О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Схема установки для визуального анализа приведена на рис. 3.14. При помощи генератора между противоэлектродом и фульгуратором возбуждается искровой разряд. Полихромное излучение попадает в объектив спектрального прибора, который преобразует его в спектр посредством системы призм. Спектр наблюдают в окуляр спектрального прибора.
обычно используют стилоскопы (СЛ-11А) или стилометры (СТ-7). Исследуемый раствор помешают в сосуд фульгуратора (рис. 3.15). Электрод с каналами для поступления раствора на его поверхность герметично вставляется в сосуд фульгуратора при помощи резиновой прокладки. Поскольку при визуальном ме- 1 толе наблюдение спектра занимает длительное время, то, если = -= =:=== 2 анализируют раствор, источник излучения должен иметь минимальную тепловую мощность, так как, чтобы обеспе- — 3 чить постоянство условий поступления анализируемого вещества в искровой разряд, температура анализируемого Раствора при экспозиции должна оставаться практически постоянной Невысокой тепловой мощностью обладают разРяды конденсированной ис- -=з 11 13 Рнс.
5.1б. Оптическая схема стилометра ст-7: ! — источник света; 2 — вакантное стекло; 3 — линза; 4 — шаль; 5 — поворотная призма, б — объектив коллиматора, 7 — 9 — система лиспертиртзоших призм; 70 — поворотная призма; ! ! — объектив зрнтельнап тртбьъ !2— фотометрические клиньл, !3 — окуляр 80 кры или высокочастотная ис- 1 кра. Дуговые источники света для этой цели непригодны (см, 2 разд. 3.1.3). Полихромное излучение 3 пробы разлагается в спектр в спектральном приборе и визу- 4 б-'ч~ '(- — ~~ 8 ально наблюдается через его окуляр. На рис. 3.16 приведена упрощенная оптическая схема 7 стилометра СТ-7. Излучение 6 от источника света через за- 12 щитное стекло и линзу проходит через щель.
Поворотная призма изменяет ход лучей на 90', направляя их на объектив коллиматора и затем на диспергирующие призмы. Разложенное в спектр излучение искрового разряда поворачивается призмой на 180' и объективом зрительной трубы направляется через фотометрические клинья в окуляр, в поле зрения которого наблюдается спектр. Фото- метрические клинья используют при количественных определениях. Прибор снабжен стеклянной оптикой и позволяет наблюдать спектр в области 400 — 700 нм. При выполнении качественного анализа определяют длины волн линий в спектре исследуемого вещества. Для этого измеряют относительное положение спектральных линий в спектре, а длины волн находят по дисперсионной кривой спектрального прибора.
На стилометре СТ-7 положение линии в спектре фиксируется по шкале барабана микрометрического винта, поворачивающего диспергирующую призму и перемещающего весь спектр в поле зрения окуляра. Нулевой (реперной) чертой при этом считается левый край прямоугольной рамки, вырезающей небольшой участок в наблюдаемой области спектра (рис.
3.17). Участок спектра в рамке имеет несколько большие размеры по высоте и может быть перемещен вправо или влево с помощью специального барабана стилометра. При этом в остальном спектре остается темный вырез. Однако при определении положения спектральной линии в спектре, то есть при качественном анализе, рамка должна точно вписываться в вырез, а яркость спектра в ней должна быть несколько уменьшена при помощи одного из фотометрических клиньев 12 (см. рис. 3.16). При измерении выбранную спектраль- ягс а уу ИзмеРение поло,кения линии в спектре, а — покосное положение линии, б — положение линии при отсчете Стрелкой указано напра грааасрие смешения всего спектра ную линию поворотом микрометрического винта призмы точно устанавливают на левой границе рамки и отсчитывают ее положение по шкале с точностью до 1 — 2 десятых долей деления.
Измерения повторяют 3 — 4 раза, записывая среднее значение отсчета, В темно-красной и фиолетовой областях спектра, где глаз с трудом различает свечение фона, спектральную линию выводят в отсчетное положение до уменьшения примерно вдвое ее наблюдаемой ширины. Практические работы Работа 1. Идентификация катионов металлов в растворе Данный анализ заключается в определении длин волн нескольких спектральных линий в спектре пробы по индивидуальной дисперсионной кривой спектрального прибора. Для стило- метра она выражает зависимость между отсчетом показаний на барабане микрометрического винта и длиной волны спектральной линии„находящейся в отсчетном положении.
Дисперсионная кривая строится в спектральной лаборатории заранее, она может быть представлена в виде графика или таблицы, в которой для спектральных линий рассматриваемого круга элементов указаны соответствующие показания измерительного барабана микрометрического винта стилометра.
Для построения дисперсионной кривой стилометра в разряд конденсированной искры вводят раствор, содержащий соль известного элемента. В наблюдаемом спектре измеряют положение спектральных линий с точностью до десятых долей деления шкалы барабана.
Затем вводят в разряд дистиллированную воду и измеряют положение спектральных линий в ее спектре (холостая "Роба). Идентифицируют линии в спектре известного элемента, используя при этом таблицу спектральных линий (табл. 3.4), исключив предварительно линии, наблюдаемые в спектре "холостой" ~робы. Идентификация облегчается в случае группировки спектральных линий (синглет, дублет, триплет и т, п.). Показания измерительного барабана и длины волн идентифицированных спектральных линий записывают в виде таблицы. о1 Табсиаа 3.4, Характернстнческне сиектральные линни элементов 670,8 610,4 Темно-красная Оранжевая 5,39 6! 6,1 615,5 Дублет оранжевых линий 568,8 567,6 Дублет желтых линий 515„5 514,9 5,14 Дублет ярких зеленых линий 498,4 497,9 Дублет синих линий 589,6 589,0 Дублет темно-красных линий 693,9 691,1 Группа желтых линий 4,34 Группа зеленых линий Желтая 552,9 7,64 Триплет ярких зеленых линий Синяя 470,3 Са 6,11 5т 5,69 583,2 581,1 580,2 578,3 536,0 534,3 532,4 518,4 517,3 516,7 671,8 585,8 558,9 422,7 687,8 483,2 460,7 430,6 421,6 Дублет наиболее ярких желтых линий Темно-красная Яркая желтая Яркая зеленая Яркая фиолетовая (наиболсс чувствительная) Яркая красная Яркая сине-зеленая Яркая синяя (наиболее чувствительная) Яркая фиолетовая Яркая фиолетовая Первый потенциал ионизации, зВ Длина волны, нм Характеристика линии Элемент Очень яркая резкая оранжевая Оранжевая Яркая резкая желтая Желтая Зеленовато-синяя Синяя Синяя Яркая диффузная фиолетовая 5,21 Ва 440,3 435,0 428,3 Группа фиолетовых линий 624,3 623,2 Оранжевые А) (искровой метод) 5,98 484,2 466,3 559,3 Синяя Яркая синяя Желтая 636,2 481,0 472,2 468,0 2п 9,39 547,1 546,5 520,9 Зеленая Зеленая Зеленая, наиболее яркая (мешает Сг) 7,57 600,2 589,6 Оранжевая Желто-зеленая Желто-зеленая Зеленая диффузная Фиолетовая диффузная РЬ 7,4! 560,9 537,2 424,2 481,9 С( (искровой режим) 481,0 479,4 !3,0! Триплет синих линий Группа зеленых линий (линия 545,5 наиболее яркая) 545,5 543,3 542,9 5 (искровой режим) 10,36 Яркая зеленая 532,0 Р (искровой ре;ким) 604,3 603,4 602,4 10,48 Триплет красных линий 83 614,2 582,7 553,5 551,9 493,4 490,0 472,7 455,4 Яркая красная Синяя (мешает Сг) Синяя (мешает В() Синяя Таблица 3.4.
(Прадалжеагге7 Элемент Характеристика линии 11,84 17,42 вой режим) Темно-красная 685,6 546,5 516,1 ! (искровой режим) 10,45 Яркие зеленые линии Зеленая (мешает Со) 534,! Группа ярких синих линий Мп 7,43 450,2 449,9 Фиолетовые линии Яркая желто-зеленая Желто-зеленая Зеленая (мешает Мп) Зеленая Зеленая Со 7,86 Группа ярких сине-зеленых линий 458,2 453,1 547,7 508,3 Яркая зеленая Яркая зеленая 7,63 Группа синих линий Желтая яркая Желтая Очень яркая зеленая Яркая фиолетовая 10,43 Зеленая Зеленая Зеленая Яркая синяя (мешает ап) В( 84 Вг (искровой режим) Первый потенциал ионизации, эВ Длина волны, нм 478,5 481,7 518,2 533,2 482,3 476,7 476,3 476,4 548,4 535,2 534,4 526,7 521,3 486,7 484,0 481,4 485,6 478,6 471,5 579,1 570,0 546,1 435,9 555,2 520,9 514,4 472,2 Яркая синяя Синяя Зеленая Желтая Фиолетовые линии Таблица 3.4.
(Продоллсеиие) Таблица 3.4. ГОкаачааие) 643,9 Красная срелнеяркая 508,6 Яркая зеленая 480,0 Яркая синяя 467,6 Яркая сине-фиолетовая 8,99 Такая таблица может быть использована и при работе на других однотипных спектральных приборах, для них показания мик- ' рометрического винта будут отличаться от приведенных в таблице данных на некоторую постоянную величину, которую легко~ установить экспериментально.
В данной работе вначале изучают индивидуальные спектры 3 — 4 ~ элементов, для чего исследуют растворы, содержащие их катионы, затем анализируют контрольный раствор. Проборы и реактивы Стилометр СТ-7. Генератор конденсированной искры ИГ-З. 1 Штатив. Электрод для спектрального анализа растворов (фульгуратор).1 Растворы солей металлов, 1 %-ные. Выполнение работы Последовательно выполняют следующие операции: 1) изготав- "; ливают электроды и собирают фульгуратор; 2) заполняют фульгу- ' ратор исследуемым раствором и устанавливают электроды в дер-. 1 жателе штатива; 3) возбуждают разряд конденсированной искры и ~ устанавливают в рабочее положение спектр в окуляре стилометра; 4) измеряют положение спектральных линий в спектре "холостой" пробы; 5) измеряют положение спектральных линий в спектрах ) всех указанных преподавателем элементов; б) строят дисперсион- з ную кривую; 7) анализируют контрольный раствор.
Изготовление и установка электродов. Электроды изготавливают из спектрально чистых графитовых стержней диаметром 5 мм. ( В качестве верхнего электрода (противоэлектрода) отбирают стер- ~ жень длиной 50 — 60 мм, рабочий конец затачивают на усеченный конус с диаметром площадки 2 мм. Нижний электрод (см. рис. 3.15) с просверленными каналами диаметром 1,0 мм вставляют в полиэтиленовую чашку фульгуратора так, чтобы он выступал над по- хностью ее краев на 2 мм. Затем в чашку наливают из пробир„„раствор известной соли столько, чтобы его уровень был при„,ерно на 0,5 мм ниже уровня краев чашки, и удаляют воздух из палов электродов при помощи пипетки, Фульгуратор с раством устанавливают в держателе штатива соосно с верхним элек„одом.
Разрядный промежуток 2,0 мм устанавливают по шаблону, ИскРовой РазРЯд должен находитьсЯ в фокУсе объектива стилометра. Возбуждение спектра. Для возбуждения искрового разряда используют следуюший режим работы генератора ИГ-3: индуктивность 0,55 мГн, емкость 0,005 мкФ, сила тока 1,5 А. Наблюдая спектр через окуляр стилометра, добиваются четкого его изображения. Если освещенность спектра плохая, то необходимо в первую очередь проверить положение барабанов, позволяюших менять освещенность спектра и рамки.
Если и после этого освешенность спектра остается слабой, неравномерной или спектр вообще не наблюдается, то это означает, что разряд смещен относительно фокуса объектива стилометра. При этом возможны три случая: !) поле зрения освешено слабо, но нижняя часть ярче — необходимо сместить разрядный промежуток несколько выше; 2) поле зрения освешено слабо, но верхняя часть ярче — необходимо сместить разрядный промежуток вниз; 3) поле зрения не освешено — полное нарушение корректировки электродов.
Тогда проводят корректировку электродов при отключенном от электрической сети генераторе. Идентификация спектральных линий известного элемента и построение дисперсионной кривой стилаиетра. С помощью стилометРа идентифицируют поочередно спектральные линии вводимого , в разряд элемента (длины волн характеристических спектральных линий элементов даны в табл.
3.4). Устанавливают измерительный барабан стилометра в отсчетное положение с точностью до четырех значащих цифр, затем включают генератор конденсированной искры при помаши кнопки. 'Пуск", наблюдают спектр через окуляр стилометра и отмечают присутствие или отсутствие линии в спектре. Если спектральная линия имеет небольшую яркость и ее присутствие вызывает сомнение, то с помошью микрометрического винта несколько смеШают спектр влево, наблюдают линию в спектре и снова устанавливают ее в отсчетное положение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
