Bereich näherungsweise konstant, jenseits der N-Atome steigt sie steil an. Für das Modell eines unendlich tiefen eindimensionalen Kastens können die diskreten Energieniveaus (blau) analytisch berechnet werden.

🔗 https://doi.org/10.1063/1.1747143 [Kuhn, J. Chem. Phys. 17, 1198, 1949]