Вопросы для контроля усвоения темы

1. Вид кривой титрования смеси соляной кислоты и хлорида аммония раствором гидроксида натрия или калия.

2. Нахождение точки эквивалентности.

3. Приведите уравнения реакций, протекающих в процессе титрования.

4. Что представляет собой электрохимическая ячейка в данном случае титрования?

5. Строение и принцип действия электродов, используемых в данной работе.

6. Какой ток используют при проведении кондуктометрического титрования?

7. Расскажите ход Ваших действий при проведении данной работы.

8. Приведите расчетные формулы, необходимые для вычисления содержания соляной кислоты и хлорида аммония в исследуемом растворе.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ АБСОРБЦИОННАЯ

СПЕКТРОСКОПИЯ

Молекулярная абсорбционная спектроскопия (или фотометрический анализ) относится к оптическим методам анализа. Она основана на способности молекул определяемого вещества поглощать электромагнитное излучение оптического диапазона (ИК-, видимой и УФ-областей). Фотометрический анализ можно проводить спектрофотометрическим или фотоэлектроколориметрическим методом.

Фотоэлектроколориметрия – метод анализа, основанный на измерении поглощения не строго монохроматического излучения видимой области спектра. Измерения проводят с помощью фотоэлектроколориметров (ФЭК). Излучения видимой области спектра поглощают только окрашенные соединения, поэтому метод фотоэлектроколориметрии применяют для анализа окрашенных растворов. Если исследуемое вещество не окрашено, его можно анализировать фотоэлектроколориметрически, предварительно переведя его в окрашенное соединение путем проведения химической реакции с определенными реагентами (так называемой фотометрической аналитической реакции). ФЭКи в качестве монохроматизаторов излучения содержат светофильтры, обладающие шириной пропускания от 10 до 50 нм. То есть пучок света не монохроматический.

Современные приборы позволяют проводить измерения не только в видимой области спектра, но и в близлежащих ультрафиолетовой (~300-400 нм) и в инфракрасной (~760-1000 нм) областях. К тому же, в отличие от ФЭКов, последние модели современных колориметров (они называются КФК) в качестве монохроматизаторов имеют дифракционные решетки, позволяющей получить пучок света шириной менее 5 нм. Это обстоятельство позволяет использовать эти приборы для снятия спектра анализируемого вещества с последующим его определением.

Спектрофотометрия – метод анализа, основанный на измерении поглощения монохроматического излучения ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областей спектра. Такие измерения проводят с помощью спектрофотометров (СФ), имеющих в качестве монохроматизаторов призму или дифракционную решетку. Спектрофотометры позволяют работать в области спектра от ~190 до 1100 нм.

Количественное определение веществ по светопоглощению основано на применении закона Бугера-Ламберта-Бера, связывающего уменьшение интенсивности света, прошедшего через слой светопоглощающего вещества, с концентрацией вещества и толщиной слоя.

Уменьшение интенсивности света, прошедшего через раствор, характеризуется пропусканием Т:

,

где I и I₀ –интенсивности прошедшего и падающего светового потока соответственно.

Десятичный логарифм отношения интенсивности падающего светового потока к интенствности светового потока, прошедшего через слой окрашенного раствора, принято называть оптической плотностью А.

Уменьшение интенсивности светового потока при прохождении через поглощающий раствор подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера:

,

где  - молярный коэффициент светопоглощения; С – молярная концентрация светопоглощающего вещества; l – толщина поглощающего раствора, см.

Из этого уравнения следует:

.

Таким образом, в логарифмической форме объединенный закон светопоглощения выглядит следующим образом:

A = lC,

то есть оптическая плотность раствора прямопропорциональна концентрации поглощающего вещества и толщине слоя раствора.

В фотометрическом методе анализа для количественного определения веществ используют чаще всего метод градуировочного графика, определение по собственному поглощению и фотометрическое титрование.

Градуировочный график представляет собой графическую зависимость A = f(C). Для его построения готовят серию стандартных растворов определяемого вещества различной концентрации. При выбранной из спектра поглощения длине волны и толщине слоя раствора измеряют оптические плотности стандартных растворов и строят график зависимости оптической плотности от концентрации. Измерив затем оптическую плотность исследуемого раствора, по градуировочному графику находят концентрацию определяемого вещества в растворе.

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ХРОМА И МАРГАНЦА

ПРИ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ

Спектрофотометрический метод дает возможность определить несколько светопоглощающих веществ в одном растворе без предварительного разделения. В соответствии с законом аддитивности при наличии в растворе нескольких поглощающих веществ каждое из них будет давать свой аддитивный вклад в экспериментально измеряемую оптическую плотность смеси. Если в растворе присутствует смесь двух веществ, измеряют оптическую плотность этого раствора при двух длинах волн ₁ и ₂. В соответствии с законом аддитивности светопоглощения:

,

.

Решение этой системы уравнений дает возможность рассчитать С₁ и С₂, если известны молярные коэффициенты поглощения компонентов при данных длинах волн.

Если есть спектральная область, в которой один из компонентов смеси не поглощает, расчеты значительно упрощаются и в этом случае можно использовать также способ построения градуировочных графиков.

Цель изучения данной темы

Усвоить основы спектрофотометрии. Овладеть навыками работы на спектрофотометре, научиться определять содержание веществ в растворах их смесей, используя закон аддитивности.

Материальное обеспечение

1. Спектрофотометр СФ-26.

2. Кварцевые кюветы с толщиной поглощающего слоя l = 10 мм.

3. Мерные колбы на 50 мл.

4. Мерные пипетки на 10 мл.

5. Промывалка с дистиллированной водой.

6. Бумага фильтровальная.

7. Мерный цилиндр на 10 мл для раствора серной кислоты

8. Конические колбы для приготовленных растворов

9. Стандартный раствор бихромата калия с T (Cr) = 100 мкг/ мл.

10. Стандартный раствор перманганата калия с T (Mn) = 50 мкг/ мл.

11. Раствор серной кислоты с С (1/2 H₂SO₄) = 2 моль/л.