Задача 1

Навеску массой 0,0162 г n-нитроанилина NH₂C₆H₄NO₂ растворили в мерной колбе вместимостью 50,00 см³. Полученный раствор разбавили в 100 раз. Оптическая плотность разбавленного раствора D = 0,40 (λ =368 нм, b = 10 мм). Вычислите молярный коэффициент светопоглощения n-нитроанилина.

Решение:

Молярный коэффициент светопоглощения (ε) вычисляют по основному закону светопоглощения:

где С_М – молярная концентрация поглощающего вещества, моль/дм³

b – толщина светопоглощающего слоя, см

Откуда

Находят молярную концентрацию n-нитроанилина в исходном растворе:

После разбавления раствора концентрация n-нитроанилина уменьшится в 100 раз (2,35∙10‾⁵ моль/дм³):

Ответ: ε = 1,70∙10⁴ дм³/моль∙см

Задача 2

В 6 мерных колб вместимостью 100,0 см³ поместили 1,00; 2,00; 3,00; 4,00; 5,00 и 6,00 см³ стандартного раствора Fe³⁺ с концентрацией 10,0 мг/см³. После проведения реакции с сульфосалициловой кислотой оптические плотности растворов соответственно равны: 0,12; 0,25; 0,37; 0,50; 0,62 и 0,75. Оптические плотности анализируемых растворов 0,30 и 0,50. Вычислить концентрацию Fe³⁺ в этих растворах.

Решение:

Рассчитывают концентрации (мг/см³) Fe³⁺ в стандартных растворах:

Градуировочный график линеен, выходит из начала координат:

D

С_м(Fe³⁺), мг/см³

Для расчета концентрации Fe³⁺ в анализируемых растворах применяют соотношение:

где С_Х и С_ст. – концентрации определяемого вещества в анализируемом и стандартном растворах;

D_Х и D_ст. – оптические плотности растворов.

Ответ: 0,240 мг/см³

0,400 мг/см³

Существуют различные методы фотоколориметрического определения вещества в растворе:

1. Метод калибровочного (градуировочного) графика. Готовят серию из 5-8 стандартных растворов разных концентраций, измеряют их оптическую плотность, строят график в координатах Д–С. Затем измеряют поглощение анализируемого раствора и по графику определяют его концентрацию (см. рис. 4).

D

0,6

0 ,5

0,4

0,3

0,2

0,1

10 20 30 40 50 С (Fe³⁺), мкг/мл

Рис. 4 График зависимости оптического поглощения от концентрации

2. Метод добавок. К анализируемому раствору добавляют точную навеску вещества. Измерив оптическую плотность раствора с добавкой (D) и без добавки (D₀), рассчитывают концентрацию анализируемого раствора (С₀):

(9)

3. Метод стандартных растворов. Оптическую плотность исследуемого раствора (D_X) сравнивают с оптической плотность стандартного раствора (D_ст.) этого же вещества. Неизвестную концентрацию исследуемого раствора (С_Х) рассчитывают по формуле:

(10)

где С_ст. – концентрация стандартного раствора, моль/л.

6. вопросы ДЛЯ САМОконтроля знаний:

1. Понятие об оптических (спектральных) методах анализа, их классификация.

2. Теоретические основы фотометрических методов анализа: фотоколориметрический и спектрофотометрический методы.

3. Основные закономерности светопоглощения. Закон Бугера-Ламберта-Бера.

4. Фотокалориметрические методы определения вещества в растворе: метод градуировочного графика, метод добавок, метод стандартных растворов.

ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ "ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА"

1. Определите содержание Cu²⁺ (в моль/л и мг/л), если оптическая плотность раствора аммиаката меди (II) в кювете с толщиной 2 см составляет 0,254, а молярный коэффициент поглощения ε = 423,3.

Ответ: 3·10‾⁴ моль/л,

19,2 мг/л

2. Определите содержание Fe (III) (в мг/л), если оптическая плотность раствора соли железа (III) с сульфосалициловой кислотой в кювете толщиной 2 см равно 0,44. Оптическая плотность стандартного раствора, содержащего 2 мг/л, равно 0,28.

Ответ: 3,14 мг/л

3. Вычислите молярный коэффициент поглощения ε раствора аммиаката меди (II), если оптическая плотность его, содержащего 9,6 мг/л Cu²⁺, в кювете толщиной 2 см равна 0,127.

Ответ: 423,3

7. ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ:

1. Конспекты лекций;

2. Золотов Ю.А. Основы аналитической химии: Практическое руководство. / Ю.А. Золотов; под ред. Ю.А. Золотова – М.: Высшая школа, 2001. – с. 346-364;

3. Золотов, Ю.А. Основы аналитической химии. Кн. 2 / Ю.А. Золотов. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 2000. – с. 198-222, 267-282;

4. Алексеев В.Н. Количественный анализ. / В.Н. Алексеев; под ред. П.К. Агасяна. – М.: Химия, 1972. – с. 458-497.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:

1. Крешков, А.П. Основы аналитической химии. Кн. 2 / А.П. Крешков – 4-е изд. перераб. – М.: Химия, 1976. – с. 413, 448-458;

3. Пилипенко, А.Т., Пятницкий, И.В. Аналитическая химия, Кн. 1 /А.Т. Пилипенко, И.В. Пятницкий.– М.: Химия, 1990. – с. 295-352.

4. Алесковский, В.Б. Физико-химические методы анализа. В.Б. Алесковский; под ред. В.Б. Алесковского. – Л.: Химия, 1988. – с. 176-232.

Авторы: Зав. кафедрой, доцент, к.х.н. Лысенкова А.В., доцент, к.х.н. Филиппова В.А., ст. преподаватели: Прищепова Л.В., Чернышева Л.В., Одинцова М.В., ассистенты: Короткова К.И., Перминова Е.А.

01.09.2010

11