УМКД

Дифференциалды фотометриялық анализ әдістері

ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

«Анализ практикасындағы фотометрия» пәні

5В060600- «Химия» мамандығына арналған

ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР

Семей
2013

Мазмұны

1. Дәрістер
2. Зертханалық жұмыстар
3. Студенттердің өздік жұмысы

1. ДӘРІСТЕР
Қысқаша конспект
Фотометриялық анализ әдістерінің жалпы сипаттамасы. Электромагнитті
сәулені сіңіру заңдары.
Молекулалардың энергетикалық құрылысы атомдармен салыстырғанда әлде
қайда күрделі. Электрондарың қозғалысымен қатар атомдардың тербеліс
қозғалысы және молекуланың айналу қозғалысы болады. (айналу қозғалысы тек
газ тәрізді жүйелерде болады.)
Сондықтан стационар күйде молекула энергиясы электрондық, тербеліс және
айналу энергияларының қосындысынан тұрады: Е= Еэл.+Етерб.+Еайн.
Атом сияқты молекулада белгілі бір энергетикалық күйде ғана өмір сүре
алады. Әр электрондық деңгейдің өзінің тербеліс деңгейі болады, ал әр
тербеліс деңгейінің өзінің айналу деңгейі болады.
Сәйкесінше спектрлерді электронды, тербелмелі, айналмалы деп атайды.
Таза электронды спектрлер болмайды, себебі электронды ауысу
тербелмеліні туғызады, ал тербелмелі айналмалыны туғызады.
Спектроскопияда молекулаларды қоздыруға электромагнитті өрістерді
пайдаланады. Және молекула фотондарды сіңіреді, барлық сіңірілген жиіліктер
жиыны – молекулалық абсорбциялық спектр деп аталады. Басқа энергия
түрлерімен қоздырған қолданылмайды, себебі, молекула ыдырауға ұшырайды.
Толқын жиіліктері ν жақын спектр сызықтары қосылып сіңіру жолақтарын
түзеді.
Молекуланың қозған күйден негізгі күйге қайтып келуі атомдармен
салыстырғанда анағұрлым күрделірек өтеді.
Кез-келген зат жарық сіңіреді немесе шағылыстырады. Егер зат
көрінетін жарықты сіңірсе, ол белгілі бір түске боялады. Кейбір заттар
ультракүлгін жарықты сіңіред, ал кейбір заттар инфрақызыл жарықты
сіңіреді. Заттың жарықты сіңіруі оның табиғатына және концентрацияға
тәуелді. Жарық сіңірудің негізгі заңдары.
1) Бугер – Ламберт – Бердің біріккен заңы: Егер қабат қалындығы
бірдел болса, әр түрлі заттар түскен жарықтың бірдей бөлігін сіңіреді.
Математикалық µрнегі: [pic]
J0 – түскен жарық интенсивтілігі; J - өткен жарық интенсивтілігі; ε –
сіңірудің молярлы коэффиценті – заттың табиғатына, толқын ұзындығына
тәуелді. Т=const ал концентрацияға тәуелсіз; С – молярлы концентрация
(моль/л); l – қабат қолындығы (см).
[pic] [pic] [pic]
Егер l=1см болса, онда Т өткізу коэффициенті деп аталады.
[pic] [pic]
[pic]
Д – оптикалық тыѓыздық
Д=-lgT
Егер жарық сіңіру Бугер – Ламберт-Бер заңына бағынса, оптикалық
тығыздық ерітінді концентрациясына тура пропорционал болады. Бірақ заң
барлық жағдайда орындала бермейді. Заңның орындалу шарттары:
А)Жарық монохроматты болу керек.
Б)Ортаның сыну көрсеткіші тұрақты болу керек.
В)Коцентрация өзгергенде заттың құрамы өзгермеу керек.
2) Оптикалық тығыздықтың аддитивтілік заңы:
2. Жарық сіңірудің аддитивтілік заңы: Егер ерітіндіде бірнеше жарық
сіңіретін зат болса, онда ерітінді тығыздығы барлық компоненттердің
тығыздықтарының қосындысына тең болады.
Д=Д1+Д2+Д3... Д=E1C1l + E2C2l + E3C3l…
Фотометриялық анализдің метрологиялық сипаттамалары
. Молекулалық абсорбциялық спектроскопияның екі әдісі бар:
1) фотоколориметрия
2) спектрофотометрия
Фотоколориметрия көрінетін жарықтың монохроматты сәулені сіңіруді
өлшеуге негізделген әдіс. Бұл әдіспен түсті ерітінділерді анализдеуге
болады.
|Ерітіндінің түсі |Сіңіру максимумы (λ/нм) |Жарық фильтрінің түсі |
|Сары |450-480 |Көк |
|Қызыл-сары |480-490 |Жасылтым көк |
|Қызыл |490-500 |Көкшіл жасыл |
|Күлгін |560-575 |Сарғыш жасыл |
|Көк |575-590 |Сары |
|Жасылтым көк |590-625 |Қызыл сары |
|Көкшіл жасыл |625-640 |Қызыл |

