М.И. Булатов, И.П. Калинкин - Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа (1115208), страница 21
Текст из файла (страница 21)
ч. СиС1, ° 2Н10 растворяют в дистиллированной воде, добавляют 166 ял коцц. ЙС1 (плотность 1,19) в разбавляют раствор до 1 л. Л рсснаэг Н1, 1% раствор. 10 яг арсовазо 1Н растворяют прв нагревании в 50— 60 ял воды, добавляют 15 ял НС1(1: 5) ц разбавляют раствор водой до 100 ял. Работа 5 Опредвлкние ЦиркОния В сплАВАх 11зь) Определение циркония в сплавах основано на образовании окрашенного соединения циркония с реактивом арсеназо Ш в кислой среде. Выполнение работы. Навеску сплава 0,1 — 0,2г растворяют либо в соляной (сплавы на алюминиевой, титановой основе и др.), либо в азотной (сплавы на медной основе) кислотах.
При анализе сплава на титановой основе, после растворения навески в соляной кислоте, окисляют титан перекисью водорода и кипятят раствор до обесцвечивания. Раствор переводят в мерную колбу и создают кислотность 2 н. Для фотометрирования отбирают аликвотную часть 100 Работа 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИОВИЯ В СПЛАВЕ НА ОСНОВЕ ТИТАНА и В АлюминиеВОЙ лигАтУРБ 11361 Определение ниобия в сплаве на основе титана и в алюминиевой лигатуре основано на образовании соединения фиолетового цвета при взаимодействии ниобия с реактивом арсеназо 1. Измерение оптической плотности растворов проводят на фотоколориметре ФЭК-М с оранжево-желтым светофильтром (область максимального поглощения лучей окрашенным соединением около 580 нм).
П р и и е ч я в и е. Определению ве мешают винная и серная кислоты врв содержании до 50 яг в 100 ял, ионы меди, вввеяя, железа, алюминия, хрома Б молибдена врц содержании до 1 яг в 100 ял. 101 Нри определении нпобпя в сплаве на основе титана и в алюминиевой лигатуре фотоыетрнрованпе стандартных растворов соединения кпобия проводят соответственно на фоне из титана н алюминия. В ы п о л н е н и е р а б о т ы. Анализ сплавов на основе типгана.
0,2 з сплава на основе титана обрабатывают при нагревании 15 мл Н,ЗОг (1: 1), приливают 25 мл воды, после растворения добавляют 5 мл 25% раствора (ХН4)зЗзОг и выпаривают до появления белых паров ЗОз. Выпавший при этом белый осадок ннобиевой кислоты полностью растворяется. После охлаждения раствора приливают 2 мл 10% раствора винной кислоты, переливают все в мерную колбу емкостью 100 мл, доливают водой до метки и перемешивают.
При содержании ниобия от 0,4 до 5% отбирают 10 мл (при содержании ниобня более 5% — 1 — 2 мл) полученного раствора в мерную колбу емкостью 100 мл, приливают 10 мл 0,05% раствора арсеназо!, 25 мл НС1 и нагревают до кипения. После охлаждения доливают до метки водой и перемешивают.
Приготовленный раствор оставляют стоять на су с тки, после чего измеряют его оптическую плотность по отношению к нулевому раствору, для приготовления которого используют те же реактивы. Неизвестную концентрацию ниобня находят по калиб овочной кривой, построенной по стандартным растворам ниобия ров с добавлением соответствующих количеств чистого титана. Стандартньте окрашенные растворы ниобия приготавливают так же, как и исследуемый раствор. Анализ алюминиевой лигатуры. 0,1 з алюминиевой лигатуры обрабатывают 20 мл Н ЯО, (1: 1), добавляют 5 мл 25% раствора (1)Й4)зЗзОз и выпаривают до появления паров ЗОз. Раствор охлаждают, добавляют 2 мл 10% раствора винной кислоты и 50 мл воды.
Нагревают 15 мин для растворения солей и отфильтровывают нераст оримый осадок кремневой кислоты, промывая его холодной водой на фильтре. Фильтрат н промывные воды собирают в мерную кол у б емкостью 100 мл, разбавляют водой до метки, перемешивают и отбирают часть раствора (от 1 до 10 мл в зависимости от содержания ниобия) в другую мерную колбу емкостью 100 мл. Приливают 10 мл 0,05% раствора арсеназо1, 25мл НС1, нагревают до кипения и оставляют на сутки. Затем доливают воды до метки, перемешивают и иамеряют оптическую плотность по отношению к нулевому раствору, содержащему те же количества реактивов, что и исследуемый раствор (кроме ниобия)с Неизвестную концентрацию ниобия находят по калибровочной кривой, построенной по стандартным растворам ниобия с добавлением соответствующих количеств алюминия. Реактивы Н,804 (1: 1) (НН )гйгОз 25% РаствоР.
НС1 (1: 1). Арггнаго 1, 0,05% раствор. Викнаа кислота, 10% раствор. Стандартный раствор киейиа, содержащий 0,1 мг ииобия в 1 мл. Навеску 102 0,1430 г х. ч. 5)ЬгОг сплавляют в фарфоровом тигле с 5 г Кг8зОь растворяют в 10 лл раствора винной кислоты и разбавляют водой до 1 л. Стандартный раствор титана, содержащий 2 мг титана в 1 ыл.
Назеску 0,8333 г х. ч. Т!О, помещают в коническую колбу, прибавляют 15 г (ХН4),80г и 30 мл Н 80г (зьтотность 1,84) и нагревают до полного растворения. После охлаждения раствор раабавяяют водой примерно до 225 лл, охлаждают, переводят в.мерную колбу емкостью 250 лл, доводят водой до метки и перемешивают. Стандартный раствор алюминия, содержащий 2 лг алюминия в 1 мл. Назеску х. ч. А1(ХОг]г 9Н,О, равную 27,80 г, растворяют в 200 мл дистиллированной воды, подкисляют 2 — 3 мл ННО, (плотность 1,40) и разбавляют водой до 1 л.
Определение концентрации вещества методом добавок В С+С Откуда ~х хе а х (36) где ф— неизвестная концентрация определяемого вещества в исследуемом окрашенном растворе; С, — концентрация добавки в исследуемом растворе (из расчета только добавленного количества). С концентрацией раствора добавки Сьв она связана соотношением: С, = Сыгы' „! 1х„„; .0 — оптическая плотность исследуемого раствора; 1)„х, — оптическая плотность исследуемого раствора с добавкой. 103 Метод добавок представляет собой разновидность метода сравнения. Определение концентрации раствора этим методом основано на сравнении оптической плотности исследуемого раствора и того же раствора с добавкой иавестного количества определяемого вещества. Метод добавок обычно применяют либо для упрощения работы, либо для устранения мешающего влияния посторонних примесей.
Этот метод поаволяет создать одинаковые условия для фотометрирования исследуемого'и стандартного (с добавкой) окрашенных растворон, поэтому его целесообразно применять для определения малых количеств различных элементов' в присутствии больших количеств посторонних веществ при анализах сложных соленых растворов.
Метод добавок требует обязательного соблюдения основного закона свето- поглощения. Неизвестную концентрацию находят расчетным нли графическим способами. Расчет неизвестной концентрации по методу сравнения. При соблюдении основного закона светопоглощения и постоянной толщине слоя, отношение оптических плотностей исследуемого раствора и исследуемого раствора с добавкой будет равно отношению их концентраций, т. ел Учитывая разбавление исследуемого раствора и выражая концентрацию добавки в нем С, через С„,„, находим количество определяемого вещества д, (в мг): ('хСаоб) ыб ((Ч оа Рх) 11~ хоа (37) <Ч.сб„ухаб Чаоб О.о~ общ х< ) р < оба ««л««Ч (33) гДе дщб — количество Добавленного веЩества *, мг.
Определение неизвестной концентрации графическим способом. При определении неизвестной концентрации графическим способом (рис. 44) на оси ординат откладывают значение оптической плотности исследуемого раствора Рх, а на оси абсцисс из точек С,, и С„„ отвечающих концентрациям добавленного вещества в растворе, восстанавливают перпендикуляры. На этих перпендикулярах откладывают соответствующие им значения оптической плотности Р,о,, и Р„о„, растворов с добавками а, и аз. Через полученные трн точки ЄЄ«о, и .Р...
проводят прямую линию до пересечения ее с продолжением оси абсцисс в точке Сх. Абсолютное значение отрезка ОС выражает неизвестную концентрацию исследуемого раствора. Если в дальнейшем брать постоянную добавку, концентрация которой в анализируемом растворе равна величине отрезка ОСх, то полученный по 4 — 5 добавкам калибровочный графин можно использовать для проведения серийных анализов методом добавок в интервале концентраций от 0 до наибольшей добавки при неизменном солевом фоне анализируемых растворов.
Количество определяемого вещества (в мг) рассчитывается с учетом разбавления: ~х Чх=Сх < общ рх <39) К сожалению, при большом соленом фоне, особенно когда примеси взаимодействуют с реактивом, метод добавок часто приводит к полу- * Добавки следует брать в таких количествах, чтобы ве происходило «ястеря тсчясстя пря вычятзяяяб; минимальная рззявца ЧЧ «а — Рх Лслбяяз быть яе целее 0,1.
104 где $'„,б — объем раствора добавки, мл; бх, — объем аликвотной части исследуемого раствора, взятого для приготовления окрашенного раствора, мл; б'„„— объем окрашенного исследуемого раствора с добавкой, мл; )х — объем окрашенного исследуемого раствора без добавки, мл; [г„,а — общий объем исследуемого раствора, мл. Если исследуемый окрашенный раствор и раствор с добавкой приготавливают в одинаковых мерных колбах, то их объемы одинаковы, следовательно: чению завышенных результатов нз-за нарушения .прямолинейной зависимости Р от С, которое не учитывается ни расчетным уравнением (36), ни графически. Для учета влияния примеси при определении методом добавок предложено несколько вариантов. По мнению Фукншима и др.
[137), нелинейную аависимость между концентрацией и оптической плотностью следует выражать аналитически уравнением наиболее подходящей аппроксимирующей функции, на основании которой и производить количественные расчеты. Однако этот путь очень сложен. А. Шугар и Ю. Шугар [138[ при нелинейной зависимости Р от С предложили способ расчета, основанный на спрямлении кривой этой зависимости в очень узком интервале концентрацией (рис. 45). я Вх а вх Юя — с. с г с 1 и с 0 С, С С, инг)ил Рис. 44. Калибровочный графин для определсакя ясяцеятрзцяя вещества методом добавок.
Ряс. 45. Сярямлевяе яелввейяой зависимости б« ст С. Если оптические плотности исследуемого раствора Рх, разбавленного в и раз исследуемого раствора Р„и исследуемого раствора с добавкой Рх„а находятся на криволинейном участке АЕ, то спрямив этот участок, можно рассчитать неизвестную концентрацию С„ по формуле: (40) С вЂ” С вЂ” пы <ч По мере сближения величин ЄЄ, и Р „ошибка за счет спрямления кривой уменьшается. Однако, как показал Л. П. Адамович [139), даже в самых благоприятных условиях, когда добавка вносится в разбавленный в и раз исследуемый раствор, и концентрация рассчитывается по формуле Сх —.. С Ъх,а — (Ча и — 1 ошибка за счет спрямления кривой принципиально не исключается, а лишь достигает своего минимального значения.
Для исключения ошибок из-за присутствия взаимодействующей с реактивом примеси, природа которой известна, можно рекомендовать наиболее простой и надежный способ, предложенный Л. П. Адамовичем [139[. Анализ проводят следующим образом: 1. С двумя разными светофильтрами измеряют величины оптических плотностей исследуемого раствора с примесью Р„и Р"„. 2. С теми же светофильтрами измеряют оптические плотности исследуемого раствора с добавкой определяемого вещества .Р'+, и Р",„. 3. С теми же светофильтрами измеряют оптические плотности исследуемого раствора с добавкой некоторого количества примеси Йеизвестную концентрацию Сх рассчитывают по формуле: Р*» р Нх;врп Сх=- — „„,, „„, х х (42) Рх(Ох«а «(Рх»««р)+1» +а ())х»вр Пх)+(рх»хр (Ох П .«в) Если возникают опасения относительно «потери точности при вычитании», то опыт повторяют, изменив величины добавок определяемого элемента или примеси.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
