LS-Sb88915

12

После приготовления все растворы тщательно перемешиваются.

Выбор прибора для аналитических работ. Для выделения из широко-

го спектра излучения, которое дает лампа, излучения узкого спектрального диапазона используют монохроматоры различных конструкций. В широко используемых для аналитических целей лабораторных спектрофотометрах (см. табл. 4.1) монохроматорами служат дифракционные решетки или призмы, обеспечивающие высокую степень монохроматизации излучения: ширина пропускаемого диапазона длин волн составляет 2…3 нм. В фотоэлектроколориметрах монохроматорами служат светофильтры (цветные стекла). Степень монохроматизации излучения вследствие этого в фотоэлектроколориметрах значительно ниже: выделяемый диапазон длин волн составляет 50…70 нм. Уменьшение степени монохроматизации в фотоэлектроколориметрах по сравнению со спектрофотометрами более чем на порядок существенно ограничивает их аналитические возможности. Кроме того, фотоэлектроколориметры могут обеспечить исследования в менее широком диапазоне длин волн. Достоинствами этого типа приборов является их портативность, небольшой вес и на много меньшая стоимость по сравнению со спектрофотометрами.

Выбор того или иного прибора определяется характером исследований. В тех случаях, когда требуется массовое определение небольшого числа элементов или проведение анализов в полевых условиях, предпочтение следует отдать фотоколориметрам (фотоэлектроколориметрам) типа ФЭК, КФК и МКФК. Если требуется проводить измерения в ультрафиолетовой области, что, например, необходимо при анализе большинства органических соединений; изучать зависимость оптической плотности растворов от различных факторов; получать спектральные характеристики растворов (зависимости оптической плотности или поглощения излучения от длины волны или волнового числа излучения), то необходимо использовать спектрофотометры.

Порядок работы на спектрофотометре СФ-26

1.Включить прибор и прогреть его 30…40 мин.

2.В кюветное отделение установить кюветы с исследуемым раствором и раствором сравнения (последнюю – на пути светового пучка), закрыть его крышкой.

3.Установить требуемую длину волны (ручка слева на лицевой панели прибора) и соответствующий фотоэлемент (ручка справа на верхней панели

14

прибора). Установить стрелку гальванометра на нуль по шкале Т ручкой «нуль» (справа).

4.Повернуть ручку шторки фотоэлемента «откр.-закр.» в положение «откр.», при этом стрелка прибора отклоняется вправо.

5.С помощью ручки «щель» установить стрелку гальванометра на нуль по шкале А (или на 100 по шкале Т).

6.На место кюветы с раствором сравнения установить кювету с исследуемым раствором (для этого ручку кюветного отделения переместить из положения 1 в положение 2). При этом стрелка гальванометра отклоняется, записать его показания.

7.Открыть крышку кюветного отделения, заменить исследуемый раствор на другой.

Порядок работы на фотоэлектроколориметре КФК-2

1.Включить прибор (тумблер на задней или боковой стенке прибора), прогреть 30…40 мин.

2.В кюветное отделение установить кюветы с исследуемым раствором и раствором сравнения, закрыть его крышкой (при этом автоматически открывается шторка фотоэлемента и стрелка гальванометра отклоняется вправо).

3.Установить рычаг кюветного отделения (в середине лицевой панели прибора) в положение 1 (раствор сравнения).

4.Установить стрелку гальванометра на нуль по шкале Т последовательно ручками «чувствительность», «грубо» и «тонко» (справа на лицевой панели прибора).

5.Рычаг кюветного отделения переставить в положение 2, т. е. установить на место кюветы с раствором сравнения кювету с исследуемым раствором; при этом стрелка гальванометра на приборе отклоняется влево, нужно записать ее показания по шкале Д.

6.Открыть крышку кюветного отделения (при этом шторка фотоэлемента автоматически закрывается и стрелка гальванометра отклоняется влево), поставить кювету с другим исследуемым раствором вместо предыдущего.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРТОФОСФАТОВ

Общее содержание минеральных соединений фосфора, как правило, практически полностью определяется количеством ортофосфатов. Мета-, пиро- и полифосфаты присутствуют в крайне незначительных концентрациях. Концентрация фосфора в природных водах обычно составляет единицы и де-

15

сятки микрограмм на литр. В загрязненных водах концентрация фосфора достигает нескольких миллиграмм на литр.

Определение ортофосфатов фотометрическим методом основано на образовании в кислой среде желтого фосфорно-молибденового гетерополианиона [P(Mo2O7)6]7− с последующим восстановлением его до «молибденовой сини».

Реакция образования комплекса, проходящая в присутствии серной кислоты, выглядит следующим образом:

H3PO4 +12(NH4)2MoO4 +14H2O ® H7[P(Mo2O7)6] + 24(NH4)OH .

Образовавшийся комплекс имеет желтую окраску. Для перевода его в форму, удобную для колориметрического и фотометрического определения,

проводят восстановление комплекса (Мо6+ частично восстанавливается до Мо5+) аскорбиновой кислотой в присутствии сурьмяновиннокислого калия (калий антимонилтартрат) до образования комплекса, окрашенного в синий цвет.

Минимально определяемая концентрация фосфора – 5 мкг/л. Закон Бера соблюдается до концентрации фосфора в растворе порядка 0.5 мг/л (более концентрированные пробы необходимо разбавлять).

Исходные реактивы и приготовление рабочих растворов

1. Для приготовления раствора молибдата аммония ((NH4)2MoO4 × 4H2O ) 15 г соли растворяют в 500 мл дистиллированной воды. После приготовления раствор отфильтровывают.

2. Для приготовления раствора серной кислоты (H2SO4) к 500 мл ди-

стиллированной воды добавить 140 мл концентрированной серной кислоты. Раствор разбавить до 1 л.

3. Для приготовления раствора аскорбиновой кислоты (С6Н8О6) 13.5 г

кислоты растворить в 250 мл дистиллированной воды. Раствор хранить в холодильнике.

4. Для приготовления раствора сурьмяновиннокислого калия ( K(SbO)C4H4O6 × 12 H2O ) 0.34 г вещества растворить в 250 мл дистиллиро-

ванной воды.

Приготовление смешанного реактива

К 20 мл раствора молибдата аммония последовательно добавляют 50 мл раствора серной кислоты, 20 мл раствора аскорбиновой кислоты и 10 мл раствора сурьмяновиннокислого калия. Смесь тщательно перемешивают. Полученный раствор хранят не более 6 ч или в холодильнике.

16

Ход определения

1.Пипеткой Мора отбирают 25 мл анализируемой пробы и помещают в мерную колбу объемом 50 мл.

2.Добавляют 2.5 мл смешанного реактива. Раствор перемешивают, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают снова.

3.Через 10…15 мин измеряют его оптическую плотность на спектрофотометре (СФ-26) при 882 нм (фотоэлемент К) в кюветах толщиной 5 см (раствор сравнения – дистиллированная вода). При измерении на фотоэлектроколориметре (КФК-2) используют светофильтр 750 нм. В качестве холостого раствора используется смесь реагентов.

4.На основании найденных значений оптической плотности по градуировочному графику находят значение концентрации ортофосфата в растворе.

Построение градуировочного графика

1. В мерные колбы объемом 50 мл вносят мерными пипетками по 0.5; 1.0; 2.0; 4.0; 5.0; 7.5 и 10.0 мл стандартного раствора дигидрофосфата калия КН2РО4 концентрации 1 мг/л (стандартный раствор готовят непосредственно перед использованием).

2. В каждую колбу добавляют по 2,5 мл смешанного реагента, растворы доводятся до метки дистиллированной водой и тщательно перемешиваются.

2. В полученном ряду стандартных растворов с концентрациями фосфора 10; 20; 40; 80; 100; 150 и 200 мкг/л определяют оптическую плотность рас-

творов. Измерения проводят относительно холостого раствора, представляющего собой смесь реагентов, и строят градуировочный график.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АММОНИЯ

Ионы аммония определяют фотометрически по реакции с реактивом Несслера – щелочным раствором тетрайодмеркурата калия. В результате реакции образуется желто-коричневый коллоидный раствор NН2Нg2I3:

NH+4 + 2K2HgI4 + 2KOH = NH2Hg2I3 + 5KI + 2H2O + K+.

Определению аммония мешают ионы кальция и магния, поэтому перед анализом их маскируют добавлением виннокислого натрия-калия – сегнетовой

соли (KNaC4H4O6·4H2O). Диапазон определяемых концентраций ионов ам-

мония – 0.05…4.0 мг/л.

Исходные реактивы и приготовление рабочих растворов

17

1. Для приготовлений раствора сегнетовой соли – KNaC4H4O4 · 4H2O –

растворяют 50 г соли в дистиллированной воде при нагревании, доводят раствор до 100 мл, перемешивают, фильтруют, добавляют 5 мл 10 %-го раствора NaOH и кипятят 30 мл для удаления следов аммиака, охлаждают, после чего переводят в мерную колбу объемом 100 мл и доводят раствор до метки дистиллированной водой. Затем тщательно перемешивают.

2.Реактив Несслера – щелочной раствор тетрайодмеркурата калия (K2HgI4) – торговый препарат.

3.Безаммиачную воду получают пропусканием дистиллированной воды через колонку с ионообменной смолой КУ-2 или кипячением в течение 1 ч дистиллированной воды с добавкой щелочи (25 мл 5 %-го раствора NaOH на 1 л воды).

Ход определения

1.В мерную колбу объемом 50 мл пипеткой Мора отбирают 10 мл анализируемой пробы и добавляют 0.2 мл раствора сегнетовой соли и 0.2 мл реактива Несслера. Доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

2.Оптическую плотность измеряют при 400 и 425 нм (фотоэлемент Ф) в

кювете толщиной 1 см (раствор сравнения – смесь реагентов, приготовленная аналогичным способом).

3. На основании найденных значений оптической плотности по градуи-

ровочному графику находят значение концентрации аммиака в растворе.

Построение градуировочного графика

1. В мерные колбы объемом 50 мл вносят мерными пипетками по 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 6.0 и 10.0 мл стандартного раствора хлорида аммония концен-

трации 5 мг/л (раствор готовят непосредственно перед использованием, раз-

бавляя раствор концентрации 500 мг/л) и разбавляют дистиллированной без-

аммиачной водой, доводя каждый раствор до объема 50 мл.

2.Каждый раствор перемешивают.

3.Оптическую плотность стандартных растворов определяют по методике,

описанной ранее, используя в качестве холостого раствора смесь реагентов. 4. Строят градуировочный график, где A = f (c) .

18

7.ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРИТОВ

Вкислой среде нитриты взаимодействуют с сульфаниламидом с образо-

ванием солей диазония (реакция диазотирования).

Соль диазония реагирует с N-(1-нафтил)-этилендиамином с образованием интенсивно окрашенного в розовый цвет азосоединения (реакция азосочета-

ния). Реакция специфична. Закон Бера соблюдается для в концентрационном диапазоне 3…350 мкг/л.

Исходные реактивы и приготовление рабочих растворов

1. Для приготовления раствора сульфаниламида растворяют 5 г соеди-

нения в дистиллированной воде, подкисляют 50 мл концентрированной со-

ляной кислоты, переводят в мерную колбу объемом 500 мл. Доводят до мет-

ки дистиллированной водой и перемешивают.

2. Для приготовления раствора N-(1-нафтил)-этилендиамина 0.5 г соеди-

нения растворяют в дистиллированной воде, переводят в мерную колбу объ-

емом 500 мл. Доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Ход определения

1.Пипеткой Мора в мерную колбу объемом 50 мл отбирают 25 мл анализируемой пробы, в которую добавляют 0.5 мл раствора сульфаниламида и через 5 мин 0.5 мл раствора N-(1-нафтил)-этилендиамина. Раствор доводят до метки дистиллированной водой.

2.Смесь перемешивают в течение 10…15 мин.

3.В кювете толщиной 1 см измеряют оптическую плотность раствора при 540 нм (фотоэлемент Ф). Холостой раствор – смесь реагентов.

4.На основании найденных значений оптической плотности по градуировочному графику находят значение концентрации нитрита в растворе.

Построение градуировочного графика

1. В мерные колбы объемом 50 мл мерными пипетками вносят 0.1; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0; 1.5 и 2.0 мл стандартного раствора нитрита натрия (NaNO2)

концентрации 5 мг/л (стандартный раствор готовят непосредственно перед использованием, разбавляя раствор концентрации 250 мг/л), доводят раствор до метки дистиллированной водой и перемешивают.

19

2. Оптическую плотность стандартных растворов с концентрациями нитрита 10; 20; 40; 60; 80; 100; 150 и 200 мкг/л определяют по методике, опи-

санной ранее, используя в качестве холостого раствора смесь реагентов. 3. Строят градуировочный график, где A = f (c) .

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРАТОВ

Ионы нитратов определяют фотометрически после их индивидуального концентрирования (выделения) новым полимерным сорбентом – полистирол- азо-2,3-диаминобензолом, представляющим собой тонкодисперсный порошок темно-коричневого цвета, нерастворимый в воде, кислотах, щелочах и органических растворителях. Структурная формула фрагмента полимерной молекулы сорбента выглядит следующим образом:

Количественное извлечение иона NO3− этим сорбентом (R = 98…100 %) происходит в статических условиях в интервале значений рН 1–2 при t = = 20 ± 2 °С в течение 25…30 мин. Определения массовой концентрации нит- рат-ионов основано на реакции синтеза: при взаимодействии нитрат-ионов с 1 %-ным спиртовым раствором салициловой кислоты образуется 5-нитроса- лициловая кислота желтого цвета:

Предел обнаружения составляет 10–3…10–6 %.

Исходные реактивы и приготовление рабочих растворов

1. Для приготовления 0.1 н. раствора нитрата серебра в 50 мл дистиллированной воды растворяют 1.433 г нитрата серебра, затем переводят в мерную колбу объемом 100 мл, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

20