Вольтамперометричний _аналіз

8.Аналізатор вольтамперометричний АКВ-07МК обладнаний необхідними електродами і під’єднаний до комп’ютера.

Порядок виконання роботи

1.У скловуглецеву ємність вносять 20,0 або 25,0 мл фонового електроліту та додають варіпіпеткою 50-100 мкл розчину ртуті.

2.Поміщають скловуглецеву ємність в аналізатор АКВ-07МК і згідно інструкції до програми POLAR записують не менше трьох вольтамперограм фонового електроліту.

3.Аналогічно записують не менше трьох вольтамперограм 20,0 або 25,0 мл досліджуваного розчину, до якого додають 50-100 мл розчину ртуті нітрату. Досліджувану пробу отримують у викладача або готують згідно розділу «Підготовка проби води для аналізу» (див. лаб. роб. №1).

4.Додають до досліджуваного розчину проби варіпіпеткою першу добавку об’ємом 30-50 мкл стандартного розчину визначуваного катіона з концентрацією 10-50 мг/л. Об’єм добавки записують в таблицю 4.

5.Записують не менше трьох вольтамперограм для першої добавки, вибирають відтворювані і проводять їх усереднення.

6.Аналогічно повторюють дії для другої, третьої та четвертої добавок (за завданням викладача, але не менше двох добавок).

7.Вимірюють на вольтамперограмах висоти або площі піків визначуваних елементів для досліджуваної проби та проб з добавками за інструкцією до програми POLAR та записують в таблицю 5.

8.Записують в табл. 5 значення концентрацій визначуваних елементів, які отримані за допомогою програми POLAR та порівнюють із індивідуальними результатами, обчисленими студентами.

Таблиця 4

Об’єми добавок стандартних розчинів до розчину проби в електролізері об’ємом VХ=_________ млта приріст концентрацій

11

Таблиця 5

Результати кількісного аналізу методом добавок для параметру піка P (h - висота, S- площа)__________

В кінці роботи з кількісного аналізу записують в лабораторному зошиті висновок за результатами проведення кількісного аналізу згідно форми, яка запропонована нижче.

Висновок: Методом інверсійної вольтамперометрії проведено кількісний аналіз, визначені вмісти іонів важких металів ______ за допомогою вольтамперометричного аналізатора ________ і графічно _________.

Приклади обчислення результатів аналізу методом добавок

Обчислення результатів аналізу може бути проведено різними варіантами:

1)метод окремої добавки з врахуванням або без врахування зміни об’єму;

2)метод кількох добавок (2-4 добавки) з побудовою графіка;

3)метод кількох добавок із статистичною обробкою результатів аналізу. Приклади обчислення результатів приведені для таких даних:

Результат кількісного аналізу для параметру піка (P - площа піка)

1. Визначення концентрації за методом окремої добавки

Розрахунок концентраціїCX за методом окремої добавки з врахуванням зміни об’єму розчину здійснюють за формулою:

12

Якщо об’єм добавки (VD) менший, ніж 1% від об’єму проби (V X), то розрахунок концентрації здійснюють без врахування зміни об’єму і, відповідно, зміни концентрації стандартного розчину за формулою:

Середнє значення СХ=(0,1251+0,1297)/2=0,1274 мг/л.

2. Визначення концентрації за кількома добавками без врахування зміни об’єму з побудовою (або без побудови) графіка

1. Проводять розрахунки приросту концентрації визначуваного елемента за спрощеною формулою, яка не враховує збільшення об’єму розчину в електролізері, оскільки об’єм добавки є значно меншим, ніж об’єм проби

VХ=20-25 мл >> Vдоб.=0,1-0,2 см3 (менше, ніж 1%).

13

Об’єми добавок стандартних розчинів до розчину проби об’ємом VХ= 20 мл та приріст концентрацій

2. Будують калібрувальний графік на міліметровому папері, використовуючи величини приросту концентрацій з таблиці 4 та відповідні значення кількісного параметру піка P (h - висота, S- площа) з таблиці 5. Кількісний параметр P відкладають по осі ординат, а приріст концентрації по осі абсцис. Приріст концентрації для досліджуваного розчину без добавок дорівнює нулю (ΔСх=0 мг/л). Через отримані точки проводять пряму до перетину з віссю концентрацій і отримують значення концентрації визначуваної речовини у досліджуваному розчині в електролізері (Рис.5).

Рис. 4. Приклад графічного визначення концентрації за методом добавок

14

Результат кількісного аналізу для параметру піка P - площа піка

Якщо, наприклад, об’єм початкової проби води до випарювання був V0=100 мл, тоді концентрація в досліджуваному об’єкті буде дорівнювати:

3. Визначення концентрації за методом добавок без врахування зміни об’єму та статистичною оцінкою абсолютної та відносної похибок

15

Розраховують середнє значення результатів паралельних визначень (n=3), як середнє арифметичне (вибіркове середнє):

Ймовірну похибку середнього арифметичного розраховують за формулою:

де tp;f – критерiй Стьюдента (знаходять за таблицею 6).

Наприклад, при довiрчiй ймовiрностi p = 0,95 i f = 2 з таблиці 6 вибираємо tp;f = 4,3 i обчислюємо ймовірну похибку середнього значення концентрації.

16

Ймовірну відносну похибку середнього арифметичного (вiдносне вiдхилення) обчислюють за формулою:

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1.Фізико-хімічні (інструментальні) методі аналізу: Конспект лекцій з курсу «Аналітична хімія» для студентів хімічних спеціальностей . Частина 2. / Укл. С.С.Абаджев, Д.І. Семенишин, Й.Й. Ятчишин, О.Я. Борова, Ф.І. Цюпко, Г.О. Маршалок, І.П. Полюжин, П.Й. Шаповал, М.М. Ларук - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2004. - 116 с.- С.71-82.

2.Полярографія та амперометричне титрування. Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу “Аналітична хімія” (фізико-хімічні методи аналізу) для студентів хімічних спеціальностей / Укл. Д.І. Семенишин, Ф,І. Цюпко, Г.О. Маршалок, П.Й. Шаповал - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2002. - 32 с.

3.Основы аналитической химии. В 2-х книгах. Книга 2. Методы химического анализа: Учеб. Для вузов – Серия «Классический университетский учебник» / Под ред. Золотова Ю.А. – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва: «Высшая школа», 2004. – 503 с.- С.183-186.

4.Электроаналитические методы в контроле окружающей среды /Кальвода Р.,Зыка Я., Штулик К. и др. - Пер. с англ. Под ред. Неймана Е. Я. —

Москва:«Химия», 1990.—240 с. С.60-89.

5.Брайнина Х. З. , Нейман Е. Я., Слепушкин В. В. Инверсионные электроаналитические методы. - Москва, «Химия», 1988. - 240 с.

6.Выдра Ф., Штулик К., Юлакова Э. Инверсионная вольтамперометрия. - Перевод с чешского Немова В.А. под. ред. Каплана Б.Я. - Москва: «Мир», 1980. - 279 с.

7.Хенце Г. Полярография и вольтамперометрия. Теоретические основы и аналитическая практика / Пер. с нем. А.В. Гармаша и А.И. Каменева. - Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. - 284 с. – C.172-244.

17