С.В. Мугинова - Методические указания к курсу аналитической химии (1110118), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Их ополаскиваютконцентрированнойHCl(подтягой!),промываютдистиллированной водой и насухо вытирают снаружи кусочкамифильтровальнойбумаги.Передзаполнениемкюветуополаскивают небольшой порцией анализируемого раствора воизбежание его разбавления. Заполняют кювету до такогоуровня, чтобы световой поток полностью проходил через слойраствора (т.е. до метки, отмеченной на кювете). Кюветы следует устанавливать в кюветное отделениеспектрального прибора всегда в строго определенноеположение во избежание погрешностей, связанных сотражением и рассеянием светового потока. Для установкикювет в кюветное отделение используют специальныйкюветодержатель. Кюветодержатель крепится на подвижнойкаретке.
Перемещая каретку, в световой поток постепенновводят кюветы с раствором сравнения и измеряемыми(стандартным и анализируемыми) растворами. Следуетизбегать вытекания раствора из кюветы на ее внешние стенки,так как, во-первых, это сказывается на прозрачности кюветы, аво-вторых, вызывает коррозию кюветодержателя и кюветногоотделения.59 Включить прибор за 15 мин до начала измерений. Отсчетпо измерительной шкале прибора необходимо сделатьнесколько раз, повторив процедуру настройки шкалы дополучения воспроизводимых результатов. Иногда полезноповторно наполнить кювету и провести измерение вновь.Отсчет по измерительной шкале необходимо производить сточностью, указанной в паспорте прибора (0,001 единицы A вслучае спектрофотометров; 0,01 единицы A в случаефотометров). По окончании работы необходимо выключить прибор,вымыть кюветы и использованную мерную посуду, привести впорядок рабочее место.В лабораторном журнале следует записать: а) названиевыполняемойработы;б)формулуфотометрируемогосоединения;в)краткуюметодикуприготовленияфотометрируемыхрастворов;г)условияпроведенияизмерений; д) результаты измерений в виде таблиц и графиков;е) результаты обработки экспериментальных данных методамиматематической статистики.3.3.2.
Оптимизация условий фотометрических определенийПривыполнениифотометрическихопределенийопределяемое вещество в большинстве случаев с помощьюподходящей фотометрической реакции переводят в форму,обладающую значительным поглощением в УФ или видимойобластях спектра. Условия проведения этой реакции должныобеспечиватьполнотуобразованиясветопоглощающегосоединения и отсутствие (или минимизацию) отклонений отосновногозаконасветопоглощения.Дляполучениявоспроизводимыхинадежныхрезультатовследуетоптимизировать условия измерения оптической плотностиобразующегося раствора.Оптимизацияусловийфотометрическихизмеренийпредполагает:⎯ выбор длины волны (спектрального диапазона);⎯ выбор толщины кюветы;⎯нахождениеобластилинейностиопределяемыхконцентраций.Порядок работы.
1. Готовят пять растворов сравнениясогласно одной из приведенных ниже методик.602. Измеряют на фотометре оптические плотности третьегораствора со всеми светофильтрами, кроме первого, в кювете сl=1 см. Результаты измерений записывают по следующейформе:Таблица 3.1. Выбор светофильтра (с3 =...мкг/мл, l=1 см)№ светофильтраλэфф., нмA236434004440и т. д.Выбирают светофильтр, для которого оптическаяплотность имеет наибольшее значение. Сравнивают значенияλmax пропускания выбранного светофильтра (приводится вполосыпоглощенияописаниифотометра)иλmaxфотометрируемого соединения.Подбирают кювету с таким расчетом, чтобы значениеоптической плотности третьего раствора сравнения привыбранном светофильтре укладывалось в интервал 0,20−0,45.3.
Измеряют оптические плотности растворов сравнения ианализируемого раствора в выбранной кювете с выбраннымсветофильтром. Результаты измерений записывают в форметабл. 3.2.Таблица 3.2. Данные для построения градуировочного графика(№ светофильтра, l=...см) и расчета ε№ р-раc, мкг/млc, моль/лA-1ε, М см-1123…АнализируемыйПо данным табл. 3.2 строят градуировочный график вкоординатах A − с (мкг/мл) и находят концентрацию, а затеммассу элемента в анализируемом растворе mx.4.
На основании полученных экспериментальных данныхрассчитывают чувствительность фотометрического способаопределения элемента (тангенс угла наклона градуировочного61графика)имолярныйкоэффициентпоглощенияфотометрируемого соединения (с привлечением методовматематической статистики, см. Приложение). Значениемолярного коэффициента поглощения фотометрируемогосоединения следует записывать в нормальном виде, выделяяцелую степень десяти, например: ε = (N±ΔN)⋅10n.Работа 1Определение марганца(II) с формальдоксимомвщелочнойсредеФормальдоксим,H2C=NOH,2+взаимодействует с Mn , образуя красно-коричневый комплекс синтенсивной полосой поглощения λmax = 455 нм и εmax= 1,12⋅104.Предполагают, что реакция протекает в две стадии.
На первойстадии образуется бесцветный комплекс Mn2+. Кислородомвоздуха он быстро окисляется до красно-коричневого комплексаMn(IV). Последнему приписывают формулу [Mn(CH2NO)6]2−.Согласно другой точке зрения, в процессе взаимодействиямарганца с формальдоксимом ион металла окисляется доMn(III), а состав образующегося комплекса соответствуетформуле Mn(CH2NO)3.Определению марганца формальдоксимом не мешают2−SO4 , PO43−, F−, CN−, тартрат, оксалат и ЭДТА. .Мешающеевлияние Ni, Co, Cu, Fe(II), также образующих интенсивноокрашенные комплексы с формальдоксимом, маскируютцианидами.Формальдоксиматный способ используют для определениямарганца в олове, сплавах никеля, силикатных и карбонатныхминералах, щелочах, пищевых продуктах и биологическихматериалах.Реагенты и аппаратураСтандартный раствор марганца(II), 0,05 мг/мл.Раствор формальдоксима.Гидроксид натрия, 1 М раствор.Фотоэлектроколориметр концентрационный, КФК-2.Выполнение определения.
Для приготовления растворовсравнения в каждую из пяти мерных колб емкостью 50,0 мл62вводят стандартный раствор марганца с содержанием (мг):0,025; 0,050; 0,075; 0,100 и 0,125 соответственно, 10 мл воды,0,5 мл раствора формальдоксима, 3 мл раствора щелочи.Растворы перемешивают и через 5 мин добавляют еще 4–5капель раствора формальдоксима, 0,5 мл раствора щелочи инаблюдают, не увеличивается ли интенсивность окраски. Еслиинтенсивность окраски не изменяется, то растворы в колбахразбавляют до метки водой и после перемешиванияфотометрируют его относительно воды.Для определения марганца в анализируемом раствореаликвоту этого раствора помещают в мерную колбу емкостью50,0 мл. С раствором проводят те же операции и в той жепоследовательности, что и при приготовлении растворовсравнения, а затем фотометрируют относительно воды.Содержание марганца находят, пользуясь градуировочнымграфиком, построенным по результатам фотометрированиярастворов сравнения.Работа 2Определение железа(III) с сульфосалициловой кислотойПри взаимодействии Fe(III) с сульфосалициловой кислотойобразуются комплексы, состав и окраска которых зависят откислотности раствора (табл.
3.3). В практике спектрофотометрическогоанализаприменяютлишькомплексы,образующиеся в кислой и щелочной среде (рН 1,8 - 2,5 и 9 11,5).Определению не мешают фосфаты, бораты, ацетаты. Вприсутствии Mg(II), Al(III), Mn(II) определение Fe(III) проводят вкислой среде.Реагенты и аппаратураСтандартный раствор соли железа(III), 0,1 мг/мл.Сульфосалициловая кислота, 10 %-ный раствор.Серная кислота, 1 М раствор.Аммиак, 10 %-ный раствор.Фотоэлектроколориметр концентрационный, КФК-2.63Выполнение определения. 1. Кислая среда. В пятьмерных колб емкостью 25,0 мл вводят стандартный растворсоли железа с содержанием его (мг): 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 и 0,30;10 мл воды, 0,5 мл раствора H2SO4 и 2,5 мл растворасульфосалициловой кислоты.
