метода фотометр

Растворы гидрохлоридов папаверина и дибазола поглощают в УФ-об- ласти спектра, причем их спектры поглощения налагаются.

При подчинении поглощения отдельных компонентов смеси закону Бугера — Ламберта — Бера и отсутствии взаимодействия между ними, оптическая плотность раствора их смеси при определенной длине волны аддитивно складывается из оптических плотностей компонентов:

При анализе двухкомпонентной системы необходимо измерить абсорбцию смеси по меньшей мере при двух длинах волн и составить два уравнения с двумя неизвестными:

где А(λ1), А1(λ1) и А2(λ1) — оптическая плотность смеси и отдельных компонентов при λ1;

А(λ2), А1(λ2) и А2(λ2) — оптическая плотность смеси и отдельных компонентов при λ2.

Тогда в нашем случае, при анализе раствора содержащего папаверин и дибазол имеем при l = 1 см:

где εП(λ1), εП(λ2), εД(λ1), и εД(λ2) — молярные коэффициенты поглощения гидрохлоридов папаверина и дибазола, л · моль-1 · см-1;

СП и СД — молярные концентрации гидрохлодиров папаверина и дибазола, моль/л.

31

Величины молярных коэффициентов поглощения εП(λ1), εП(λ2), εД(λ1), εД(λ2) должны быть определены в ходе работы.

Решая систему уравнений (3) относительно неизвестных СП и СД получим:

Если концентрация компонентов выражены в г/мл или мг/мл, то формулы 4 и 5 примут вид:

гдеαП(λ1),αП(λ2),αД(λ1),αД(λ2)—коэффициентыпогашения,л·г-1 · см-1

(λ · мг-1 · см-1).

Величины молярных коэффициентов погашения и коэффициентов погашения взаимосвязаны соотношением — ε = α · М, где М — молекулярная масса.

Рассчитав концентрации и зная объем раствора, определяют содержание каждого компонента в пробе в мг.

Оборудование и реактивы: спектрофотометр; мерные колбы на 50 мл — 7 шт.; полумикробюретки на 5 мл — 2 шт.; стандартный раствор папаверина гидрохлорида (С = 0,25 мг/мл); стандартный раствор дибазола гидрохлорида (С = 0,5 мг/мл).

Выполнение работы

Приготовление эталонных растворов и выбор длин волн для анализа

В три мерные колбы объемом 50 мл с помощью полумикробюретки помещают такие объемы стандартного раствора папаверина гидрохлорида (С = 0,25 мг/мл), чтобы получить серию стандартных растворов, содержащих от 0,6 до 1,0 мг вещества, и доводят до метки 0,1 М раствором HCl. Растворы тщательно перемешивают. Аналогично из стандартного раствора дибазола гидрохлорида (С = 0,5 мг/мл) готовят три эталонных раствора с содержанием вещества от 0,5 до 1,0 мг.

Для растворов с промежуточной концентрацией гидрохлоридов папаверина и дибазола (желательно, чтоб СП ≈ СД) измеряют оптическую

32

плотность веществ в интервале длин волн от 260 до 320 нм через каждые 5 нм (раствором сравнения служит 0,1 М раствор HCl) и результаты заносят в таблицу:

λ, нм 260 265 270 275 280 285 290 295 300 310 315 320

АП

AД

По данным таблицы на одном графике строят спектры поглощения гидрохлоридов папаверина и дибазола в координатах А ÷ λ нм и определяют две длины волны λ1 и λ2, при которых наблюдается наибольшее различие в поглощении компонентов. Поглощением дибазола при λ ¦ 310 нм можно пренебречь, т. е. принять AII = 0.

Определение коэффициентов погашения гидрохлоридов папаверина и дибазола

При выбранных длинах волн λ1 и λ2 измеряют оптическую плотность всехэталонныхрастворовгидрохлоридовпапаверинаи дибазола,данные заносят в таблицу и по закону Бугера — Ламберта — Бера рассчитывают коэффициенты поглощения.

П р и м е ч а н и е. Коэффициенты поглощения при одной и той же длине волны для одного и того же вещества должны быть величиной постоянной и не должны зависеть от концентрации.

Определение коэффициентов погашения гидрохлоридов папаверина и

Средне значение εÏ (λ1, λ2); αÏ (λ1, λ2)

Дибазола гидрохлорид

1

2

3

Средне значение εÄ (λ1, λ2); αÄ (λ1, λ2)

33

Определение содержания гидрохлоридов папаверина и дибазола в исследуемом растворе

Пробу исследуемого раствора в мерной колбе на 50 мл доводят до метки 0,1 М раствором HCl и тщательно перемешивают. Определяют оптическую плотность раствора при λ1 и λ2 (берут среднюю величину из 2—3 измерений) и рассчитывают по формулам (4)—(7).

Лабораторная работа № 7

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СМЕСИ ПАРА- И ОРТОВАНИЛИНОВ

Пара-ванилин (пищевой ванилин), M = 152,1, является промежуточным продуктом в промышленном синтезе противотуберкулезного препарата фтивазида. Синтез пара-ванилина сопровождается образованием его изомера — орто-ванилина:

HC=O

HC=O

OH

OCH3 OCH3

OH

Пара-ванилин Орто-ванилин

Различия в УФ-спектрах поглощения делают возможным спектрофотометрическое определение каждого изомера при совместном присутствии.

Оборудованиеиреактивы:спектрофотометр;колбымерныевместимостью 50 мл — 7 шт.; полумикробюретки вместимостью 5 мл — 2 шт.; исходный раствор п-ванилина 0,1 мг\мл; исходный раствор о-ванилина, 0,1 мг/мл.

Выполнениеработы.В три мерные колбывместимостью 50 мл отмеряют 3,0; 4,0 и 5,0 мл исходного раствора п-ванилина, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Также готовят и стандартные растворы о-ванилина.

Записывают спектр поглощения второго раствора из каждой серии п- и о-ванилина в области 240—320 нм через каждые 10 нм и выбирают две длины волны λ1 и λ2, при которых наблюдается наибольшее расхождение в спектрах поглощения веществ.

34

Измерив оптическую плотность каждого из трех стандартных растворов п-ванилина при λ1 и λ2, рассчитав коэффициенты поглощения ап(λ1) и ап(λ2) (в мл ·мг–1 · см–1). Аналогично определяют коэффициенты поглощения а0(λ1) и а0(λ1) о-ванилина.

Анализируемый раствор доводят водой до метки в мерной колбе вместимостью 50 мл и измеряют (2—3 раза) оптическую плотность при дли-

нах волн λ1 и λ2.

Рассчитывают концентрации п- и о-ванилина в мг/мл по уравнениям

(1)—(2).

Лабораторная работа № 8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТЫ КИСЛОТНОЙ ДИССОЦИАЦИИ ИНДИКАТОРА СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Кислотно-основные индикаторы, в зависимости от рН раствора, находятся в различных окрашенных неионизированных и ионизированных формах. Выражение условной константы кислотной диссоциации индикатора, обладающего функцией слабой кислоты, имеет вид:

Увеличение кислотности приводит к сдвигу равновесия в сторону недиссоциированной формы HInd и наоборот. Для каждой из этих форм характерен собственный спектр поглощения. Изменяя рН раствор и записывая спектр поглощения системы, можно наблюдать постепенный переход одной формы в другую. При наличии двух форм, находящихся в равновесии, кривые светопоглощения, измеренные при различных рН, имеют одну точку пересечения при определенной длине волны, называемую изобестической точкой. При этой длине волны молярные коэффициенты поглощения обеих форм равны. Для записи спектров в видимой области используют регистрирующий спектрофотометр СФ-18. Интервал рН, в котором проводится запись спектров, определяется величиной константы диссоциации индикатора, если К ~ 10–8, то применяют буферные растворы с рН 5—11. Расчет ведут для двух длин волн, соответствующих максимуму поглощения ионизированной Ind– и неионизированной форм HInd.

35

Константу диссоциации рассчитывают для трех растворов с промежуточными значениями рН, содержащих обе формы в соизмеримых количествах. В работе определяют константы диссоциации одного из трех индикаторов — фенолового красного (0,06 %), бромтимолового синего (0,12 %), крезолового красного (0,18 %) в 50 % этиловом спирте.

Оборудование и реактивы: регистрирующий спектрофотометр; колбы мерные вместимостью 50 мл — 8 шт.; пипетка вместимостью 1 мл; бюретки вместимостью 25 мл — 2 шт.; смесь кислоты и NaOH, 0,2 М; растворы индикаторов в 50 % спирте.

Выполнение работы. Для приготовления буферных растворов в мерные колбы на 50 мл помещают по 1 мл раствора индикатора, определенный объем раствора смеси кислот (интервал рН 5—11) и 0,2 М раствора NaOH, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Объемы растворов смеси кислот и 0,2 М раствора NaOH, а также рН буферных растворов 1 записывают по форме:

Записывают спектр поглощения всех растворов с помощью регистрирующего спектрофотометра в стеклянных кюветах с толщиной слоя 10 мм, заполненных примерно на 4/5 объема. Спектры записывают по мере возрастания рН растворов. При переходе к раствору другой концентрации кювету промывают дистиллированной водой и ополаскивают измеряемым раствором.

Результаты измерений и расчетов записывают в таблицу:

Расчет рК по формулам 7—4. Проводят статистическую обработку результатов анализа.

1 Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии.— М.: Химия, 1989.— С. 275.

36

ЛИТЕРАТУРА

1.Бабко А. К., Пилипенко А. Г. Фотометрический анализ.— М.: Хи-

мия, 1968.

2.Булатов М. И., Калинкин И. П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа.— Л.: Химия, 1986.

3.Васильев В. П. Теоретические основы физико-химических методов анализа.— М.: Высш. шк., 1979.

4.Иоффе Б. В., Костиков Р. Р., Разин В. В. Физические методы опре-

деления строения органических молекул.— Л.: ЛГУ, 1976.

5.Крешков А. П. Основы аналитической химии. Т. 3.— М.: Химия,

1970.

6.Пособие по химическому анализу лекарств / Под ред. Кулешовой М. И.— М.: Медицина, 1974.

7.Скугг Д., Уэкст Д. Основы аналитической химии. Т. 2.— М.: Мир,

1979.

8.Фритц Дж., Шэнк Г. Количественный анализ.— М.: Мир, 1978.

37