Задачи самостоятельной работы

2.7. Определение содержания основного фармакологически активного вещества в жидком лекарственном препарате –этило-вом эфире α - бромизовалериановой кислоты (субстанция) двумя методами - газожидкостной хроматографии (ГЖХ) и осадительного титрования - дало следующие результаты для массовой доли W основного вещества, %: метод ГЖХ (11 параллельных определений, n₁ = 11): 98,20; 98,30; 98,30; 98,40; 98,40; 98,50; 98,50; 98,60; 98,60; 98,70; 98,70; метод осадительного титрования (11 параллельных определений, п₂ = 11): 98,30; 98,40; 98,40; 98,50; 98,50; 98,60; 98,60; 98,70; 98,70; 98,70; 98,80. Охарактеризуйте воспроизводимость обоих методов при доверительной вероятности Р = 0,98. Проведите сравнение двух методов по воспроизводимости и правильности при доверительной вероятности Р = 0,99. Истинное значение содержания активного вещества в препарате  = 98,50%.

2.8. При оценке правильности определения массовой доли W α - токоферилацетата (ТФА) в промышленном образце витамина Е методом капиллярной газожидкостной хроматографии получены следующие результаты анализа: введено ТФА (истинное значение  = 91,35%; найдено для доверительного интервала, среднего содержания ТФА (п = 5, Р = 0,95) W ± ΔW = (93,4 ± 1,95)%; стандартное отклонение s = 1,57. С использованием t - критерия охарактеризуйте правильность методики анализа, если t _табл = 2,78.

2.9. Радиофармацевтический препарат (микросфера альбумина, меченые радиоактивным изотопом технеция), используемый при диагнозе заболевания легких, проанализировали на содержание олова (II) и при трех параллельных определениях нашли массу олова (II), приходящуюся на одну упаковку - флакон с микросферами препарата, равную, мг/флакон: 0,075; 0,080 и 0,085. Оцените сходимость результатов параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95.

3. Лабораторная работа.

Анализ сухой соли. Качественное определение катионов и анионов (занятие 1). (см. Ю.Я. Харитонов. Аналитическая химия. Часть I. Качественный анализ. Высшая школа. М., 2008 г. С. 500-512).

V. Литература.

1. Ю.Я. Харитонов. Аналитическая химия ч. 2. Количественный анализ. Высшая школа. М., 2008 г., с. 500-512.

2. В.П. Васильев. Аналитическая химия. Книга 1. Титриметрические и гравиметрический методы анализа. Высшее образование. М., 2004 г. С. 24-36.

3. Ю.Я. Золотов. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Высшая школа, М., 2001 г. С. 188-198.

4. Лекции.

З А Н Я Т И Е № 7

I. Тема: Гравиметрический анализ. Определение массы бария в растворе

II. Цель: 1. Научиться производить необходимые расчеты в гравиметрическом анализе (расчет количества осадителя, гравиметрического фактора);

2. Научиться выполнять правильно необходимые операции гравиметрического анализа (осаждение, фильтрование, промывание осадка и др.);

3. Закрепить навыки взвешивания на аналитических весах.

III. Исходный уровень:

1. Знание реакций осаждения и условий образования осадков.

2. Знание различных форм осадков.

3. Знание основных методов расчета в количественном анализе.

4. Умение работать с аналитическими весами.

IV. Практическая часть.

1. Контроль выполнения домашнего задания.

2. Практическая часть.

Учебно-целевые вопросы

2.1 Основное понятие о гравиметрическом анализе (сущность метода, достоинства и недостатки).

2.2 Классификация методов гравиметрии:

а) метод осаждения;

б) методы отгонки (прямой, косвенный);

в) методы выделения;

г) термогравиметрические методы.

Задачи

2.3. Рассчитайте массу никеля в минимальной навеске образца препарата, со­держащего никель, при гравиметрическом определении никеля в форме бисдиметилглиоксимата никеля(II) состава NiC₈H₁₄N₄0₄ (гравиметрическая форма) с от­носительной ошибкой определения не более ±0,2%. Осадок -кристаллический, поэтому масса гравиметрической формы равна 0,2—0,3 г. Гравиметрический фактор F= 0,2031.

2.4.Вычислите минимальную массу исходной навески препарата никеля, со­держащего 10% никеля, при гравиметрическом определении никеля в форме бисдиметилглиоксимата никеля(II) с относительной ошибкой определения не более ±0,2%. Используйте условия предыдущей задачи.

2.5.Рассчитайте минимальную массу железа(III), необходимую при его гра­виметрическом определении в препарате железа в виде Fe₂O₃ (гравиметрическая форма) с относительной ошибкой определения не более ±0,2%. Осаждаемая фор­ма — объемистый аморфный осадок, поэтому масса гравиметрической формы равна 0,1 г. Гравиметрический фактор F= 0,6994.

2.6. Вычислите минимальную массу исходной навески препарата железа при гравиметрическом определении железа в виде Fe₂O₃ (гравиметрическая форма) с относительной ошибкой определения не более ±0,2%, если массовая доля железа в препарате составляет 30%. Используйте условия предыдущей задачи.

2.7.Вычислите оптимальную массу исходной навески карбоната кальция СаСO₃ для гравиметрического определения кальция в виде СаО (гравиметриче­ская форма) с относительной ошибкой определения не более ±0,2%. Осаждаемая форма-кристаллический осадок, поэтому для оптимальной массы гравиметри­ческой формы можно принять m(СаО) = 0,5 г. ри гравиметрическом определении Сl^- в образце NaCl получили массу гравиметрической формы - AgCl, равную m = 0,2547 г. Найти массу Сl^- и массу NaCl в анализируемом образце. F= 0,2774.

2.8. При гравиметрическом определении серы в виде BaSO₄ нашли массу гравиметрической формы - BaSO₄ - равной 0,4540г. Масса исходной навески анализируемого образца составляет 0,7245г. Найти w(S) в образце.

2.9. Рассчитайте массу Вr^- , оставшихся в растворе объемом 100 мл после их осаждения в виде AgBr эквивалентным количеством катионов серебра. ПР(AgBr)=5,3·10^-13.

2.10. Найдите оптимальный объем раствора осадителя - 5% раствора (NH₄)₂C₂O₄· H₂O (р= 1г/см³), необходимый для осаждения СаС₂О₄·Н₂О из раствора, содержащего 0,1 г кальция. Оптимальный объем раствора осадителя берется в двукратном избытке по сравнению со стехиометрическим.

3. Лабораторная работа.

Определение массы бария в растворе (на занятии выполняют п.п. 1, 2 и 3).

Определяя содержание бария, учитывают следующую реакцию:

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓

Осадок BaSO₄ трудно растворим в воде (ПР = 1,2∙10^-10). Так как растворимость BaSO₄ в присутствии одноименного иона SO₄^2- еще более понижается, небольшой потерей BaSO₄ при осаждении можно пренебречь. Ион Ba²⁺ осаждают действием серной кислоты. Если серная кислота при осаждении ею и адсорбируется, то при прокаливании осадка она улетучивается.

Приступая к выполнению анализа, следует иметь виду, что сернокислый барий обладает ярко выраженной склонностью к образованию очень мелких кристаллов, которые при фильтровании легко проходят через поры фильтровальной бумаги. Поэтому при осаждении BaSO₄ необходимо стремиться создать такие условия, которые благоприятствуют образованию крупнокристаллического осадка. Полученный осадок сернокислого бария собирают на фильтр, прокаливают и взвешивают.

Выполнение определений

1.Взятие и растворение навески. На аналитических весах взвешивают часовое стекло и записывают его вес в журнал. На тех же весах точно отвешивают около 0,3 г хлористого бария, количественно переносят в химический стакан с носиком емкостью 200–300 мл и растворяют в воде. Переносить навеску с часового стекла в стакан рекомендуется так. Сначала очень осторожно пересыпать навеску в стакан. Затем, держа стекло наклонно над стаканом, тщательно обмыть его струей дистиллированной воды из промывалки; при этом, конечно, вся жидкость с него должна стекать в стакан. После прибавления 3 – 5 мл 2н раствора соляной кислоты (для предупреждения образования коллоидного раствора BaSO₄) дистиллированной водой доводят общий объем жидкости в стакане приблизительно до 100 мл.

2.Осаждение. Стакан закрывают часовым стеклом; полученный раствор нагревают почти до кипения. Одновременно в другой чистый химический стакан (можно в колбочку) отмеривают 3 – 4 мл 2Н Н₂SO₄, разбавляют ее дистиллированной водой до 30 мл, нагревают до кипения и приливают к горячему раствору хлористого бария. Серную кислоту нужно приливать очень медленно, по каплям, все время перемешивая раствор стеклянной палочкой. Во время перемешивания надо стараться не касаться палочкой стенок и дна стакана, чтобы осадок не пристал к стеклу.

Когда вся серная кислота будет прилита, стакан с полученным осадком (палочка остается в стакане) тотчас же помещают на 2-3 ч на кипящую водяную баню, чтобы сернокислый барий осел на дно стакана.

Как только осадок полностью соберется на дне стакана, берут пробу на полноту осаждения. Для этого к прозрачному раствору осторожно по стеклянной палочке приливают 1-2 капли серной кислоты. Если раствор останется прозрачным, то осаждение полное. Если же будет новое помутнение, то барий осажден не полностью и нужно снова прилить к раствору 2-3 мл серной кислоты. Дав раствору отстояться, еще раз взять пробу на полноту осаждения.

Убедившись в полноте осаждения, вынимают из раствора палочку и над стаканом тщательно смывают струей горячей воды из промывалки приставшие к палочке частицы осадка. Затем стакан с осадком накрывают часовым стеклом или фильтровальной бумагой и оставляют стоять на 3-4 ч или до следующего занятия. Медленное охлаждение способствует образованию крупнокристаллического осадка, который затем хорошо отфильтровывается.

3.Фильтрование и промывание осадка. Осадок BaSO₄ отфильтровывают через плотный беззольный фильтр («синяя лента»). Такой фильтр вкладывают в воронку, которую помещают в кольцо штатива и подставляют под нее чистый стакан. Жидкость осторожно декантируют по стеклянной палочке на фильтр (нужно сливать жидкость с осадка так, чтобы не замутнить ее). Когда будет слита почти вся жидкость, промывают осадок 3-4 раза декантацией, прибавляя каждый раз 20-25 мл горячей, сильно разбавленной серной кислоты (примерно 0,1 %) и каждый раз как можно полнее сливая ее с осадка на фильтр. Когда декантация будет закончена, соблюдая все правила предосторожности, количественно переносят осадок на фильтр и промывают его холодной дистиллированной водой до тех пор, пока в промывной воде при помощи AgNO₃ нельзя будет обнаружить присутствие ионов хлора.

4.Высушивание и прокаливание осадка. По окончании промывания воронку вместе с осадком сернокислого бария накрывают листочком фильтровальной бумаги и ставят в сушильный шкаф. После высушивания фильтр вместе с осадком аккуратно переносят в предварительно промытый, прокаленный и взвешенный фарфоровый тигель и приступают к прокаливанию осадка. При этой операции следят за тем, чтобы фильтр постепенно обугливался, но не вспыхивал.

Прокаливание продолжают до полного озоления фильтра, т.е. до тех пор, пока содержимое тигля не побелеет и не исчезнет черный налет как на стенках тигля, так и в само осадке. Затем переносят тигель в эксикатор, охлаждают до комнатной температуры и взвешивают. Чтобы быть уверенным в постоянстве веса осадка, прокаливают тигель еще раз 10-15 мин, охлаждают его в эксикаторе и снова взвешивают. Обычно двух прокаливаний бывает достаточно, чтобы получить постоянный вес осадка.

5.Вычисления. Вычисления проводят следующим образом (вес в г):

Вес стекла с BaCl₂∙2H₂O………………………………….6,5801

Вес пустого стекла………………………………………..6,2345

навеска BaCl₂∙2H₂O…………… …………………...0,3456

вес тигля с BaSO₄………………… …..………………12,3518

вес пустого тигля…………………………………...… .12,0230

навеска BaSO₄……………………………………………..0,3288

Составляем и решаем пропорцию:

в 233,42 г BaSO₄ содержится 137,36 г бария

в 0,3288 г BaSO₄ – // – Х г бария

г бария

Если в навеске 0,3456 г найдено 0,1935 г бария, то содержание в процентах будет:

Таким образом, экспериментально найденная величина отличается от теоретически вычисленной на 0,24 %.