2.4 Фотометричне визначення дихромат- і перманганат-іонів при їх сумісній присутності в розчині

Метою роботи є ознайомлення з фотометричним визначенням елементів при їх сумісній присутності методом калібрувального графіка.

Суть роботи заключається одночасне визначення концентрації двох речовин (хрому і марганцю) при їх сумісній присутності засноване на відмінності спектрів поглинання забарвлених розчинів перманганат- і дихромат-ионов. Спектри поглинання визначуваних іонів частково накладаються один на одного (рисунок 11).

В цьому випадку при фотометрировании з різними світлофільтрами можна нехтувати светопоглощением лише одного з компонентів забарвленої суміші.

При 550 ± 20 нм поглинає переважно перманганат-іон і оптична густина А₅₅₀ обумовлена тільки перманганат-ионом (незначним светопоглощением дихромат-иона нехтуємо). При 430 ± 20 нм поглинають обидва аніони і оптичну щільність розчину А_т аддитивно складається з оптичної щільності, обумовленою перманганат-ионом, і оптичній густині, обумовленою дихромат-ионом.

Вимірюють оптичну густину стандартних розчинів КМnО₄ при 550 і 430 нм і оптичну густину стандартних розчинів К₂Сr₂О₇ при 430 нм. Будуються три калібрувальні графіки (рисунок 2.2).

По величині оптичної густини аналізованого розчину, виміряного в області 550 нм, і калібрувальної кривої 2 відразу визначають невідому концентрацію марганцю. Одночасно за допомогою калібрувальної кривої 3 визначають оптичну щільність розчину перманганат-иона при 430 нм. Потім по різниці оптичної густини досліджуваного розчину і розчину КМnО₄, виміряних при 430 нм визначають концентрацію хрому.

1 – крива для визначення хрому при 430 ним;

2 – крива для визначення марганцю при 550 нм;

3 – крива для визначення оптичної густини розчину перманганату калія при 430 нм

Рисунок 2.2 – Калібрувальний графік для визначення марганцю і хрому при їх сумісній присутності

Матеріали та облоднання: 50 %-ная сірчана кислота;

0,1 н. стандартний розчин КМnО₄.

Перед застосуванням 9,1 см³ стандартного розчину КМnО₄ поміщають в мірну колбу місткістю 100 мл і доводять розчин водою, що дистилює, до мітки. Розчин містить 0,1 міліграм марганцю в 1 см³.

Стандартний розчин K₂Cr₂O₇: наважку 0,2818 г K₂Cr₂O₇ поміщають в мірну колбу місткістю 1 дм³ і доводять розчин водою, що дистилює, до мітки. Розчин містить 0,1 міліграм хрому в 1 см³; досліджуваний розчин, КМnО₄, що містить, і K₂Cr₂O₇ (по вказівці викладача).

Для побудови калібрувального графіка в мірні колби місткістю 50 см³ поміщають за допомогою мікробюретки 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 і 10 мл підготовленого стандартного розчину перманганату калія. Потім додають в кожну колбу по 5 см³ розчину сірчаної кислоти. Вміст колб доводять до мітки дистильованою водою і ретельно перемішують. Вимірюють оптичну густину отриманої серії в кюветі товщиною 1 см при довжинах хвиль 550 і 430 нм. Отримані дані поміщають в таблицю 4. За отриманими даними будують калібрувальний графік (рисунок 2.2, криві 2,3): знайдені величини оптичної густини відкладають по осі ординат, а відповідні ним концентрації (мг/50 мл)  по осі абсцис.

Потім в колби тієї ж місткості поміщають такі ж кількості стандартного розчину дихромату калія. Додають в кожну колбу по 5 см³ розчину сірчаної кислоти, доводять об'єм до мітки дистильованою водою, і ретельно перемішують. Вимірюють оптичну густину в тих же кюветах при довжині хвилі 430 нм. За отриманими даними будують калібрувальний графік для дихромату калія (рисунок 2.2, крива 1).

Аліквотну порцію аналізованого розчину (5 см³) поміщають в мірну колбу місткістю 50 см³, додають 5 см³ сірчаної кислоти. Вміст колби доводять до мітки дистильованою водою і ретельно перемішують. Оптичну густину отриманого розчину вимірюють при 430 і 550 нм в кюветі товщиною 1 див. Як нульовий розчин використовують дистильовану воду.

Вміст марганцю в розчині визначають по кривій 2 (рисунок 2.2). По знайденій концентрації марганцю за допомогою кривій 3 (рисунок 2.2) визначають його оптичну густину при довжині хвилі 430 нм А₄₃₀(Мn). Потім знаходять різницю оптичної густини суміші і перманганат-іонів при 430 нм за формулою

A₄₃₀ (Cr) ₌ А₄₃₀(X) - А₄₃₀ (Мn),

де A_cr(430)  оптична густина суміші, знайдена при довжині хвилі 430 нм. По знайденій величині за допомогою кривій 1 обчислюють вміст хрому в досліджуваному розчині.