Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (задачи и вопросы) (PDF), страница 61

Дайте определение понятия «фотометрическая реакция». Какие требования к ней применяются? Каким требованиям должен удовлетворять фотометрический реагент? 11. Какую величину используют для сравнительной оценки чувствительности фотомегрических реакций? 12. Каким образом можно добиться снижения пределов обнаружения веществ методом молекулярнон абсорбционной спектроскопии? 13. Какие фотометрические реакции используются для определения 51, Т1, У, Сг, Мп, ге, Со, Х1, Сп? Ъ'кажите условия их проведения и изобразите формулы фотометрируемых соединений. ~ Ф Ф 1»Ф- фгФ Рвс. 9.44.

К вопросу 5 14. Приведите примеры использования л в фотометрическом анализе для получения окрашенных соединений следующих типов химических реакций: а) комплексообразоваыия; б) образования малорастворимых соединений; в) окисления — восстановления; г) синтеза и разрушения органических соединений. 15. Что такое раствор сравнения в фото- метрическом аыализе? Каков его состав и назыачение? 16. В каких случаях следует измерять оптические плотности анализируемых растворов относительно растворителя, а в какых случаях — относительно раствора контрольного опыта? 17. Как выбрать оптимальную длину волны для проведения фотометрического анализа, если в спектре поглощеыня наблюдается несколько максимумов? 18.

Пользуясь рис. 9.46, укажыте оптимальные значения рН и избытка реагента Е для определения металла М в виде комплекса М1„обладающего интенсивной полосой поглощения при длине волны Х. Объясните ход зависимостей. 19. Иоы металла М+ образует с лигандом Е окрашенный ковш- лекс состава М Еа+, поглошающий электромагнитное излучение при длине волны Л.. Как будет меыяться оптическая плотность А растворов, содержащих постоянную концентрацию иона металла М+ О 2 4 6 8 10 12рН и О ! г 5 6 сс/сл! 3 4 б Рве.

ЯА6 Зависимость оптической плотности комплекса МЕ! при ивине волны г от рН !а) и избытка лиганна !6) ! 2-129 353 и переменные концентрации лиганда 1., от соотношения сДсм, если комплекс М1„+: а) устойчивый; б) малоустойчивый? 20. Растворы с постоянными ковпентрациями Нй(П) и дифенилкарбазона и переменной концентрацией хлорид-иона экстрагировали хлороформом. Экстракт, содержащий комплекс ртути с дифенилкарбазоном, фотометрировали при 2= 520 нм в кювете с 1= =1,00 см. На рис. 9.47 приведен график зависимости оптической плотности хлороформного экстракта от концентрации хлоридиона в водной фазе.

Чем объвснить снижение оптической плотности экстракта с увеличением концентрации ионов хлора в водной фазе? 21. В спектре МпО, наблюдаютсх три полосы поглощения: 225 (в) 3 10э), 310 (а=1,5 10э) и 528 нм (в=2,9 10э). Оцените возможности определения марганца в стали при указанных длинах волн, если растворение стали и окисление Мил+ до МпО, проводит в азотной кислоте. 22. Фотометрическое определение фосфора в виде фосфоромолибденовованадиевой гетерополикислоты проводят при 2=400 нм. Применяемые реагенты — смесь молибдата и метаванадата аммония — обладают заметным поглощением при этой длине волны.

Как проводит фотометрировавие анализируемых образцов в этом случае? 23. Сероуглерод содержит следовые количества антрацена. В спектре поглощения антрацена нмеютси две полосы: 252 нм (я= = 2,6 10э) и 355 нм (я = 3,7 10э). Слой сероуглерода толщиной 1,00 см прозрачен до 380 нм (коротковолновая граница прозрачности). Каким образом можно определить концентрацию антрацена в серо- углероде? 24. Дли контроля сточных вод на содержание токсичного вещества Х можно использовать экстракционно-фотометрический метод, регистрируя интенсивность полосы поглощения этого вещества 0,16 О,!2 0,08 0,04 Рве. 9А?.

Зависимость оптической плотности хлороформного экстракта, содериапвго комплекс ртути с дифеиилкарбаэоном, от концентрацнв хлорид-нона в водной фаэе в области длин волн 240 — 260 нм. Какие из приведенных в таблице растворителей подходят для этих целей, учитывая, что все они экстрагнруют токсичное вещество Х практически нацело? 25. Прн фотометрнческом определении железа и кобальта в виде тиоцианатных комплексов в целях повышения чувствительности и точности анализа используют водно-ацегоновые (до 50% ацетона) н водно-этанольные (до 90% этанола) среды. Почему прибавление ацетона и этанола улучшает метрологические характеристики анализа в рассматриваемом случае? 26. Расчет относительной погрешности фотометрическнх измерений основан на формуле Туаймена — Лотиана м о,амза т А АТ При каких допущениях была получена эта формула? 27.

Каковы оптимальные интервалы измерения величин пропускания н оптической плотности? Чем они определяются? 28. Прн каком значении оптической плотности (пропускання) относительная погрешность абсолютных фотометрических измерений достигает минимального значения? Ответ иллюстрируйте соответствующнми формулами. 29.