Спектрофотометрия көрінетін, ультракүлгін және инфрақызыл жарықтың
монохроматты сәулесін сіңіруге негізделген.
Артықшылықтары: 1) λ=210-1100 нм аралығында жарық сіңіруді жүргізуге
болады, яғни түссіз ерітіндіде оптикалық тығыздығын өлшеуге болады; 2)
жарықтың монохроматы; 3) Ерітіндінің ғана емес мөлдір қатты заттардың да
оптикалық тығыздығын өлшеуге болады; 4) Сіңіру спектрі бойынша сапалық
анализ жүргізуге болады.
Сіңіру спектрі деп жарық сіңірудің толқын ұзындығына тәуелділігін
атайды.
Сіңіру спектрі заттың сапалы сипаттамасы, өзіне ғана тән.

Фотометриялық анализдің тиімді жағдайларын таңдау. Бөгет жасаушы
компоненттер әсерін жою.

. Фотоколориметриялық және спектрофотометриялық анализ әдiстерi периодтық
жүйедегi көптеген элементтердi, соның iшiнде негiзiнен металлдарды
анықтауда қолданылады. Бұл әдiстер өндiрiстiң металлургиялық, элекрондық,
химиялық салаларында, медицинада, биология т.б. салаларда кеңiнен
қолданылуда. Олардың қоршаған ортаның ластануын аналитикалық бақылауда және
экологиялық мәселелрдi шешуде маңызы зор.
Абсорбциялық спектроскопия әдiстерiнiң сезiмталдығы өте жоғары, олар
таңдамалы, әрi дәл әдiстер болып табылады. Осы әдiстермен аз және көп
мөлшердегi заттарды анықтауға және қоспаларды анықтауға болады. Көптеген
фотометриялық әдiстердiң талғамдығыжоғары болғандықтан, олардың көмегiмен
күрделi қоспалардағы элементтердi химиялық компоненттерге бөлмей-ақ
анықтауға болады. Фотометриялық, әдiстiң қателiгi 3-5% құрайды, қолайлы
жағдайларда 1-2%, кейде 0,5-1 %-ке дейiн азаяды.
Қарапайым, тез әрi дәл фотометриялық анализ әдiстер өндiрiстi
бақылау үшiн, қоспаларды анықтау үшiн және өндiрiс орындары мен ғылыми-
зерттеу лабораторияларындағы көптеген сүрақтарды шешуде қолданылады. Бұл
әдiстердiң көмегiмен құрамды анықтауға, алынған қосылыстардың
тұрақтылығын және басқа да реакцияларды зерттеуге болады.

Абсолютті фотометриялық анықтау әдістері

Фотометриялық әдісте зат концентрациясын бес әдіспен анықтайды:
1) салыстырмалы әдіс – анықталатын заттың оптикалық тығыздығы Дх және
сом заттың стандартты тығыздығы Дст. Қабат қалындығы бірдей.
Дх - Сх
Дст - Сст [pic]
2) калибровкалық график әдісі – стандартты ерітінділер сериясын
оптикалық тығыздығын өлшеп, калибровкалық график салу.
3) Қоспа – анықталатын заттың оптикалық тығыздығын өлшеп, сосын оған
белгілі көлем стандартты ерітінді қосып, тағы оптикалық тығыздығын өлшейді.
Дх+ст Дх=ε·Схl Дх+ст=ε·Сх+стl
[pic]
4)Қоспа қосу графикалық әдісі - концентрацияны Сх графикпен табады.
Ал графикті Дх+ст=f(Сст) арасында салады.
5) Молярлық сіңіру әдісі – Егер ε белгілі болса, онда Сх=Дх/εl ал
егер ε белгісіз болса, онда стандартты ерітіндіні фотометрияның ε табуға
болады.
ε=Дст/Сстl
Спектрофотометриялық титрлеу

Фотометриялыќ титрлеуде анықталатын затты қолайлы титрантпен титрлей
отырып; оптикалық тығыздықты өлшеп отырады. Титрлеу үшін түсті индикатор
пайдалануға болады. Сонда эквивалентті нүкте маңайында оптикалық тығыздық
күрт өзгереді. Титрлеу қисығы Д-Vтит координациясында салынады.
Фотометриялық титрлеу қисықтың түрлері:
1) реакция өнімі түсті
2) реакция нәтижесінде түсті заттар ыдырайды
3) бір түсті индикатор қатысында титрлеу
4) екі түсті индикатор қатысында титрлеу
5)
Экстракциялық-фотометриялық анализ

Түсті ерітінді қабаты арқылы өткен монохроматты жарық
интенсивтілігінің түскен жарық интенсивтілігіне, түсті ерітіндінің
концентрациясына және ерітінді қабатының қалыңдығына тәуелділігі біріккен
Бугер-Ламберт-Бер заңымен анықталады.

Дифференциалды фотометриялық анализ әдістері
Қарапайым фотометрияда зерттелетiн ерiтiндi арқылы өткен жарық
интенсивтiлiгi (Ix) түссiз ерiтiндi арқылы өткен жарық интенсивтiлiгiмен
(I0) cалыстырады. Сонда:
T = Iх/I0
Дифференциалдық фотометрияда екiншi кюветада, яғни салыстырмалы
кюветада түссiз емес, концентрациясы белгiлi анықталатын заттың түстi
ерiтiндiсi болады. Оның концентрациясы –Ссалыст., ал жарық интенсивтiлiгi
- Iсалыст. деп белгiленедi.
Tх = Iх/Iсалыст.
Бугер-Ламберт-Бер заңы бойынша:
Iх = I0*10- ε cl
Iсалыст. = I0*10- ε Ссалыст. l

Tх = Iх/Iсалыст.=
Сонымен шартты өткізу екі ерітіндінің концентрацияларының айырымына
тең болады. Салыстырмалы ерітіндінің оптикалық тығыздығының (Dсалыст.)
шамасы шартты өткізу үшін өте маңызды. Егер нөлдік ерітіндінің
концентрациясы артса, Dсалыст. шамасы да артады. Олай болса (α-1)-ң төмен
шамаларын анықтауға мүмкіндік болмайды, яғни зат концентрациясын анықтауда
дәлдік жоғалады.

Нефелометрия және турбидиметрия

Фототурбидиметрия жєне нефелометрия єдістерінде аныќталатын элементті
нашар еритін ќосылысќа айналдырады және бұл қосылыс түзілу кезінде
тұрақты дисперсиялық жүйе түзуі керек.
Дисперсті, гетерогенді жүйе арќылы жарық өткізсе, жарыќтыњ бір бөлігі
сің-ді бір бөлігі шашырайды сондықтан интенсивтік кемиді.
[pic]
J0 - түскен
Jc - сіңірілген
Jм - шашыраѓан
J - өткен жарық интенсивтілігі
Турбидиметрия - өткен жарықтың интенсивтілігін өлшеге негізделген. Егер
шашыраған жарықты шартты түрде сіңірілетін жарық деп қарасақ, онда Бугер-
Ламберт-Бер заңына ұқсас қатынас алуға болады.
D = lgI0/I = t*l = k*l*c

D – ерітіндінің оптикалық тығыздығы;
t – лайлылық коэффициенті;
l – қабат қалыңдығы;
c – концентрация;
k – эмпирикалық коэффициент;
Нефелометрия – шашыраған жарық интенсивтілігін өлшеуге негізделген.
Бөлшектердің жарықты шашырату немесе шағылыстыру қабілеті олардың мөлшеріне
және түскен жарықтың толқын ұзындығына тәуелді.
Егер бөлшектердің мөлшері 0,1 λ үлкен болса, онда Релей заңынан
ауытқу байқалады. Егер бөлшектердің мөлшерін және концентрациясын анықтау
қажет болса, онда Iш бірақ бұрышпен өлшеген жеткілікті. Онда Релей теңдеуі
былай болады:
Iш = I0 k c V
График Iш – с аралығында салынады.
Фототурбидиметрия мен нефлометрия әдістері жүзгіндердің,
суспензиялардың анализін жүргізуге қолданылады.
Нефелометрияның сезімталдығы жоғары, себебі тікелей сигналды өлшеу
жүргізіледі.
Шашыраған жарықтың интенсивтілігін арнайы нефелометрлер (НФМ)
өлшейді.
Өткен жарықтың интенсивтілігін өлшеуге фотоколориметрлерді қолдану да
тиімді.

Түсті қосылыстар ерітінділерін спектрофотометриялық анализдеу

Фотоколориметрия әдiсi көрiнетiн жарықтың монохроматты сәулесiн сiңiруiн
өлшеуге негiзделген әдiс. Бұл әдiсте тек түстi ерiтiндiлердiң оптикалық
тығыздығы D өлшенедi.
Жарықты монохроматтау үшiн жарық фильтрлары қолданылады. Олар түстi
шынылар, абсорбциялық жарық фильтрлары. Жарық фильтрларының өткiзу
максимумы, ерiтiндiнiң сiңiру максимумына сәйкес келуi керек.
Фотоколориметрияда КФК, ФЭК-56, ФЭК-56М сияқты аппараттар
қолданылады. Олар оптикалық тығыздықты 315-630 нм диапазонда өлшеуге және
фотометриялық әдiспен ерiтiндегi заттар концентрациясын өлшеуге
негiзделген.
Өлшеу кезiндегi қателiк Т= 1%-тен аспайды.
Спекрофотометрия жарықтың көрiнетiн, ИҚ және УК аймағындағы монохроматты
сәуленi сiңiруiне негiзделген әдiс. Әдiс негiзi фотоколориметриямен бiрдей,
алайда бiрқатар айырмашылықтары бар:
1. Өлшеу интервалы (( 200-1100нм-ге дейiн кеңейедi. Бұл түссiз
ерiтiндiнердiң де оптикалық тығыздығын өлшеуге мүмкiндiк бередi.
2. Әдiстiң сезiмталдығы жоғары, себебi жарықтың монохроматтау
дәрежесi жоғары.
Монохроматты жарық диспергиялық элемент көмегiмен алынады.
Диспергиялық элемент призмадан немесе дифракциялық тордан тұрады.
3. Тек ерiтiндiнiң ғана емес мөлдiр, қатты заттардың да оптикалық
тығыздығын өлшеуге болады.
4. Сіңіру спектрлері арқылы сандық анализ жүргізуге болады.
Ерiтiндiлердiң концентрациясын анықтаудағы фотометриялық әдiстер
стандартты және зерттелетiн ерiтiндiлердiң жарықты сiңiруiн немесе
өткiзiуiн салыстыруға негiзделген. Фотометрияланатын ерiтiндiнiң жарықты
сiңiру дәрежесiн фотоколориметрлер және спектрофотометрлер көмегiмен
өлшейдi. Стандартты және зерттелетiн ерiтiндiлердiң оптикалық
тығыздықтары үнемi «нөлдiк ерiтiндiге» қатысты жүргiзiледi. «Нөлдiк
ерiтiндi» ретiнде көбiнесе су немесе түссiз ерiтiнді қолданылады.

2. ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫСТАР

Фотометриялық әдіс бойынша лабораториялық жұмыстарға әдістемеліқ
нұсқаулар

Жалпы нұсқаулар.
1. жұмысқа байланысты єдістемелік нұсқаулармен жақсылып танысу
қажет.
2. ерітінділерді дайындауда тек єдістемеге сүйену керек.
3. анықталатын элемент ерітіндісінің концентрациясы әр түрлі
сериясын дайындау үшін стандартты ерітіндіні тек пипеткамен алу
қажет.
4. жұмыста қолданылатын кюветаларды алдымен концентрлі тұз
қышқылымен жуып, сумен жақсылап жуып, дистилденген сумен шайқап,
сыртын фильтр қағазымен сүртіп, құрғатады. Егер кюветаларға сумен
араласпайтын органикалық ерітінділер құйылатын болса, оларды
құрғату қажет. Анықталатын зат ерітіндімен кюветаны жұмыс алдында
шайқап жіберу керек.
5. кюветаға ерітіндіні белгісінен төмен құюға болмайды, себебі жарық
шоғы тек ерітінді арқылы ғана өту керек. Кюветалар әр уақытта
белгілі орында тұру керек.
6. фотоколориметрді жұмыс алдында 15-20 минут бұрын токқа қосып
қыздырады.
7. жұмыс аяқталған соң фотоколориметрді өшіріп, кюветаларды жуып,
лаборантқа өткізіп, жұмыс орнын тазалап қою керек.

Мысты (ІІ) аммиакат т‰рінде қоспа қосу әдісімен анықтау

Мыс қышқыл сулы ерітіндіде көгілдір түсті аквакомплекс [Cu(H2O)6]2+
түзеді. рН 7 мыс (ІІ) гидроксидін Cu(ОН)2 тұнбасы түзіледі. Аммиак
ерітіндісімен мыс (ІІ) көк түсті аммиакат түзеді.
Cu2+ + 4NH4OH ↔ [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O
Әдіс сезімталдығы 0,2 мг/50 мл, комплекстің максимумы жарық жұтуы 550-
570 нм маңында. Мысты (ІІ) анықтауға Ni2+, Co2+ және аммиакатта ерімейтін
ауыр металдар иондары кедергі жасайды. Ерітінді қышқылдығы артық болса, NH3
пен Н+ қосылып NH4+ түзіледі де мыс (ІІ) аммиакаты бұзылады, ерітінді
көгілдір түске көшеді, яғни [Cu(H2O)6]2+ .
Реагенттер.
1.Концентрлі NH4ОН ерітіндісі, 25%.
2.Мыс (ІІ) тұзының стандартты ерітіндісі, ТCu3+ = 2 мг/мл 7,8540 г мыс
(ІІ) сульфатын CuSO4 * 5H2O дистильденген суда ерітіп, 10 мл концентрлі
H2SO4 (Э=1,84 г/мл) қосып, литрге дейін сұйылтады.
Жұмысты орындау.
Градуирлік график құру үшін бес мл өлшегіш колбаға стандартты мыс (ІІ)
ерітіндісінен 1; 2,5; 4; 5,5; 7,0 мл құйып, алтыншы колбаларға 5 мл
концентрлі аммиак қосып, колбаларға белгісіне дейін дистильденген су құйып,
колбадағы ерітінділерді жақсылап шайқап, фотометрлейді. Светофильтр мен
кюветаны алдын ала таңдап алу керек. Салыстыратын ерітндіге су алуға
болады. Градуирлік график сызу үшін ординатаға аптикалық тығыздық (А)
мәндерін, абциссаға мыс (ІІ) мөлшерін көрсетеді.

Мысты (ІІ) аммиакат т‰рінде дифференциалдық фотометрия әдісімен
анықтау

Темір (III) ионын сульфосалицил
қышқылымен фотометриялық анықтау

Әдіс темір иондарының сульфосалицил қышқылымен түсті кмплекстер
түзуіне негізделген. Ерітінді рН-на байланысты тұрақтылығы және түсі
бойынша әр түрлі құрамдағы үш комплекс түзілуі мүмкін: моно-күлгін, ди-
қызыл, три-сары. Комплекс түзу о-гидрокси-о-карбоксифункционалдық –
аналитикалық топ әсерінен жүреді, сульфо – топ аналитикалық – белсенді топ
болып табылады. Үш валентті темір d-элемент ретінде хромофорлы қасиетке ие,
сондықта оны анықтауға сульфосалицил қышқылы сияқты түссіз реагенттерді
қолдануға болады. Темір сульфосалицилатының түсі электрондардың лигандта
жинақталған орбитальдан, металл атомында жинақталған орбитальдарға
ауысуымен түсіндіріледі.
Темір (III) моносульсалицилатының максимальды сіңіру аймағы
510 нм, ал сіңірудің молярлық коэффициенті 1,8*103 тең. Егер реагент артық
мөлшерде алынса темір (III) ионын сульфосалицилатты комплекс түрінде
анықтауға түссіз комплекс түзетін металдар, мысалы, Bi (VI), In (III), Ga
(III), Zr (IV), Hf (IV), Th (IV) кедергі келтірмейді.
Мыс және алюминийдің сульфосалицилатты комплекстерінің тұрақтылығы
темір (III) комплекстеріне қарағанда қышқыл ортада төмен, сондықтан олар
анықтауға кедергі жасамайды. Бұл әдіс бойынша темір (III) ионын ацетаттар,
бораттар, роданидтер және фосфаттар қатысында анықтауға болады, себебі
темір (III) ионының аталған аниондармен комплекстерінің тұрақтылығы
сульфосалицилатты комплекстерге қарағанда төмен.
Фтор иондары темір (III) ионын моносульфосалицилат түрінде анықтауға
кедергі келтіреді, ал сілтілік ортада тұрақтылығы өте жоғары
трисульфосалицилат түзілетіндіктен кедергі келтірмейді.
Құралдар және реактивтер:
Фотокjлориметр КФК-2. Жұмысшы ерітінді темір (III) ионының
концентрациясы 0,1 мг/мл Fe(NH4)(SO4)*12H2O (х.т.), массасы 0,4838г
(NH4)(SO4)*12H2O (х.т.) 2М 25 мл H2SO4-ерітіп, көлемін дистильденген сумен
1 л-ге дейін жеткізеді. Сульфосалицил қышқылы (х.т.) 0,01М ерітінді.
Ацетатты буферлі ерітінді рН=4,0.
Стандартты ерітінділерді дайындау. 50 мл-де 1, 2, 3, 4, 5 мкг темір болатын
бес стандартты ерітінділер дайындалады. Ол үшін 50 мл-к өлшегіш колбаларға
темір (III) тұзының жұмысшы ерітіндісінен 1, 2, 3, 4, 5 мкг көлемдерін
алады да 0,01М 30 мл сульфосалицил қышқылы ерітіндісін және 5 мл ацетаты
буферлі ерітінді қосылады. Әр бір ерітіндінің көлемі дистильденген сумен 50
мл-ге дейін жеткізіледі. 10 минуттан кейін өлшеу жұмыстары жүргізіледі.
Салыстырмалы ерітіндінің құрамы анықталатын элементтен басқа барлық
компоненттерден тұрады.
Жұмыстың орындалуы:
Жарық фильтрларын таңдау. Түсі неғұрлым қанық ерітінді алынып барлық
жарық фильтрларында өлшенеді, өлшеу нәтижелері кестеге жазылады. Кейінгі
жұмыстар үшін зерттелетін ерітндінің жарықты сіңіруі жоғары болатын жарық
фильтрі алынады.
Градиуровкалық график тұрғызу. Таңдалған жарық фильтрында салыстыруға
алынған ерітіндіге қатысты барлық ерітінділерді фотометриялайды. Әр
өлшемдер үш рет жүргізіліп, орташа мәні бойынша сіңіру координаталарында Fe
(III) ионы құрамының градуировкалық графигі тұрғызылады.
Ерітіндідегі Fe (III) ионының мөлшерін анықтау. Құрамында Fe (III)
тұзы бар анализденетін ерітіндіге 0,01М 30 мл сульфосалицил қышқылының
ерітіндісін, 5 мл ацетатты буферлі ерітінді қосылып, көлемі дистильденген
сумен 50 мл-ге дейін жеткізіледі. Дайындалған ерітіндіні 10 минуттан кейін
таңдалған жарық фильтрінде салыстырмалы ерітіндіге қатысты
фотометрияланады Өлшеуді 3 рет жүргізіп, сіңірудің орташа мәні бойынша
градуировкалық графикті пайдаланып анализденетін ерітіндідегі Fe (III)
ионының мөлшерін анықтайды.

Кобальт пен никельді бір ерітіндіден 8-иксихинолин көмегімен
фотометриялық анықтау

Кобальт пен никельді бір ерітіндіден 8-оксихинолин көмегімен анықтау
жарықты тек кобальт 8-оксихинолинаты сіңіретін спектр аймағын қолдануға
негізделген.
Кобальттың 8-оксихинолинатты комплексі 1н HCL-ацетон қопасының
қатысында сәулені толқын ұзындығы 365-700 нм аймағында максимальды
сіңіреді, ал никельдің 8-оксихинолинатты комплексі тек 365 нм аймағында шың
түзеді.
Осыған байланысты Со пен Ni –ді 8-оксихинолин көмегімен бірге
анықтауға болады.
Кобальт пен никельді анықтағанда оларға ұқсас комплексті қосылыстар
түзетін көптеген элементтер, мысалы: Fe (III), Cr (III) және т.б. кедергі
келтіреді.
Жұмыстың орындалуы:
Құрамында 150-1500 мкг Со және Ni бар ерітіндінің аликвотты бөлігін көлемі
50 мл болатын центрифугалық пробиркаға құйып, 5 мл буферлі ерітінді
(рН=9,5) қосамыз. Сосын 4%-тік
8-оксихинолиннің спиртті ерітіндісін артық мөлшерде, яғни компоненттер
толық тұнбаға түскенше қосамыз. Тұнбаны су моншасында 600С температурада 30
минут уақыт ұстап, сосын центрифугалайды. Реактивтің артық мөлшерін тұнбаны
буферлі ерітіндімен шаю арқылы бөледі.
Сосын тұнбаны дистильденген сумен шайып, 1100С температурада кептіріп,
1н HCL-ацетон қоспасының аз көлемінде ерітеді. Ерітіндіні 25 мл-к өлшегіш
колбаға құяды, ал пробирканы еріткіштің көп мөлшерімен шайып, сол колбаға
құяды. Ерітінді көлемін еріткішпен 25 мл-ге дейін жеткізеді. Сосын
қалыңдығы 1 см кюветаға құйып толқын ұзындығы 365 және 700 нм болатын
аймақта еріткішке қатысты мына спектрофотометрлердің бірінде: СФ-4, СФ-4А,
СФД-2 оптикалық тығыздығын өлшейді.
700 нм-де жарықты тек Со 8-оксихинолинді комплексі сіңіретіндіктен Со
және Ni мөлшерін есептеу жарықты сіңірудің молярлық коэффициенттерінің мәні
бойынша жүргізіледі.
Мысалы: ξСо(ξ/ )
ξNi(ξ// )
365 нм ___________ 3529
3228
700 нм ___________ 428,9
-
Есептеулер (7.9) теңдеу немесе мына формулалар бойынша жүргізіледі.

С/ = Д700/428,9; С// = Д365- ξ/365*С// ξ//365 = Д365-3529*С/;

Мұндағы: С/ - Со(C9H6ON)2*2H2O концентрациясы, моль/л.
С// - Ni(C9H6ON)2*H2O концентрациясы, моль/л.
С/ мен С// біле отырып зерттелетін ерітінді көлеміндегі Со пен Ni мөлшерін
есептеп шығаруға болады. Со пен Ni анықтауды калибровкалық график әдісімен
де жүргізуге болады. Ол үшін алдын ала 365 және 700 нм аймақтарында
градуировкалық қисық тұрғызылуы керек.
Реактивтер:
1н HCL-ацетон қоспасы. 7,5н 134 мл HCL ерітіндісіне (керек болған жағдайда
HCL концентрациясын қайта айдау арқылы тазалайды) 1 л-ға дейін химиялық
таза ацетон қосады. Қажетті концентрациядағы таза HCL ерітіндісін сондай-ақ
газ тәрізді HCL-ды дистильденген сумен екі есе қанықтыру арқылы алуға
болады.
4%-тік 8-оксихинолиннің спирттік ерітіндісі. Ерітіндіні дайындау үшін
20%-тік спирт-су қоспасында қайта кристалданған және вакуумда кептірілген 8-
оксихинолин пайдаланылады.
Буферлік ерітінді (рН=9,5). Массасы 0,62г (х.т.) H3BO3 алып 0,1н 100
мл (х.т.) KCl–да ерітеді. Алынған ерітіндіге 0,1н 68 мл NaOH (х.т.)
қосылады.

Сульфат ионды нефелометриялық әдіспен анықтау

Әдіс ЕК = 1,1*10-10 болатын қиын ерітінді барий сульфаты
қосылысының түзілуі реакциясына негізделген.
Bа 2+SO42- → Ba SO4↓
Тұнба түзілудің бастапқы сатысында нефелометриялық анализ шарттарын
қанағаттандыратын біршама тұрақты масса түзіледі. Тұндыруды тұз қышқылының
ортасында жүргізеді, ол үшін электролит қолданылады.
Сульфат ионының концентрациясын анықтау үшін градуировкалық график
әдісі қолданылады. Сондықтан алдын – ала стандартты сериясын дайындайды.
Салыстырмалы ерітінді ретінде скльфат ионынан басқа барлық
компоненттердің қоспалары алынады. Максимальды майлылыққа жеткеннен кейін
салыстырмалы ерітіндіге қатысты көк жарық фильтрында оптикалық тығыздықты
өлшейді.
Сосын дәл осылай анализденетін ерітінді суспензициясын алып,
оптикалық тығыздықты өлшейді де график бойынша анықталатын ион мөлшерін
табады.
Эксперименттік бөлім:
І. Градуировкалық график тұрғызу. 50 мл-к өлшеуіш колбаға пипеткамен
2,4,8,10,12 мл. натрий сульфатының стандартты ерітіндісін құяды. Олардың
массалары сәйкесінше 10,20,40,80,100,120 мкг-ға тең. Әр колбаға 10 мл-дан
электролит және сәйкесінше 18,16,12,10,8,мл джистилденген су қосып
араластырады. Сосын әрқайсысына цилиндрмен 10 мл-ден 10 пайыздық барий
хлоридін қосып, араластырып, көлемін дистильденген сумен белгісіне дейін
жеткізеді. Оны 5-10 мин. қыздырып, сосын көк жарық фильтрында салыстырмалы
ерітіндіге қатысты оптикалық тығыздықтарын өлшейді. Саоыстырмалы ерітіндіні
стандартты ерітіндіге сәйкес дайындайды, тек натрий сульфат қосылмайды.
Нәтижелер бойынша калибровкалық график тұрғызылады.
ІІ. Ерітіндідегі сульфат ионын анықтау
Өлшегіш колбадағы анализденетін ерітіндіні дистилденген сумен
белгісіне дейін толтырылады. Алынған ерітіндіден үш колбаға 10 мл-дан
аликвот алып, жоғарыда көрсетілгендей суспенция дайындайды, сосын оптикалық
тығыздығын өлшейді. Оптикалық тығыздығының орташа мәні бойынша пайдаланып
зерттелетін ерітіндідегі сульфат ионның концентрациясын табады.
ІІІ. Тәжірибе нәтижелерін өңдеу.
Стандартты ерітіндінің аликватты мөлшеріне с/с сульфат ионының
мөлшерін есептеп, кестеге енгізеді.
Стандартты ерітіндінің көлемі, мл2,04,08,01012Х123Сульфат ионның мөлшері, мкгОптикалық тығыздығыНақты нәтижелерді есептеу үшін анализденетін ерітіндінің аликводтын алу кезіндегі сұйылтуды ескеру керек.
[pic]
MAL – графиктен табылған сульфат ионның мөлшері

VAL - анализденетін ерітінді аликвотының көлемі, мл.
VK - анализденетін ерітіндісі бар колба көлемі

Магний иондарының концентрациясын фотометриялық титрлеу әдісімен анықтау

Реагенттер мен құралдар
1.Лабораториялық фотометр ЛМФ-72
2.Хлорид-аммиак буфер ерітіндісі
3.Стандартты трилон Б ерітіндісі 0,05 М
Жұмысты орындау
Лабораториялық фотометр ЛМФ-72 инструкциясы мен жақсылап танысқан соң, анықталатын зат ерітіндісін (мұғалімнен алады) 10 мл титрлейтін кюветаға құйып, 2 мл буфер ерітіндісін қосып, 10 тамшы хромоген қара индикаторын тамшылатады, кюветаны кювета ұстағышқа орналастырып, ЛМФ-72 фотометрдің инструкциясы бойынша жұмыс істейді. Трилон Б ерітіндісімен титрлегенде өзгерген тоқ мөлшерін жазып алып, график құрады. Абциссаға мл трилон Б, ал орлдинатаға тоқ мөлшерінің мәні қойылады. Эквивалент нүкте тоқ мөлшерінің өзгерген жерінен абциссаға перпендикуляр түсіріп, анықталады.
½ CMg2+ = (VтрБ * 0,05)* VMg2+

Химиялық лабораторяда жұмыс істеу және лабораториялық жұмыстардың есебін өткізу тәртібі.

