М.И. Булатов, И.П. Калинкин - Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа (1115208), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Расчет несвязанной концентрации С, равной С По условию С вЂ” [вх =- С; [зх = С; х —— )» условия и подставляя условные обозначения 7', Я и (162), получим: Для простейшего случая, когда а = )з = — 1 = ч = 1, получаем Нужную для расчетов концентрацию С находят при оптимальных значениях навески анализируемого образца и фотометрируемого объема (см. стр. 51) где а — оптимальная навеска, г; р — содержание определяемого элемента в образце, о»5; А — атомный вес'элемента М; И' — оптимальный объем раствора, мл.
П р и и е р 1. Вычислить начальную концентрацию альберона (Н,К ), обеспечивающую связывание Ве" в окрашенный комплекс на 99,9',4 (у = — 1 ° 10 з). Взаимодействие происходит между гидро- лизующимся ионом и слабой кислотой при С = 1 ° 10 в г-ион(л и Ь„, =3,2 ° 10 в' Е(зйз +Н+ ~~ Нзй од= =1.89 10з Кн.к Вез++ НзО л" ВеОН++Н+ та= = 3 ° 10 з К„ Квеон» Так как [з =- а = 1 = з,) = 1 начальную концентрацию Сп рас- 1 считывают по уравнению (169). Определив 7' = ~ з[зЬ ' = 1,01 .=о Св — -1 ° 10 в+ '„, '~ з 1,1 ° 10 в г-л»ол!л 1,01 1,005 1 10 " 2,34 ° 10з Количество альберона, добавляемое при определении бериллия в этих условиях, по опытным данным составляет 1 мл 0,1о»5 раствора в объеме 10мл (842), что соответствует концентрации Сп =1,8м х10 в г-лзол!л.
П р и м е р 2. Вычислить начальную концентрацию ксиленолового оранжевого (Нзй ), обеспечивающую: а) связывание Хн'+ в 1 10 4 М водном растворе ХпО[з до равновесной концентрации Хпз+ = 1 ° 10 в г-ион(л при рН == 5,8; б) связывание Хпз+ в окрашенный комплекс на 99,9о4 при рН = 5,8. Ксиленоловый оранжевый образует комплекс с цинком по реакции: Хпз++Е1зйв ' ХпЫзйз [)»=1,7 10з Кроме того, происходит образование гидроксоионов Хпз» Хпз'3-ПзО: ~ ХпОН++Н+ Ш=- =2,51 10 зо К„ Кзпон+ и протонизация реагента: Нзйв +Н+ л'» Е)зйз аз= 1 — 2 5. 10з Кн,в— Так как стехиометрические коэффициенты )з = а = 1 = »'.,) = 1, то для расчетов используем уравнения (171) и (169). а. По условию: С „„= 1 10 ' г-ион(л; С = 1 ° 10 в гиен!л; Ь = 1 58 10 в г 0 Вычислив 7 .=-,)~~в)»Ь ' = 1 и Я = ~~Э~о Ь' = 4,95 находят: в=о о=о б.
По условию: С „„= — 1 ° 10 аз-ион)л; Ь = 1,58 ° 10 ', 1. 10-о Определив ) = — 1 и Я = 4,95, вычисляют: С =С 5 1~ =-1 1О7[) +1 10-'1,7.104 3'10""ол)л Расчет полноты извлечения определяемого соединения органическими растворителями Полнота извлечения определяемого иона зависит от коэффициента распределения его в несмешивающихся друг с другом растворителях. Коэффициент распределения представляет собой отношение суммарных равновесных концентраций распределяющегося вещества в обеих фазах растворителей (органическая фаза и вода): Х [м[, ~ [м[, Полноту извлечения вещества характеризуют также и степенью извлечения Е: И' -)Р нон Хнан ~ )) Р (172) или 18 хяан 18 гноя 18(и э лог) — 181 где хн,„и ха,н — начальная и конечная концентрации извлекаемого вещества в водной фазе.
П р и м е р 1. Определить степень извлечения диметилглиоксимина никеля из.50 мл водного раствора (рН-8) при встряхивании с 5 мл хлороформа. Коэффициент распределения й„= — 410. 100 Е=- 50 ~4 = — 97,5о' 410 5 264 Š— ° 100 »4» 1 1,'— где И' и [г — объемы водной и неводной фаз соответственно, измеренные в одних и тех же единицах.
Очевидно, чем больше коэффициент распределения К и меньше отношение Иг) И, тем выше степень извлечения Е. Зависимость между Р числом экстракций р, необходимых для уменьшения содержания экстрагируемого вещества в водной фазе в х !х раз, коэффинаа аоа циентом распределения К и объемами несмешивающихся фаз И' и )г выражается формулой: П р и м е р 2. 100 мл водного раствора, содержащего 5 г-молгл НС[ и 0,5 г-мол!л РеС[„встряхивают с 10 мл дизтилового эфира. Коэффициент распределения РеС[, в системе эфир — вода в этих условиях составляет 17,6.
Вычислить: а) степень извлечения и снижение концентрации Ре" в водной фазе за одну экстракцию; б) число последовательных экстракций, необходимых для доведения концентрации Ре'+ в водной фазе до величины 1 ° 10 4 г-мол)л. а) Е= 100 1ОО --635о4 17,6 10 ха = — 05 ° = 038 г-»гол/л 10О 100+17,6 10 1805 — )810 4 18 (100+17,6 10) — 16100 П р и и е р 3. Из водных 0,1 М растворов солей аа, 8ш и ТЬ объемом по 100 мл последние извлекаются в виде оксихинолятов троекратной экстракцией хлороформом.
Рассчитать минимальный объем растворителя при однократной экстракции, необходимый для уменьшения концентрации каждого из элементов в водном растворе до величины (1 10 ' г-мол!л. Коэффициенты распределения соответственно равны: й = 370; )г = 280; й =- 250. 1 1 и /— 1 100 ) Рз — ~10 г ° 10 ~' — 1 — 2,5 лл г»= 370 [ 1 = (10"'га. 10'1 ° — 1) ~ 3,5 мл 100 280 К, „= (10 ' '10'г' — 1) и 4,0 мл 1ОО ть 250 Задачи для самостоятельных расчетов Для облегчения самостоятельных расчетов рассмотрим несколько решений задач. 3 а д а ч а 1.
При определении железа в виде моносульфосалицилата оптическая плотность раствора, содержащего 0,23 мг железа в 50 мл, оказалась равной 0,264 при толщине слоя (кюветы) 2 см. Вычислить значение кажущегося молярного коэффициента погашения моносульфосалицилата железа. Дано: 2) = 0,264; 1 = — 2 см; о =- 0,23 мг; И' = 50 мл. Определить г. 265 Решение. Из уравнения основного закона светопоглощения известно, что Р г- —— С( Концентрацию железа определяют по формуле: С = Чге 0,23 го= ПтЛ вЂ” 50 5,8, — 7,8. 10 о мг-иоиаомл (эла г-иои1л) ге Затем определяют е: Решение. Навеска алюмосиликата должна быть такой, чтобы содержание алюминия в аликвотной (фотометрируемой) части раствора находилось в пределах указанных концентраций стандартного раствора соли алюминия.
Концентрация стандартного раствора соли алюминия будет равна: Г т.=- — 'т =- ' =0,05 —;0,25 мг:мл Чот 2 —: 10 11 ат 40 Количество алюминия в аликвотной части исследуемого раствора должно быть в следующих пределах: 0,264 с 1 78.10-4 2 =1л 1о' Ответ: г = 1 7 ° 10з А 3 а д а ч а 2. Навеску стали 0,1 г растворили в 100 мл кислоты. ликвотную часть раствора, равную 15 мл, обработали реактивами в мерной колбе емкостью 50 мл и по калибровочному графику определили, что в ней содержится 0,123 мг никеля.
Определить процентное содержание никеля в стали. Дано: И',„= 100 мл; И", == 15 мл; а„= 0,1 г; д' = 0,123 мг; Игг = — 50 мл. 1 о от Определить а, Решение. Процентное содержание никеля а,. определяют по формуле: Чш и„,. = шо а1от ЧН1)т аощ 0 123 ' 100 11 .,=. = ' =0,82 мг И'1 15 ( г = 50 мл в расчете не используется, так как содержание никеля, (И' =5 определенное графически, дано в пересчете на 50 мл; он, —— = 0,123 мг/50 мл) 0,82 41, — — — '. 100 — 082от о 100 ' ' о Ответ: в стали содержится 0,82ете никеля. За ач д а 3. Содержание алюминия в анализируемых алюмосиликатах находится в пределах 0,5 — 1,0%.
Какую навеску алюмосиликата следует взять для анализа, если конечный объем раствора составляет 100 мл, для определения А1еа берут 25 мл атого раствора, а стандартные растворы содержат 2 — 10 мг алюминия в 40 мл раствора. Дано: аю .= 0,5 — 1,044; И'„- =- 100 мл; И11 = 25 мл; о„= =. 2 —:10мг; И'„= 40мл. Определить навеску алюмосиликата. 266 Ч =С Пгг=(005 025) 25=125 — 6о5 лг 11 мщ П)0 Чоощ=-Чот кт — (1,25 —:6,25) ° — =5 —:25 лг Навеска алюмосиликата будет равна: 1) при 0,5отте-нем содержании алюминия Чаощ ° 100 (5 аэ 25) . 100 Ч = = — =- 1, О аэ 5 О г 0,5 0,5 1000 2) при 1 44 -нем содержании алюминия Чаощ 100 (5 ° 25) . 100 1,0 1,0 1000 Ответ: навеска алюмосиликата должна быть взята в пределах от 1,0 до 2,5 г.
3 а д а ч а 4. При определении марганца в виде перманганата оптическая плотность раствора„содержащего 0,12 мг марганца в 100 мл, равнялась 0,152. Измеряли ее при Х = 525 нм в кювете с толщиной слоя 3 см. Вычислить кажущийся малярный коэффициент погашения э. Ответ: э .= 2,33 ° 104. 3 а д а ч а 5. Оптическая плотность раствора формальдоксимата марганца концентрации 0,07 мг Мп в 50 мл, измеренная при )о = 455 нм в кювете с толщиной слоя 1 см, равна 0,260. Вычислить значение кажущегося молярного коэффициента погашения. Ответ: э = 1,1 ° 104.
3 а д а ч а 6. Оптическая плотность раствора трисульфосалицилата железа, измеренная при )а = 433 нм в кювете с толщиной слоя 2 см, равна 0,149. Дляреакциивзято4мл 0,0005820М раствора железа и колориметрическая реакция проведена в колбе емкостью 50 мл. Вычислить значение кажущегося малярного коэффициента погашения для данной реакции при )о = 433 >ем. Ответ: е = 1,56 . 10г. 3 а д а ч а 7. При спектрофотометрическом определении никеля в виде 'соединения с диметилглиоксимом в присутствии окислителя 267 в щелочной среде для раствора с концентрацией никеля 0,025 мг в 50 мл было получено значение оптической плотности, равное 0,324 (при измерении в кювете с толщиной слоя 2 см; Х =- 470 нм).
Вычислить значение кажущегосн молярного коэффициента погашения. Ответ: е == 1,9 ° 10'. 3 а д а ч а 8. Светопропускание исследуемого раствора равно 62,3эА. Какова оптическая плотность данного раствора? Ответ: П = 0,205. 3 а д а ч а 9. Оптическая плотность исследуемого раствора равна 0,205. Вычислить светопропускание этого раствора в процентах. Ответ: Т = 62,3эА. 3 а д а ч а 10. Для определения железа методом колориметрического титровання было взято 15 мл испытуемого раствора. На титрование пошло 4,3 мл стандартного раствора железа, содержащего 0,01 мг в 1 мл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
