Специальные методы фотометрического анализа
Использование фотометров и спектрофотометров позволяет решать важные аналитические задачи. Так, фотометры удобно использовать в титриметрическом анализе, например при титровании сильно окрашенных растворов, когда визуальное наблюдение перехода окрашивания индикатора затруднено. В этих случаях нахождение точки эквивалентности фотоэлектрическим путем значительно точнее, а также в тех случаях, когда конечная точка титрования отмечается слабо заметным ослаблением или усилением окрашивания вещества. Кроме того, с помощью этих приборов можно, не используя операции разделения, одновременно определять несколько веществ в растворе.
Фотометрическое титрование
Для фотометрического титрования используют фотометры с одним фотоэлементом. При этом фотоэлемент играет роль индикатора, то есть позволяет устанавливать конечную точку титрования. Схема титрационного фотометра приведена на рис 1.2.12. Источником света служит автомобильная лампа 6 на 6 В, которая питается от аккумулятора или от сети через стабилизатор. Приёмник световой энергии – селеновый фотоэлемент 2, кювета для титрования 4 – обычная химическая посуда на 100 см3. Раствор, который титруется, перемешивают магнитной мешалкой. Измерительным прибором служит стрелочный гальванометр со шкалой на 100 делений чувствительностью 10-8 – 10-7 А. Для ослабления света, который проходит через слабо окрашенные растворы, как диафрагму используют лист черного цвета с вырезанным в нём отверстиями разного диаметра; диафрагмы 3 вставляются в прорези верхней крышки прибора перед фотоэлементом.
Для титрования стакан с анализируемым раствором помещают в гнездо фотометра, подбирают диафрагму так, чтобы стрелка гальванометра находилась ближе к концу шкалы (90-100 делений), включают мотор мешалки и постепенно добавляют раствор реагента, после каждой порции раствора отмечают показания гальванометра. По полученным данным строят кривую титрования в координатах: объем раствора реагента (см3) – показания гальванометра.
Рис. 1.2.12. Титрационный фотометр: 1- камера; 2- селеновый фотоэлемент; 3- диафрагма; 4- кювета; 5- конденсорная линза; 6- лампа
По пересечению касательных к кривым титрования вблизи конечной точки находят конечную точку титрования. Например, при титровании солей ферума (II) перманганатом калия, пока есть избыток ферума (II), раствор остается не окрашенным, а отклонение стрелки гальванометра практически постоянно; в точке эквивалентности интенсивность окрашивания от избытка перманганата калия усиливается по мере добавления новых порций KMnO4 и отклонения стрелки гальванометра становятся все меньшими (рис. 1.2.13).
Фотометрическое титрование широко используется в практике заводских и научных лабораторий для полуавтоматического титрования растворов кислот, оснований, солей и органических соединений по реакциям нейтрализации, комплексообразования и окисления-восстановления.
Рис. 1.2.13. Изменения показаний гальванометра при титровании соли Мора перманганатом калия