Работа 2. Определение никеля с диметилглиоксимом в присутствии окислителей.

Метод основан на измерении интенсивности красно-коричневой окраски растворов, которые образуются при взаимодействии ионов никеля (II) с диметилглиоксимом (DH) в присутствии окислителя.

В качестве окислителей могут применяться йод, бром, персульфат аммония, пероксид водорода. В условиях проведения реакции происходит окисление никеля, вероятно, до состояния Ni³⁺. Образование комплекса наблюдается при молярном соотношении количеств Ni:DH = 1:3.

Максимальное поглощение наблюдается при λ=470 нм, при этом ε=1.3∙10⁴. Определению мешают вещества, имеющие собственную окраску и катионы, образующие осадки гидроксидов в щелочной среде (Fe,Al,Mg,Cu,Mn). Определение можно проводить в присутствии кобальта, ванадия, молибдена.

Приборы и реактивы:

стандартный раствор соли никеля(II), содержащий 0.1 мг/мл Ni(II);

раствор соли никеля, содержащий 0.01 мг/мл (готовят разбавлением стандартного раствора в день употребления);

йод, 0.05 М раствор;

диметилглиоксим, 1%-ный раствор в 20%-ном растворе щелочи;

HCl, 1М раствор;

фотоэлектроколориметр КФК-2.

Выполнение работы:

Для приготовления эталонных растворов берут 5 мерных колб емкостью 50.0 мл, вводят в каждую 20.0 мл воды, стандартный раствор соли никеля, с содержанием никеля в мг: 0.02; 0.04; 0.06; 0.08 ; 0.10 соответственно, добавляют 2-3 капли HCl и растворы: 0.5 мл йода, 0.5 мл диметилглиоксима, объем доводят водой до метки колбы. Через 10 минут растворы фотометрируют и строят градуировочный график в координатах А=f(С_Ni). В качестве раствора сравнения берут воду.

Результаты фотометрирования стандартных растворов записывают в таблицу:

Таблица 1. Данные для построения градуировочного графика

(λ_опт.=490 нм, ℓ=1см).

Концентрация никеля, СNi, мrг/ 50мл
Оптическая плотность, А

Для определения никеля испытуемый раствор помещают в мерную колбу емкостью 50.0 мл. Проводят те же операции с добавлением тех же количеств реагентов, как и при приготовлении стандартных растворов. Определение массы никеля в объеме колбы проводят интерполяцией по ранее построенному графику.

Работа 3. Определение железа (III) с сульфосалициловой кислотой в виде трисульфосалицилата методом добавок.

Железо (III) образует с сульфосалициловой кислотой ряд комплексных соединений в зависимости от кислотности раствора:

при рН 1.8-2.5 образуется комплексное соединение фиолетового цвета, имеющее состав 1:1. Максимум светопоглощения моносульфосалицилата железа наблюдается при λ=510 нм молярный коэффициент светопоглощения ε₅₁₀ =1.8∙10³;

при увеличении рН до 4-8 образуется комплексное соединение, имеющее состав 1:2;

при рН 9.0-11.5 образуется комплекс состава 1:3, растворы которого окрашены в желтый цвет. Трисульфосалицилат железа имеет λ_max=416 нм и ε₄₁₆=5.8∙10³;

при рН >12 происходит разложение комплексного соединения и выпадение в осадок гидроксида железа.

Железо (II) не дает с сульфосалициловой кислотой интенсивной окраски, но вследствие легкой окисляемости ионов железа (II) в железо (Ш) в щелочной среде, можно определять сумму железа (II) и железа (Ш). Комплексные соединения железа с сульфосалициловой кислотой более устойчивы, чем роданидные комплексы железа, что позволяет применять рассматриваемый метод для определения железа в присутствии фосфатов, ацетатов и боратов.

В присутствии магния, алюминия, марганца и некоторых других элементов более применим способ определения железа в кислой среде.

Приборы и реактивы:

стандартный раствор соли железа (III), содержащий 0.1 мг/мл Fe³⁺;

сульфосалициловая кислота, 10%-ный раствор;

серная кислота, 2н раствор;

аммиак,10%-ный раствор;

азотная кислота (1:1)

Расчетный вариант метода добавок.

Выполнение работы.

Берут два раствора в мерных колбах на 50.0 мл неизвестной концетрацией железа. К одному из них добавляют 50.0-100.0 мкг железа, в каждую колбу приливают 5.0 мл 10%-ного раствора сульфосалициловой кислоты, 5.0 мл 10%-ного раствора аммиака и доводят объем водой до метки колбы. Через 10 минут измеряют оптическую плотность каждого раствора относительно воды при λ=400 нм.

Искомую концентрацию железа(III) вычисляют по формуле:

С_x= ,

где С_х – искомая концентрация железа (Ш),

А_х- оптическая плотность исследуемого раствора;

А_х+д- оптическая плотность исследуемого раствора с добавкой,

С_д- концентрация добавки в исследуемом растворе, которую вычисляют по формуле:

С_д= .

Графический вариант метода добавок.

Берут 4 аликвоты исследуемого раствора в мерных колбах на 50.0 мл. В аликвоты 2,3 и 4 вводят известные, возрастающие добавки железа (Ш) в количестве 50.0; 100.0 и 150 мкг железа (Ш). Добавляют к каждому раствору по 5.0 мл 10%-ного раствора сульфосалициловой кислоты, затем по 5.0 мл 10%-ного раствора аммиака, доводят водой объем до метки колбы. Через 10 минут измеряют оптическую плотность всех растворов относительно воды и строят график в координатах А = f(С_д), для этого на оси ординат откладывают А_х – оптическую плотность исследуемого раствора без добавки, на оси абсцисс откладывают значения концентраций добавок, приняв за условный ноль концентрацию раствора без добавки. Из точек С_д1, С_д2, С_д3 восстанавливают перпендикуляры, на которых откладывают значения оптических плотностей растврв с добавками: А_х+д1, А_х+д2, А_х+д3. Через полученные точки точки проводят прямую. Экстаполяция прямой до пересечения с осью абсцисс дает отрезок ОС_х, величина которого соответствует искомому содержанию железа.

Для уменьшения погрешности определения необходимо , чтобы первая добавка была близка к искомой концентрации, а вторая – в два раза больше первой, в этом случае обеспечивается угол наклона прямой, близкий к 45^о.