Практикум по аналитическим методам


НазваниеПрактикум по аналитическим методам
страница9/13
Дата публикации29.06.2013
Размер2.43 Mb.
ТипЗадача
referatdb.ru > Право > Задача
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13

^ Аппаратура, реактивы и материалы.

1. Потенциометр.

2. Хлорсеребряный электрод ЭВЛ-1МЗ.

3. Ионоселективные хлоридные, йодидные и фторидные электроды.

4. Хлорсеребряный полуэлемент.

5. Хлорид и йодид калия, фиксаналы.

6. Фторид натрия, фиксаналы.

7. и , где 0,1М растворы.

8. Ацетат и цитрат натрия.

9. Соль лантана.

10. Термостатируемая ячейка на 50 мл.

Ход анализа. Используют твердые ионоселективные электроды. Мембраны хлоридных и йодидных электродов состоят из малорастворимой соли галогенида серебра в смеси с сульфидом серебра ( ). Мембрана фторидного электрода состоит из монокристалла фторида лантана, активированного европием. Внутреннюю полость электродов заполняют эквивалентной смесью 0,1М растворов и 0,1М , где . В качестве вспомогательного электрода используют хлорсеребряный полуэлемент. Электродом сравнения служит хлорсеребряный электрод ЭВЛ-1МЗ. Гальваническая схема исследования электродных функций хлоридного и йодидного электродов имеет вид
Ag, AgClKClAgXИсследуемый растворНасыщенный KNO3

или

насыщенный KCl

AgCl, Ag0,1MKXAg2Sгде

В случае исследования фторидных систем
Ag, AgClNaFLaF3Исследуемый растворНасыщенный KCl

AgCl, Ag0,1MNaClEuF2Для установления зависимости между потенциалом электрода и активностью (концентрацией) ионов строят экспериментальные калибровочные кривые. Для этой цели готовят стандартные растворы хлорида и йодида калия и фторида натрия из фиксаналов. Все потенциометрические измерения проводят в ячейке емкостью 50 мл при температуре 20-25°С. Э.д.с. электродной системы фиксируют после установления постоянного во времени значения равновесного потенциала (3-5 мин).

Перед анализом электрод вымачивают в 0,001М-0,01М растворах соответствующей соли или в дистиллированной воде.

Работа 6.2.2. Определение малых содержаний фторид-ионов в питьевой воде методом стандартных добавок с помощью фторидселективного электрода (метод не гостирован)

Сущность метода. При анализе объектов с низким содержанием фторид-понов определение усложняется присутствием металлов, образующих с фторид-ионами прочные комплексы. Для устранения мешающего влияния пользуются буферным раствором, составленным из компонентов, образующих более прочные комплексы, чем фторид-ионы. В данной методике используют буферный раствор, состоящий из IН цитрата натрия, 0,IН комплексона смеси растворов двузамещенного фосфата (III), натрия и однозамещенного фосфата калия; рН буферного раствора 6,5-7. Электродная функция ПФМЭ при добавлении буферного раствора практически не изменяется.

В присутствии солей кальция, магния и железа в буферном растворе удается провести определение с достаточной точностью. Фторидные комплексы алюминия обладают высокой прочностью, поэтому с помощью буферного раствора вывести фтор из координационной сферы не удается, и кроме того, присутствие алюминия занижает результаты определения фтора. Время проведения анализа 20-30 мин.

Аппаратура, реактивы и материалы.

1. Фтор-селективный электрод.

2. Цитрат натрия, ч.д.a., IН раствор.

3. Комплексен III, 0,IН раствор.

4. рН-метр.

5. Фосфат натрия двузамещенный.

6. Фосфат калия однозамещенный.

7. Фторид натрия; ч.д.а., О,IН раствор.

8. Магнитная мешалка.

Ход анализа. К исследуемой пробе воды (50 мл), содержащей 25 мл буферного раствора, при постоянном перемешивании магнитной мешалкой добавляют стандартный 0,IН раствор фторида натрия порциями по 0,02 мл и измеряют значение потенциала (6-10 В).

