Лабораторная работа №8.

«Колориметрическое определение меди в растворе»

Цель работы: изучение колориметрического метода анализа.

Задачи: 1) образовательная: изучить некоторые виды абсорбционного анализа на практике;

2) развивающая: развивать в процессе формирования понятий диалектического подхода и специфических способов познания;

3) воспитательная: формирование химической картины природы, необходимых норм отношения к окружающей действительности.

Теоретическая часть.

Инструментальные методы анализа обладают многими достоинствами: быстротой анализа, высокой чувствительностью, возможностью одновременного определения нескольких компонентов, автоматизации и использования копьютеров для обработки результатов анализа.

Колориметрия — один из наиболее простых методов абсорбционного анализа, основанный на измерении поглощения света окрашенными растворами.

Абсорбционный анализ подразделяют на спектрофотометрический и колориметрический. Спектрофотометрия учитывает поглощение анализируемым веществом света с определенной длиной волны. Такие измерения производят с помощью специальных приборов — спектрофотометров. В колориметрии используют видимый спектр. Из всех оптических методов колориметрический анализ имеет в настоящее время наиболее важное значение для физических и химических исследований. С помощью этого метода изучают содержание большинства ионов в различных объектах, так как он отличается высокой чувствительностью. При этом определяемый компонент переводят в окрашенное соединение и по интенсивности окраски раствора судят о количестве компонента.

Чтобы определить количественное содержание элемента в исследуемом растворе, сравнивают его окраску с окраской «стандартного» раствора, концентрация определяемого элемента в котором точно известна. ^

Зависимость между интенсивностью окраски раствора и содержанием в нем окрашенного вещества подчиняется закону Бугера – Ламберта - Бера и выражается уравнением:

,

где I - интенсивность потока света, прошедшего через раствор; I₀ -интенсивность потока света, падающего на раствор; ε - коэффициент поглощения света - постоянная величина, зависящая от природы растворенного вещества (молярный коэффициент поглощения); С - молярная концентрация окрашенного вещества в растворе; l - толщина слоя светопоглощающего раствора

Физический смысл закона Бугера – Ламберта - Бера состоит в следующем. Растворы одного и того же окрашенного вещества при одинаковой его концентрации и толщине слоя, также при прочих равных условиях поглощают одну и ту же долю падающего на них света. То есть светопоглощение таких растворов одинаково.

Если прологарифмировать приведенное выше уравнение и изменить знаки на обратные, то оно принимает следующий вид:

Величина lg(I₀/I) является важнейшей характеристикой окрашенного раствора, ее называют оптической плотностью раствора и обозначают буквой D:

D = lg(I₀/I) = εCl

Следовательно, оптическая плотность раствора прямо пропорциональна концентрации окрашенного вещества и толщине слоя раствора.

Из этого вытекает вывод, очень важный для колориметрического анализа. Если сравнивают два раствора с различной концентрацией какого-нибудь окрашенного вещества, то одинаковая интенсивность окраски этих растворов достигается при толщине их слоев, обратно пропорциональной концентрациям.

Фотоэлектроколориметр, или фотоколориметр, предназна­чен для определения оптической плотности окрашенных раст­воров. Измеряя оптическую плотность нескольких растворов с разной, но известной концентрацией окрашен­ного вещества, строят калибровочную кривую зависимости оптической плот­ности от концентрации раствора. По калибровочной кривой можно определить концентрацию раствора, измерив его оптическую плотность.

Правила работы на фотоэлектроколориметре.

1. Налить в кювету исследуемый раствор до метки и протереть торцевые стенки кюветы фильтровальной бумагой.

2. Кювету с исследуемым раствором поместить в свободную ячейку правого кюветодержателя и передвижением рукоятки на стенке прибора установить ее на пути светового потока.

3. Перекрыть световые потоки. Для этого рукоятку на верхней панели прибора переместить вправо.

4. Установить стрелку микроамперметра на «0» с помощью рукоятки, расположенной на левой стенке прибора.

5. Установить правый и левый измерительные барабаны отсчета 0-100.

6. Открыть световые потоки — рукоятку на верхней панели переместить влево.

7. Вращением левого измерительного барабана добиться установки стрелки микроамперметра на «0».

8. Передвинуть правый кюветодержатель так, чтобы световой поток проходил через растворитель.

9. Вращением правого измерительного барабана добиться установки стрелки микроамперметра на «0».

10. По красной шкале правого барабана отсчитать значение оптической плотности раствора (с точностью до 0,001).

11. Вынуть кювету с раствором, вылить раствор и сполоснуть ее дистиллированной водой.