3. Задача.

Перманганатометричне визначення заліза(П) у розчині, якщо відома що,

Vщ.к = 25,0мл, Nщ.к = 0,01 н , V₁ KMnO₄ = 5,2356мл , V₂ KMnO₄ = 5,2433 мл ,V₃ KMnO₄ = 5,2420 мл.

Знайти точну концентрацію розчину KMnO₄, титр та нормальність.

Відповідь.

Точну концентрацію робочого розчину KMnO₄ визначають титруванням певного об’єму (аліквоти) стандартного розчину щавлевої кислоти. У процесі титрування протікає реакція

H₂C₂O₄+2MnО^4- +6H⁺ =10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O

H₂C₂O₄ – 2e = 2CO₂+2H⁺ /5

MnO^4-+5e+8H⁺ = Mn²⁺+4H₂O /2

або в молекулярному вигляді:

5H₂C₂O₄ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ =10CO₂ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O,

За кімнатної температури реакція протікає повільно. Нагрівання та підкислення розчину H₂C₂O₄ збільшують швидкість реакції. Цьому сприяє також нагромадження іонів Mn2+ у розчині, оскільки вони мають каталітичний вплив на реакцію. Треба пам’ятати, що нагрівання розчину повинно бути помірним, оскільки за температури понад 90 °С щавлева кислота розкладається:

H ₂C₂O ₄ СО₂ + СО + H₂O,

унаслідок чого концентрація останньої зменшується, що неприпустимо. У момент еквівалентності розчин, який титрують, набуває рожевого кольору. Визначення точної концентрації KMnO₄ виконують у наступній послідовності. Підготовлену бюретку заповнити робочим розчином KMnO₄ встановити верхній меніск на нулі. У три конічні колби місткістю 250 мл мірним циліндром відміряти по 20 мл розчину 2н сірчаної кислоти і стільки ж дистильованої води. Мірною піпеткою місткістю 25 мл відібрати по 25 мл розчину щавлевої кислоти і перенести в ті ж самі конічні колби. Перед титруванням кожну колбу треба нагріти на плиті до температури 80-90 °С (не

кип’ятити). Титрувати розчин щавлевої кислоти розчином KMnO₄ при безперервному помішуванні до появи рожевого забарвлення розчину. Титрування треба виконувати не більше 1-2 хвилин, щоб розчин не охолодився до температури нижче 50-60 °С.Таким самим чином титрувати щавлеву кислоту в другій і третій колбах (титрувати потрібно кожний раз від нуля бюретки). Необхідно досягти того, щоб поява рожевого кольору розчину спостерігалася від однієї-двох краплинKMnO4 і результати титрування розбігалися не більше, ніж на 0,1 мл. В

противному разі титрування необхідно повторити.

Vщ.к = 25,0мл, Nщ.к = 0,01 н

V₁ KMnO₄ = 5,2356 мл

V₂ KMnO₄ = 5,2433 мл

V₃ KMnO₄ = 5,2420 мл

Vср.KMnO₄ = (V₁+V₂+V₃)/3 = 5,2403(мл)

Розраховуємо точну концентрацію розчину KMnO₄ (титр та нормальність):

N KMnO₄ = (Nщ.к.*Vщ.к)/V KMnO₄ = (0,01*25)/5,2403 = 0,0477(H)

T KMnO₄ = (N KMnO₄*Me KMnO₄)/1000 = (0,0477*159)/1000 = 0,0076 (г/мл)

Me KMnO₄ = 40+55+16*4 = 159 г/моль.

Еталонна відповідь

Варіант №28

1. Описати явище люмінесценції, принципову схему приладу флуориметра єф-3м.

Люмінесценція – особливий вид світіння речовин без підвищення температури – відома ще з глибокої старовини. Однак пройшло багато століть, перш ніж людині вдалось цілком розкрити її природу. Термін "люмінесценція" і класифікацію типів світіння вперше запропонував німецький фізик Відеман. Однак його визначення було неповним. Під час фотолюмінісценції частка починає інтенсивно світитися в результаті захоплення квантів активуючого світла. Причому, повертаючись до вихідного стану, вона віддає отриману енергію у вигляді світла, довжина хвилі якого більша довжини хвилі джерела збудження. Отже, люмінесценцією називають світіння атомів чи молекул, яке виникає в результаті електронного переходу в частинках речовини при їх переході із збудженого стану в не збуджений.  Класифікують явища люмінесценції за часом та методом збудження. За часом післясвітіння розрізняють два типи люмінесценції –флуоресценцію – світіння яке миттєво зникає після припинення дії джерела збудження і фосфоресценцію, світіння, продовжується певний проміжок часу.

В залежності від методу збудження розрізняють фотолюмінесценцію – свічення, яке виникає при поглинанні світлової енергії;катодолюмінесценцію – основану на свіченні речовин при поглинанні катодних променів (електронів) та хемілюмінесценцію – свічення, яке виникає при протіканні хімічних реакцій. Всі люмінесціюючі речовини мають загальну назву – люмінофори. У найпростішому вигляді процес, збудження і свічення можна зобрази­ти схемою, наведеною на рис. 1, з якого видно, що енергія вип­ромінювання молекули завжди менша від енергії збудження.

Основними вузлами апарату­ри для люмінесцентного аналізу є освітлювач із світлофільтрами, кю­вети, діафрагми і пристрій для вимірювання інтенсивності свічення. Освітлювачем для люмінесцентного аналізу, як правило, використову­ють ртутні лампи. Приймачем виступає фотоелемент або фото помножувач.

Принципова схема лабораторного флуориметра ЄФ-ЗМ, призначеного для кількісного аналізу вітамінів та інших люмінесціюючих речовин, показана на рис. .

1 - кварцова лампа;

2 - діафрагма;

3 - заслінка;

4 - фільтр;

5 - кварцова оптика;

6 - посудина з досліджуваним розчином; 

7 - кварцова оптика;

8 - світлофільтри;

9 - фотоелементи.

Рис. Схема лабораторного флуориметра ЄФ-3М. Світло від кварцової лампи 1, проходячи через діафрагму 2, світлофільтр 4 і кварцову оптику 5, потрапляє на посудину з досліджува­ним розчином.

Люмінесцентне свічення досліджуваного розчину прохо­дить через кварцову оптику 7, вторинні світлофільтри 8, потрапляє на фотоелемент 9. Фотоелемент, перетворюючи світлову енергію в еле­ктричну, подає її на електронний підсилювач, в анодний ланцюг якого підключений мікроамперметр. Покази мікроамперметра прямо пропорцій­ні концентрації люмінесціюючої речовини.

Спочатку результати люмінесцентних досліджень оцінювалися лише візуально і за допомогою фотографування.