1.4. Фототурбидиметрия
Работа 9. Определение сульфатов
1.5. Спектрофотометрия
Работа 10. Получение спектра поглощения и
количественное определение ацетона
Цель работы: Получить спектр поглощения водного раствора ацетона и выбрать условия его спектрофотометрического определения. Проверить выполнение закона Бугера-Ламберта-Бера путем построения градуировочного графика. Всевозможными количественными методами определить концентрацию ацетона в контрольных пробах.
Сущность метода: Определение концентрации ацетона в воде является типичным спектрофотометрическим определением, т.к. не требует проведения химической реакции с фотометрическим реагентом для получения окрашенной аналитической формы. Для определения концентрации ацетона можно использовать поглощение его водного раствора в ультрафиолетовой области спектра (220-300 нм). Появление в этой области полосы поглощения в спектре ацетона обусловлено n - * электронным переходом при возбуждении его молекулы.
Реактивы. 1. Стандартный 0,1 М раствор ацетона в воде. Мол.вес ацетона 58,081, уд.вес - 0,791 г/см3 (20,0°С).
2. Дистиллированная вода.
Для приготовления 0,1 М раствора ацетона отмеряют пипеткой 7,35 мл ацетона и доводят водой объем до 1 л в мерной колбе. Раствор готовится заранее.
Ход работы
1. Построить спектр поглощения ацетона. Приготовить рабочий раствор ацетона в воде, для чего в мерную колбу на 25,0 мл внести 10 мл стандартного раствора ацетона (0,1 М) и довести дистиллированной водой до метки. В качестве раствора сравнения использовать дистиллированную воду.
Измерения производить в прямоугольных кварцевых кюветах с рабочим расстоянием 1 см. Оптическую плотность измерять через каждые 5 нм в интервале 230-З00 нм. Построить кривую светопоглощения, определить положение полосы поглощения max. Величину max нужно уточнить, измеряя оптическую плотность в области максимума через 1 нм.
2. Построить градуировочный график и определить предел обнаружения ацетона. В мерные колбы на 25,0 мл отобрать последовательно 0,25; 0,50; 0,75; 1,0; 1,25 мл раствора ацетона (0,1 М) и довести дистиллированной водой до метки. Рассчитать полученные концентрации эталонных растворов.
При выбранном значении произвести измерения оптической плотности приготовленных растворов с известной концентрацией ацетона относительно дистиллированной воды. Построить градуировочный график в координатах оптическая плотность- концентрация ацетона. Сделать вывод о выполнении основного закона светопоглощения.
Для всех градуировочных
растворов рассчитать экстинкцию
при выбранной для измерений концентрации
ацетона длине волны
и определить ее среднее значение.
Рассчитать нижнюю границу определяемых
содержаний ацетона по данной методике.
3. Определить концентрацию ацетона в контрольных пробах. При выбранной длине волны измерить оптические плотности контрольных проб относительно дистиллированной воды, а затем определить концентрацию ацетона в них:
а) по градуировочному графику;
б) по закону Бугера-Ламберта-Бера;
в) путем сравнения с одним стандартным раствором.
г) Определить концентрацию ацетона в контрольной пробе методом добавок. Для этого измерить оптическую плотность контрольной пробы при выбранной длине волны. Затем к определенному объему контрольной пробы прибавить некоторый известный объем стандартного раствора с известной концентрацией ацетона и измерить оптическую плотность полученной смеси. Произвести расчет концентрации ацетона в контрольной пробе по формуле метода добавок.
д) Определить концентрацию ацетона в контрольных пробах дифференциально-фотометрическим методом. Используя приготовленные ранее градуировочные растворы, построить новый градуировочный график. Для этого при выбранной длине волны поочередно измерить оптические плотности градуировочных растворов относительно одного из них (например, с концентрацией ацетона 0,003 М), выбранного в качестве раствора сравнения.
Если содержание ацетона в фотометрируемом растворе меньше, чем в растворе сравнения, применять обратный порядок измерений: фотометрируемый раствор условно принять за "нулевой" и по нему устанавливать оптический нуль прибора, измеряя по отношению к нему оптическую плотность раствора сравнения. Значения оптической плотности в этом случае берут со знаком минус.
Построить градуировочный график в координатах оптическая плотность - концентрация ацетона.
Измерить оптические плотности выданных контрольных проб относительно раствора сравнения, использованного при построении графика (например, с концентрацией ацетона 0,003 М), используя при необходимость приемы двустороннего дифференциального фотометрирования. Пользуясь построенным графиком определить концентрации ацетона в контрольных пробах.
4. Сравнить используемые Вами количественные методы.
Работа 11. Определение красителей
Цель работы: Подобрать условия (рН, max) фотометрического определения красителя и определить его концентрацию в предложенных пробах воды дифференциально-фотометрическим методом.
Сущность метода. Некоторые красители (метилоранж, бромфеноловый синий и др.) обладают индикаторными свойствами, т.е. изменяют свою окраску в зависимости от рН. При этом изменяется и положение максимумов на кривой светопоглощения. Поэтому количественное определение красителей должно вестись при строго определенном значении рН. Это значение выбирается экспериментально так, чтобы оптическая плотность раствора в максимуме полосы поглощения max была максимальной. Кроме того, небольшие изменения значений рН и не должны влиять на оптическую плотность.
Задание 1. Определение метилоранжа
Индикатор метилоранж (п-диметиламинобензол-сульфокислый натрий) меняет строение в зависимости от рН раствора. При этом изменяется окраска раствора и положение максимумов на кривой светопоглощения, что связано с появлением новых хромофорных групп в молекуле индикатора:
Реактивы. 1. Стандартный раствор метилоранжа 1.10-3 М. Растворяют 0,327 г метилоранжа в 1 л дистиллированной воды;
2. Буферные растворы с рН 1,68; 4,01; 6,86 и 9,18.