Laboratornye_raboty

Тема 22. Осадительное титрование. Меркурометрическое определение хлоридов

Определение хлорид — иона меркурометрически

Меркурометрическое определение основано на реакции

Индикатором служит дифенилкарбазид

NH NH C6H5

CO

NH NH C6H5

который образует с соединение фиолетового цвета. Реагенты

раствор

пл

Индикатор - дифенилкарбазид, 1%-ный этанольный раствор.

Выполнение определения.

Отбирают пипеткой 10 мл раствора хлорида и вносят в колбу для титрования, добавляют с помощью мерного цилиндра 15 мл дистиллированной воды, 1-2 мл и титруют раствором нитрата ртути (I); прибавив 7-8 мл ранта, вносят в титруемый раствор 7-8 капель дифенилкарбазида и продолжают титровать до появления темно-фиолетового цвета раствора. Эго титрование ориентировочное. Затем проводят титрование, добавляя индикатор в титруемый раствор не ранее чем за 0,5—1 мл до точки эквивалентности. Титрование следует проводить при непрерывном перемешивании раствора. Тема 23. Комплексонометрия. Стандартизация раствора трилона Б по раствору сульфата магния.

Метод основан на реакциях образования комплексов ионов металлов с аминополикарбоновыми кислотами (комплексонами). В качестве титранта наиболее часто используют двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА):

Мn+ + Ym- = MY(m-n)+, где Ym- - анион ЭДТА.

Наиболее часто соотношение компонентов в комплексах равно 1:1. Степень протекания реакции зависит от рН и константы устойчивости

комплексоната. Кривые титрования строят в координатах рМ= -lg[M] – объем добавленного титранта или степень оттитрованности раствора. Конечную точку титрования устанавливают с помощью металлоиндикаторов – хромофорных органических веществ, образующих с ионами металлов интенсивно окрашенные комплексы, менее устойчивые, чем комплексонаты.

Определение кальция и магния при совместном присутствии

Различие в константах устойчивости этилендиаминтетраацетатов кальция

и магния (lgβ равны 10,7 и 8,7 соответственно) недостаточно для раздельного титрования этих ионов. С использованием металлоиндикатора эриохромового черного Т при рН ≈ 10 в одной аликвотной части анализируемого раствора определяют суммарное содержание кальция и магния. В другой аликвотной части создают рН >12, добавляя гидроксид натрия, осаждают при этом магний в виде гидроксида. Не отфильтровывая

этот осадок, в растворе определяют кальций комплексонометрически в присутствии металлоиндикатора мурексида. Магний определяют по разности.

Реагенты

Этилендиаминтетраацетат натрия, ЭДТА, 0,0500 М стандартный раствор. Аммиачный буферный раствор с рН 10 (67 г NH4Cl и 570 мл 25 %-ного раствора NH3 в 1 л раствора).

Гидроксид натрия, NaOH, 2 M раствор.

Металлоиндикаторы: эриохромовый черный Т, мурексид (смеси с NaCl в соотношении 1:100).

Выполнение определения. а) Определение суммы кальция и магния. В колбу для титрования емкостью 100 мл вносят пипеткой 10,00 мл анализируемого раствора, прибавляют 2-3 мл аммиачного буферного раствора, 15 мл дистиллированной воды. Раствор перемешивают, прибавляют на кончике шпателя 20-30 мг эриохромового черного Т и вновь перемешивают до полного растворения индикатора. Титруют полученный раствор раствором ЭДТА до изменения окраски раствора из винно-красной в голубую.

б) Определение кальция. В колбу для титрования отбирают пипеткой 10,00 мл исследуемого раствора, добавляют мерным цилиндром 2-3 мл раствора NaOH (при этом в осадок выделяется гидроксид магния), разбавляют водой до объема 25 мл, прибавляют на кончике шпателя 20-30 мг мурексида до окрашивания раствора в розовый цвет и титруют раствором ЭДТА до изменения розовой окраски раствора в сине-фиолетовую.

Рассчитывают содержание СаО и MgO в растворе по формулам: mСаО, г =Vб(ЭДТА) С(ЭДТА) Э(CaO) V(колбы) / V(аликвоты) 1000 mMgО, г = Va(ЭДТА) С(ЭДТА) Э(MgO) V(колбы) / V(аликвоты) 1000, где Vб(ЭДТА) – объем ЭДТА, пошедший на титрование с мурексидом,

Vа(ЭДТА)–объем ЭДТА, пошедший на титрование с эриохромовым чернымТ.

Определение цинка и меди при совместном присутствии

Сущность метода заключается в определении суммы меди и цинка при рН 6,0 при титровании в присутствии индикатора 1-(2-пиридилазо)-2-

нафтола (ПАН) и определении одного цинка в присутствии ПАН в отдельной порции раствора после маскирования меди тиосульфатом. Медь определяют по разности. Комплекс ПАН с медью окрашен в фиолетовый, а комплекс с цинком в красный цвет. Тиосульфат натрия восстанавливает медь(II) до меди(I) и образует с последней устойчивый растворимый комплекс.

Реагенты

Этилендиаминтетраацетат натрия, ЭДТА, 0,0500 М стандартный раствор. Тиосульфат натрия, 10%-ный раствор.

Ацетатный буферный раствор с рН 4,8-5,0. Индикатор ПАН, 0,1%-ный этанольный раствор.

Выполнение определения. а) Определение суммы цинка и меди. В

колбу для титрования емкостью 100 мл вносят пипеткой 10,00 мл анализируемого раствора, прибавляют 20 мл воды, нагревают и в горячий

раствор прибавляют 5 мл буферного раствора. Продолжают нагревание на песочной бане до 700С (появление паров воды), к раствору прибавляют 2-3 капли раствора ПАН и титруют раствором ЭДТА до перехода окраски из фиолетовой в зеленую.

б) Определение цинка. В колбу для титрования емкостью 100 мл вносят пипеткой 10,00 мл анализируемого раствора, добавляют 5 мл буферного раствора, 1,5 – 2,0 мл раствора тиосульфата, 10 мл воды и 2-3 капли раствора ПАН. Холодный раствор титруют раствором ЭДТА до перехода окраски из красной в желто-оранжевую.

Рассчитывают содержание цинка и меди в растворе по формулам.

Вопросы для подготовки к занятиям по комплексонометрии

1.Каковы преимущества полидентатных лигандов по сравнению с монодентатными?

2.В чем сущность метода комплексонометрии?

3.Назовите факторы, влияющие на величину скачка на кривой комплексонометрического титрования.

4.Объясните принцип действия и выбора металлоиндикатора в комплексонометрическом титровании.

5.Какие процессы и почему следует учитывать при выборе рН в комплексонометрическом титровании?

6.Назовите два способа повышения селективности комплексонометрического титрования.

7.В чем суть обратного комплексонометрического титрования, в каких случаях его используют? Приведите примеры.

8.Как проводят комплексонометрическое определение кальция и магния при совместном присутствии?

9.Объясните, почему эриохромовый черный Т не следует использовать в качестве индикатора при титровании кальция раствором ЭДТА в отсутствие магния.

10.Почему растворенное в воде железо мешает определению общей жесткости воды титрованием раствором ЭДТА? Каким образом можно устранить это влияние?

11.В чем заключается роль тиосульфата натрия при титровании цинка(II) и меди (II) при совместном присутствии раствором ЭДТА?

12.Предложите способ комплексонометрического определения сульфатиона. К какому виду комплексонометрического титрования он относится? Тема 24. Титрование растворов железа (III) и алюминия.

Определение основано на том, что раствор, содержащий ионы железа и алюминия, титруют раствором ЭДТА в присутствии сульфосалициловой кислоты при рН=2. В этих условиях образуется только комплексонат железа, алюминий не мешает определению.

Тема 25. Обработка результатов анализа. Сдача работ.

5семестр

Тема 26. Хроматографические методы анализа. Определение концентрации никеля методом бумажной распределительной хроматографии.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИКЕЛЯ

Капля раствора никеля, нанесенная на хроматографическую бумагу, пропитанную раствором диметилглиоксима, образует на ней розовое пятно. Если в месте нанесения капли диметилглиоксима меньше, чем это требуется для количественного связывания никеля, то избыточная часть ионов никеля при проявлении хроматограммы растворителем (водой или водным раствором глицерина) уносится из первичном зоны и реагирует по пути с новыми порциями диметилглиоксима, находящегося в порах бумаги. При этом в направлении движения растворителя образуется окрашенная зона в виде пика.

* Высота окрашенного пика пропорциональна концентрации никеля в анализируемом растворе или его количеству в нанесенной пробе.

основного раствора соответствующим разбавлением готовят набор стандартных растворов с содержанием никеля

50 , 100, 125, 150, 250, 500 мкг/мл Диметилглиоксим, 0.12% водный Глицерин ,12% ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ НИКЕЛЯ

Полоску бумаги, размечают карандашом. На расстоянии 5 мм от одного из концов бумаги проводят линию, перпендикулярную волокнам бумаги. Это линия погружения раствора. Таким образом, проявляющий раствор будет двигаться вдоль волокон бумаги. Далее на расстоянии 15-20 мм от первой линии проводят вторую стартовую линию, параллельную первой. На стартовой линии на расстоянии 10-15 мм точками размечают центры пятен.

Трижды промывают капилляр исследуемым раствором, после чего наносят каплю этого раствора, помещая центр капилляра в одну из отмеченных точек. Каждый раз перед нанесением раствора на полоску бумаги, снимают фильтровальной бумагой со стенки капилляра раствор.

Одновременно на бумагу наносят тем же капилляром пробы стандартных растворов. Каждый раствор следует нанести не менее двух раз. Далее высушивают полоску на воздухе в течение 5-10 мин и проявляют хроматограмму. Для этого опускают полоску по линию погружения, отмеченную ранее, в стакан вместимостью 500 мл или в специальный сосуд для проявления хроматограмм. В качестве проявляющей жидкости используют дистиллированную воду или 12% водный раствор глицерина.

При проявлении хроматограмм в стакане верхний конец полоски бумаги помещают на предметное стекло, которое устанавливают на стакан и покрывают чашкой Петри так, чтобы верхний конец полоски находился между стеклом и чашкой. Проявление длится 20-25 мин. После проявления хроматограмму высушивают и линейкой измеряют высоту образовавшихся пиков от центра пятна до верхнего края пика.

По высотам пиков стандартных растворов строят градуировочный график , h- С , где – h высота пика, мм; С - концентрация стандартного раствора, мкг/мл. По графику определяют концентрации никеля в исследуемом растворе.

Тема 27. Подготовка хроматографических колонок. Определение концентрации меди методом осадочной хроматографии.

Количественное определение неорганических ионов по величине зоны хроматограммы

В основу количественного определения веществ положена пропорциональная зависимость между размерами зон осадочных хроматограмм и концентраций исследуемого раствора.

Для каждого конкретного случая предварительно строят калибровочную кривую зависимости величины зоны хроматограмм от концентрации раствора, а затем при тех же условиях получают осадочную хроматограмму того же вещества, неизвестной концентрации, которую и определяют по градуировочной кривой.

Определение меди

Безводную окись алюминия смешивают с осадителем - гексацианоферратом (II) калия в соотношении 10:1. Осадитель предварительно растворяют в воде. Смесь подсушивают до воздушно-сухого состояния, после чего помещают в хроматографические колонки тщательно уплотняя постукиванием колонок о твердую поверхность. Затем в колонки вводят градуированной пипеткой по 0,5 мл растворов соли меди различных концентраций от 0,05 до 0,5Н Для каждой концентрации проводят три параллельных определения. Через 3-

5 мин. после впитывания раствора определяют высоту зоны в мм или ее объем в см3 в случае использования калибровочных колонок.

На основании полученных результатов строят градуировочный график.

При тех же условиях получают хроматограммы раствора того же вещества, но неизвестной концентрации. Определив размер зоны осадочной хроматограммы, по графику находят концентрацию вещества в растворе.

Тема 28. Электрохимические методы анализа. Техника работы на рН-метре. Титрование смеси кислот. Построение кривых титрования.

Определение хлороводородной и борной кислот в их смеси Определение основано на последовательном титрование кислот раствором гидроксида натрия.

глицерина, маннита и некоторых других веществ кислотные свойства борной кислоты усиливаются, и ее титрование в водном растворе становится возможным. Благодаря этому свойству борной кислоты удается провести также

Аппаратура: Установка для потенциометрического титрования в комплекте с pH-метром любого типа. Индикаторный электрод – стеклянный, электрод сравнения – хлорсеребряный. Блок автоматического титрования БАТ-15.

Выполнение работы. Титрование в ручном режиме.

отбирают аликвоту 20 мл в стаканчик для титрования и, если надо, добавляют немного дистиллированной воды так, чтобы стеклянный электрод был погружен в раствор. Затем включают мешалку (сначала на деление 4, а потом – на 3), переключатель «род работы» ставят в положение pH. Проводят ориентировочное титрование смеси раствором , прибавляя его из микробюретки порциями по 0,2 мл. При этом ставят переключатель значений pH на диапазон, включающий значения pH 4 – 6. Записываю показания pH-метра и объем .

На основе полученных данных обнаруживаю первый скачок потенциала, отвечающий концу титрования . Затем прибавляю в ячейку для титрования 10 мл глицерина, ставят переключатель значений pH на диапазон, внутри которого находятся значения pH 8 – 10, и продолжают титрование до обнаружения второго, менее резкого скачка.

Снова отбирают в стакан – ячейку 20 мл исследуемой смеси и выполняют точное титрование. Для этого повторяют все операции, однако в области обнаруженных при грубом титрование скачков приливаю титрант по 1 – 2 капли. По полученным при втором титрование данным строят кривую

Определение иодид- и хлорид – ионов в их смеси

Определение основано на последовательном осаждении иодид- и хлорид – ионов раствором нитрата серебра. Вследствие различия в растворимости ПР ПР в первую очередь оттитровываются иодид – ионы, а затем – хлорид – ионы; в моменты завершения первой и второй реакции наблюдается резкое изменение

потенциала серебряного электрода.

Посуда: Колба мерная (50 мл). Пипетка (10 мл). Цилиндр мерный (10 – 25 мл).

Аппаратура: Установка для потенциометрического титрования в комплекте с pH – метром в режиме милливольтметра. Индикаторный электрод – серебряный, электрод сравнения – н. к. э.

Выполнение работы. Подготавливают к работе серебряный электрод. Очищаются его от пленки галогенидов серебра, для чего опускают электрод в насыщенный раствор на 10 – 15 мин, а затем тщательно промывают дистиллированной водой. Высушивают поверхность электрода фильтровальной бумагой.

После этого собирают установку для титрования. Настраивают потенциометр в соответствии с инструкцией к прибору данного типа.

Анализируют раствор смеси иодид- и хлорид – ионов доводят до метки водой в мерной колбе вместимостью 50 мл. Оттуда берут пипеткой 10 мл в стакан для титрования и прибавляют цилиндром 10 мл в стакан для

ориентировочное титрование галогенидов, приливая из бюретку в стакан раствор порциями по 0,2 мл. После каждой порции записывают объем прилитого раствора титранта и соответствующее ему значение ЭДС цепи (Е, мВ). При этом не следует забывать о переключении электродов в тот момент, когда ЭДС начнет изменяться в противоположном направлении.

Обнаружив два скачка потенциала выполняют с новой порцией анализируемого раствора точное титрование, прибавляя раствор по 0,1 мл, а около точки эквивалентности – по 2 капли. По данным, полученным в результате второго титрования, строят две кривые: в координатах Е –

Тема 30. Оптические методы анализа. Правила работы на рефрактометре. Рефрактометрическое определение концентрации растворов этанола, глицерина, тиосульфата и хлорида натрия и др. (по две работы на студента).

Тема 31. Фотометрические методы анализа. Техника работы на фотоколориметре. Выбор рабочей длины волны, толщины поглощающего слоя, снятие спектральных кривых.

Тема 32. Определение концентрации раствора железа с сульфосалициловой кислотой в кислой среде.

Железо(III) образует с сульфосалициловой кислотой в зависимости от кислотности раствора ряд окрашенных комплексов. При pH 1,8 - 2,5 образуется красно-фиолетовый катионный комплекс(I) имеющий полосу

поглощения max 510нм и max 1,8 103

При увеличении pH до 4 – 8 раствор приобретает красно – бурую окраску

,которую приписывают бис – комплексу (II0.

Вщелочных средах (9<pH<11,5) образуется комплекс желтого цвета с

полосой поглощения max 416нм и max 5,8 103 . При pH>12 происходит его разложение с выпадением в осадок гидроксида железа. Ранее предполагалось, что образующийся в щелочных средах комплекс является трисульфосалицилатом Fe(III). Однако в более поздних исследованиях высказывается другая точка зрения относительно природы этого комплекса. Предполагают, что его образование связанно не с присоединением третьей молекулы реагента, а с депротанированием бис – комплекса.

Врезультате упрочнения связи атома железа с фенольным кислородом происходит сдвиг полосы поглощения бис – комплекса в коротковолновую область спектра.

Впрактике молекулярного абсорбционного анализа применяются лишь комплекс, образующиеся в кислой и щелочной средах. Моносульфосалицилатный комплекс используют для определения Fe(III) в присутствии Fe(II), магния, марганца, меди, алюминия, редкоземельных элементов. Фториды мешают определению Fe(III).

Реагенты

Стандартный раствор железа(III), 01 мг/мл. Сульфосалициловая кислота, 10%- ный раствор. Аммиак, 10%-ный раствор.

Выполнение определения.1. Кислая среда . В пять мерных колб со вместимостью 50,0 мл вводят стандартный раствор железа с содержанием (мг): 0,05; 0,10; 0,15 ; 0,20 и 0,30 соответственно , 10 мл воды, 1 мл раствора серной кислоты, 5 мл раствора сульфосалициловой кислоты. Содержимое колб разбавляют водой до метки. Растворы фотометрируют относительно воды и строят градуировочный график.

Для определения железа в анализируемом растворе аликвоту этого раствора помещают в мерную колбу вместимостью 50,0 мл. С раствором

проводят те же операции и в той же последовательности, что и при приготовлении растворов, используемых для градуировки, а затем фотометрируют относительно воды. Содержание железа определяют по градуировочному графику, построенному по результатам фотометрования растворов сравнения.

Тема 33. Определение концентрации раствора железа с ульфосалициловой кислотой в щелочной среде.

В щелочной среде вследствие легкой окисляемости Fe(II) и Fe(III) с помощью сульфосалициловой кислоты можно определить сумму Fe(II) и Fe(III). Фторид – ионы не мешают определению железа сульфосалициловой кислотой в щелочной среде.

Реагенты

Стандартный раствор железа(III), 01 мг/мл. Сульфосалициловая кислота, 10%- ный раствор. Аммиак, 10%-ный раствор.

Выполнение определения. Щелочная среда. В пять мерных колб со вместимостью 50,0 мл вводят стандартный раствор железа с содержанием (мг): 0,05; 0,10; 0,15 ; 0,20 и 0,30 соответственно , 10 мл воды, 5 мл раствора сульфосалициловой кислоты, 5 мл раствора аммиака. Содержимое колб разбавляют водой до метки. Растворы фотометрируют относительно воды и строят градуировочный график.

Для определения железа в анализируемом растворе аликвоту этого раствора помещают в мерную колбу вместимостью 50,0 мл. С раствором проводят те же операции и в той же последовательности, что и при приготовлении растворов, используемых для градуировки, а затем фотометрируют относительно воды. Содержание железа определяют по градуировочному графику.

Тема 34. Определение концентрации раствора железа роданидом аммония методом сравнения. Оценка фотометрических реакций по метрологическим характеристикам.

Тема 35. Определение больших концентраций меди в виде аммиачного комплекса.

В основе определения лежит реакция:

Cu2+ + 4 NH3 = [Cu(NO3)2]2+

Из стандартного раствора готовят шесть растворов, содержащих от 5 до 30 мг меди в 50,0 мл раствора. Добавляют в каждую колбу по 2 мл раствора аммиака и объем раствора доводят до метки дистиллированной водой. Оптическую плотность каждого раствора измеряют через 10 минут в кювете 2,0 см. По полученным данным строят градуировочный график. Содержание меди в образце определяют по графику.

Тема 36. Определение концентрации раствора никеля диметилглиоксимом.

диметилглиоксимом ( H2 D ) растворимый в воде красно-коричневый комплекс. Установлено, что в результате происходит окисление никеля, вероятно , до Ni(III). В зависимости от того, проводится ли реакция в среде аммиака или среде щелочи , образуются два различных комплекса, отличающиеся своими спектральными характеристиками. Комплекс, образующийся в щелочной среде, характеризуется интенсивной полосой

получающееся в его присутствии комплексное соединение более устойчиво во времени. Кроме того, избыток йода не окисляет диметилглиоксим ,что

фотометрической реакцией мешают большинство элементов .Их чаще всего маскируют тартратами или цитратами.

Реагенты :

Стандартный раствор никеля (II), 0,01 мг/мл. Иод , 0,05 М раствор .

Диметилглиоксим, 1-% раствор в 20%-ном растворе NaOH.

Выполнение определения. В пять мерных колб вместимостью 50,0 мл вводят 20 мл воды ,стандартный раствор никеля с содержанием (мг): 0,02;0,04;0,06;0,08 и 0,10 соответственно, 0,5 мл раствора иода , 0,5 мл раствора диметилглиоксима. Содержимое колб разбавляют водой до метки. Через 10 минут растворы фотометрируют относительно воды и строят градуировочный график.

Аликвотную часть анализируемого раствора помещают в мерную колбу вместимостью 50,0 мл, разбавляют водой до 20 мл и далее проводят те же операции и в той же последовательности, что и и при приготовлении растворов ,используемых для градуировки. Спустя 10 мин после приготовления ,раствор фотометрируют относительно воды. Содержание никеля находят по градуировочному графику.

Тема 37. Определение концентрации растворов хрома дифенилкарбазидом ; фосфора в виде гетерополикислоты., определение марганца и хрома при совместном присутствии (работы по выбору).

Дифенилкарбазид в кислой среде взаимодействует с хромом (VI) c образованием растворимого соединения красно – фиолетового цвета. В спектре поглощения продукта реакция наблюдается интенсивная полоса светопоглощения.

Эту фотометрическую реакцию изучали неоднократно, однако механизм ее до конца не выяснен. Предполагают, что сначала дихромат - ион окисляет дифенилкарбозид до дифенилкарбазона: