Сравните найденную рефракцию с вычисленной по таблицам атомных рефракций и рефракций связей.

Решение: Формула четыреххлористого углерода CCl₄.

1. Определяем молярную рефракцию CCl₄ по правилу аддитивности, суммируя:

а) рефракции атомов

см³/моль;

б) рефракции связей см³/моль.

2. Вычисляем молярную рефракцию CCl₄ по формуле Лорентца–Лоренца, используя опытные данные:

,

.

Теоретическое значение R(CCl₄) и рассчитанное по рефракциям атомов хорошо согласуются.

Пример 2. Для определения состава водно-ацетоновых растворов были определены показатели преломления стандартных растворов, приведенных ниже:

Содержание ацетона, %	10	20	30	40	50
Показатель преломления	1,3340	1,3410	1,3485	1,3550	1,3610

Построить калибровочный график для определения ацетона, вывести уравнение зависимости показателя преломления от концентрации и определить по графику и уравнению содержание ацетона в растворе, показатель преломления которого равен 1,3500.

Решение. Строим график зависимости показателя преломления n от концентрации (%) (см. рисунок).

1. Уравнение калибровочного графика определяем методом избранных точек. Для этого выбираем на концах прямой точки: для концентрации 15 % n= 1,338 и для концентрации 45 % n= 1,358. Составим два уравнения:

1,358 = А + В45,

1,338 = А + В15.

Решаем эти уравнения и получаем:

А = 1,3279 и В = 6,710^–4.

Следовательно, искомое уравнение имеет вид

n =1,3279 + 6,710^–4

2. По калибровочному графику находим, что показателю преломления 1,3500 соответствует концентрация 33 %. Подставив значение показателя преломления в наше уравнение, получаем:

1,3500 = 1,3279 + 6,710^–4 .

Отсюда находим массовую долю ацетона в водно-ацетоновой смеси:

2. Фотометрический метод анализа

В основе измерений и расчетов фотометрического метода лежит закон светопоглощения окрашенных растворов – закон Бугера–Ламберта–Бера: оптическая плотность А растворов прямо пропорциональна молярной концентрации поглощающего вещества С, толщине слоя l и молярному коэффициенту поглощения :

где I₀, I_t – значения силы тока до (I₀) и после (I_t) поглощения.

Расчеты включают:

1. определение по градуировочному графику в координатах А – C как оптической плотности А, так и концентрации вещества С;

2. определение А, С и по уравнению Бугера–Ламберта–Бера.

Пример 1.

Для определения меди в цветном сплаве навеску 1,5 г сплава после растворения обработали аммиаком и получили 500 мл окрашенного раствора, оптическая плотность которого при толщине слоя 5 см равна 0,127. Молярный коэффициент поглощения аммиаката меди равен 423. Определите массовую долю меди в сплаве.

Решение: для решения задачи используем уравнение Бугера–Ламберта–Бера.

1. Рассчитываем концентрацию меди (в моль/л):

2. Определяем содержание меди в 500 мл раствора (г):

610^–563,54 г – 1000 мл

х г – 500 мл

,

где 63,54 – молярная масс атома меди.

3. Определяем массовую долю в сплаве (в %):

Пример 2.

Какая толщина окрашенного раствора необходима для ослабления светового потока в 10 раз, если молярный коэффициент поглощения равен 4700, а концентрация раствора 10^–4 моль/л?

Решение: используем уравнение Бугера–Ламберта–Бера .

Зная, что есть ослабление светового потока, после подстановки данных в уравнении получим: lg 10 = 470010^–4 l.

Откуда

Пример 3.

Для определения кремния в сталях в виде кремнемолибденового комплекса был построен градуировочный график в координатах оптическая плотность А – концентрация диоксида кремния по следующим данным:

, мг/мл	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
А	0,15	0,29	0,43	0,61	0,74

Навеску стали 0,253 г растворили в кислоте и после соответствующей обработки получили 100 мл окрашенного раствора кремнемолибденового комплекса с оптической плотностью 0,56.

Определить содержание Si (в %) в стали.

Решение

1. Строим градуировочный график в координатах А – .

2. По графику при А = 0,56 определяем = 0,75 мг/мл.

3. Рассчитываем содержание SiO₂ (в г) в 100 мл раствора: х = 100 0,75 = 75 мг = = 0,075 г.

4. Определяем содержание Si в навеске:

60,085 г SiO₂ – 28,086 г Si

0,075 г – х

г,

где 60,085 – молярная масса SiO_2; 28,086 – молярная масс Si.

5. Рассчитаем содержание Si (в %) в стали:

3. Поляриметрический метод анализа

Поляриметрический метод анализа основан на измерении вращения плоскости поляризации света оптически активными веществами. Существуют количественные зависимости между концентрацией оптически активных веществ в растворах и направлением (или углом) вращения поляризованного света.

= [] C l,

где – угол вращения плоскости поляризации, градусы; [] – удельное вращение или угол вращения плоскости поляризации луча раствором, содержащим 1 г оптически активного вещества в 1 см³ при толщине слоя раствора l = 1 дм; С – концентрация вещества, г/мл; l – толщина слоя оптически активного вещества, дециметры.