Лабораторные работы / Лабораторная работа 1. Проверка применимости закона Бугера–Ламберта–Бера

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Озерский технологический институт – филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (ОТИ НИЯУ МИФИ)

Кафедра «Электроники и Автоматики»

ОТЧЁТ

ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1

по дисциплине: «Физические основы получения информации»

«Проверка применимости закона Бугера–Ламберта–Бера к раствору комплексного соединения железа с сульфосалициловой кислотой»

Выполнили студенты группы 1ПС-38Д
			П.С. Сергеев
			В.С. Белканов
			А.И. Макаренко
			А.М. Артамонов
Проверил преподаватель кафедры ЭиА			В.Н. Сергеев

2020

Цель работы: Проверить применимость закона Бугера–Ламберта–Бера к раствору комплексного соединения железа с сульфосалициловой кислотой.

Средства измерения и реактивы: фотоэлектроколориметр – КФО или КФК-3 с набором кювет; мерные колбы вместимостью 50 см³ – 6 шт.; пипетки вместимостью 1-10см³; стандартный раствор соли железа (III) с содержанием железа 0,1 мг/см³; 10% раствор сульфосалициловой кислоты C₇H₆O₆S; серная кислота – 1 моль/л; 10% раствор аммиака.

Краткая теория.

Признаком применимости законов светопоглошения к поглощающей среде является пропорциональная зависимость оптической плотности этой среды от концентрации вещества и толщины поглощающего слоя.

Для проверки применимости законов светопоглощения к раствору комплексного соединения железа с сульфосалициловой кислотой необходимо определить оптические плотности одного и того же раствора, но при различной толщине поглощающего слоя, а затем – оптические плотности для различной концентрации комплексного соединения при постоянной величине поглощающего слоя раствора. Если при построении графиков в соответствующих координатах получаются прямые, проходящие через начало координат, то это является признаком выполнения закона Бугера–Ламберта–Бера.

При взаимодействии железа (III) с сульфосалициловой кислотой образуются комплексы, состав и окраска которых зависят от кислотности раствора. В кислой среде (pH=1,8 – 2,5) получают моносульфосалицилатный (соотношение железо (III): сульфосалицилат = 1:1) катионный комплекс краснофиолетового цвета (λ_max = 510 нм и ε_max = 1,8×10³), в щелочной среде (pH=9 – 11,5) получают трисульфосалицилатный жёлтый комплекс (λ_max = 416 нм и ε_max = 5,8×10³) с соотношением компонентов 1:3.

Определению железа (III) не мешают фосфаты, бораты, ацетаты. В присутствии ионов магния, алюминия, марганца реакцию проводят только в кислой среде.

Ход работы.

1. В мерную колбу вместимостью 50 см³ поместим 3 см³ стандартного раствора железа (III) с его содержанием 0,1 мг/см³.

2. Добавим 1 см³ раствора серной кислоты 1 моль/л.

3. Добавим 5 см³ 10% раствора сульфосалициловой кислоты.

4. Доведём до метки дистиллированной водой и перемешаем.

5. Измерим оптическую плотность на фотоэлектроколориметре при длине волны 510 нм относительно воды в кюветах с размером между рабочими гранями 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0 см.

6. Построим график в координатах оптическая плотность – толщина слоя раствора (A = f (L, см)).

7. Рассчитаем молярный коэффициент поглощения ε.

C – молярная концентрация вещества в растворе.

m – масса железа в растворе;

M – молярная масса железа;

V – объём раствора.

;

.

8. В мерные колбы вместимостью 50 см³ отберём по 10 см³ дистиллированной воды и соответствующие объёмы раствора железа (III), чтобы масса его в них составляла 0,05; 0,10, 0,15: 0,20; 0,30 мг.

9. В каждую колбу добавим 1 см³ раствора серной кислоты 1 моль/л.

10. В каждую колбу добавим 5 см³ 10% раствора сульфосалициловой кислоты.

11. Доведём до метки дистиллированной водой и перемешаем.

12. Измерим оптическую плотность растворов на фотоэлектроколориметре при длине волны 510 нм относительно воды в кювете с толщиной слоя 5,0 см.

13. Построим график в координатах оптическая плотность – масса железа (III) (A = f (Q, мг)).

14. Рассчитаем молярный коэффициент поглощения ε и сделать заключение о выполнимости закона Бера.

;

.

Вывод.

В ходе проведённой работы была установлена справедливость законов Бугера–Ламберта и Бера при их раздельном и совместном применении.