Содержимое колб разбавляютводой до метки и перемешивают. Растворы фотометрируютотносительно воды и строят градуировочный график.Таблица 3.3. Состав и окраска комплексов Fe(III) ссульфосалициловой кислотой в зависимости от кислотностирастворарНПродуктХарактеристикиHO1,8 - 2,5O-O 3 SFeλmax = 510 нмεmax = 1,8⋅103OКрасно-фиолетовыйкатионный комплекс (1:1)4-8HOO-O3SOFe(OH)22λmax = 416 нмεmax = 5,8⋅103Красно-бурый анионныйбис-комплекс-2Н+O9 - 11,5O-O3SO> 12Желтый бис-комплексFe(OH)3 ↓Красно-бурый осадок64Fe(OH)22-Для определения железа аликвоту анализируемогораствора помещают в мерную колбу емкостью 25,0 мл.
Сраствором проводят те же операции и в той жепоследовательности, что и при приготовлении растворов,используемых для градуировки, а затем измеряют егопоглощениеотносительноводы.Содержаниежелезаопределяют по градуировочному графику, построенному порезультатам фотометрирования растворов сравнения.2. Щелочная среда. В пять мерных колб емкостью 25,0 млвводят стандартный раствор железа с содержанием (мг): 0,05,0,10, 0,15, 0,20 и 0,30 соответственно, 10 мл воды, 2,5 млраствора сульфосалициловой кислоты, 2,5 мл растворааммиака. Содержимое колб разбавляют водой до метки иперемешивают.
Растворы фотометрируют относительно воды истроят градуировочный график.Для определения железа аликвоту анализируемогораствора помещают в мерную колбу емкостью 25,0 мл. Сраствором проводят те же операции и в той жепоследовательности, что и при приготовлении растворов,используемых для градуировки, а затем фотометрируютотносительно воды. Содержание железа определяют поградуировочному графику, построенному по результатамфотометрирования растворов сравнения.Работа 3Определение хрома(VI) с дифенилкарбазидомДифенилкарбазид в кислой среде взаимодействует схромом (VI) с образованием растворимого соединения краснофиолетового цвета.
В спектре поглощения продукта реакциинаблюдается интенсивная полоса поглощения с λmax= 546 нм иεmax= 4,2⋅104.Установлено, что на интенсивность окраски образующегосясоединения существенно влияют чистота реагента икислотность раствора. Оптимальной является кислотность0,05–0,1 М по серной кислоте. Не следует использовать дляподкисления соляную кислоту.Реакция Cr(VI) с дифенилкарбазидом очень чувствительна65и достаточно селективна. Подобно Cr(VI) с дифенилкарбазидомреагируетМо(VI),но реакцияменеечувствительна.Окрашенные соединения с реагентом способны давать Fe(III) иV(V).Реагенты и аппаратураСтандартный раствор дихромата калия с содержаниемхрома 0,01 мг/мл.Дифенилкарбазид, 0,25%-ный водно-ацетоновый раствор.Серная кислота, 3 М раствор.Фотоэлектроколориметр концентрационный, КФК-2.Выполнение определения.
Для приготовления растворовсравнения в каждую из пяти мерных колб емкостью 50,0 млвводят стандартный раствор дихромата калия с содержаниемхрома (мг): 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05 соответственно, 20 млводы, 2 мл раствора серной кислоты, 1 мл растворадифенилкарбазида. Содержимое колб разбавляют водой дометки. Растворы фотометрируют относительно воды.Для определения хрома аликвоту анализируемогораствора помещают в мерную колбу емкостью 50,0 мл. Сраствором проводят те же операции и в той жепоследовательности, что и при приготовлении растворовсравнения, а затем фотометрируют относительно воды.Содержание хрома находят, пользуясь градуировочнымграфиком, построенным по результатам фотометрированиярастворов сравнения.V Вопросы для самоконтроля1. Какие области электромагнитных излучений используют вспектрофотометрическом методе анализа и почему? Вчемзаключаетсяразличиемеждуспектрофотометрическимииколориметрическимиметодами анализа?2.
Сформулируйте закон Бугера-Ламберта, закон Бера.Приведитеформулуобъединенногозаконасветопоглощения в логарифмическом виде и пояснитесмысл входящих в нее величин. Какова их размерность?663. В каких пределах могут меняться величины оптическойплотности и пропускания? Как зависит погрешностьизмерения оптической плотности от ее абсолютногозначения? Какие значения оптической плотностиизмеряют с минимальной погрешностью?4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
