4.1. Спектрофотометрический анализ двухкомпонентной смеси: метиловый фиолетовый – бриллиантовый зеленый

В качестве объекта анализа выбрана смесь красителей трифенилметанового ряда – метилового фиолетового (МФ) и бриллиантового зеленого (БЗ).

Метиловый фиолетовый представляет собой смесь тетрапенра- и гексаметил-n-розанилингидрохлорида.

Реагенты

Раствор №1: Метиловый фиолетовый, водный раствор, с(МФ) = 0,05 мг/мл.

Раствор №2: Бриллиантовый зеленый, водный раствор, с(БЗ) = 0,05 мг/мл.

Растворы №1 и №2 приготовлены заранее.

Спектрофотометр.

Выполнение определения.

I. Выбор рабочих длин волн.

1. В двух мерных колбах приготовлены растворы индивидуальных красителей №1 и №2 с концентрацией 0,005 мг/мл.

2. Измеряют светопоглощение приготовленных растворов №1 и №2 в диапазоне длин волн 510 – 650 нм с шагом 10 нм. Результаты заносят в таблицу и представляют в виде графика А = f(λ).

Таблица №1

λ	510	520	530	…
АМФ АБЗ АМФ – АБЗ

3. Используя полученные результаты, рассчитывают разности А_{МФ –} А_БЗ и заполняют нижнею строчку табл. №1. Строят график зависимости А_{МФ –} А_БЗ от λ и выбирают рабочие длины волн λ₁ и λ₂ в области максимума и минимума этой кривой с учетом условия А_МФ, А_МФ≥ 0,08 – 0,1.

II Определение коэффициентов поглощения индивидуальных красителей при выбранных длинах волн λ₁ и λ₂.

1. Готовят две серии растворов индивидуальных красителей в соответствии с табл. 2 и 3 из растворов №1 и №2 в колбах V=50 мл, доводя растворы до метки дистиллированной водой.

Таблица №2

с(МФ),мг/мл	0,002	0,003	0,004	0,005	0,006	0,007	0,008	0,009	0,010
А^λ1 А^λ2 к^λ1МФ к^λ2МФ

к^λ1_МФ = к ± ∆к, к^λ2_МФ = к ± ∆к.

Таблица №3

с(БЗ),мг/мл	0,002	0,003	0,004	0,005	0,006	0,007	0,008	0,009	0,010
А^λ1 А^λ2 к^λ1БЗ к^λ2БЗ

к^λ1_БЗ = к ± ∆к, к^λ2_БЗ = к ± ∆к.

2.Измеряют оптические плотности каждой серии при двух выборных длин волн и по формуле к = А/(ℓc) рассчитывают коэффициенты поглощения обоих красителей, занося результаты измерений в табл. 2 и 3.

Значение к представляют в нормальном виде как целую степень десяти : к=(N±∆N)*10ⁿ. Приготовленную серию растворов красителей не выливать, используя их в п. III.

III. Проверка закона аддитивности оптических плотностей. Готовим растворы смесей красителей в пробирках в соответствии с табл. 4, смешивая равные объемы красителей МФ и БЗ соответствующих концентраций по п. I табл. №2 и №3.

Пример:

номер смеси №2:

Объем МФ с концентрацией 0,002 мг/мл составляет 10 мл;

Объем БЗ с концентрацией 0,004 мг/мл составляет 10 мл, следовательно общий объем смеси №2 составляет 20 мл.

При необходимости приготовить растворы МФ и БЗ с концентрацией 0,001 мг/мл.

При выбранных длинах волн λ₁ и λ₂ измеряют оптические плотности растворов смеси красителей, приготовленных в соответствии с табл. 4, и результаты измерений заносят в табл. 4.

Таблица№4

Номер смеси	1	2	3	4	5	6	7	8
с(МФ), мг/мл с(БЗ), мг/мл А^λ1изм А^λ2изм А^λ1расч А^λ2расч	0,001 0,005	0,002 0,004	0,003 0,003	0,004 0,002	0,005 0,001	0,004 0,003	0,004 0,004	0,003 0,004

Сюда же заносят значения оптических плотностей растворов смесей, рассчитанный по формуле:

А^λ_расч=к^λ_МФс_МФℓ+ к^λ_БЗс_БЗℓ

Если результаты измеренных значений оптических плотностей отличаются от рассчитанных не более чем на 5%, то можно считать, что закон аддитивности соблюдается.

IV. Определение концентраций красителей. Анализируемые смеси (выданные лаборантом) помещают в мерную колбу и доводят водой до метки. Измеряют оптические плотности полученного раствора при выбранных длинах волн λ₁ и λ₂. Результаты измерений проверяют не менее трех раз и рассчитывают среднее значение.

Концентрации красителей вычисляют по формуле.