1612724716-f21fc834921033a74d2bdb990181a32e (829130), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Особое внимание нужно обратить на отсутствие систематических изменений показаний во времени;- по окончании работы следует выключить прибор, протереть кюветное отделение фильтровальной бумагой, вымыть кюветы и сдатьпреподавателю или инженеру. Рабочее место привести в порядок.2.
Рекомендуемый вариант оформления работ по СФ анализу(на примере определения содержания титана в руде)В лабораторном журнале обязательно должны быть отраженыследующие моменты:а) дата и заголовок работы;б) идентификатор пробы (например, номер пакета);в) все прямые экспериментальные данные без потери точности —навески проб, оптические плотности, объемы стандартных растворов и т.д.;г) все особенности условий, не отраженные в методике — длиныволн, толщина кювет, аликвоты и др.; д) результаты обработки градуировочных серий с указанием стандартных отклонений параметров и общей аппроксимации;е) конечные результаты определений.13Ниже представлен рекомендуемый порядок оформления работыв лабораторном журнале.1) Дата, название работы и № контрольной задачи:XX.XX.20XX г. Фотометрическое определение титана в проберуды № __2) Необходимые химические реакции для получения системы,удобной для фотометрирования:TiO2 + …3) Особенности подготовки проб:Массы навесок: 1 — …; 2 — …Разбавления: (колбы, аликвоты, последовательность):m → 250 мл4) Условия фотометрирования:Прибор_________; λ = …(длина волны или номер светофильтра); l= …(толщина кюветы)Окраска фотометрируемого раствора — желтаяРаствор сравнения — вода5) Оптические плотности градуировочных растворов№р-ра12V ст.
р-раКонц. Tiмкг / млA⎯AN6) Градуировочный график7) Обработка градуировочной серии, расчет ε и стандартных отклонений параметров и общей аппроксимации градуировочной серии.8) Результаты фотометрирования растворов проб:№ пробыAКонц. Tiмкг / млКонц. Tiв пробе, %129) Конечные результаты (с доверительным интервалом).143. Методики определенийВсе предлагаемые ниже методики определений давно и широкоиспользуются в аналитической практике. Первые три задачи (определение железа дипиридильным и роданидным методами, определение формальдегида) выполняются в первые два занятия (12 час).Они не содержат сложной пробоподготовки, все реакции являютсябыстрыми, результаты хорошо воспроизводятся. Основные целивыполнения этих задач — освоить приборы и процедуры измерений, добиться сходимости результатов, характерной для спектрофотометрии (стандартное отклонение в оптической плотности 0.002—0.004), лично убедиться в строгом выполнении фундаментальногозакона Бугера-Ламберта-Бера.
Остальные задачи либо используютдругие методы анализа (флуоресценция, атомная абсорбция), либовключают более сложные системы или анализ образцов реальныхобъектов.3.1. Фотометрическое определение железа с 2,2’-дипиридилом2,2’-дипиридил (α,α′-дипиридил, 2,2’бипиридил, bipy) является бидентатным лигандом и образует с железом(II) в раствореустойчивые окрашенные комплексы, наибоNNлее устойчивым из которых является трисбипиридилжелезо(II) Fe(bipy)32+. Дипиридил способен к протонированию:H+ + bipy = Hbipy+, lg KH = 4.35.Равновесие комплексообразования имеет видFe2+ + 3 bipy = Fe(bipy)32+, lg β3 = 17.45.Дипиридил используют для определения как железа(II), так иобщего содержания железа.
Оптимальный диапазон 0.01—0.001мг / мл (около 10–4 моль / л). В случае присутствия в пробе железа(III) его восстанавливают до железа(II) гидроксиламином(NH2OH) или гидрохиноном. Определение проводят при рН 4—615(ацетатный буфер). Избыток дипиридила на результаты не влияет.Определению также не мешают многие ионы, в частности, Al3+,Cu2+, Cl–, SO42–. Окраска раствора устойчива, по крайней мере, до 1года.
Аналогично дипиридилу можно использовать 1,10 фенантролин (phen). Спектр раствора, содержащего Fe(bipy)32+, показан на с.66.Методика определенияНеобходимые реактивы:1. Стандартный раствор железа(III), 0.0500 мг / мл;2. Гидроксиламин сернокислый (2NH2OH ⋅ H2SO4), 10 %-ныйраствор;3. 2,2' дипиридил, 0.5 %-ный раствор;4. Ацетатный буфер, рН = 4—6.Построение калибровочного графикаВ мерные колбы 100.0 мл1 (5 шт.) помещают последовательно2.00, 4.00, 6.00, 8.00, 10.00 мл стандартного раствора железа. Добавляют около 20 мл воды, 5 мл (цилиндром) раствора соли гидроксиламина, 5 мл ацетатного буфера, 2.00 мл раствора дипиридила. Растворы приобретают красную окраску. Доводят объемы водой дометки.
Фотометрируют в кюветах 1 см относительно воды в области максимума поглощения. По результатам измерений строят калибровочный график в координатах: оптическая плотность A —концентрация железа в растворе и обрабатывают, используя методнаименьших квадратов.Ход анализаС полученным от преподавателя раствором соли железа в мерной колбе на 100.0 мл (задачей) проводят все те же операции. По1при использовании колб на 50.0 мл объемы стандартного растворанужно уменьшить вдвое.
Остальные реактивы можно добавлять в тех жеколичествах.16величине оптической плотности с помощью градуировочной сериирассчитывают количество железа.Методика анализа методом добавокВ этом случае отдельное построение калибровочного графика не требуется. Получают у преподавателя в мерную колбуобъемом 100.0 мл раствор соли железа, доводят его до метки водой.В мерные колбы объемом 100.0 мл помещают последовательно0.00, 2.00, 4.00, 6.00, 8.00, 10.00 мл стандартного раствора железа,добавляют 10.00 мл (пипеткой) анализируемого раствора, 5 мл (цилиндром) раствора соли гидроксиламина, 5 мл ацетатного буфера,2.00 мл раствора дипиридила.
Растворы приобретают красную окраску. Доводят объемы водой до метки. Фотометрируют в кюветах1 см относительно воды в области максимума поглощения. По результатам измерений строят калибровочный график в координатах:оптическая плотность A — концентрация железа в растворе и обрабатывают, используя метод наименьших квадратов.Контрольные вопросы1.
Обосновать методику — необходимость добавления указанных реактивов, выбор длины волны, кюветы, раствора сравнения.2. По полученным значениям оптической плотности градуировочных растворов рассчитать средний молярный коэффициент поглощения и его относительное стандартное отклонение.3.2. Фотометрическое определение железа с роданидомИзвестная качественная реакция на железо(III) c роданидом используется и в фотометрическом анализе. При взаимодействии образуется набор роданидных комплексов:Fe(SCN)i-14–i + SCN– = Fe(SCN)i3–i, Ki, где i = 1—6.Величины констант для форм с i ≤ 3 равны: lg K1 = 2.15, lg K2 = 1.3,lg K3 = 0.
Из этих данных следует, что ни при какой разумной равновесной концентрации [SCN–] нельзя иметь значительное количе-17ственное преобладание одной комплексной формы в растворе. Всегда в соизмеримых концентрациях будут присутствовать и другие.Поскольку спектры форм существенно различаются, то для подобных систем определение проводят в условиях CSCN = const и CSCN >>CFe.
Тогда закон БЛБ выполняется в формеA = ε* CFe l,где ε* = α0ε0 + α1ε1 + … + αnεn, αi — доля формы Fe(SCN)i3–i; εi —коэффициент молярного поглощения формы Fe(SCN)i3–i. Посколькудоля формы является функцией только равновесной концентрациилиганда [SCN–], то при [SCN–] ≈ CSCN = const величина ε* практически постоянна. Следовательно, основное требование состоит в создании достаточно высокой и строго одинаковой концентрации роданида во всех градуировочных и изучаемых растворах.Второе осложнение связано с нестойкостью окраски. Железо(III),являясь окислителем, помимо комплексообразования вступает сроданид-ионами в окислительно-восстановительную реакцию. Основная реакция окисления роданид-ионов до диродана имеет вид2SCN– – 2e = (SCN)2. Окисление может идти и дальше. В обычныхусловиях оптическая плотность уменьшается приблизительно на 1%в минуту. Процесс ускоряется на свету.
Окраску можно стабилизировать, специально добавляя в раствор окислители, такие как персульфат аммония (оптимальная концентрация около 10–2 М). Окраска таких растворов устойчива до 1 часа. Кроме того, окраску можно стабилизировать, используя смешанные водно-органические растворители. Чаще всего применяют ацетон (50—60 %).Определение проводят в кислой среде (0.1—0.8 М HCl, HNO3или H2SO4) для подавления гидролиза железа(III). Оптимальнаяконцентрация роданида 0.1—0.3 М, железа(III) — 10–4 М. Спектрраствора, содержащего роданидные комплексы, приведен на с.
66.Метод используется также для определения общего содержания железа((II) и (III)). В этом случае железо(II) окисляют до трехвалентного перекисью водорода или перманганатом. Определению мешают анионы — фторид, пирофосфат, оксалат и др., образующиепрочные комплексы с Fe3+, а также некоторые ионы металлов (Cu2+,Bi3+, Ti4+, Hg22+, Ag+), взаимодействующие с роданид-ионами с образованием окрашенных или прочных комплексов, а также осадков.18Методика определенияНеобходимые реактивы:1. Стандартный раствор железа(III), 0.0500 мг / мл.2.
Роданид калия, 1.5 М раствор.3. Соляная кислота 1 : 1.4. Персульфат аммония (NH4)2S2O8, 10 % раствор.Построение калибровочного графикаВ мерные колбы 100.0 мл1 (5 шт.) отбирают 2.00, 4.00, 6.00, 8.00,10.00 мл стандартного раствора железа. Добавляют 10 мл солянойкислоты 1:1, 10 мл воды, 5 мл раствора персульфата аммония. Затемв каждую колбу пипеткой Мора добавляют 10.00 мл раствора роданида калия, доводят объем до метки и сразу фотометрируют надлине волны в области максимума поглощения в кювете 1 см относительно воды. По результатам измерений строят калибровочныйграфик в координатах: оптическая плотность A — концентрация железа в растворе и обрабатывают, используя метод наименьшихквадратов.Ход анализаС полученным у преподавателя раствором соли железа(III) вмерной колбе на 100.0 мл проводят те же операции.По величине оптической плотности с помощью калибровочногографика рассчитывают количество железа.Методика анализа методом добавокОтдельное построение калибровочного графика не требуется.Получают у преподавателя в мерную колбу объемом 100.0 мл раствор соли железа, доводят его до метки водой.
В мерные колбы1при использовании колб на 50 мл объемы всех добавляемых растворов нужно уменьшить вдвое.19объемом 100.0 мл помещают последовательно 0.00, 2.00, 4.00, 6.00,8.00, 10.00 мл стандартного раствора железа, добавляют 10.00 мл(пипеткой) анализируемого раствора, 10 мл соляной кислоты 1:1, 5мл раствора персульфата аммония. Затем в каждую колбу пипеткойМора добавляют 10.00 мл раствора роданида калия, доводят объемдо метки и сразу фотометрируют на длине волны в области максимума поглощения в кювете 1 см относительно воды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
