4.6.3. Устройство колориметра кфо

Выделение отдельных участков спектра обеспечивается пятью светофильтрами из цветного стекла с параметрами, приведенными в табл. 1.

Таблица 1

Маркировка светофильтра	Длина волны, соответствующая максимуму пропускания, нм
1	415± 10 500± 10 530± 10 600± 10 630± 10
2
3
4
5
6	неизбирательный

Для светофильтра 630 нм в табл. 1 указана λ предельная.

Принцип работы

Принцип работы прибора заключается в измерении отношения двух световых потоков, полного и прошедшего через измеряемую среду, методом пропорциональных отклонений.

Коэффициент пропускания τ измеряемой среды, представляющий собой отношение этих потоков, определяется в виде отношения соответствующих фототоков непосредственно по шкале микроамперметра, т. е.:

τ = •100%,

где I_o — фототок, соответствующий полному световому потоку Фо;

I — фототок, соответствующий световому потоку Ф, прошедшему через измеряемую среду.

Измерение коэффициента пропускания

Установите нуль при закрытой шторке (открытой крышке кюветного отделения) рукояткой УСТАНОВКА НУЛЯ по шкале микроамперметра.

Закройте крышку кюветного отделения и с помощью ручки УСТАНОВКА 100 выставьте отсчет 100 по шкале измерительного прибора.

Примечание. В случае измерения растворов отсчет 100 выставьте кюветой с растворителем.

Установите в кюветное отделение измеряемый образец.

Закройте крышку прибора и снимите отсчет N по шкале измерительного прибора. Отсчет N соответствует коэффициенту пропускания измеряемого образца, в процентах. Для повышения точности измерений произведите по 3 измерения и вычислите среднее арифметическое результатов трех измерений,

4.7. Экспериментальная часть

4.7.1. Спектр поглощения окрашенных растворов

1. Растворы перманганата калия, сульфата меди, хлорида никеля, хлорида кобальта, бихромата калия.

Прибор — СФ-46, КФК-3

4.7.2. Приготовление растворов:

1. Сегнетова соль

2. аскорбиновая кислота

3. антимонилтартрат калия

4. молибдат аммония

5. серная кислота для фосфатов

6. соляная кислота 0,1 н 2 л

7. соляная кислота 1:1

8. тиосульфат натрия 0,1 н 1 л

9. гидроксид калия 0,1 н 1 л

10. фторид натрия 0, 1М 0,5 л

11. карбогнат натрия 0,1 н. 0, 25 л

12. хлорид калия насыщенный 0, 5 л

13. сульфосалициловая кислота 20% 250 мл

14. хлорид аммония

15. азотная кислота

16. реактив Грисса 10 % (расторяют в 12% уксусной кислоте)

17. уксусная кислота 12 % 200 мл

18. диэтилдитиокарбаминат натрия

19. лимоннокислый аммоний

20. тимоловый синий

21. фосфатный буферный раствор

22. метиленовый синий

23. перекись водорода 3 %

24. серная кислота 0,3 %

25. безаммиачная вода

26. хлорид бария 5 %

4.7. 3. Определение концентрации фосфат-ионов

Метод основан на взаимодействии фосфатов с молибдатом в кислой среде с образованием фосфорно-молибденовой гетерополикислоты H₇[P(Mo₂O₇)₆]^.28H₂O восстановлением ее аскорбиновой кислотой в присутствии сурьмянововиннокислого калия до фосфорно-молибденового комплекса, окрашенного в голубой цвет.

Гетерополикислоты — соединения, состоящие из малого центрального атома, чаще всего фосфора, кремния, мышьяка и др., и координированных ионов, способных к полимеризации. Для фотометрического анализа наиболее часто применяются гетерополикислоты, содержащие в качестве координированных групп полиионы молибдена.

Гетерополикислоты образуются только в кислой среде. При нейтрализации раствора или в щелочной среде они разлагаются с образованием солей двух отдельных кислот, например Na₃PO₄ и Na₂MoO₄. Многие вещества, образующие комплексы с молибденом, также разрушают гетерополикислоты. Так, в присутствии ионов щавелевой кислоты, фтора и некоторых других веществ, связывающих молибден, фосфорномолибденовая гетерополикислота частично или полностью разрушается. При действии избытка фосфорной кислоты образуются бесцветные комплексы другого состава. Ионы хлора при большой их концентрации также разрушают гетерополикислоты, поэтому для подкисления раствора обычно пользуются азотной или серной кислотой.

Фосфорномолибденовая и кремнемолибденовая кислоты окрашены в желтый цвет. Колориметрическое определение кремния и фосфора основано на образовании этих соединений. При измерении оптической плотности раствора в видимом участке спектра желтый комплекс недостаточно поглощает свет, поэтому часто применяют методы, основанные на измерении оптической плотности раствора молибденовой сини, полученной после восстановления фосфорномолибденовой кислоты.

Рис.8. Спектр поглощения раствора синего фосфорномолибденового комплекса

На рис.8 приведен спектр поглощения раствора фосфорномолибденовой сини. Оптическую плотность лучше всего измерять при 650 — 750 нм. Чувствительность метода 0,005 мг фосфора в 25 мл конечного объема при толщине фотометрируемого слоя 5 см.

После окончания анализов в конце рабочего дня следует промывать фотометрические кюветы спиртом, так как восстановленная фосфоромолибденовая кислота очень хорошо пристает к стеклу.

Реактивы:

-Антимонилтартрат калия (сурьмянововиноокислый калий) 0,34 г антимонилтартрата калия помещают в стакан, растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды, переносят в мерную колбу на 500 мл и доводят до метки дистиллированной водой.

-серная кислота: В мерную колбу на 500 мл наливают 400 мл дистиллированной воды и осторожно приливают 70 мл концентрированной серной кислоты. После охлаждения раствор доводят до метки дистиллированной водой.

-аскорбиновая кислота. 2,16 г аскорбиновой кислоты помещают в стакан, растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды, переносят в мерную колбу на 100 мл, доводят до метки дистиллированной водой. Хранят в холодильнике.

-молибдат аммония. 3 г молибдата аммония помещают в стакан, растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды, переносят в мерную колбу на 100 мл и доводят до метки дистиллированной водой.

-смешанный реактив. Смешивают 125 мл раствора серной кислоты, 50 мл раствора молибдата аммония, 50 мл раствора аскорбиновой кислоты и 25 мл антимонилтартрата Смешанный реактив готовят непосредственно перед использованием.

Построение градуировочного графика

В мерные колбы на 50 мл внести 0,5, 1, 2, 3, 4 мл стандартного раствора фосфатов с концентрацией 0,01 мг/мл. Рассчитайте концентрации полученных растворов. К 50 мл пробы добавляют 5 мл смешанного реактива, перемешивают, добавляют 0,5 мл аскорбиновой кислоты. Смесь перемешивают. Через 15 мин измеряют оптическую плотность полученного раствора при длине волны 690 нм по отношению к холостому опыту с толщиной оптического слоя 5 см. Рассчитайте коэффициенты регрессии методом наименьших квадратов.

Ход определения:

Получите у преподавателя шифрованную пробу с фосфат-ионами. Проведите определение фосфатов методом добавки, методом стандартов, методом градуировочного графика.

К 50 мл пробы добавляют 5 мл смешанного реактива, перемешивают, добавляют 0,5 мл аскорбиновой кислоты. Смесь перемешивают. Через 15 мин измеряют оптическую плотность полученного раствора при длине волны 690 нм по отношению к холостому опыту. Опыт проведите в двукратной повторности.

Напишите уравнение реакции.

Проведите контроль сходимости между двумя параллельными определениями, воспроизводимости между полученными концентрациями двумя разными операторами, контроль точности методом добавки и стандартов.

Норматив точности 15%

Норматив сходимости 17%

Норматив воспроизводимости 12%