2. Классификация фотометрических методов анализа

Фотометрические методы исследования базируются на способности жидких сред (растворов) поглощать и/или рассеивать, отражать электромагнитное излучение и даже излучать в результате химической реакции.

Рис.7 Классификация фотометрических методов лабораторных исследований

4.3. Измерение концентрации вещества в растворе

Проводят

• методом градуировочного графика

• методом добавок

• методом дифференциальной фотометрии

• эктракционно-фотометрическим методом

см.

1. Е.А. Мухина стр. 12-32, стр.43-67

вопросы для самоконтроля – стр.56, 66

2. Васильев В.П. Лабораторный практикум стр. 149-157

4.4. Вопросы

1. Фотоэлектроколориметрия. Спектрофотометрия. Выбор длины волны светового потока для измерения светопоглощения. Характеристика и назначение светофильтров.

2. Принципиальная схема прибора КФК — 3

3. Принципиальная схема прибора CФ — 46.

4. Основные приемы фотометрических измерений. Meтод градуировочного графика. Принцип его построения при фотометрических определениях.

5. Основные приемы фотометрических измерений. Метод дифференциальной фотометрии. В каких случаях применяют дифференциальный спектрофотометрический метод анализа и каковы его преимущества.

6. Основные приемы фотометрических измерений. Метод молярного коэффициента поглощения и метод добавок.

7. Молярный коэффициент светопоглощения. Физический смысл. Факторы, влияющие на его величину. Как можно экспериментально определить молярный коэффициент светопоглощения?

8. Закон аддитивности и его практическое применение для количественного определения компонентов при их совместном присутствии.

9. Ограничения и условия применения закона Бугера-Ламберта-Бера.

10. Количественный анализ. Оптимальные условия фотометрического определения. Выбор оптимальных значений температуры и рН при исследовании фотометрической реакции.

11. Фотометрическая реакция. Как выбрать эффективную длину волны и оптимальную толщину кюветы для фотометрических определений?

12. Концентрационные условия проведения фотометрической реакции. Как правильно выбрать количество добавляемого реагента, чтобы была достигнута необходимая полнота фотометрической реакции.

13. Стандартные растворы. Растворы сравнения.

14. Оптическая плотность. Факторы, влияющие на величину оптической плотности раствора.

4.5. Задачи

1. Сколько г рибофлавина (витамина В₂) следует взять для приготовления 250 мл стандартного раствора, содержащего 0,08 мг в 1 мл.

2. Вычислить молярную и нормальную концентрацию серной кислоты плотностью 1,43 г/см³. Сколько следует взять этой кислоты для приготовления 2 л 0,1 М и 0,1 н растворов?

3. Как из стандартного раствора перманганата калия, содержащего 0,1 мг марганца в 1 мл, приготовить растворы с концентрацией марганца 0,025 мг/мл и 0,05 мг/мл в мерных колбах емкостью 50 мл.

4. Как приготовить из стандартного раствора дихромата калия, содержащего 0,2 мг хрома в 1 мл, растворы с концентрацией хрома 0,04 мг/мл и 0,08 мг/мл хрома в мерных колбах емкостью 50 мл?

5. Как приготовить 100 мл стандартного раствора перманганата калия, содержащего 0,1 мг марганца в 1 мл из 0,1 н раствора перман­ганата калия?

6. Имеется раствор дихромата калия с концентрацией хрома в нем 0,4 мг/мл. Как из него приготовить 250 мл раствора с концентрацией хрома 0,05 мг/мл?

7. Молярная концентрация эквивалента дихромата калия равна 0,1 моль/л. Сколько мл этого раствора следует взять для приготовления 200 мл раствора с концентрацией 0,2 мг хрома в 1 мл.

8. Молярная концентрация эквивалента перманганата калия равна 0,11 моль/л. Сколько мл этого раствора следует взять для приготовления 200 мл с концентрацией 0,05 н?

9. Как приготовить стандартный раствор соли Мора 0,01 н? Выразить концентрацию этого раствора через титр и молярную концентрацию.

10. Вычислить, сколько следует взять хлористого натрия для приготовления стандартного раствора, содержащего 50 мкг натрия в 1 мл раствора.

11. Как приготовить стандартный раствор хлористого калия, содежащего 2 мг калия в 1 мл раствора? Выразить концентрацию полученного раствора через титр и молярную концентрацию.

12. Рассчитать концентрацию Fe⁺³ в мг/л в воде, если для определения было взято 100 мл воды, после упаривания ее и обработки орто-фенантралином было получено 25 мл окрашенного раствора. Оптическая плотность этого раствора 0,460; толщина слоя 1 см, молярный коэффициент светопоглощения 1100.

13. При определении железа в виде моносульфосалицилата оптическая плотность раствора, содержащего 0,5 мг железа в 100 мл, равна 0,42 (1 -2 см). Вычислите молярный коэффициент поглощения раствора моносульфосалицилата железа.

14. Вычислите оптическую плотность раствора хлорида меди с концентрацией 0,01 моль/л с толщиной поглощающего слоя 2 см ( =100).

15. Оптическая плотность раствора, содержащего 0,07 мг марганца (в виде перманганата) в 50 мл равна 0,54. Толщина поглощающего слоя кюветы 2 см. Вычислите молярный коэффициент поглощения,

16. Вычислите молярную концентрацию раствора комплексного соединения титана с хромотроповой кислотой ( = 10⁵), оптическая плотность которого при измерении в кювете с толщиной поглощающего слоя 3 см составляет 0,46.

17. Рассчитайте молярную концентрацию раствора комплексного соединения титана с пероксидом водорода ( =10³), оптическая плотность которого равна 0,23 (1 = 1 см).

18. Вычислите оптическую плотность 0,1 М раствора меди (в виде сульфата меди) в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см;

 =10⁴.

19. Вычислите молярный коэффициент светопоглощения раствора окрашенного соединения железа с концентрацией 0,08 мг в 50 мл раствора, если оптическая плотность раствора составила 0,350 при толщине поглощающего слоя 3 см.

20. Рассчитайте наименьшую молярную концентрацию раствора, которую можно установить фотоэлекгроколориметрическим методом в кювете с толщиной поглощающего слоя 2 см, если значение оптической плотности составляет 0,01, молярный коэффициент светопо­глощения  = 10³.

21. Рассчитайте оптимальную толщину поглощающего слоя кюветы (мм), необходимую для измерения оптической плотности раствора сульфата меди, содержащего 4 мг соли в 50 мг раствора. Величина оптической плотности составляет 0,520; молярный коэффициент све-гопоглощсния  = 10³.

22. Молярный коэффициент поглощения воднорастворимого комплекса никеля с диметилглиоксимом при 470 нм равен 1,30•10⁴. Рассчитайте: а) оптическую плотность раствора комплекса, в 1 мл которого содержится 1 мкг никеля, при толщине поглощающего слоя l = 1,00 см; б) его пропускание; в) концентрацию никеля в растворе (мкг/мл), если оптическая плотность раствора, содержащего диметилглиоксимат никеля и помещенного в кювету с l = 3,00 см, равна 0,190 при 470 нм.

23. При определении железа в виде моносульфосалицилатного комплекса пропускание раствора, содержащего 0,115 мг металла в 25,0 мл раствора, равно 54,5% при толщине поглощающего слоя l = 2,00 см. Рассчитайте молярный коэффициент поглощения комплекса.

24. Образец стали содержит 0,5% кремния. Какую навеску стали (г) следует растворить в 100,0 мл, чтобы, отобрав 25,0 мл этого раствора в колбу на 50,0 мл, получить раствор

-кремнемолибденовой гетерополикислоты H₄(SiMo₁₂O₄₀)•nH₂O ( = 2,2•10³ л•моль^-1•см^-1 при = 400 нм), поглощение которого в кювете с l = 1,00 см отвечало бы минимальной погрешности фотометрических измерений (А_опт = 0,434)?