О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 94
Текст из файла (страница 94)
620 нм) в кюветах с толщиной поглощающего слоя ! = 1О мм. В качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду. Строят график зависимости А =Д С „). Си В мерную колбу вместимостью 50 мл вводят 25 мл раствора концентрата, добавляют 1О мл концентрированного раствора аммиака, разбавляют дистиллированной водой до метки и измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром в кювете толщиной 1О мм. Пользуясь градуировочным графиком, находят содержание меди в растворе концентрата.
Работа 7. Анализ смеси СиХ04 и ФоС! методом ионного обменп и поеенииомепгрии Ионообменный метод широко используется для определения общей концентрации солей в природных водах, особенно в аналитической практике геологии. Вода содержит, как правило, большое количество щелочных и шелочноземельных металлов, медь, железо, хлорид-, сульфат-ионы, а также следы нитрат-ионов. Определение обшей концентрации ионов в солевом растворе, а также количества каждого из присутствующих компонентов возможно путем сочетания двух методов: кислотно-основного титрования и обмена на катионообменнике в Н-форме катионов исследуемого раствора на ионы водорода. В данной работе )чаС! определяют методом прямого потенциометрического измерения концентрации хлорид-ионов с использованием ионоселективного электрода. Сульфат меди СцБО4 определяют потенциометрическим титрованием кислот НС1 и Нз$04, полученных при пропускании анализируемого раствора через катионит КУ-2 в Н-форме: КН + )чаС! — К)ча + НС1 2КН + СцЯО4 КтСц + Нз304 426 При расчете концентрации сульфат-ионов по результату по- тенциометрического титрования учитывают ранее определенную концентрацию хлорид-ионов.
Приборы и реактивы Хроматографическая колонка длиной 300 мм, диаметром 15 мм, содержащая 10 г катионообменника КУ-2 в Н-форме. Потенциометр рН-121. Магнитная мешалка. Хлорид-селективный электрод. Стеклянный индикаторный электрод. Хлоридсеребряный электрод сравнения, Пипетки вместимостью 1О мл. Стаканы вместимостью 150 и 200 мл. Бюретка вместимостью 25 мл. Раствор !к!аС1, 0,1 М.
Раствор Сп504, содержащий Сиза мг/мл. Раствор НаОН, 0,1 М. Выполнение работы Определение ФаС). Анализируемый раствор, находящийся в мерной колбе вместимостью! 00 мл, разбавляют до метки дистил- лированной водой и тщательно перемешивают. Из стандартного 0,1 М раствора НаС! методом последовательного разбавления готовят серию растворов 1О г, 10 з, 1О 4, 10 э М !к)аС1. Для приготовленных растворов снимают электродную функцию хлорид-селективного электрода. Методом прямой потенциометрии определяют содержание хлорид-ионов в анализируемом растворе.
Проведение ионного обмена и определение й1а2504. Описание подготовки катионообменника и переведение его в Й-форму см. в работе 1. Пипеткой отбирают пробу (10 мл) из анализируемого раствора и переносят ее на ионообменную колонку. Раствор пропускают через катионит со скоростью ! капля/с. Вытекающий из колонки раствор собирают в стакан вместимостью 300 мл. Для вымывания выделившихся кислот, механически задерживающихся между зерен катионообменника, его промывают 100 — 150 мл дистилли- рованной воды.
Полноту вымывания кислот проверяют по инди- катору метиловому оранжевому. Промывание воды тщательно собирают в тот же стакан. В стакан, содержащий промывные воды, опускают индикатор- ный электрод и электрод сравнения и проводят потенциометри- ческое титрование раствором 0,1 М )чаОН. Содержание сульфата меда рассчитывают по формуле: ГСЧэкв Наои) ' 1 Гчаон ' !О еГ4аС! ~Свзо4 ! 000 М(/ ) 1/экв Саз04 экв НаС! э 427 Работа 8. Количественный анализ смеси солей с предварительным отделением мешающих ионов методом ионного обмена Определение в смеси растворимых в воде нитратов и фосфатов проводится, например, при анализе удобрений (ХаХОз + КзНРО4 или КХОз + !чазРО4). Фосфат-ионы оказывают сильное мешающее влияние при определении нитрат-ионов ионометрически и при определении Ха~ и К+ методом пламенной фотометрии.
Поэтому вначале отделяют фосфат-ионы, сорбируя их на катионообменнике в Сазе-форме, при этом образуется труднорастворимый фосфат кальция, а К' и Ха~ количественно проходят в элюат. Приборы и реактивы Хроматографическая колонка длиной 300 мм, диаметром 10 или 15 мм, содержащая катионообменник КУ-2 в Н-форме. Нитрат-селективный электрод.
Хлоридсеребряный электрод сравнения. Иономер ЭВ-74. Магнитная мешалка. Пламенный фотометр. Мерные колбы вместимостью 100 мл. Пипетка вместимостью 10 мл, Стаканы вместимостью 50 мл и 100 мл. Анализируемый раствор, ссдержащий КХОз (1О М) и 1)азНРО4 (10 з М), Выполнение работы Переведение катионообменника в Са-форму. В стакане вместимостью 100 мл готовят 2 М раствор СаС!з и через колонку пропускают 50 мл этого раствора со скоростью 1 капля/с. Затем катионообменник промывают 150 мл дистиллированной воды со скоростью 1 капля/с. Промывные воды отбрасывают.
При выполнении этой операции необходимо следить за тем, чтобы уровень жидкости в колонке совпадал с уровнем катионообменника, не допускайте проскока жидкости ниже уровня смолы! Определение нитрат-ионов. Анализируемый раствор находящийся в мерной колбе вместимостью 100 мл, разбавляют до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.
Отбирают пипеткой 1О мл раствора и пропускают через колонку с катионообменником в Са-форме со скоростью 1 капля/с. Элюат собирают в мерную колбу вместимостью 100 мл. Колонку промывают дистиллированной водой, собирая промывные воды в ту же мерную колбу. По окончании работы колонку промывают б М раствором НС1 (но не НзбО4). Элюат количественно анализируют ионометрически на присутствие НОз -иона и рассчитывают содержание нитрата калия в растворе.
428 Определение гча+ (и К 7 в элюате. (См. работу 4 в разд. 3.1.11). Предварительно строят градуировочный график. Для этого в мерных колбах вместимостью 100 мл готовят пять стандартных растворов, содержащих 2, 5, 7, 10, 12 мкг/мл Ха" из соли ХаХОз с добавлением в каждый раствор 10 мл !0 з М раствора КХО . Полученные растворы фотометрируют и строят градуировочный график. Фотометрируют анализируемый раствор (элюат) в мерной колбе вместимостью 100 мл и определяют необходимость его разбавления.
Разбавляют раствор и фотометрируют полученный разбавленный раствор. По градуировочному графику находят концентрацию ионов Ха~ и рассчитывают их содержание вначале в! 00 мл раствора, а затем с учетом разбавления в элюате. Зля определения К" в мерных колбах вместимостью 100 мл готовят пять стандартных растворов из соли КХОз, содержащих 2, 5, 7, 1О, 12 мкг/мл Кэ с добавлением в каждую колбу 1О мл 10 ~ М раствора ХаХОз.
Все дальнейшие операции по измерению содержания К+ проводят так же, как и при анализе Ха~. Работа 9. Разделение и количественное определение ионов Г и СГ методами ионного обмена и ионометрии При анализе сверхчистых материалов, некоторых силикатных композиций требуется провести определение в смеси ионов Г и СГ. Определить без разделения отдельные компоненты не удается из-за их взаимного мешающего влияния. В этом случае поступают следующим образом. Через колонку с анионитом в ОН-форме пропускают смесь ХаС! и ХаГ, при этом ионы С! и Г сорбируются на анионите: КОН + ХаГ(СГ) — КГ(СГ) + ХаОН Применяя градиентное элюирование, т.
е. элюирование с помощью раствора КОН в разной концентрации, вначале вымывают из колонки ионы Г, а затем СГ-ионы. Концентрацию Г и СГ- ионов, а, следовательно, содержание солей в исходной смеси, определяют на ионометре с помощью ионоселективных электродов.
Приборы и реактивы Хроматографическая колонка с анионитом АВ-!7. Иономер ЭВ-74. Хлорид-селективный электрод. Фторид-селективный электрод. Хлоридсеребряный электрод сравнения. Магнитная мешалка. Мерные колбы вместимостью 50 мл. Стаканы вместимостью 100 мл.
Раствор КОН, 0,05 и 0,7 М. Анализируемый раствор, содержащий ХаС1 и ХаГ (по 1О ~ М). 429 Выполнение работы Колонку с анионитом в ОН-форме промывают дистиллированной водой до рН = б — 7 (контролируют по универсальной индикаторной бумаге), промывные воды отбрасывают. Полученный раствор в мерной колбе вместимостью 100 мл доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Отбирают пипеткой 10 мл раствора, переносят в верхнюю часть колонки и пропускают через колонку со скоростью 1 капля/с до тех пор, пока жидкость в верхней части колонки не достигнет уровня анионита. Закрывают кран и оставляют колонку на 30 мин. Затем вымывают Г -ионы, пропуская через колонку 50 мл 0,05 М раствора КОН со скоростью 1 капля/с.
Элюат собирают в мерную колбу вместимостью 50 мл. Ионы СГ вымывают из колонки с такой же скоростью 0,7 М раствором КОН, собирая элюат в две мерные колбы вместимостью 50 мл. Затем промывают колонку 100 мл дистиллированной воды, промывные воды отбрасывают. Количественное определение Г и СГ-ионов проводят ионометрически с Г и СГ-селективными электродами соответственно методом градуировочного графика. Для определения анионов содержимое каждой мерной колбы переносят в стаканы и нейтрализуют до рН = 6 — 7 каждый раствор концентрированной ХНОз, вводя кислоту по каплям. С использованием соответствующего ионоселективного электрода для каждого раствора измеряют эдс на иономере и определяют концентрацию ионов Г и С! (Х, моль).
Содержание 1ЧаС! и ХаГ в исходном растворе рассчитывают по формулам: (Х! ' 58 5 ' 50 Хг ' 58 5 ' 50~ 1000 ' 1000 сХз 42 501 где Х! и Хг — концентрация СГ-ионов в элюате соответственно в первой и во второй мерной колбе; Хз — концентрация Г -ионов в элюате. Работа 10. Определение динамической обменной емкости (ДОЕ) и полной динамической обменной емкости (ПДОЕ) катионообменника КУ-2 Определение емкости катионообменника в динамических условиях проводят путем построения и анализа выходных кривых. Суть метода заключается в том, что через слой катионообменника, находящегося в колонке, непрерывно пропускают раствор на- 430 сыщающего иона до установ- сммолв экв л ления сорбционного равновесия между исходным раствором и ионитом. По мере пропускания раствора через сорбент образуется сорбционный слой, т, е, в верхней части колонки наступает полное насыщение сорбента, затем фронт сорбции передвигается вниз по колонке.
о л к р Когда фронт достигает конца колонки, наступает "п оскок" РВЕ 5.24. Виквлиал КРИВа" НОтЛОШЕНИВ иона Сны на катионите Ку-2 в Н-форме насышаюшего иона в элюат (фильтрат). Пропускание раствора через катионообменник продолжают до тех пор, пока концентрация выходящего из колонки раствора не станет равной исходной концентрации. По полученным данным строят выходную кривую — зависимость С/Св =/(1'), где С вЂ” концен- тРациЯ вещества в анализиРУемой пРобе) Са — исходнаЯ концентрация вещества; 1' — объем элюата (фильтрата) или С =/(К) (рис.
5.24). Емкость ионообменника до проскока (ДОЕ) определяется количеством ионов, поглощенных в колонке при заданных условиях, до обнаружения их в элюате. На графике зависимости С=/(~') это количество ионов равно площади ОАВД. Величину ДОЕ находят делением количества поглощенных ионов (в ммоль экв/л) на массу (г) или объем (мл) загруженного ионита. Полная обменная емкость ионообменника в динамических условиях выражается в тех же единицах и соответствует насыщению ионогенных групп ионообменника в данных условиях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