Растворы, содержащие воднорастворимый комплекс диметилглиоксимата никеля, имеют оптические плотности выше 2,5. Какой способ следует использовать при фотомегрнрованни этих растворов, чтобы обеспечить минимальную погрешность измерения? 30. Чем обусловлено повышение точности спектрофотометрического определения веществ при дифференциальных измерениях? Ответ иллюстрируйте графически. 31. В каких случаях применяется дифференциальный спектрофотометрический метод? 32. На рис. 9.48 представлены результаты измерении оптической плотности серии растворов хромата калия относительно раствора сравнения с концентрацией с (1/ЗК,Сг04) =1 10 М прн 2 = 372,5 нм.

355 т,% 20 л 2,0 1,5 1,0 0,5 во -0,5 90 ЗОО 550 саа Л,нм -1,0 Рис. 9А9. Спектры поглощении пентаена (1) и мнкотептана (2) в метаноле (с 1,0 10 ь%;1=1,000 см) Рас. 9Ай. Градунровоиныс трафвки пла определенна аромата калка дифференциальным методом: 1 — бсз вселении нстпрсиьвыи светофильтров;? — с установкой перса поестьми вейтрасьныс светофильтров НС-В толщиной 4,0 мм О+() -т 356 Измерения выполнялись дважды: без введения нейтралъных светофильтров (1) и с установкой перед кюветами нейтральных светофильтров НС-8 толщиной 4 мм (2). Объясните нарушение линейности градуировочного графика во втором случае. 33.

Имеется проба, содержащая органическую кислоту НА и не- идентифицированную примесь. В области полосы поглощения молекулярной и нонизированной форм кислоты НА поглощение примеси имеет экспоненциальный характер. Предложите способ определения кислоты НА в пробе, учитывая различие в спектрах поглощения пробы в 0,1 М НС1 и 0,1 М 1ь)аОН и инертность примеси к обработке растворами кислот и щелочей. 34. На рис. 9.49 изображены спектры поглощения антибиотиков — пентаена (1) и микогептина (2) в метаноле. Предложите способ определения примеси пентаена в микогептине.

35. На использовании каких законов основан спектрофотометрический метод определения констант равновесия? 36. Какие условия следует соблюдать при экспериментальном определении константы диссоциации кислоты спектрофотометрическим методом? 37. Пользуясь рис. 9.12, изобразите графики зависимости А= =1(рН) при 1., нм: 250, 275 и 321. Какую характеристику определяет точка пересечения кривых А =ЛрН) и А =1(рН)? 38. На практике часто приходится иметь дело с равновесиями типа ллл ьо о,в 0,6 0,4 ол /см 4 сс/см Рвс.

9.Ю. Крввые васмпввик комплек- Рис. 9.5Ь Кривые иасыщепии компсов МЬ ~/) в М'Ь (2) лекса 0,5 ! сс/(с~ + см) а 0.5 ! с„//с„+с > б Рис. 9.52. Зависимость оптической плотности от состава изомоларпого раствора: а — система М вЂ” Ь: б — система М вЂ” А где поглощает только продукт реакции Т. Если констаита К такого равновесия мала, то молярный коэффициент поглощения продукта реакции вт определить иепосредствепно не удается. Выведите уравнение, связывающее константу равновесия К с исходными ковцентрациями компонентов О и Я, молярным коэффициентом поглощения продукта реакции ат и оптической плотностью раствора, содержащего все компоиенты реакции.

Укажите, как, используя выведеиное уравиение, можно определить значения К и вт. 39. На рис. 9.50 приведеиы кривые насыщения комплексов МЬ и М Ь. Какой из ионов металла обладает собствениым поглощевием при длине волны Х? 40. На рис. 9.51 приведеиа кривая насыщения комплекса. Чем объяснить, что наклон прямой за точкой эквивалентности отличен от пуля? 41. На рис. 9.52 приведеиы результаты исследоваиия комплексов М1,+ и МА+ методом изомолярных серий (см+сь -— ем+се,' амс— -емл ' РНмх — РНмл' Л~(Н1.+1 — К~(НА+)).

Какой из двух комплексов устойчивее? 42. На чем основан фотометрический анализ смеси веществ без их разделения? 43. Какими критериями руководствуются при выборе аналитических длин волн при анализе двухкомпонентных смесей по методу Фирордта? 9.3.2. Люминеецентный анализ Интенсивность люминесценции и концентрация люминофора. Если интенсивность люминесценции характеризовать числом квантов, испускаемых люминофором в единице объема в единицу времени, то зависимость интенсивности люминесценции от концентрации люминофора в растворе будет выражаться формулой 1= р,1,(1 -7)= р,1,(1-10 "), (9.69) где 1о — интенсивность возбуждающего излучения (число возбуждающих квантов, падающих на единицу объема в единицу времени); Т вЂ” пропускание люминофора при длине волны возбуждения; 11— коэффициент поглощения при длине волны возбуждения.