Химиялық лабораторияда жұмыс істеу ережелерін дұрыс орындау қажет.
Жұмыс орындау алдында студент сол жұмыстың әдістемелік нұсқауларыды дұрыс оқып, қажетті оқулықтармен танысып, осы жұмысқа байланысты барлық сұрақтарына дұрыс жауап беру керек.
Тәжірибеге қатысты ыдыстарды, лабораториялық құралдарды лаборанттан алады, жұмыс аяқталған соң қайта лаборантқа өткізеді.
Жұмыстың есебін әр студент мына көрсетілген нұсқа бойынша өткізеді.
Күні «____» _____________ 200 _ ж. Жұмыс № ______________
Жұмыстың атауы: _______________________________________
_______________________________________________________
Жұмыс мақсаты: ________________________________________
_______________________________________________________
Тапсырма_______________________________________________
Негізгі құралдар (аты, типі, суреті, кестесі, негізгі құралдардың қысқаша түсініктемесі) ___________________________________
_______________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
Физико-химиялық процесс (әдіс, қандай физико-химиялық процеске негізделген, химиялық реакциялар теңдеуі т.б.)
Есептеулер (таблицалар, формулалар, графиктер т.б.) _______
________________________________________________
Қорытынды
Оқулық
Студент (фамилиясы, аты, тобы)
Оқытушы

3. СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСЫ

3.1. Өздік жұмысқа арналған сұрақтар.

Бугер-Ламберт-Бер зањын қандай теңдеу арқылы көрсетуге болады? Осы заңға сәйкес график қалай сызылады?
Фотоколориметрде жарыќ фильтрлері не үшін қолданылады? Оларды қалай таңдайды?
Дифференциалды фотометрияның артықшылығы неде?
Ќандай жағдайда фотоэффект байқалады? Фотоэффектердің жалпы сезімталдығы қалай анықталады?
Спектрдің қай бөлігі көрінетін аймаќќа жатады.
Фотоколориметр әдісінде сезімталдығының жоғарылығын қай шамаға сүйеніп анықтайды?
Спектрофотометрия мен фотоколориметрияның айырмашылығы?
Егер [Со(SCN)4]2- (e620=103 ) не [Co(H2O)6]2+(е530=10) болса, Со (II) аз мөлшерін ([pic] моль/л анықтау үшін қай қосылысты таңдау керек?
9. мыс (11) дитизонатында CCl4 ортада 550нм молярлық сіњіру коэффиценті Е=4,52*104. егер 1,00г мыс балқымасын ерітіп, 25,00мл дитизонатты 1=5,0см кювета өлшегенде D=0,02оптикалық тығыздық болса, мыстың массалық үлесін есепте.
Жауабы:1,4*10-5%
3.2. Тест сұрақтарыныњ мысалдары

1.Фотометриялық анықтауы мүмкін болатын элементтің минимальді молярлық концентрациясы қалай аталады:
А. Сендел коэффициенті
В. Концентрациялық сезімталдық
С. Шартты сезімталдық
D. Анықтау минимумы
Е. мүмкін қателік
2.Концентрациясы 1мкг/мл ерітіндінің қабат қалыңдығы 1 см болғандағы оптикалық тығыздығына тең болатын шартты коэффициент қалай аталады:
А. Меншікті сіңіру
В. Өткізу
С. Интенсивтілік
D. Анықтау минимумы
Е. Шартты сезімталдық
3.Көрінетін жарықтың толқын ұзындығы:
А. 200-400нм
В. 400-800нм
С. 800-1000нм
D. 10000-20000нм
Е. 0,1-200нм
4.Толқындық санды көрсететін қатынас:
А. h(
B. C/(
C. C/(
D.10/(
E. E2-E1
5.Күміс нитратының стандартты ерітіндісінің 25 мл көлемінде 5,5 мг күміс бар, оптикалық тығыздығы 0,16. Осы жағдайда анықталатын ерітіндінің оптикалық тығыздығы 0,31. Осы ерітіндідегі күмістің мөлшерін мг/мл көрсет:
А. 0,426
В. 0,375
С. 0,278
D. 0,149
Е. 0,537
6.Оптикалық тығыздық пен өткізу арасындағы тәуелділік:
А. Д/Т=1/10
В. Д=-lg T
C. T. Д=100
D. T= -Д
E. lgД=T
7.Ерітіндідегі жүзгін бөлшектерінің жарықты шашырату құбылысына негізделген абсорбциялық спектроскопия әдісі қалай аталады
А. Колориметрия
В. Турбидиметрия
С. Нефелометрия
D. Рефрактометрия
Е. Фотоколориметрия
8.Қатты затты бірінші ретті рентген сәулесі мен атқылағанда екінші ретті рентген сәулесі шығады, ол сәуле қалай аталады:
1) шашыранды; 2) флуоресценттік; 3) (=400нм тең болатын сәуле; 4) (=800нм тең болатын сәуле; 5) дұрыс жауабы жоқ.
А. 1,3
В. 1,2
С. 4
D. 5
Е. 2,3

Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.

Ақпарат

Қосымша

Email: info@stud.kz

Іздеу
Файл қосу
Презентациялар
Тегін
Кабинет
Баланс
Таңдаулы жұмыстар
Cатып алған жұмыстарыңыз
Менің файлдарым
Презентацияларым
Сатылым статистикасы