Расчет. Концентрацию фторид-ионов в исследуемом растворе определяют по формуле



где - концентрация добавляемого стандартного раствора фторида; - объем стандартной добавки; - объем исследуемого раствора; - разность потенциалов; - экспериментальный угловой коэффициент калибровочного графика. Для нахождения экспериментального углового коэффициента электрод предварительно калибруют по стандартным растворам фторида натрия и коэффициент определяют как тангенс угла наклона градуировочного графика. При расчете следует учитывать разбавление исследуемой пробы буферным раствором. Определение кислот в растворах можно проводить прямым титрованием

Работа 6.2.3. Определение коэффициента распределения

Цель работы. Изучить распределение органической кислоты между двумя несмешивающимися жидкостями (водой и эфиром) при постоянной (комнатой) температуре.

Методика работы

В этой работе могут быть использованы растворы муравьиной, уксусной, пропионовой и щавелевой кислот различной концентрации (0,8; 1,0; 1,2; 1,5Н). Из заданного раствора кислоты посредством разбавления вдвое приготовляют исходные растворы различной концентрации. Последовательное разбавление заданного раствора производят в трех пронумерованных плоскодонных колбах.

Для этого во вторую и третью колбы наливают пипеткой по 20 мл дистиллированной воды. Затем переносят пипеткой по 20 мл заданного раствора первую и вторую колбы. Встряхивают вторую колбу и, несколько раз набирая раствор в пипетку и выливая обратно, споласкивают ее приготовленным раствором. Затем этой же пипеткой отбирают 20 мл приготовленного раствора и переносят в третью колбу, перемешивая приготовленный раствор.

В три мерные колбы по 50 мл (работу можно проводить в делительных воронках на 100-50 мл) переносят пипеткой по 10 мл приготовленных растворов кислоты различной концентрации, начиная с самого разбавленного. В каждую колбу добавляют мерным цилиндром по 10 мл диэтилового эфира (под тягой!). Плотно закрывают колбы корковыми пробками и сильно встряхивают в течение 20-25 мин. Лучше встряхивание производить на «трясучке» – аппарате для встряхивания. Затем колбы ставят на стол на 30-40 мин до полного расслоения жидкостей.

За это время оттитровывают исходные растворы кислот. Титрование начинают с самого разбавленного раствора кислоты, для чего отбирают микропипеткой три параллельные пробы по 1 мл в три конические пронумерованные колбы и тируют с фенолфталеином (2-3 капли) 0,05Н раствором едкого натра до появления розового окрашивания (при стоянии раствора окраска исчезает вследствие нейтрализации избытка щелочи углекислым газом из воздуха). Раствор щелочи должен быть титрован.

Аналогично титруют более концентрированные растворы кислот. Полученные результаты трех параллельных титрований исходных растворов кислот мл заносят в таблицу.

Затем приступают к отбору проб из нижнего водного слоя гетерогенной системы вода – эфир. (осторожно! Не встряхивать колбу, не нарушать фазового равновесия!) Отбор проб и титрование, как и при определении концентраций исходных растворов кислоты, начинают с самого разбавленного раствора. Микропипетку тщательно споласкивают дистиллированной водой, зажимают пальцем ее верхний конец и погружают в нижний водный слой так, чтобы носик пипетки упирался в дно колбы. Затем слегка дуют в пипетку не вынимать носик из водного слоя!), чтобы удалить приставшие капельки эфира. Отбирают по 1 мл три параллельные пробы водного слоя и титруют с индикатором 0,05Н раствором щелочи, обозначая через мл количество миллилитров раствора щелочи, пошедшее на титрование. Результаты титрований заносят в таблицу. Таким же образом отбирают и титруют параллельные пробы из каждого водного слоя.

Таблица. Определение коэффициента распределения органической кислоты … между двумя несмешивающимися жидкостями: водой и эфиром

Концентрация кислоты, н.Количество мл 0,05Н Раствора NaOH, пошедшее на параллельные титрования 1 мл раствора кислотыКоличество кислоты в эфире (в мл 0,05Н раствора NaOH) Значение К при tCИсходного, После распределения (водный слой) 12среднее12среднееВ воде молекулы органических кислот незначительно распадаются на ионы. В данной работе диссоциацией кислот можно пренебречь ( ). Вторым растворителем является эфир, в котором молекулы не ассоциированы ( ). Следовательно, коэффициент распределения , согласно закону Нернста-Шилова, можно вычислить из соотношения двух концентраций в водном и эфирном слоях. В описанном выше опыте концентрация кислоты пропорциональна количеству миллилитров щелочи, пошедшей на титрование:



где - коэффициент пропорциональности; - количество миллилитров раствора щелочи. Так как для опыта были взяты равные объемы растворов кислоты и эфира, то уменьшение концентрации кислоты в воде равно ее увеличению в эфире, т.е.

Тогда



После работы все растворы, содержащие эфир, следует слить в отдельную колбу, находящуюся под тягой, для регенерации, которая осуществляется лаборантом. Категорически запрещается слив эфирных растворов в раковину.

Форма отчета

  1. Указать цель работы.

  2. Таблица 1.

  3. Рассчитать коэффициент распределения по уравнению. И сделать соответствующие выводы.

Работа 6.2.4. Потенциометрическое титрование

Потенциометрическое титрование основано на определении точки эквивалентности по результатам потенциометрических измерений. Вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение (скачок) потенциала индикаторного электрода. При потенциометрическом титровании могут быть использованы следующие типы химических реакций, в ходе которых изменяется концентрация потенциалопределяющих ионов: реакции кислотно-основного взаимодействия, реакции окисления-восстановления, реакции осаждения и комплексообразования.

При кислотно-основном титровании используют, как правило, стеклянный электрод с Н-функцией (измерительный) и хлорсеребряный (вспомогательный).

Потенциал измерительного электрода в процессе титрования изменяется в соответствии с уравнением Нернста. Если графически изобразить зависимость потенциала электрода от количества добавленного титранта, то получится кривая, по которой можно найти конечную точку (или точки) титрования.

Для нахождения точки эквивалентности часто строят дифференциальную кривую в координатах . На точку эквивалентности указывает максимум полученной кривой, а отсчет по оси абсцисс, соответствующий этому максимуму, дает объем титранта, израсходованного на титрование до эквивалентности. Определение точки эквивалентности по дифференциальной кривой значительно точнее, чем по простой зависимости .

В простом и удобном методе Грана точка эквивалентности определяется по графику в координатах . Перед точкой эквивалентности и после нее кривая Грана линейна, а сама точка эквивалентности находится как точка пересечения этих прямых. Достоинства и удобства метода Грана особенно заметны при анализе разбавленных растворов, позволяя определить точку эквивалентности с достаточной точностью вследствие линейности графика.

Потенциометрический метод анализа позволяет провести количественное определение компонентов в смеси кислот, если константы диссоциации различаются не менее чем на три порядка. Например при титровании смеси, содержащей соляную и уксусную кислоты, на кривой титрования обнаруживаются два скачка. Первый свидетельствует об окончании – титрования , второй скачок наблюдается при оттитровывании .

Главное преимущество потенциометрического метода, по сравнению с другими методами анализа – быстрота и простота проведения измерений. Он позволяет проводить определение в мутных и окрашенных растворах, вязких пастах. В водных и неводных растворителях. Используя микроэлектроды. Можно проводить измерения в пробах при потенциометрическом титровании 0,5-1,0%.

Порядок работы

Цель работы – определение содержания соляной и уксусной кислот в их смеси методом потенциометрического титрования. Титрант – 0,1 н. раствор .

  1. Получите в два стаканчика раствор для титрования.

  2. В первом стаканчике проведете приближенное титрование. Для этого установите стаканчик с раствором на магнитную мешалку, опустите в него магнит и погрузите в исследуемый раствор стеклянный и хлорсеребряный электроды, соединенные с рН-121. Включите магнитное перемешивание и, убедившись, что магнит не задевает электроды, измерьте первое значение э.д.с. Опустите носик бюретки, заполненной 0,1 Н раствором в стаканчик (так, чтобы он не касался раствора кислот) и порциями по 1 мл добавляйте щелочь в раствор. После добавления каждой порции титранта производите измерение э.д.с., дав предварительно установиться показаниям прибора. Данные титрования записываются в таблицу 1. По достижении второго скачка потенциала продолжайте титрование до тех пор, пока не убедитесь, что дальнейшее изменение э.д.с. незначительно.

  3. Во втором стаканчике проведите точное титрование. Установив первый скачок при приближенном титровании (например после 4 мл ) добавьте в стаканчик сразу 3 мл титранта и измерьте э.д.с. После этого титрант добавляйте порциями по 0,5 мл, записывая каждый раз показания прибора в таблицу 2.

Таблица 1. Данные приближенного титрования (наносить на график синими точками)

123456…… Таблица 2. Данные точного титрования (наносят на график красными

точками)

123456…… Форма отчета

  1. Изложить цель.

  2. Записать схему используемого в работе гальванического элемента.

  3. Изложить теоретические основы потенциометрического титрования.

  4. Заполнить таблицы 1 и 2.

  5. Построить два графика: и На каждый график нанести данные приближенного и точного титрования. Определить графически точки эквивалентности, соответствующие концу титрования и обозначенные соответственно и

  6. Рассчитать массу (мг) и в исследуемом растворе (объем раствора кислот – 10 мл), по формулам:





^ YII. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА

Среди новейших физико-химических методов исследования нужно назвать атомно-абсорбционный анализ. Этим методом можно производить количественное определение большей части элементов периодической системы в различных объектах внешней среды, не прибегая при анализе микро- и макроэлементов к предварительному разделению определяемых элементов или к отделению мешающих примесей, что влечет за собой увеличение погрешности определения и увеличение его трудоемкости. Атомно-абсорбционный спектральный анализ характеризуется высокой избирательностью. Он отличается от длительного и кропотливого химического метода быстротой определения, более простым приготовлением образцов, точностью и чувствительностью.

Принцип атомно-абсорбционного спектрального анализа основан на способности атомов металлов поглощать свет характеристических длин волн.

Характеристические длины волн составляют линейчатый эмиссионный спектр, определенный для каждого элемента. Свет от источника резонансного излучения поглощается свободными атомами, проходя через атомный пар, образованный путем испарения и диссоциации соединения определяемых элементов, вводимых в пламя в виде аэрозоля.

Наибольшее распространение получил пламенный способ испарения и атомизации соединений определяемых элементов, хотя в принципе с успехом могут быть использованы и другие способы, например: испарение пробы из графитовой кюветы, нагретой до высокой температуры, испарение и создание свободных атомов при помощи квантового или плазменного генератора, а также распыление и атомизация исследуемой пробы в полом катоде.

Все способы получения поглощающих слоев можно отнести к двум группам: равновесным и импульсным. По чувствительности импульсные методы (графитовая кювета, импульсная лампа, лазерный луч) должны превосходить равновесные (пламя, разряд в полом катоде, печь Кинга), ибо для достижения и поддержания равновесной концентрации элемента в поглощающей ячейке требуется значительно большее количество вещества по сравнению с тем, которое сосредоточено в поглощающей ячейке в каждый момент. При импульсном испарении пробы для создания концентрации паров в ячейке, равной равновесной, потребовалось бы в 3*104 раза меньшее количество веществ, чем в пламени. Но техника регистрации спектров поглощения при импульсном испарении сложнее, чем для равновесных методов, так как в первом случае необходимо регистрировать быстро изменяющийся сигнал, а во втором - постоянный.

Поглощение света атомным паром подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера:

где - первоначальная интенсивность света; - интенсивность света, прошедшего через поглощающий слой атомного пара; - коэффициент поглощения света на частоте v, рассчитанный на единицу толщины поглощающего слоя атомного пара; - длина пламени (толщина поглощающего слоя атомного пара). При практических измерениях применяется величина оптической плотности:



Ввиду того что атомное поглощение соответствует переходам атомов из более низких в более высокие энергетические состояния, величина поглощения зависит от заселенности нижнего уровня, соответствующего наблюдаемой линии. Заселенность возбужденных уровней незначительна по сравнению с заселенностью нижнего уровня, поэтому наибольшее поглощение наблюдается для линий, соответствующих поглощательным переходам с нижнего невозбужденного уровня. Эти линии в атомно-абсорбционном анализе называют резонанасными. Коэффициент поглощения пропорционален силе осциллятора для данного перехода и концентрации поглощающих атомов на нижнем уровне

Для многих элементов силы осцилляторов спектральных линий измерены,поэтому выбор наиболее чувствительных линий не представляет труда. Когда величины сил осцилляторов в спектре элемента неизвестны, можно экспериментально выбрать наиболее чувствительные линии.

В результате экспериментальных исследований установлено, что наиболее чувствительные в поглощении линии часто не совпадают с наиболее интенсивными атомными линиями элементов в эмиссионном спектральном анализе, в том числе и в пламенной фотометрии. Объясняется это тем, что интенсивность излучения резонансных линий зависит не только от и , но и от участка спектра. Изменение интенсивности при температурах пламени или дугового разряда практически обусловлено экспоненциальным множителем, определяющим участок спектра, поэтому интенсивность излучения быстро падает в короткую область спектра.

Таким образом, эмиссионный спектр имеет иное распределение резонансных линий по интенсивности, чем спектр поглощения. Более интенсивными в испускании являются резонансные линии с большей длиной волны; более чувствительные в поглощении линии лежат в коротковолновой стороне от наиболее интенсивной в испускании резонансной линии (или совпадают с ней). Для большинства элементов, кроме газов, галогенов и некоторых неметаллов, наиболее интенсивные резонансные линии расположены в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, легко доступных для измерении.

1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13

Похожие рефераты:

Методика экономических исследований
Колеснев В. И. Практикум по экономико-математическим методам и моделям : учеб пособие/ В. И. Колеснев; уо "Белорусская государственная...
Практикум " Показательные и логарифмические уравнения ". 11 класс Цели
Цели: систематизировать знания обучающихся по методам решения показательных и логарифмических уравнений; обобщить изученный материал;...
Практикум по спортивной психологии Санкт-Петербург
...
Практикум по общей, экспериментальной и прикладной психологии серия «Практикум по психологии»
Учеб пособие/В. Д. Балин, В. К. Гайда, В. К. Горбачевский и др., Под общей ред. А. А. Крылова, с а. Маничева. – Спб: Питер, 2000....
Практикум по гештальттерапии петербург
Фредерик С. Перлз, Пауль Гудмен, Ральф Хефферлин практикум по гештальттерапии: пер с англ
Практикум по биомеханике
Практикум по биомеханике / Н. Б. Сотский, В. Ю. Екимов, В. К. Пономаренко; Бел гос ун-т физ культуры. — Мн.: Бгуфк, 2012. — с
Лекций: 34 Практических: 34 Лабораторных : 0 przi. 8 Практикум по...
Практикум по информатике. А. В. Могилев, Н. И. Пак, Е. К. Хеннер. М, «Ауадемия», 2001
Задача повышения профессионализма управленческих кадров, формирование...
Важная роль в данном процессе принадлежит методам активного обучения (мао), среди которых центральное место занимает деловая игра...
Задача повышения профессионализма управленческих кадров, формирование...
Важная роль в данном процессе принадлежит методам активного обучения (мао), среди которых центральное место занимает деловая игра...
Практикум для студентов специальностей 1-36 01 01 «Технология машиностроения»
Практикум содержит планы занятий, практические задания, контрольные вопросы по темам курса, тестовые задания, темы рефератов

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза