О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Дают возможность фазам хорошо разделиться и сливают хлороформный слой через воронку с ватой, промытой в хлороформе, в мерные колбы вместимостью 50 мл. Зкстракцию повторяют еще раз, сливая хлороформный слой в те же мерные колбы. Растворы в колбах доводят хлоРоформом до метки и перемешивают. Раствором сравнения служит дистиллированная вода. Выбор светофильтра. Раствор, имеющий наиболее интенсивную окраску, фотометрируют относительно раствора сравнения со всеми светофильтрами поочередно.
Результаты измерений записывают в виде таблицы. Для дальнейшей работы выбирают светофильтр, соответствующий наибольшему поглощению исследуемого раствора. Измерения проводят в кювете с толщиной поглошающего слоя 30 мм. Построение градуированного графика. С выбранным светофильтРом фотометрируют все стандартные растворы относительно раствора сравнения.
Для каждого раствора измерение повторяют три Раза. По средним значениям поглощения строят градуировочный график в координатах "поглощение — содержание ПАВ в растворе". Определение ПАВ в растворе. Очищенный раствор метиленоКого синего вносят в делительную воронку вместимостью 250 мл, приливают 100 мл анализируемого водного раствора, содержаще"е ПАВ, и далее поступают так, как на стадии приготовления стандартных растворов. Полученный раствор фотометрируют относительно раствора сравнения с выбранным светофильтром. Измерения повторяют пять раз.
По средним значениям поглоще"на, пользуясь градунровочным графиком, находят содержание ПАВ в анализируемом растворе. Методом наименьших квадратов Р~ссчитывают доверительный интервал результата и стандартное отклонение. 169 Практические работы по спектрофотометрии В спектрофотометрическом анализе поглощение аналитической формы измеряют при оптимальной длине волны с лучшей чем в фотометрии, монохроматичностью рабочего излучения Для этой цели применяют более совершенные приборы — спек трофотометры, которые дают возможность снизить предел обна ружения, улучшить воспроизводимость результатов определений и иногда избирательность анализа. Общие положения фотометрического анализа справедливы и для спектрофотометрии.
Работа 1. Определение лантана с реагентом арсеназо Ш Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения органического аналитического реагента арсеназо Ц[ с ионами лантана. Ионы лантана не обладают хромоформным действием, поэтому для получения аналитической формы применяется окрашенный реагент, в данном случае из класса бисазопроизводных хромотроповой кислоты — арсеназо 111, Реакция комплексообразования протекает по схеме: АзОзН ОН ОН НОэАз 'х + 1.а ° -0,5 50Р НО Р 0 Аз -Π— 1а~ — О ОН 'НОэАз / ~ Х=Х Г Х=Х / ~ +Н ! Оз5 50Р Функционально-аналитической группой в этом органическом реагенте является структурная часть молекулы, включающая гидрокси-, азо- и арсоновую группы. Ионные равновесия в растворе арсеназо П1 и его окраска зависят от рН среды.
В щелочной среде, когда ионизована одна из гидроксигрупп нафталинового ядра, окраска арсеназо 111 синяя" В концентрированной серной кислоте, когда азогруппа присоединяет протон, окраска зеленая. В кислых растворах диссоциация идет в основном по сульфогруппам, а при высоких значениях РН частично диссоциируют арсоногруппы. В слабокислых растворах арсеназо 111 находится в таутомерном равновесии между азоид" 170 „й и хинонгидразонной формами, причем равновесие значильно сдвинуто в сторону азоидной формы: АкОзНг О ОН НгОзАк )ч=н )ч=)ч~~ ! ' ~/ -Оз5 5О; АзОзНг О ОН НгОзАя = )ч — )ч ' )ч=)ч — ОзБ БОТ Рис.
3.50. Спектрм поглошения арсеназо (Н)) ()) и его комплекса с ионами лантана (2), рН 3 171 При комплексообразовании арсеназо Ш с ионами лантана в спектре комплекса, по сравнению со спектром свободного реагента, возникает новая полоса поглощения (рис. 3.50), обусловленная переходом координированной металлом формы реагента в хннонгидразонную. Окраска комплекса зависит от рН раствора, температуры, природы растворителя и будет промежуточной между окраской неионизованной и полностью ионизованной по гидроксигруппам формами реагента.
Молекула арсеназо И! наряду с функционально-аналитической группировкой, обеспечивающей реакционную способность данного реагента по отношению к ионам металла (лантана), имеет и аналитическо-активную сульфогруппу БО)Н, которая практически не влияет на механизм реакции, но обусловливает растворимость реагента и комплекса в воде. На протекание аналитической реакции значительное влияние оказывает состояние ионов лантана в растворе. В реакцию с арсеназо И! вступает гидратированный ион лантана ().а(Н)0)„)~+ и реакция начинается примерно при тех же значениях рН, при которых начинается гидратирование ионов лантана, т.
е. в кислой среде 1 (рН = 3). Ионы других элементов 2 взаимодействуют с реагентом при других значениях рН, поэтому, из- О 1 меняя рН, можно в определенной степени управлять избирательностью реакции арсеназо Ш. Так, аРсеназо И! РеагиРУет с ионами 400 500 б00 )с,нм кальция в щелочной среде, в кислой среде эта реакция подавляется, поэтому можно определять лан- тан в присутствии кальция. В целом избирательность арсеназо 1ц . как аналитического реагента недостаточно высока. Определению мешают все редкоземельные элементы, торий, уран, висмут медь, железо, барий, скандий и др. Для повышения избиратель ности можно применять маскирующие реагенты: ЭДТА, тартра ты, оксалаты, фториды и некоторые другие.
Высокая чувствительность рассматриваемой цветной реакции объясняется интенсивной окраской аналитической формы: мо лярный коэффициент поглощения при к = 660 нм равен 4,5 104, что в свою очередь обусловливает низкий предел обнаружения, порядка 10 т г/л. Приборы и реактивы Спектрофотометр СФ-4, СФ-5, СФ-16, СФ-26. Раствор нитрата лантана (хч) с концентрацией Еа 100 мкг/мл. Раствор нитрата лантана (хч) с концентрацией Еа 10 мкг/мл, готовят разбавлением исходного раствора Арсеназо П1 (чда), 0,015%-ный раствор. Хлорная кислот (чда), 0,08 М раствор. Выполнение работы Приготовление стандартных растворов. Готовят пять стандартных растворов, содержащих 10; 20; 30; 40 и 50 мкг лантана в 50 мл раствора.
Для этого в мерные колбы вместимостью 50 мл переносят рабочий раствор, содержащий 10, 20, 30, 40 и 50 мкг лантана, приливают в каждую колбу по 12 мл 0,015%-ного раствора арсеназо 1П и по 0,08 М раствора хлорной кислоты. Объем каждого раствора доводят до 50 мл дистиллированной водой и через 1О мин приступают к измерениям. Раствор сравнения содержит предусмотренные методикой количества всех компонентов, за исключением определяемого. Выбор аналитической длины волны. На спектрофотометре снимают спектр раствора сравнения в области 500 — 700 нм с интервалом 5 нм относительно дистиллированной воды, используя кюветы с толщиной поглощающего слоя 1О мм. Затем аналогичным образом снимают спектр раствора, содержащего комплекс лантана(П1) с арсеназо П!.
Для приготовления этого раствора в мерную колбу вместимостью 50 мл приливают 12 мл 0,015%-ного раствора арсеназо П!, исходный раствор соли лантана, содержащий 400 мкг элемента, 2,0 мл 0,08 М хлорной кислоты и дистиллированную воду до объема 50 мл. По полученным данным строят кривые поглощения реагента и комплекса и, ориентируясь на наибольшее различие поглощения комплекса и реагента, находят оптимальную аналитическую длину волны. 172 Построение градуированного графика.
При выбранной длине волны фотометрируют все стандартные растворы относительно аствора сравнения. Для каждого раствора измерение повторяют ~и раза. Результаты измерений записывают в виде таблицы. По редним значениям поглощения строят градуировочный график в координатах "поглощение — содержание лантана в растворе". Определение содержания лантана (И!) в растворе.
К анализируемому раствору, содержащему лантан, добавляют 12 мл 0,015%-ного раствора арсеназо 111, 2,0 мл 0,08 М раствора хлорной кислоты и доводят объем раствора до 50 мл дистиллированной водой. Через 10 мин приготовленный раствор фотометрируют относительно раствора сравнения при выбранной длине волны. Нзмерения повторяют пять раз. Пользуясь градуировочным графиком, находят содержание лантана в анализируемом растворе. Метолом наименьших квадратов рассчитывают доверительный интервал результата и стандартное отклонение. Работа 3. Определение 4-нитроанилина по образованию азокрасит ели Метод основан на получении из 4-нитроанилина интенсивно окрашенного красно-оранжевого азокрасителя.
Реакция включает аве стадии: 1) диазотирование 4-нитроанилина с образованием бесцветного 4-нитрофенилдиазония; 2) азосочетание 4-нитрофенилдиазония с салицилат-ионом — получение аналитической формы (4-нитробензоазо-4-салицилата натрия). Диазотнрование 4-нитро!нилина осуществляют действием нитрита натрия в присутствии НС1: ОзХ ~ ~ ХНз + ХаХОг+ 2НС! -+ -> ОзХ Х~ХС! + ХаС! + 2НгО Азосочетание 4-нитрофенилдиазония с салицилат-ионом проходят в щелочной среде (в присутствии карбоната натрия): ОзХ Х~ХС! + ОН + 2ХагСОз -+ СОО " ОгХ Х=Х ' О + ХаС! + 2ХаНСОз+ Ха" / СОО Скорость реакции диазотирования зависит от концентраций 4 нитроанилина, нитрита натрия, НС1 (рН), температуры и других Ях факторов.
Поэтому азосоставляющую (салицилат) следует 173 вводить в реакционную систему через определенный промежуток времени после введения нитрита натрия (15 — 20 мин). Исходный 4-нитроанилин имеет светло-желтую окраску, кото рая обусловлена смешением я-электронов ароматического кольца под влиянием суммарного действия электронодонорного ( — ХН ) и электроноакцепторного ( — )ЧОт) заместителей. Окраска синтезируемого азокрасителя обусловлена я-+я~ переходами в системе сопряженных двойных связей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
