МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Скачати 1.53 Mb.

Назва	МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Сторінка	14/16
Дата	05.04.2013
Розмір	1.53 Mb.
Тип	Документи

bibl.com.ua > Химия > Документи

1 ... 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Розрахунок концентрації речовини в розчині залежить від чутливості фотометричної реакції, обраного методу вимірювання інтенсивності забарвлення і від типу приладу, який застосовують для вимірювання. Для розрахунку концентрації речовини застосовують кілька методів.

Графічний метод заснований на побудові каліброваного графіка в координатах А - С (концентрація). Для цього вимірюють оптичну густину еталонних розчинів при обраному світлофільтрі, і оптичну густину досліджуваного розчину А_х, потім з допомогою калібровочного графіка визначають концентрацію речовини С_х (рис. 16, кр.1). Підпорядкування закону Бера не є строго необхідною умовою для цього методу. Якщо для від С, що представляє криву, то вона може служити калібровочним графіком, але для її побудови необхідно більше еталонних розчинів.

Таблиця 4

Кольори розчинів і відповідних їм світлофільтрів

Колір розчину	Область максимального поглинання променів розчином, нм	Колір світлофільтра
Жовто-зелений	400-450	фіолетовий
Жовтий	450-480	синій
Жовтогарячий	480-490	зелено-синій
червоний	490-500	синьо-зелений
Пурпурний	500-560	зеленй
Фіолетовий	560-575	жовто-зелений
Синій	575-590	жовтий
Зелено-синій	590-625	жовтогарячий
Синьо-зелений	625-700	червоний

2. Розрахунковий аналітичний метод. Готують один стандартний розчин і вимірюють його оптичну густину Аст. По формулі розраховують ε_реал, і визначивши А_дослід, знаходять невідому концентрацію: досліджуваних у визначених умовах речовин, установлені відповідна залежність А

3. По молярному коефіцієнту поглинання

Для визначення необхідно знати точні значення молярного коефіцієнта поглинання в реальних умовах, тому метод використовується рідко.

4. Метод добавок. У дві мірні колби відбирають визначений об'ємрозчину досліджуваної речовини. В одну з цих колб додають стандартний розчин. Після переведення компонента в забарвленусполуку, об'єми розчинів в колбах доводять до мітки фоном івимірюють оптичну густину цих розчинів.

Якщо то можна записати

звідки

Рис.16 Калібрувальні графіки звичайної (1) та диференційної (2,3) фотометрії

Лабораторна робота №18 Визначення заліза у вигляді роданідного комплексу

Принцип методу: Залізо (III) у кислому середовищі утворює з роданід-іонами (CNS^-), у залежності від їх концентрації, ряд комплексних сполук з коордиційним числом від 1 до 6. Утворення комплексів з різною кількістю координованих груп залежить, насамперед, від абсолютної концентрації надлишку ліганду, а не співвідношення [метал]:[ліганд], тому що необхідно враховувати константи дисоціації роданідних комплексів. При низьких концентраціях реагуючих компонентів утворюються прості (з меншим числом координованих груп) іони, а зі збільшенням концентрації одержують більш складні іони (чи суміш комплексів). Оскільки дисоціація комплексів збільшується при розведенні розчинів, то для її приглушення необхідна більша концентрація роданід-іонів. При високій концентрації CNS^- (~3н) утворяться координаційно насичені комплекси заліза [Fе (CNS)₆ ]³^-

Fе³⁺+6CNS^-→[Fе (CNS)₆]^3-

Таким чином, у розчині проходить реакція, яка у молекулярному вигляді може бути записана в такий спосіб:

FеСl₃+NH₄CNS→ (NН₄)₃[Fе(CNS)₆]+3NH₄Cl

Розглянуту реакцію необхідно проводити при такій кислотності розчину, при якій приглушується гідроліз Fе (ІП), але не знижується концентрація роданід-іона, необхідного для утворення комплексу. Підкислення найкраще проводити розведеною азотною кислотою (0,05 - 0,1 м), яка не містить азотистої кислоти. Визначенню заліза заважають речовини, що зв'язують у комплекс іон тривалентного заліза (Cl^-, SО₄^2- РО₄^3-) і метали, що зв'язують роданід-іон (молібден, вольфрам, кобальт). Заважають визначенню і речовини, здатні відновлювати Fе³⁺ до Fе²⁺, а також сильні окислювачі, які руйнують роданід.

Необхідні прилади і реактиви:

Фотоколориметр і кювети ємністю 5мм;
Колби мірні, місткістю 25мл - 6 шт.;
Бюретки - 2 шт.;
Циліндр на 5мл;
Стандартний розчин заліза, що містить 0,1 мг Fе в 1 мл;
Розчин роданіду амонію 3н;
Азотна кислота 1:1.

Методика роботи. У мірні колби місткістю 25 мл, відміряють з бюретки 1, 2, 3, 4, 5 мл заліза, додають по 1,5 мл розчину роданіду амонію (3н) і по 1 мл азотної кислоти 1:1. Об'єм суміші в кожній колбі доводять до мітки дистильованою водою і ретельно перемішують. Оскільки поглинання світла розчином носить вибірковий характер, то при різних довжинах хвиль оптична густина розчину (молярний коефіцієнт погашення) має різні значення. Тому спочатку вибирають світлофільтр. Для цього беруть середній розчин еталонної серії, заливають у кювету до мітки і ставлять її в кюветне відділення фотоколориметра. Як розчин порівняння використовують дистильовану воду, яку заливають в іншу кювету і також ставлять в кюветне відділення фотоколориметра. Поперемінно включаючи усі світлофільтри, вимірюють для кожного з них значення «А». Вибирають світлофільтр, що дає максимальне значення оптичної густини.

Оптичну густину інших еталонних розчинів вимірюють, застосовуючи обраний світлофільтр. За отриманими даними будують калібрований графік у координатах А - С. Для побудови каліброваного графіка концентрацію заліза можна виразити в мг. Розчин контрольної задачі готують у тих же умовах. Виміривши оптичну густину контрольного розчину, приготовленого аналогічно стандартним, за графіком знаходять відповідну ш концентрацію. На підставі даних оптичних густин розчинів розраховують ε (молярний коефіцієнт погашення) для кожної концентрації і знаходять ε_сер Усі результати заносять у таблицю 5.

Таблиця 5

Результати визначення m_Fe і ε^р роданндного комплексу

№	Стандартний р-н	Вміст заліза, мг	[Fe³⁺], моль/л m_Fe/V_k*M_Fe	Оптична густина А	ε, для кожної концентрації	ε_сер	m Fe, мг
1	1	0,1
2	2	0,2
3	3	0,3
4	4	0,4
5	5	0,5

Диференційний фотометричний метод аналізу

Сутність диференційного методу полягає в тому, що як розчин порівняння (нульовий розчин) використовують забарвлений розчин, який містить ту ж комплексну сполуку, що і досліджуваний (аналізований) розчин, але з іншою концентрацією. При цьому вимірюють відносну оптичну густину (А_віднчи ΔА).

Цей метод застосовують для підвищення відтворюваності результатів аналізу при визначенні більш високих концентрацій речовини, для усунення впливу сторонніх компонентів, які заважають визначенню і які тепер теж входять у розчин порівняння, а також для виключення помилки за рахунок поглинання світла самим реактивом.

У звичайній фотометрії працюють з розчинами, оптична густина яких лежить у межах 0,1-1 (цим значенням А відповідає відносна помилка вимірів (ω) 2,8 і 2,17 відповідно). Найменша помилка спостерігається для оптичної густини 0,46 (ω= 1,3%) рис 15 кр.1. Диференційна фотометрія відрізняється більш високою точністю. Відносна помилка визначення значно менша (рис. 15 кр. 2, 3).

На підставі закону Бугера-Ламберта-Бера для диференційної фотометрії справедливе рівняння:

ΔА = εl(С_х-С₀).

Застосування забарвлених розчинів, як розчинів порівняння, переносить пропускання й оптичну густину у середину шкали, де помилка приладу найменше впливає на погрішність визначення концентрації (рис.9).

Рис.17 Відносна помилка виміру в звичайній (З) і диференційній фотометрії «високого» (2) і «низького» світопоглинання (3).

Що стосується техніки диференційної фотометрії, то шкала виміру Т і А "розширюється", тому що оптичний нуль фотометричного приладу (Т=100%) встановлюють по забарвленому розчину порівняння, що містить аналітичну форму обумовленої речовини. Звичайно, таким розчином порівняння є один з розчинів стандартного ряду. Тоді, виконуючи вимір світопоглинання досліджуваного розчину щодо цього стандартного, може бути досягнуте "розширення" фотометричної шкали і зменшення погрішності виміру пропускання чи поглинання. Ефект "розширення" фотометричної шкали дає також поліпшення відтворюваності результату диференційного фотометричного визначення, який у цьому методі характеризується погрішністю = 1% (відн.) у порівнянні з 5% (відн.) у звичайній фотометрії.

Наприклад, світлопропускання розчину дорівнює 10% (рис.18). У випадку використання його ж в якості розчину порівняння, при компенсації встановлюємо Т=100%. При цьому для аналізованого розчину Т збільшується теж у 10 разів. Так, якщо пропускання аналізованого розчину дорівнює 4%, то при вимірах відносно забарвленого розчину, ΔТ = 40.

Рис. 18. Eфект «розширення» фотометричної шкали

Невелика ділянка сітлопропускання “АВ” розширюється до “СД” Точність виміру збільшується.

Забарвлений розчин з найбільшою концентрацією;
Забарвлений розчин стандартної серії з середньою концентрацією. Останній варіант найбільш зручний. Калібрований графік у цьому випадку має вигляд, представлений на рис.8, кр.3

Якщо, наприклад, приготувати стандартні розчини, що утримують різну кількість визначуваного катіона, яка рівномірно збільшується (табл. 3), то як розчин порівняння ("нульовий" розчин) можна використовувати:

Забарвлений розчин стандартної серії з найменшою концентрацією;

обмірювані величини оптичних густий (відносно Н₂О) зі збільшенням концентрації (розчини 4-6) переходять в область неточних вимірів.

У випадку виміру оптичних густий цих розчинів відносно розчину № З, значення знаходяться в області шкали з мінімальною погрішністю визначення.
Таблиця 6

Порівняльні значення оптичних густин забарвлених розчинів у звичайній і диференційній фотометрії

№	1	2	3	4	5	6
M_kt,_мг	0,15	0,30	0,45	0,60	0,75	0,90
А_к Н₂О	0,3	0,6	0,9	1,2	1,5	1,8
А_відн	-0,6	-0,3	0	+0,3	+0,6	+0,9

При вимірі А менш забарвлених розчинів відносно більш забарвленого розчину № 3, змінюється порядок проведення вимірів і оптичні густини записуються зі знаком " -".

Лабораторна робота № 19 Визначення заліза (III) із сульфосаліциловою кислотою диференційним методом

Необхідні прилади і реактиви:

1.Фотоколориметр і кювети;

2.Мірні колби місткістю 50мл - 6 шт.;

3.Стандартний розчин заліза, що містить 0,1 мг Fе у 1 мл;

4.Сульфосаліцилова кислота, 10%-ний розчин;

5.Сірчана кислота – 1 M розчин.

1 ... 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Схожі:

ПОСТАНОВА від 19 грудня 2006 р. N 1757 Київ Про затвердження Положення... Міністерство освіти і науки України (МОН) є центральним органом виконавчої влади, діяльність якого спрямовується і координується...	МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ пр. Перемоги З метою організованого переходу на новий Державний стандарт базової і повної загальної середньої освіти Міністерство освіти і науки...
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Департамент професійно-технічної освіти Міністру освіти Автономної Республіки Крим, начальникам управлінь освіти і науки обласних, Київської та Севастопольської міських...	МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Міністру освіти Автономної Республіки Крим, начальникам управлінь освіти і науки обласних, Київської та Севастопольської
Міністерство освіти і науки України Національна академія наук України Відповідно до Положення про Міністерство освіти і науки України, затвердженого Указом Президента України від 07. 06. 2000 N 773 (773/2000),...	МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Визнати таким, що втратив чинність, наказ Міністерства освіти і науки України від 02. 09. 2008 N 802 ( z0892-08 ) Про
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ Міністерству освіти і науки, молоді та спорту Автономної Республіки Крим, департаментам (управлінням) освіти і науки обласних, Київської...	МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАКАЗ Міністерства освіти і науки України від 24. 01. 2008 N 33 "Про затвердження Порядку проведення зовнішнього незалежного оцінювання...
«Загальні і спеціальні здібності» Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Донецька обласна державна адміністрація Управління освіти і науки	МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ НАКАЗ Про затвердження Умов прийому до вищих навчальних закладів України, зареєстрованого в Міністерстві юстиції України 27. 12. 2007 за...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання