Попова Л.Ф. Методы химико-экологического мониторинга

ПОПОВА Л.Ф
МЕТОДЫ ХИМИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Магистратура
«Экологический мониторинг»
Архангельск
2013
ПОПОВА Л.Ф
ПРАКТИКУМ
ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО
ДИСЦИПЛИНАМ МАГИСТРАТУРЫ
«МЕТОДЫ АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ
КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»
«ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА»
022000.68 Экология и природопользование
(Экологический мониторинг)
Архангельск
2013
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1-2. ХИМИЧЕСКИЕ
(ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЕ) МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПРИРОДНЫХ
ОБЪЕКТОВ (8 часов)
Титриметрическое определение сульфат-ионов в воде (РД 52.24.406-2006).
Осади тел ь а ое титрование. Бариметрия (упрощенная версия)
Сущность метода: Выполнение измерений массовой концентрации сульфатов
титриметрическим методом основано на образовании труднорастворимого сульфата бария
при прибавлении раствора хлорида бария к анализируемой воде. После практически
полного осаждения сульфатов избыток ионов бария реагирует с индикатором с
образованием комплексного соединения. При этом окраска раствора изменяется от синефиолетовой (фиолетовой) до голубой. Для уменьшения растворимости осадка сульфата
бария титрование проводят в водно-спиртовой или водно-ацетоновой среде. Уравнения
реакций напишите самостоятельно. Диапазон измерений 30-300 мг SO4 7л.
1. Приготовление раствора титранта: Приготовить 250 мл раствора хлорида бария с
C n 0,02 моль/дм . Навеску (0,61±0,01) г ВаС12*2Н 0 (проверьте расчетами
правильность навески), взвешенную на ТВ, растворите в мерной колбе на 250 мл.
Раствор можно хранить в темной плотно закрытой склянке не более 6 мес.
2. Приготовление раствора установочного вещества. Приготовить 250 мл раствора
сульфата калия с массовой концентрацией сульфатов 250 мг/дм . Для приготовления
аттестованного раствора сульфатов взвесьте на АВ навеску сульфата калия K2SO4
(0,1134±0,0001) г (проверьте расчетами правильность навески) предварительно
высушенного в сушильном шкафу при 105 С в течение 1 ч и охлажденного в
эксикаторе до комнатной температуры. Количественно перенесите ее в мерную колбу
3
2
3
3
вместимостью 250 с м , растворите примерно в 200 с м
3
дистиллированной воды,
3
добавьте 0,5 с м 0,1 М раствора соляной кислоты и перемешайте. По универсальной
индикаторной бумаге рН полученного раствора должен быть около 4. Доведите объем
раствора в колбе до метки дистиллированной водой и вновь перемешайте. Перенесите
раствор в склянку с хорошо притертой стеклянной или пластиковой пробкой. Раствор
3
сульфатов с массовой концентрацией 250 мг/см хранится в плотно закрытой посуде
не более 6 мес.
3. Приготовление раствора соляной кислоты: Приготовить 100 мл 0,1 М раствора НС1.
Как это сделать?
4. Приготовление растворов индикаторов:
а) Раствор ортанилового К, 0,05%-ный: Приготовить 50 мл 0,05%-го раствора
3
ортанилового К. В 50 с м дистиллированной воды растворите 25 мг ортанилового К.
Хранится в темной склянке в течение 2 месяцев.
б) раствор нитхромазо, 0,025%-ный: Приготовить 100 мл 0,025%-го раствора
3
нитхромазо. В 100 с м дистиллированной воды растворите 25 мг нитхромазо.
Хранится в темной склянке в течение 2 месяцев.
5. Стандартизация титранта (хлорида бария): В коническую колбу вместимостью 100
см
3
внесите мерной пипеткой 10,0 с м
3
аттестованного раствора сульфатов с массовой
3
3
концентрацией 250 мг/дм , добавьте 10 с м этилового спирта (при отсутствии спирта
3
- ацетон) и 0,3 с м раствора индикатора ортанилового К или нитрохромазо и титруйте
3
раствором хлорида бария 0,02 моль/дм при постоянном перемешивании до перехода
окраски из фиолетовой (или сине-фиолетовой) в голубую.
Титрование проводите медленно, особенно вблизи точки эквивалентности, и
продолжайте до тех пор, пока сине-фиолетовая окраска не будет возвращаться в течение
2-3 мин. Повторите титрование и, при отсутствии расхождения в объемах хлорида бария
3
более 0,05 с м , за результат титрования примите среднее арифметическое. В противном
случае повторите титрование до получения результатов, отличающихся не более чем на
0,05 с м . Результаты занесите в таблицу 1.
Таблица 1
Условия титрования
№
V установочного
V титранта (ВаСЬ)
п/п вещества (K2SO4) с C n
Запишите
самостоятельно
3
10 мл
10 мл
10 мл
1.
2.
3.
Vi =
v =
v =
2
3
V (средн.) =
V (средн.) =
Точную нормальную концентрацию раствора хлорида бария рассчитайте по формуле:
М =
Э-1000-V! '
где М - нормальная концентрация раствора хлорида бария, моль/дм ;
3
3
С - массовая концентрация аттестованного раствора сульфатов, мг/дм ;
3
V - объем аттестованного раствора сульфатов, с м ;
Э - молярная масса эквивалента сульфат-иона, г/моль (Э =48,03);
Vi
- объем раствора хлорида бария, израсходованного на титрование раствора
3
сульфатов, с м .
6. Анализ
воды: Возьмите аликвоту задачи. Прилейте объем этилового спирта или
3
ацетона, равный суммарному объему анализируемой воды, добавьте 0,3 с м раствора
индикатора и титруйте раствором хлорида бария при постоянном перемешивании
содержимого колбы до перехода окраски из фиолетовой (сине-фиолетовой) в голубую.
В начальной стадии титрования, особенно в пробах с невысоким содержанием
сульфатов, окраска изменяется уже после добавления первых капель хлорида бария.
Вследствие этого титрование проводите медленно, при энергичном перемешивании.
Титрование продолжайте до тех пор, пока сине-фиолетовая окраска не будет возвращаться
в течение 2-3 мин. Самостоятельно заполните таблицу (см. образец табл. 1). Подумайте,
что должно быть написано в заголовках столбиков?
Титрование повторите и, если расхождение между параллельными титрованиями не
превышает предела повторяемости, за результат принимайте их среднее значение. В
противном случае повторите титрование до получения допустимого расхождения
результатов.
Если массовая концентрация сульфатов в анализируемой пробе воды превышает 300
3
м г / д м , для титрования берите аликвоту пробы от 1 с м
3
до 5 с м
3
и разбавляйте ее
3
дистиллированной водой до 10 с м . Аликвоту следует выбирать таким образом, чтобы в
ней содержалось не менее 1,5 мг сульфатов.
7. Вычисление
и оформление
результатов
измерений:
3
Массовую
концентрацию
сульфатов в анализируемой пробе воды X мг/дм , рассчитывают по формуле:
з
_ Э-Vi - М-1000
ъ
где Э - молярная масса эквивалента сульфат-иона, г/моль (Э =48,03);
- объем раствора хлорида бария, израсходованного на титрование аликвоты
3
анализируемой пробы, с м ;
3
М - нормальная концентрация раствора хлорида бария, моль/дм ;
3
- объем аликвоты пробы воды, взятый для титрования, с м .
Повторите анализ пробы 3-4 раза и сделайте статистическую
обработку
экспериментальных
данных (формулы см. далее раздел «Математическая обработка
экспериментальных данных», п 1-3). Обработку проведите в ручную и компьютерным
способом.
Титриметрическое определение сульфат-ионов в воде.
Комплексометрическое титрование.
Комплексонометрия
Сущность метода: Выполнение измерений массовой концентрации сульфатов
титриметрическим методом основано на обратном комплексонометрическом титровании с
использованием двух титрантов. При добавлении к анализируемой воде избыточного
точно измеренного количества титранта 1 (хлорид бария) образуется труднорастворимый
сульфат бария. После практически полного осаждения сульфатов избыток ионов бария
оттитровывают комплексоном Ш (ЭДТА или Трилон Б). Напишите необходимые
уравнения реакций.
1. Приготовление раствора титранта: Приготовить 250 мл раствора трилона Б (ЭДТА)
с C 0,05 моль/дм . Навеску (2,33±0,01) г N a ^ C i o H ^ O g ^ ^ I b O (проверьте
расчетами правильность навески), взвешенную на ТВ, растворите в мерной колбе на
250 мл. Раствор можно хранить в темной плотно закрытой склянке не более 6 мес.
2. Приготовление раствора установочного вещества: Приготовить 50 мл раствора
3
N
сульфата магния с C n 0,05 моль/дм .
Навеску сульфата магния M g S C V T ^ O
(0,3081±0,0001) г (проверьте расчетами правильность навески), предварительно
высушенного в сушильном шкафу при 105 °С в течение 1 ч и охлажденного в
эксикаторе до комнатной температуры, взвесьте на АВ. Количественно перенесите
3
3
3.
4.
5.
6.
навеску в мерную колбу вместимостью 50 с м и растворите ее в дистиллированной
воде и перемешайте. Перенесите раствор в склянку с хорошо притертой стеклянной
или пластиковой пробкой. Рассчитайте точную концентрацию полученного раствора.
Приготовление
аммиачного
буферного
раствора
с
рН
8-10:
Приготовить 100 мл аммиачного (аммонийного) буфера. В мерной колбе на 100
мл смешайте 10 мл 20%-ного раствора хлорида аммония с 10 см 25%-ного
раствора аммиака и доведите смесь до метки дистиллированной водой. Раствор
следует хранить в плотно закрытой склянке во избежание потерь аммиака.
Приготовление раствора хлорида бария: 0,5 г В а С Ь ^ Н г О и 0,1 г MgCl2*6H20
растворите в мерной колбе на 250 мл прокипяченной дистиллированной водой.
Приготовление раствора соляной кислоты: Приготовить 100 мл 2N раствора НС1.
Как это сделать?
Стандартизация
рабочего раствора: В колбу для титрования поместите 5 мл
приготовленного раствора MgSC>4, 5 мл аммонийного буфера и сухой индикатор хромоген черный (эриохром). Оттитруйте смесь приготовленным раствором ЭДТА,
энергично перемешивая, от винно-красной окраски раствора до синей. Заполните
таблицу 2.
№
п/п
V установочного
вещества (MgSOzO с
Условия титрования
Запишите
самостоятельно
V титранта (ЭДТА)
Cn =
5 мл
5 мл
5 мл
1.
2.
3.
Vi =
v =
v =
2
3
V (средн.) =
V (средн.) =
Точную нормальную концентрацию ЭДТА рассчитайте по формуле:
С Л',/и
СN,ycm.
* Vуст
V,
т
где С к , - нормальная концентрация ЭДТА, моль/л; Cn, т. - нормальная концентрация
MgSCM; V - объем ЭДТА, мл; V . - объем MgSC^, мл.
7. Анализ воды:
• Осаждение сульфат-ионов. В колбу для титрования поместите аликвоту задачи и
доведите объем прокипяченной дистиллированной водой до 10 мл, добавьте 2-3 капли
2N НС1. * Смесь прокипятите 2-3 мин для удаления СО2, добавьте 10 мл раствора
ВаС1 .
*Если использовать прокипяченную дистиллированную
воду, то кипячение
смеси необязательно.
• Оттитровывание избытка осадителя. Раствор перемешайте и охладите, добавьте 5
мл аммонийного буферного раствора и немного индикатора - хромогена черного
(эриохрома), смесь оттитруйте стандартным раствором ЭДТА от винно-красной
окраски до синей. Измерьте объем титранта (Vi).
• Холостой опыт. В колбу для титрования поместите 10 мл дистиллированной воды* и
далее выполните предыдущие операции п.5 (как описано выше). Измерьте объем
титранта (V2).
Повторите опыт 2-3 раза, самостоятельно составьте и заполните таблицу (см. образец
табл. 2), Подумайте, что должно быть написано в заголовках столбиков? Найдите
средние значения объема титранта.
• Расчеты: Разность объемов ЭДТА (V2 - V i ) эквивалентна содержанию сульфат-ионов
во взятой пробе, поэтому содержание сульфат-ионов определяют по формуле:
т
уС
m
ycT
2
С
2
С'N,ЭДТА • (F2 ~
^1)
V„воды
Пересчитайте содержание сульфат-ионов в мг/л по формуле:
2
^N,S0 4
X , мг/л = С
2
К
'М
Э
'
1000,
2
где C n - нормальная концентрация SO4 ", моль/л; М - молярная масса эквивалента SO4 "
г/моль; 1000 - коэффициент пересчета с г на мг.
Э
Повторите анализ пробы 3-4 раза и сделайте статистическую обработку
экспериментальных данных (формулы см. далее раздел «Математическая
обработка
экспериментальных данных», п 1-3). Обработку проведите в ручную и компьютерным
способом.
Сравните полученные данные с ПДК (SO4 ') = 500 мг/л.
Проанализировав воду (содержание сульфатов) двумя
титриметрическими
методами, определите статистически можно ли объединить полученные выборки в одну
генеральную совокупность. Для этого проверьте наличие промахов и если они есть
исключите их из выборки. Проведите статистическую обработку полученных результатов
и сравнение выборок по F и t критериям. Формулы даны ниже. (см. далее раздел
«Математическая обработка экспериментальных данных», п 4).
Математическая
обработка экспериментальных
данных
1. Исключение промахов из выборки
Перед статистической обработкой экспериментальных данных необходимо
выявить промахи и исключить их из числа рассматриваемых результатов. Одним из
наиболее простых способов выявления промахов является метод с применением Qкритерия или Q - тест.
Сущность Q - теста: варианты выборки расположите в порядке их возрастания и
путем деления разности подвергаемой сомнению и соседней с ней вариант на диапазон
выборки (размах варьирования: со = Х
- Х,щ ) найдите расчетное значение Q :
т а х
П
p
* а - Х б
СО
которое затем сравните с табличным значением Q (см. табл. 3). Если Q > Q , то
проверяемый результат является промахом и его отбрасывают; если Q < Q , результат
исключать нельзя - он принадлежит выборке. Для выборки их 3-х вариант проверку
начинают с наименьшего значения. При п > 3 первой проверяют наибольшую варианту.
Таблица 3
T
p
p
Число вариант
T
T
Значения <Q при Р (а)
0,90
0,95
0,94
0,98
0,76
0,85
0,64
0,73
0,56
0,64
0,51
0,59
0,47
0,54
0,44
0,51
0,41
0,48
T
3
4
5
6
7
8
9
10
2. Оценка воспроизводимости (оценка случайных отклонений)
Результат единичного измерения не может служить надежной оценкой содержания
определяемого компонента в образце. Для получения надежного результата проводят
серию параллельных измерений в идентичных условиях.
Результат
единичного
измерения в такой серии называют вариантой, а всю серию - выборочной совокупностью
или выборкой.
2.1. Центр распределения выборки
Среднее значение
Х .:
Х . =
, где X ; - единичный результат серии
П
(варианта); п - число вариант. При отсутствии систематических погрешностей Х . = Х .
или \1.
2.2. Критерии
воспроизводимости
Отклонение от среднего d : di = |Xi - Х .|
ср
ср
ср
t
ср
Среднее отклонение d .: d . =
cp
-X
X
cp
п
Размах варьирования (диапазон выборки) со: со = Х
т а х
. - Х„
ист
2
2
Дисперсия S : S =
cp
-—
''
, где (n - 1) это число степеней свободы к или
и-1
2
/,тогда S =
к
Если известно истинное значение (д), то дисперсия рассчитывается по формуле:
V=S
2
п
Стандартное отклонение выборки (абсолютное) S:
2
s= V s =
и-1
Если известно истинное значение (д), то стандартное отклонение генеральной
совокупности рассчитывается по формуле:
. . . .
№ ^ м У -
п
Приближенно стандартное отклонение можно оценить по размаху варьирования:
СО
2
\S
Стандартное отклонение среднего Sx .-' Sx p.
cp
C
S •
100%
Относительное стандартное отклонение S : S =
r
r
si.
ср.
Таким образом, основными характеристиками воспроизводимости результатов
химического анализа можно считать: дисперсию, абсолютное и относительное
стандартные отклонения. Стандартное отклонение (абсолютное) имеет ту же размерность,
что и среднее значение, а относительное стандартное отклонение - безразмерная
величина.
3. Оценка правильности (оценка систематических
Доверительный интервал S или Ua:
отклонений)
t *s
р
5 ( Еа или АХ .) = ±
,
л/Я
где tp или ta,k - коэффициент Стьюдента, приводимый в таблицах для различных
доверительных вероятностей (Р или а) и различных степеней свободы к или / (см. табл.
4). Доверительная вероятность (Р или а) показывает, сколько вариант из 100 попадает в
данный интервал.
Действительное - а или истинное значение - /л: а = ц = Х . ± 5.
Относительная погрешность среднего результата Е:
8 • 100%
Е,% =
—
.
ср.
ср
ср
Коэффициенты Стьюдента (tp или t _u)
к
tp или t«,k при Р или а
0,90
0,95
1
6,314
12,71
2
2,920
4,303
3
2,353
3,182
4
2,132
2,776
5
2,015
2,571
6
1,94
2,45
7
1,90
2,37
8
1,86
2,31
9
1,83
2,26
10
1,81
2,23
a
п
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0,99
65,66
9,925
5,841
4,604
4,034
3,71
3,50
3,36
3,25
3,17
Таким образом, доверительный интервал характеризует как воспроизводимость
результатов химического анализа, так и - если известно истинное значение Х
или \х - их
правильность.
Заполните таблицу 5.
Таблица 5
АХ
Вид обработки
X
S
S
а
5
Sx
Компьютерная
Ручная
и с т
4. Сравнение выборок
Чтобы решить вопрос, принадлежат ли разные выборки одной совокупности,
можно воспользоваться статистическими методами проверки гипотез, в частности нульгипотезы.
1. Если известны дисперсии или стандартные отклонения разных выборок, можно
сравнить их и решить вопрос о принадлежности этих выборок одной совокупности по
воспроизводимости. При этом целесообразно использовать статистический критерий FS
>
S
распределения (F- критерий Фишера): F =
—
p
>
2
2
, где Si > S , Si > S .
2
2
Нуль-гипотеза строится на предположении о неразличимости дисперсий или
стандартных отклонений. F-критерий рассчитывают по экспериментальным данным.
Найденные значения F сравнивают с табличным значением F (см. табл. 6). Если F < F ,
нуль-гипотеза
подтверждается,
выборки
обладают
одинаковой
точностью,
систематические погрешности отсутствуют, их можно отнести к одной совокупности.
Если F > F , нуль-гипотеза отвергается, воспроизводимости двух методов разные,
присутствуют систематические погрешности, поэтому выборки нельзя отнести к одной
совокупности (объединить).
Таблица 6
p
p
T
p
T
к
2
3
4
5
6
Значения F при ki (Р или а = 0,95)
3
4
5
19,16
19,25
19,30
9,28
9,12
9,01
6,59
6,39
6,26
5,41
5,19
5,05
4,76
4,53
4,39
T
2
2
19,00
9,55
6,94
5,79
5,14
6
19,33
8,94
6,16
4,95
4,28
T
Установив однородность дисперсий выборок и отсутствие систематических
погрешностей, можно решать вопросы о принадлежности единичных результатов выборок
к одной совокупности и о правильности того или иного метода определения.
2. Если известны средние значения выборок с однородной дисперсией, можно
судить о принадлежности всех результатов одной выборке. Сравнение средних позволяет
выявить случайные погрешности. Нуль-гипотеза здесь строится на предположении об
идентичности ai и аг, то есть незначимости различия X i . и Х2 . При этом целесообразно
использовать статистический критерий Стьюдента (t-критерий). Т-критерий рассчитывают
по экспериментальным данным по формуле:
;Cp
;Ср
X
t =
P
,
s;.(
n i
-i) s
+
2
2
.(n -i)
2
где Sep. =
п +п -2
х
г
Найденное значение t сравнивают с табличным значением t (см. табл. 2). Если t <
t , нуль-гипотеза подтверждается, расхождение между средними значениями незначимо,
случайные погрешности отсутствуют и выборки можно отнести к одной генеральной
совокупности, следовательно данные обеих серий можно объединить. Если t > t , нульгипотеза отвергается, расхождение между средними значениями значимо, поэтому
выборки не принадлежат одной и той же генеральной совокупности.
p
T
p
T
p
T
Оформите лабораторный журнал. Сделайте выводы по работе.
5. Расчет абсолютной и относительной погрешностей определения
5.1. Абсолютная погрешность (ошибка): D 6 . = Х кт. - Х .
a
5.2. Относительная
погрешность
C
(ошибка):
ю
пра
ист
Л .
0Та
= 11>бс.1 *100% / Х .
а
ист
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-4 «АНАЛИЗ ВОЗДУХА И
БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД» (8 часов)
1. Количественное
определение содержания диоксида азота в воздухе
Ход работы
Подготовка к проведению анализа
1. Приготовление раствора индикатора: Приготовьте 50 мл 10%-го раствора
реактива Грисса на 12%-й уксусной кислоте.
2. Приготовление восстановителя: Цинковая пыль готовится растиранием 0,3 г Zn
порошка с 30 г КС1 в фарфоровой ступке.
3. Приготовление запасного стандартного раствора NaNC>2 с концентрацией NOi =
0,1 мг/мл: Рассчитайте точную навеску NaN0 , необходимую для приготовления 100 мл
такого раствора и приготовьте его из NaN0 , предварительно высушенного до постоянной
массы при 150° С. Раствор используют в течение рабочего дня.
4. Приготовление рабочего стандартного раствора NaNC>2 с концентрацией NOi =
1,0 мкг/мл: Приготовьте 100 мл рабочего стандартного раствора разбавлением запасного
стандартного раствора. Раствор используют в течение рабочего дня.
5. Построение калибровочного графика: Для построения калибровочного графика
готовится три стандартных раствора из трех навесок N a N 0 и для каждого готовится
калибровочная серия по таблице 1.
Измерьте абсорбционность всех растворов при длине волны 540±Ю нм в стандартной
кювете относительно воздуха. Рассчитайте результат измерения абсорбционности i-ro
калибровочного раствора (ДА;) по уравнению: ДА; = А;
- Ао; р., где А;
и Aoi, р. средние арифметические из трех значений абсорбционности калибровочных растворов,
полученных для каждой навески NaN0 , и трех значений абсорбционности нулевых
растворов соотвественно. По полученным данным постройте калибровочный график ДА; =
2
2
2
; с р
;С
; с р
С
2
/(Спрд).
АА
Рассчитайте значение углового коэффициента (Ь) по уравнению: b =
и
С^
пр
проверьте это значение МНК (для данной методики величина b составила 0,11). Таблица 1
Наименование
Количество компонента, мл
компонента
Номер калибровочного раствора (i)
0
1
2
4
5
3
Рабочий раствор
0,0
0,5
2,0
3,0
4,0
1,0
Дистиллированная
4,0
3,5
3,0
2,0
0,0
1,0
вода
Раствор индикатора
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Восстановител ъ
По 0,2 г в каждую пробу
Все пробы выдерживают 15-20 минут
0,0
2,0
3,0
4,0
Содержание NO2 в
0,5
1,0
пробе, мкг (С )
;
пр
Проведение анализа воздуха на содержание диоксида азота
1. Отбор пробы воздуха: Отвинтите крышку пробоотборника (внутренняя часть
пробоотборника, включая фторопластовый вкладыш должна быть чистой), насыпьте
сорбент в усеченную часть шпателя и внесите в пробоотборник (слой сорбента должен
быть на 1,0-1,5 мм ниже уровня фторопластового вкладыша), верхнюю металлическую
часть пробоотборника завинтите с небольшим усилием. Патрон пробоотборника со
стороны вкладыша присоедините герметично резиновой трубкой к измерителю расхода
воздуха или просасывающему устройству, обеспечивающему производительность 0,5-1,0
л/мин. продолжительность отбора пробы производите согласно таблицы 2. Таким
образом, отбирается не менее 3-х проб последовательно друг за другом. При
необходимости может быть произведена консервация отобранных проб на срок до 3-4
суток. Для этого герметично закрывают входной и выходной патрубки пробоотборника.
Таблица 2
Ожидаем
10-20
5-10
2-5
1-2
0,3-1,0
0,1-0,3
0,06-0,1
ая
концентр
ация,
мг/м
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Расход
воздуха,
л/мин.
Время
0,5
2,0
2,0
5-2
15-5
20-15
1,0
отбора,
мин.
3
2. ^Подготовка пробы к анализу: Содержимое пробоотборника (сорбент) вместе с
фторопластовым
вкладышем
поместите
в пробирку,
внесите туда 4,0 мл
дистиллированной воды и 1,0 мл раствора индикатора и 0,2 г цинковой пыли. Пробирку
выдержите 15-20 мин. при комнатной температуре.
3. Анализ пробы: Подготовленную (см. п. 2) пробу перенесите в стандартную кювету
и измерьте абсорбционность. Для определения абсорбционности нулевой пробы
выполните аналогичную операцию с твердым сорбентом без отбора пробы воздуха.
АА
Содержание ДА в каждой пробе ( С ) в мкг определите по формуле: С =
, где АА =
пр
А
п р
- Ао. Можно использовать и другой способ расчета. Какой?
4. Расчеты: Концентрацию ДА в воздухе для каждой
b
пр
С
(Св) в мг/м
3
•760«(273 + t)
пр
рассчитывают по уравнению: Св = —"
пробы
Р
———
, где V - объем пробы воздуха,
отобранной для анализа, л; t - температура воздуха, °С; Р - атмосферное давление, мм.
рт.ст.
Рассчитывают результат измерения концентрации ДА в воздухе (Св, ср) в мг/м как
среднее арифметическое результатов наблюдений.
Рассчитывают расхождение между результатами отдельных наблюдений (Св) и
средним арифметическим результатом (Св, р ) для параллельных наблюдений, которое
должно удовлетворять уравнению: | Св - Св, cpl< (0,18 • Св, ср). При не выполнении
данного уравнения определение повторяют вновь.
Предложите химизм процесса.
Сделайте выводы по работе.
С
2. Определение мочевины в моче
Принцип метода
Содержание мочевины в моче определяется путём разложения мочевины
гипобромитом натрия в щелочной среде, с выделением при этом газообразного азота, по
объёму которого вычисляют количество мочевины.
Устройство и принцип действия прибора
Прибор (рис. 1) состоит из двух бюреток (рабочей 1 и уравнительной 2), реакционного
сосуда 3 и соединительных шлангов. Реакционный сосуд представляет собой двурогую
пробирку, в одно колено которой помещают навеску мочи, а в другое избыток реагента.
Реакция протекает при приливании реагента к навеске мочи. Азот выделяется при
протекании реакции в реакционном сосуде и собирается в рабочей бюретке, после
уравнивания уровней запорной жидкости в рабочей и уравнительной бюретке,
производят отсчёт объёма азота.
Рисунок. 1. Прибор для определения
мочевины
Подготовка реактивов и прибора к работе
1. Подготовка реактивов
а) Гипобромит натрия: растворите 300 г гидроксида натрия в 1 л воды, после
охлаждения раствора, прибавльте малыми порциями 50 г брома, постоянно помешивая и
охлаждая сосуд снаружи. Приготовление реактива необходимо проводить в вытяжном
шкафу, так как пары реагента сильно раздражают слизистые оболочки. Готовый раствор
перелейте в тёмную склянку и храните в тёмном месте. Срок хранения 2 - 3 месяца;
б) Насыщенный раствор хлорида натрия: растворите 400 г хлорида натрия в 1 л воды
при нагревании, к тёплому раствору прибавьте 5 - 6 г соды, после охлаждения раствор
отфильтруйте.
2. Подготовка прибора
Прибор укрепите в штативе в строго вертикальном положении. В прибор через
рабочую бюретку налейте солевой раствор, уравнительная бюретка при этом должна быть
приподнята.
Порядок
работы
Определите
пикнометр ически
плотность
испытуемой
мочи:
более
концентрированную (свыше 1,025
г/мл) мочу разведите в 10 раз, а менее
концентрированную - в 5 раз. Для этого 5 мл профильтрованной мочи (V ) перенесите в
стакан с носиком и прилейте 20 или 45 мл дистиллированной воды (У ). Разбавленную
0
ад
мочу в объёме 5-8 мл {отмерьте точно\) (V) поместите в колено I реакционного сосуда,
раствор гипобромита натрия в объёме 10 мл поместите в колено П.
Присоедините реакционный сосуд к прибору и уровняйте уровни солевого
раствора в бюретках. Отметьте объём солевого раствора в рабочей бюретке (Vi). Опустите
уравнительную бюретку ниже рабочей, при этом уровень солевого раствора в рабочей
бюретке должен незначительно понизиться и остаться на новом уровне, что говорит о
герметичности прибора. В противном случае проверьте плотность прилегания пробок к
частям прибора.
Прилейте раствор реагента к раствору мочи, начнётся бурное выделение газа.
Уровень солевого раствора в уравнительной бюретке поддерживайте ниже уровня в
рабочей бюретке.
После окончания реакции (15-20 мин.) поднимите уравнительную бюретку и
уровняйте уровни солевого раствора в обеих бюретках. Отметьте объём солевого раствора
в рабочей бюретке (У2)
Отметьте температуру вблизи прибора и барометрическое давление.
Расчёт проведите по следующей формуле:
2
X = (V.-V.)-a— 2
1
V
,
F-1000
о
X - содержание мочевины, %, остальные параметры приведены в тексте. Параметр
а найдите в таблице 3.
t°/p
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
735
2,413
2,431
2,420
2,408
2,397
2,385
2,373
2,362
2,350
2,338
2,325
2,313
2,301
749
2,490
2,478
2,467
2,455
2,443
2,431
2,420
2,108
2,396
2,383
2,371
2,359
2,346
763
2,537
2,525
2,514
2,502
2,490
2,478
2,466
2,454
2,441
2,429
2,417
2,404
2,491
736
2,446
2,435
2,423
2,412
2,400
2,389
2,377
2,365
2,353
2,341
2,329
2,316
2,304
750
2,493
2,482
2,470
2,458
2,447
2,435
2,423
2,411
2,399
2,387
2,374
2,362
2,349
764
2,540
2,529
2,517
2,505
2,493
2,481
2,469
2,457
2,445
2,432
2,420
2,407
2,394
737
2,449
2,438
2,426
2,415
2,403
2,391
2,380
2,368
2,356
2,344
2,332
2,320
2,307
757
2,496
2,485
2,473
2,462
2,450
2,438
2,426
2,414
2,402
2,390
2,378
2,365
2,352
765
2,543
2,532
2,520
2,508
2,496
2,484
2,427
2,460
2,448
2,436
2,423
2,410
2,398
738
2,453
2,441
2,430
2,418
2,407
2,395
2,383
2,371
2,360
2,347
2,335
2,323
2,311
752
2,500
2,488
2,477
2,465
2,453
2,441
2,430
2,417
2,405
2,393
2,381
2,368
2,356
766
2,547
2,535
2,524
2,512
2,500
2,488
2,476
2,464
2,451
2,439
2,423
2,414
2,401
739
2,456
2,445
2,433
2,422
2,410
2,398
2,387
2,375
2,363
2,351
2,338
2,326
2,314
753
2,503
2,492
2,480
2,468
2,457
2,445
2,433
2,421
2,409
2,396
2,384
2,371
2,359
767
2,550
2,539
2,527
2,515
2,503
2,491
2,479
2,467
2,454
2,442
2,430
2,417
2,404
740
2,463
2,448
2,437
2,425
2,413
2,402
2,390
2,378
2,366
2,354
2,342
2,329
2,317
754
2,507
2,495
2,483
2,471
2,460
2,448
2,436
2,424
2,412
2,400
2,387
2,375
2,362
768
2,554
2,542
2,530
2,518
2,506
2,494
2,482
2,471
2,458
2,445
2,433
2,420
2,407
741
2,463
2,451
2,440
2,428
2,417
2,405
2,393
2,381
2,369
2,357
2,345
2,333
2,320
755
2,510
2,498
2,487
2,475
2,463
2,451
2,430
2,427
2,415
2,403
2,391
2,378
2,365
769
2,557
2,545
2,534
2,522
2,510
2,498
2,485
2,473
2,461
2,449
2,436
2,423
2,411
742
2,466
2,455
2,443
2,432
2,420
2,408
2,397
2,385
2,373
2,360
2,348
2,336
2,323
756
2,513
2,502
2,490
2,478
2,467
2,455
2,443
2,431
2,419
2,406
2,394
2,381
2,369
770
2,561
2,549
2,537
2,525
2,513
2,501
2,489
2,477
2,464
2,452
2,439
2,427
2,414
743
2,470
2,458
2,447
2,435
2,423
2,412
2,400
2,388
2,376
2,364
2,352
2,329
2,327
757
2,517
2,505
2,493
2,482
2,470
2,458
2,446
2,433
2,422
2,409
2,397
2,384
2,372
777
2,564
2,552
2,540
2,528
2,516
2,504
2,492
2,480
2,468
2,455
2,443
2,430
2,417
744
2,473
2,461
2,450
2,438
2,427
2,415
2,403
2,391
2,379
2,367
2,355
2,342
2,330
758
2,521
2,509
2,497
2,485
2,473
2,461
2,449
2,437
2,425
2,413
2,400
2,387
2,375
772
2,567
2,556
2,544
2,532
2,520
2,508
2,495
2,483
2,471
2,458
2,446
2,433
2,420
745
2,476
2,465
2,453
2,442
2,430
2,418
2,406
2,394
2,383
2,370
2,358
2,346
2,333
759
2,523
2,512
2,500
2,488
2,477
2,465
2,453
2,440
2,428
2,416
2,404
2,391
2,378
773
2,571
2,559
2,547
2,535
2,523
2,511
2,499
2,486
2,474
2,462
2,449
2,436
2,423
746
2,480
2,468
2,457
2,445
2,433
2,422
2,410
2,398
2,386
2,374
2,361
2,349
2,336
760
2,527
2,515
2,504
2,492
2,480
2,468
2,456
2,444
2,432
2,419
2,407
2,394
2,382
774
2,574
2,562
2,550
2,538
2,526
2,514
2,502
2,490
2,477
2,465
2,452
2,440
2,426
747
2,483
2,472
2,460
2,448
2,437
2,425
2,413
2,401
2,390
2,377
2,365
2,352
2,340
767
2,530
2,519
2,507
2,495
2,483
2,471
2,459
2,447
2,435
2,423
2,410
2,307
2,385
775
2,557
2,566
2,554
2,542
2,530
2,518
2,505
2,493
2,481
2,468
2,456
2,443
2,430
748
2,486
2,475
2,463
2,452
2,440
2,428
2,416
2,404
2,392
2,380
2,368
2,355
2,343
762
2,533
2,522
2,510
2,498
2,486
2,474
2,462
2,450
2,438
2,426
2,413
2,401
2,388
776
2,581
2,569
2,557
2,545
2,533
2,521
2,509
2,496
2,484
2,471
1,450
2,416
2,433
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5-6 ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
АНАЛИЗА (8 часов)
Осадочная хроматография
Применение метода осадочной хроматографии для разделения
смесей
электролитов основано на различной растворимости осадков, получаемых в результате
реакции между разделяемыми ионами и осадителем, находящимся в колонке или на
бумаге.
Определение концентрации ионов никеля в растворе
Ход работы
1. Подготовка бумаги к хроматографированию (готовят лаборанты). Специальную
хроматографическую бумагу нарежьте вдоль волокон на полосы размером 20x10 см и
пропитайте 5%-м водным раствором диметилглиоксима, погружая в раствор на 3-5
минут. Бумагу выньте, дайте стечь раствору и высушите на воздухе.
2. Приготовление стандартных растворов сульфата никеля. Используя исходный
0,2N раствор сульфата никеля приготовьте 4-5 стандартных растворов с концентрацией
N i 0,02-0,2 моль/л (объемом 10 мл каждый). Результаты занесите в табл. 9.
Таблица 9
V воды
V исходного 0,2N р-ра N i
См, моль/л
2 +
2 +
3. Нанесение образцов на полоску хроматографической бумаги. На расстоянии 2 см
от края бумажной полосы проведите карандашом стартовую линию. Наметьте точки, куда
затем будут нанесены капли растворов. С помощью капилляров (микрошприца) нанесите
по капле стандартных растворов и задачи (анализируемый раствор получите у
преподавателя). Растворы не следует капать, а необходимо прижать капилляр к бумаге,
т.е. наносите растворы так, чтобы капля не расплывалась. Диаметр пятна обычно
составляет 2-3 мм. Пятно высушите над плиткой или песочной баней. При необходимости
повторите эту операцию 2-3 раза. Обработайте парами аммиака.
4. Получение хроматограммы и работа с ней
4.1. Подготовленную полоску хроматографической бумаги (п. 3) поместите в
приспособление для получения хроматограммы, предварительно налив туда
12%-й
раствор глицерина так, чтобы его касался только край бумаги. При движении
растворителя вверх по бумаге он будет увлекать за собой ионы никеля, которые, реагируя
с диметилглиоксимом, оставляют розовый след, в результате чего образуются розовые
пики.
4.2. Хроматограмму выньте, высушите (можно повторно обработать парами
аммиака) и по линейке измерьте высоту или площадь каждого пика. Полученные данные
обработайте математически методом наименьших квадратов - далее МНК и заполните
табл. 10.
№
п/п
Устандарт.
раствора
2 +
С М ,
моль/л
h(S)
измеренная
h(S)
рассчитанная
h (S) рассчит.
= а + ЬС
г=
а=
Ь=
4.3. Постройте на миллиметровой бумаге калибровочный график h(S) = / ( С Ni
моль/л), определите с его помощью концентрацию ионов никеля в задаче. Проверьте
h-a
правильность ваших определений, используя формулу: С =
S-a
или С =
b
.
b
Таблица
4.4. Заполните табл. 11, напишите уравнение реакции, сделайте выводы по
работе.
Анализируемый
h, мм или S, мм
С Ni , моль/л
С Ni , моль/л
(измеренная)
(рассчитанная)
раствор
Задача №
Адсорбционная и распределительная
хроматография
Адсорбционная хроматография основана на различии в адсорбируемости веществ
твердым сорбентом.
Распределительная
хроматография
основана на различии в
растворимости веществ в подвижной и неподвижной жидких фазах. При использовании
плоскостной хроматографии (ТСХ) сорбционные свойства системы характеризуются
подвижностью Rf, которая рассчитывается из экспериментальных данных по уравнению:
1
Rf = — , где 1 - расстояние от стартовой линии до центра зоны; L - расстояние,
L
пройденное за это же время растворителем (от старта до финиша).
Разделение и определение катионов
методом распределительной
хроматографии
Ход работы
1 .Аппаратура. Разделение проводят в закрытых камерах так как необходимо
избегать испарения растворителя с полоски бумаги. Обычно это цилиндр с притертой
крышкой, к которой с помощью крючка крепится полоска хроматографической бумаги
шириной 2 см и длиной 20 см. Систему растворителей НС1 - ацетон (8 об.% Н О ! , 5 об.%
Н 0 , 87 об.% ацетона) заранее вносят в цилиндр для насыщения атмосферы камеры
парами растворителя.
2. Нанесение образца на полоску хроматографической бумаги. На расстоянии 2 см
от края бумажной полосы проведите карандашом стартовую линию. Из капилляра на
середину этой линии нанесите каплю задачи (раствор или раствор с осадком). Раствор не
следует капать, а необходимо прижать капилляр к бумаге, т.е. наносите раствор так, чтобы
капля не расплывалась. Диаметр пятна обычно составляет 2-3 мм. Пятно обведите
карандашом и высушите над плиткой или песочной баней. Повторите эту операцию 2-3
раза.
3. Получение хроматограммы. Полоску хроматографической бумаги с нанесенной
на нее каплей задачи опустите в цилиндр так, чтобы ее конец был погружен в
растворитель не более чем на 0,5 см. Пятно не должно погружаться в растворитель.
Бумажная полоска не должна касаться стенок цилиндра. Время хроматографирования
составляет 1,5-2 часа. Процесс прекращается после того, как растворитель пройдет от
линии старта не менее 10 см. После этого бумажную полоску выньте, отметьте положение
фронта растворителя (линию финиша) и тщательно высушите. Измерьте расстояние
между стартовой линией и фронтом растворителя (L). По табличным значениям R/ (см
2
табл. 12) и экспериментально найденной величине L рассчитайте высоту подъема зоны
1
каждого катиона из заданной смеси (1), используя формулу: Rf = — .
Катион
Cr
Ni
Al
Mn
Co
Pb
Катион
Cu
Zn
Cd
Bi
Fe
Rf
0,023
0,13
0,15
0,25
0,54
0,70
i+
2 +
j +
/ +
2+
/+
z+
2+
2+
J +
j+
Таблица 12
Rf
0,70
0,94
1,00
1,00
1,00
Чтобы проверить величину Rf ионов (см. табл. 1.8) в ваших условиях
хроматографирования сделайте холостой опыт, используя для этого чистые соли.
Результаты холостого опыта занесите в сводную табл. 13.
Таблица 13
Ион
L
1 практ.
Rf практ.
Rf теор.
1 теор.
4.Обнаружение катионов. Большинство катионов образуют невидимые зоны,
поэтому для их обнаружения хроматограмму обрабатывают растворами реагентовпроявителей (см. табл. 14). Для этого капилляром с нужным реагентом прикоснитесь
только к участку хроматограммы на высоте размещения зоны данного компонента.
Появление характерной окраски подтверждает присутствие катиона в задаче.
При обнаружении М п , С о , Сг соблюдайте следующие условия.
4.1 .Обнаружение Мп . Соответствующий участок хроматограммы обработайте 2N
NaOH. Образующийся Мп(ОН)2 быстро окислится кислородом воздуха или Н2О2 до
МпО(ОН)2. Затем действуйте каплей раствора бензидина. МпО(ОН)2 окислит бензидин и
пятно посинеет.
Таблица
Катион
Реагент
Цвет зоны
Cv
Синий
2NNaOH, 3%-й раствор H2O2, бензидин
Диметилглиоксим, пары аммиака
Красный
Ni
Ализарин, пары аммиака
Розовый
A1
Mn
2N NaOH, бензидин
Синий
Синий
Co
NH SCN, насыщенный раствор
KI
Желтый
Pb
Красно-бурый
Cu
K [Fe(CN) ]
Zn
Красный
Дитизон в ССЦ
Желтый
Cd
Na S
Смесь 8-оксихинолин и K I
Оранжевый
Bi
Синий
Fe
K [Fe(CN) ]
2+
2+
3+
2+
i+
2 +
J+
2 +
/+
4
/+
2+
4
6
/ +
2+
2
J +
j+
4
6
4.2.Обнаружение Со . Соответствующий участок хроматограммы обработайте
каплей насыщенного раствора NH4SCN и каплей ацетона. Образуется синее пятно.
4.3. Обнаружение Сг . Приготовьте в пробирке окислительную смесь из 1 капли
2N NaOH и 1 капли 3%-го раствора Н2О2. Каплю этой смеси нанесите на
соответствующий участок хроматограммы и прибавьте 1 каплю бензидина. Пятно
посинеет.
5.Оформление работы. Запишите условия хроматографирования: растворитель,
способ подведения растворителя, время хроматографирования, проявители. Зарисуйте
хроматограмму, используя цветные карандаши. Запишите все уравнения реакций
проявления, полученные экспериментальные данные и выполненные расчеты. Сделайте
выводы по работе.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7-8. СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
АНАЛИЗА (8 часов)
Фотометрия
Сущность метода: Определение массовой концентрации ионов основано на способности
их образовывать с конкретными реагентами окрашенные (чаще всего комплексные)
соединения, способные поглощать электромагнитное излучение.
КАТИОНЫ
1. Определение массовой концентрации общего железа
Сущность метода: Определение массовой концентрации общего железа основано
на способности катиона железа (П) образовывать с 1,10-фенантролином при рН 3-9
комплексное оранжево-красное соединение. Железо (Ш) восстанавливают до железа (П)
гидрохлоридом гидроксиламина в нейтральной или слабокислой среде. Уравнения
реакций напишите самостоятельно.
1. Приготовление запасного стандартного раствора соли Мора: Приготовьте 100 мл
раствора соли Мора (NH4)2Fe(S04)2*6H20 с концентрацией железа (П) 1,00 мг/мл.
Навеску (0,7020±0,0010) г соли Мора (проверьте расчетами правильность навески),
взвешенную на АВ, предварительно растворите в мерной колбе в 20-30 мл серной
кислоты, приготовленной смешиванием 9,7 мл H2SO4! и 93 мл Н2О (зачем это нужно?),
и только после этого доводите водой до метки. Устойчив в течение 3-х месяцев
(раствор можно приготовить и из железо-аммонийных квасцов).
2. Приготовление рабочих стандартных растворов соли Мора:
а) раствора
с концентрацией железа (П) 10,0 мкг/мл: Готовится из запасного
стандартного раствора разбавлением его 0,001N раствором H2SO4 (во сколько раз?);
б) раствора с концентрацией
железа (П) 1,0 мкг/мл: Готовится из рабочего
стандартного раствора (а) разбавлением 0,001N раствором H2SO4 (во сколько раз?).
Приготовьте по 100 мл каждого раствора. Готовятся в день проведения работы.
Как приготовить 0,001N раствор H2SO4 из концентрированной? Из имеюшейся
кислоты?
3. Приготовление ацетатного буферного раствора с рН=4,5: 1,90 г тригидрата ацетата
натрия СНзСОО№»ЗН20 растворите в мерной колбе на 100 мл в 20-30 мл
дистиллированной воды, прибавьте 0,85 мл ледяной уксусной кислоты (осторожно!) и
доведите объем до метки дистиллированной водой. рН проверьте потенциометрически
и, при необходимости доведите до нужного значения рН 2N NaOH или 2N СН3СООН.
4. Приготовление гидрохлорида гидроксиламина: Приготовьте 25 мл 10%-го раствора
NH OH»HCl. Как это сделать?
5. Приготовление раствора 1,10-фенантролина: Приготовьте 50 мл 0,1%-го раствора.
0,05 г моногидрата орто-фенантролина С ^ Н в ^ ' Н г О растворите в мерной колбе на 50
мл в дистиллированной воде, подкисленной 3-4 каплями НС1 (1:1).Хранить в темной
посуде.
6. Проведение анализа: 10 мл анализируемой пробы доведите до рН 4-5 (проверьте по
универсальному индикатору) раствором 2,0 М НС1 или 2,0 М NaOH, затем добавьте
0,2 мл раствора гидрохлорида гидроксиламина, 1,0 мл ацетатного буферного раствора
и 0,5 мл 1,10-фенантролина. После прибавления каждого раствора содержимое
склянки перемешивайте встряхиванием. Раствор в склянке оставьте на 15-20 мин. Для
полного развития окраски, после чего окрашенный раствор колориметрируйте на КФК
относительно нулевого раствора. Определение железа проводится по калибровочному
графику.
2
7. Построение калибровочного графика: Приготовьте шкалу эталонных стандартных
растворов согласно алгоритму, предложенному в таблице 1 (см. п. 6, проведение
анализа). Измерьте абсорбционность каждого эталонного раствора железа (П) на КФК
в стандартных кюветах (какого размера?) при длине волны 490 нм относительно
нулевого раствора. Что такое нулевой раствор и как его приготовить? Используя
раствор с максимальной концентрацией определяемого компонента,
проверьте
правильность выбора светофильтра и подберите рабочую кювету. Как это
сделать? Полученные результаты обработайте МНК, постройте калибровочный
график и определите b (величина b при разработке методики составила 0,51 в кюветах
на 1 см). Калибровочная характеристика линейна в диапазоне концентраций катиона
железа от 0,0 до 1,5 мг/л
Таблица 1
Добавляемый
Количество раствора, мл
раствор
Номер эталонного раствора (пробы)
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
Рабочий раствор
соли Мора с
концентрацией
Fe :
0
2,0
3,0
4,0
5,0
7,0
0
0
а) 1,0 мкг/мл;
2,5
1,0
б) 10 мкг/мл
0
10,0
Н2О диет
Раствор
гидрохлорида
гидроксиламина
Ацетатный
буферный раствор
0,1%-й раствор
1,10-фенантролина
Содержание Fe в
10 мл пробы, мкг
2+
0
9,0
0
8,0
0
7,5
0
7,0
0
6,0
0
5,0
0
3,0
1,0
9,0
1,5
8,5
По 0,2 мл в каждую пробу
По 1,0 мл в каждую пробу
По 0,5 мл в каждую пробу и оставьте на 15-20 мин. Для полного
развития окраски
0
2,0
3,0
4,0
5,0
7,0
10,0
15,0
2,5
1,0
2+
0
0,25
0,2
0,4
0,5
0,7
о,з
1,0
1,5
ОД
Концентрация Fe
в пробе, мг/л
8. Расчеты: Массовая концентрация общего железа в воде, мг/л, определяется по
калибровочному графику, учитывая степень разбавления пробы, если таковое
производилось.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
2. Определение массовой концентрации катиона аммония
Сущность метода: метод основан на реакции катиона аммония с реактивом
Несслера с образованием в щелочной среде окрашенного в желтый цвет комплексного
соединения. Мешающее влияние железа устраняется добавлением к пробе сегнетовой
соли. Уравнения реакций напишите самостоятельно.
1. Приготовление запасного стандартного раствора хлорида аммония: Приготовьте 100
мл раствора NH4CI с концентрацией катиона аммония 1,00 мг/мл. Взвешенную на АВ
(0,2965±0,0010) г навеску хлорида аммония (подтвердите расчетами правильность
навески), предварительно высушенную до постоянной массы при 100-105° С,
растворите в мерной колбе дистиллированной водой.
2. Приготовление рабочих стандартных растворов хлорида аммония:
а) рабочего раствора с концентрацией катиона аммония 10 мкг/мл: Готовится из
запасного стандартного раствора его разбавлением (во сколько раз?);
б) рабочего раствора с концентрацией катиона аммония 1,0 мкг/мл: Готовится из
рабочего стандартного раствора с концентрацией 10 мкг/мл его разбавлением (во
сколько раз?). Приготовьте по 100 мл каждого раствора. Готовятся в день проведения
работы.
3. Проведение анализа: 4 мл анализируемой пробы поместите в пробирку добавьте туда
0,1 г сегнетовой соли и 1,0 мл реактива Несслера. Содержимое пробирки перемешайте
и через 1-2 мин. Колориметрируйте на КФК относительно нулевого раствора.
Определение аммония осуществляется по калибровочному графику.
4. Построение калибровочного графика: Приготовьте шкалу эталонных стандартных
растворов согласно алгоритму, предложенному в таблице 2 (см. п. 3, проведение
анализа). Измерьте абсорбционность каждого эталонного раствора в стандартных
кюветах при длине волны 425 нм относительно нулевого раствора. Что такое нулевой
раствор и как его приготовить? Используя раствор с максимальной
концентрацией
определяемого компонента, проверьте правильность выбора светофильтра и
подберите рабочую кювету. Как это сделать? Полученные результаты обработайте
МНК, постройте калибровочный график и определите b (величина b при разработке
методики составила 0,22 в кюветах на 1 см). Калибровочная характеристика линейна в
диапазоне концентраций катиона аммония от 0,0 до 3,0 мг/л.
Таблица 2
Количество раствора, мл
Добавляемый раствор
Номер эталонного раствора ('пробы)
1
2
4
5
6
7
8
9
3
Рабочие стандартные
растворы NH4CI с
концентрацией N H 4 :
0
0,5
2,0
3,5
0
0
0
0
а) 1,0 мкг/мл;
1,0
0
0
0
0
0
0,75
б) 10,0 мкг/мл
0,5
1,0
1,5
5,00
4,50
4,00
3,00
1,50
4,50
4,25
4,00
3,50
Н 0
Реактив Несслера
По 1,0 мл в каждую пробу и оставьте на 1-2 мин. J. ля
полного развития окраски
0,0
0,5
2,0
3,5
5,0
10,0
15,0
Содержание N H 4 в пробе
7,5
1,0
объемом 5 мл, мкг
Концентрация N H 4 в
0,0
0,7
2,0
3,0
0,2
0,4
1,0
1,5
ОД
пробе, мг/л
2
+
+
5. Обработка результатов: За результат анализа принимают значение концентрации
катиона аммония (мг/л), найденное по калибровочному графику.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
3. Определение массовой концентрации остаточного
алюминия
Сущность метода: Определение массовой концентрации остаточного алюминия в
воде основано на способности катиона алюминия (Ш) образовывать с алюминоном при
рН 4,5 комплексное оранжево-красное соединение. Реакция протекает в присутствии
сульфата аммония. Уравнения реакции напишите самостоятельно.
1. Приготовление
запасного
стандартного
раствора
алюмокалиевых
квасцов:
Приготовьте 100 мл раствора алюмокалиевых квасцов A l K ^ S O ^ ^ ^ f ^ O с
концентрацией алюминия (Ш) 0,10 мг/мл. Навеску (0,1758±0,0010) г квасцов
(проверьте расчетами правильность навески), взвешенную на АВ, растворите в мерной
колбе в смеси 30-40 мл дистиллированной воды и 0,5 мл концентрированной серной
кислоты (зачем это нужно?), и только после этого доводите водой до метки. Устойчив
в течение 3-х месяцев (раствор можно приготовить и из алюмоаммонийных квасцов).
2. Приготовление рабочих стандартных растворов квасцов с концентрацией алюминия
(Ш) 10 мкг/мл: Готовится из запасного стандартного раствора разбавлением его водой
(во сколько раз?). Приготовьте 100 мл раствора. Готовится в день проведения работы.
3. Приготовление ацетатного буферного раствора с рН=4,5: 1,90 г тригидрата ацетата
натрия СНзСОО№»ЗН20 растворите в мерной колбе на 100 мл в 20-30 мл
дистиллированной воды, прибавьте 0,85 мл ледяной уксусной кислоты (осторожно!) и
доведите объем до метки дистиллированной водой. рН проверьте потенциометрически
и, при необходимости доведите до нужного значения рН 2N NaOH или 2N СНзСООН.
4. Приготовление сульфата аммония: Приготовьте 25 мл 50%-го раствора (NH/^SO^
Как это сделать?
5. Приготовление раствора алюминона: Приготовьте 50 мл 0,2%-го раствора. 0,10 г
алюминона растворите в мерной колбе на 50 мл в дистиллированной воде. Раствор
можно использовать только через неделю после приготовления. Хранить в темной
посуде не более 3 месяцев.
6. Проведение анализа: К 10 мл анализируемой пробы добавьте 0,5 мл сульфата аммония
и на кончике шпателя (10-15 мг) аскорбиновой кислоты, смесь перемешайте. Затем
добавьте 1,0 мл раствора алюминона, перемешайте и выдержите смесь 3-5 мин.
Добавьте 1 мл ацетатного буферного раствора, перемешайте и оставьте на 20 мин для
полного развития окраски. После чего окрашенный раствор колориметрируйте на КФК
относительно нулевого раствора. Определение алюминия осуществляется по
калибровочному графику.
7. Построение калибровочного графика: Приготовьте шкалу эталонных стандартных
растворов согласно алгоритму, предложенному в таблице 3 (см. п. 6, проведение
анализа). Измерьте абсорбционность каждого эталонного раствора алюминия (Ш) на
КФК в стандартных кюветах (какого размера?) при длине волны 540 нм относительно
нулевого раствора. Что такое нулевой раствор и как его приготовить? Используя
раствор с максимальной концентрацией определяемого компонента,
проверьте
правильность выбора светофильтра и подберите рабочую кювету. Как это
сделать? Полученные результаты обработайте МНК, постройте калибровочный
график и определите b (величина b при разработке методики составила 0,74 в кюветах
на 3 см). Калибровочная характеристика линейна в диапазоне концентраций катиона
алюминия от 0,05 до 0,5 мг/л.
Добавляемый
раствор
Рабочий раствор
алюмокалиевых
квасцов с
концентрацией
А 1 10 мкг/мл
Количество раствора, мл
Номер эталонного раствора (пробы)
4
5
6
7
8
3
1
2
0
0,2
0,5
0,7
1,0
1,2
1,4
10,0
9,8
9,5
9,3
9,0
8,8
8,6
9
10
1,6
1,8
2,0
8,4
8,2
8,0
3+
Н2О диет
Раствор сульфата
аммония
Аскорбиновая
кислота
0,2%-й раствор
алюминона
Ацетатный
буферный раствор
Содержание A\ в
10 мл пробы, мкг
Концентрация A\
в пробе, мг/л
i+
i+
По 0,5 мл в каждую пробу
На кончике шпателя (10-15 мг) в каждую пробу
По 1,0 мл в каждую пробу и оставьте на 3-5 мин
По 1,0 мл в каждую пробу и оставьте на 20 мин для полного
развития окраски
0
2
5
7
10
12
14
16
18
20
0
0,2
0,5
0,7
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
9. Расчеты: Массовая концентрация остаточного алюминия в воде, мг/л, определяется
по калибровочному графику, учитывая степень разбавления пробы, если таковое
производилось.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
АНИОНЫ
1. Определение массовой концентрации
нитрит-ионов
Сущность метода: Метод основан на реакции нитрит-ионов в кислой среде с
реактивом Грисса (смесь уксуснокислых растворов а-нафтиламина и сульфаниловой
кислоты в отношении 1:1). При этом образуется азокраситель пурпурно-красного цвета.
Уравнения реакций напишите самостоятельно.
1. Приготовление запасного стандартного раствора нитрита натрия: Приготовьте 100
мл раствора NaNCh с концентрацией нитрит-ионов 1,00 мг/мл. Взвешенную на АВ
(0,1500±0,0010) г навеску нитрита натрия (подтвердите расчетами правильность
навески), предварительно высушенную до постоянной массы при 150° С, растворите в
мерной колбе дистиллированной водой.
2. Приготовление рабочих стандартных растворов нитрита натрия:
а) рабочего раствора с концентрацией нитрит-аниона 10,0 мкг/мл: Готовится из
запасного стандартного раствора его разбавлением (во сколько раз?);
б) рабочего раствора с концентрацией нитрит-аниона 1,0 мкг/мл: Готовится из
рабочего стандартного раствора с концентрацией 10,0 мкг/мл его разбавлением (во
сколько раз?);
в) рабочего раствора с концентрацией нитрит-аниона 0,1 мкг/мл: Готовится из
рабочего стандартного раствора с концентрацией 1,0 мкг/мл его разбавлением (во
сколько раз?). Приготовьте по 100 мл каждого раствора. Готовятся в день проведения
работы.
3. Проведение анализа: 5 мл анализируемой пробы поместите в пробирку добавьте туда
0,05 г реактива Грисса. Содержимое пробирки перемешайте до растворения
кристаллов реактива и через 15-20 мин. Колориметрируйте относительно нулевого
раствора. Содержание нитритов определяется по калибровочному графику.
Таблица 5
Добавляемый раствор
Количество раствора, мл
Номер эталонного раствора (пробы)
1
2
3
4
5
6
7
8
Рабочие стандартные
растворы NaNCh с
концентрацией NO2 :
0
0,50
0
0
0
0
0
а) 0,10 мкг/мл;
1,0
0
0
0
0,25
0,50
5,0
б) 1,0 мкг/мл
2,5
1,0
5,0
4,0
4,75
Н 0
4,5
4,5
4,0
2,5
0,0
Реактив Грисса
По 0,05 г в каждую пробу, растворите и оставьте на
20 мин для полного развития окраски
0,05
0,10
0,25
0,50
5,0
Содержание NO2" в пробе 0,00
2,5
1,0
объемом 5 мл, мкг
0,00
0,01
0,02
0,05
0,10
0,20
0,50
1,00
Концентрация NO2" в
пробе, мг/л
2
4. Построение калибровочного графика: Приготовьте шкалу эталонных стандартных
растворов согласно алгоритму, предложенному в таблице 5 (см. п. 3, проведение
анализа). Измерьте абсорбционность каждого эталонного раствора на КФК в
стандартных кюветах при длине волны 540 нм относительно нулевого раствора. Что
такое нулевой раствор и как его приготовить? Используя раствор с максимальной
концентрацией
определяемого
компонента, проверьте правильность
выбора
светофильтра и подберите рабочую кювету. Как это сделать? Полученные
результаты обработайте МНК, постройте калибровочный график и определите b
(величина b при разработке методики составила 0,25 в кюветах на 1 см).
Калибровочная характеристика линейна в диапазоне концентраций нитрит-ионов от
0,0 до 1,0 мг/л.
5. Обработка результатов: За результат анализа принимают значение концентрации
нитрит-ионов (мг/л), найденное по калибровочному графику учитывая степень
разбавления пробы, если таковое производилось. Определите абсолютную и
относительную погрешности определения.
2. Определение массовой концентрации
нитрат-ионов
Сущность метода: Метод основан на восстановлении нитрат-ионов до нитритионов цинковой пылью и последующей реакции нитрит-ионов в кислой среде с реактивом
Грисса (смесь уксуснокислых растворов а-нафтиламина и сульфаниловой кислоты в
отношении 1:1). При этом образуется азокраситель пурпурно-красного цвета. Уравнения
реакций напишите самостоятельно.
1. Приготовление запасного стандартного раствора нитрата калия: Приготовьте 100
мл раствора KNO3 с концентрацией нитрат-ионов 1,00 мг/мл. Взвешенную на АВ
(0,1630±0,0010) г навеску нитрата калия (подтвердите расчетами правильность
навески), предварительно высушенную до постоянной массы при 105° С, растворите в
мерной колбе дистиллированной водой. При хранении в холодильнике устойчив 6
месяцев.
2. Приготовление рабочего стандартного раствора нитрата калия с концентрацией
нитрат-аниона
0,05 мг/мл: Готовится из запасного стандартного раствора его
разбавлением (во сколько раз?). Приготовьте 100 мл рабочего раствора. Готовятся в
день проведения работы.
3. Приготовление реактива Грисса: Приготовьте 50 мл 10%-го раствора реактива Грисса
на 12%-й уксусной кислоте. Как это сделать?
4. Приготовление раствора уксусной кислоты: Приготовьте 100 мл 12%-го раствора
уксусной кислоты. Как это сделать?
5. Проведение анализа: К 10 мл анализируемой пробы добавьте 2 мл реактива Грисса,
закройте пробирку пробкой и встряхните. Прибавьте в пробирку около 0,2 г цинковой
пыли, закройте пробирку пробкой и тщательно перемешайте. Оставьте пробирку на 15
минут для полного протекания реакции, периодически встряхивая содержимое
пробирки, затем колориметрируйте относительно нулевого раствора. Содержание
нитратов определяется по калибровочному графику.
6. Построение калибровочного графика: Приготовьте шкалу эталонных стандартных
растворов согласно алгоритму, предложенному в таблице 6 (см. п. 5, проведение
анализа). Измерьте абсорбционность каждого эталонного раствора на КФК в
стандартных кюветах при длине волны 540 нм относительно нулевого раствора. Что
такое нулевой раствор и как его приготовить? Используя раствор с максимальной
концентрацией
определяемого
компонента, проверьте правильность
выбора
светофильтра и подберите рабочую кювету. Как это сделать? Полученные
результаты обработайте МНК, постройте калибровочный график и определите b
(величина b при разработке методики составила 0,25 в кюветах на 1 см).
Калибровочная характеристика линейна в диапазоне концентраций нитрат-ионов от
0,0 до 50,0 мг/л.
7. Обработка результатов: За результат анализа принимают значение концентрации
нитрат-ионов (мг/л), найденное по калибровочному графику учитывая степень
разбавления пробы, если таковое производилось.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
Таблица 6
Добавляемый
Количество раствора, мл
раствор
Номер эталонного раствора (пробы)
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
Раствор KNO3 с
концентрацией
N0 ":
0
1
2
3
5
6
7
8
9
10
0,05 мг/мл
10
9
8
7
5
4
3
2
1
0
НгОдист.
Реактив Грисса
По 2 мл в каждую пробу
Цинковая пыль
По 0,2 г в каждую пробу
0
50
100
150
250
300
350
400
450
500
Содержание NO3" в
10 мл пробы, мкг
Концентрация
0
5
10
15
25
30
35
40
45
50
NO3" в воде, мг/л
3
3. Определение массовой концентрации
ортофосфат-ионов
Сущность метода: Метод основан на взаимодействии ортофосфат-ионов с молибдатом
аммония в кислой среде с образованием комплексного соединения желтого цвета. С
последующим превращением этого комплекса действием восстановителя - хлорида олова
(П) в интенсивно окрашенный синий краситель сложного состава «молибденовую синь».
Уравнения реакций напишите самостоятельно.
1. Приготовление
запасного стандартного раствора дигидроортофосфата
калия.
Приготовьте 100 мл раствора КН2РО4 с концентрацией ортофосфат-ионов 1,0 мг/мл.
Взвешенную яаАВ (0,1433±0,0010) г навеску дигидроортофосфата калия (подтвердите
расчетами правильность навески), предварительно высушенную до постоянной массы
при 105 С, растворите в мерной колбе дистиллированной водой. Раствор устойчив в
течение недели.
2. Приготовление рабочих стандартных растворов дигидроортофосфата
калия:
а) рабочего раствора с концентрацией ортофосфат-аниона 10 мкг/мл. Готовится из
запасного стандартного раствора его разбавлением (во сколько раз?). Приготовьте 100
мл рабочего раствора. Готовятся в день проведения работы.
б) рабочего раствора с концентрацией ортофосфат-аниона 1,0 мкг/мл: Готовится из
рабочего стандартного раствора с концентрацией 10,0 мкг/мл его разбавлением (во
сколько раз?). Приготовьте 100 мл рабочего раствора. Готовятся в день проведения
работы.
3. Приготовление раствора для маскирования нитрит-ионов
раствор
сульфаминовой
кислоты: Приготовьте 50 мл 10%-го раствора сульфаминовой кислоты. Как это
сделать?
4. Приготовление
раствора молибдата аммония: Приготовьте 100 мл раствора
(КН4)бМо7024- Для этого 2,5 г (NH4)6Mo7024*4H 0 растворите в мерной колбе на 100
мл в 60 мл дистиллированной воды. К этому раствору осторожно добавьте 33,7 мл
концентрированной H2SO4 (98%). Раствор охладите и доведите до метки
дистиллированной водой. Раствор можно использовать через 48 часов после
приготовления.
5. а) Приготовление
запасного раствора восстановителя
- хлорида олова (П):
Приготовьте 50 мл раствора SnCb. Для этого 1,95 г кристаллического невыветренного
SnCl2*2H20 растворите в 50 мл 13,6%-го раствора НС1 (ее можно приготовить смешав
18,4 мл 37%-го раствора НС1 и 31,6 мл дистиллированной воды). Суспензию
тщательно перемешайте и храните в склянке из темного стекла. Раствор устойчив в
течение 1 года.
и
2
б) Приготовление рабочего раствора двухлористого олова 2,5 мл основного раствора
(суспензия) доводят дистиллированной водой до 10 мл. Необходимо применять
свежеприготовленный раствор. Раствор устойчив около 4 ч.
6. Проведение анализа: К 50 мл анализируемой пробы добавьте 10 капель 10%-й
раствора сульфаминовой кислоты раствора (раствор для маскирования нитрит-ионов)
и 1 мл молибдата аммония, смесь хорошо встряхните и оставьте на 5 мин для
полного протекания реакции. Добавьте к пробе 0,1 мл раствора восстановителя,
хорошо перемешайте и оставьте на 10-15 мин для полного протекания реакции.
Окрашенный раствор колориметрируйте относительно нулевого раствора.
7. Построение калибровочного графика. В мерные колбы на 50 мл внесите мерной
пипеткой рабочий раствор КН2РО4 с концентрацией ортофосфат-ионов 1 мкг/мл
согласно таблицы 4 и доведите объемы растворов до метки дистиллированной водой.
Перелейте их в стаканы или плоскодонные колбы на 100 мл. Используя полученные
растворы приготовьте шкалу эталонных стандартных растворов согласно алгоритму,
предложенному в таблице 7 (см. п. 6, проведение анализа). Измерьте абсорбционность
каждого эталонного раствора на КФК в стандартных кюветах при длине волны 690¬
720 нм относительно нулевого раствора. Что такое нулевой раствор и как его
приготовить? Используя раствор с максимальной концентрацией
определяемого
компонента, проверьте правильность выбора светофильтра и подберите рабочую
кювету. Как это сделать? Полученные результаты обработайте МНК, постройте
калибровочный график и определите b (величина b при разработке методики составила
0,25 в кюветах на 1 см). Калибровочная характеристика линейна в диапазоне
концентраций нитрат-ионов от 0,01 до 0,4 мг/л.
Таблица 7
Добавляемый
Количество раствора, мл
раствор
Номер эталонного раствора (пробы)
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
Раствор КН2РО4 с
концентрацией
Р0 0
2,0
3,0
4,0
5,0
10,0
15,0 20,0
1 мкг/мл
1,0
7,5
Довести
в
мерной
колбе
до
метки
50
мл
НгОдисТ.
Перелейте растворы из колб в пронумерованные стаканы
10%-й раствор
По 10 капель в каждую пробу
сульфаминовой
кислоты
По 1 мл в каждую пробу, подождать 5 мин.
(NH )6M0 0 4
По 0,1 мл в каждую пробу, подождать 10-15 мин.
SnCh (раб. р-р)
2,0
3,0
4,0
5,0
10,0
15,0 20,0
7,5
1,0
Содержание P(V" в 0,0
50 мл пробы, мкг
Концентрация
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,15
0,2
о,з 0,4
РО4 " в воде, мг/л
3
4
4
7
2
8. Обработка результатов: За результат анализа принимают значение концентрации
ортофосфат-ионов (мг/л), найденное по калибровочному графику учитывая степень
разбавления пробы, если таковое производилось.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
Турбидиметрия
Сущность метода: Метод основан на способность коллоидных растворов и мутных
сред рассеивать свет.
4. Определение массовой концентрации
сульфат-ионов
Сущность метода: Метод основан на реакции сульфат-ионов с катионами бария с
образованием нерастворимой суспензии сульфата бария. О концентрации сульфат-ионов
судят по количеству суспензии сульфата бария, которая определяется турбидиметрически.
Уравнения реакций напишите самостоятельно.
1. Приготовление запасного стандартного раствора сульфата калия. Приготовьте 100
мл раствора K2SO4 с концентрацией сульфат-ионов 10,0 мг/мл. Взвешенную на АВ
(1,8142±0,0010) г навеску сульфата калия (подтвердите расчетами правильность
навески), предварительно высушенную до постоянной массы при 105° С, растворите в
мерной колбе дистиллированной водой.
2. Приготовление рабочего стандартного раствора сульфата калия с концентрацией
сульфат-аниона 250 мкг/мл. Готовится из запасного стандартного раствора его
разбавлением (во сколько раз?). Приготовьте 200 мл рабочего раствора. Готовятся в
день проведения работы.
3. Приготовление раствора хлорида бария: Приготовьте 100 мл 10%-го раствора ВаСЬ.
Как это сделать?
4. Приготовление раствора соляной кислоты: Приготовьте 100 мл раствора НС1 (1:1).
Как это сделать?
5. Приготовление раствора стабилизатора:
Приготовьте 100 мл 1%-го раствора
желатина. Как это сделать?
6. Проведение анализа: К 5 мл анализируемой пробы добавьте по 2 мл соляной
кислоты ( 1 : 1 ) , 10%-го раствора ВаСЬ и 1 мл раствора желатина, тщательно
перемешайте. После 30 мин экспозиции измерьте мутность растворов на КФК
относительно нулевого раствора. Содержание сульфатов определяется по
калибровочному графику.
Таблица 8
Добавляемый
Количество раствора, мл
раствор
Номер эталонного раствора (пробы)
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
Раствор K2SO4 с
концентрацией
S0 "
0
0,4
3,0
4,0
6,0
8,0
0,25 мг/мл
0,8
2,0
1,2
1,6
Довести
до
метки
мерной
колбы
(до
50
мл)
НгОдист.
В отдельные пробирки внести по 5 мл
Эталонные
растворы
каждого приготовленного раствора (всего 10 растворов)
НС1 (1:1)
По 2 мл в каждую пробу
10%-й раствор
По 2 мл в каждую пробу
ВаС1
По 1,0 мл в каждую пробу, подождать 30 мин.
1,0%-й раствор
желатина
0
0,75
Содержание SO4 " в
0,2
0,4
0,5
2,0
1,0
1,5
ОД
о,з
50 мл пробы, мг
Концентрация
0
2
4
6
8
10
15
20
30
40
SO4 " в воде, мг/л
2
4
2
2
7. Построение калибровочного графика. В мерные колбы на 50 мл внесите мерной
пипеткой рабочий раствор сульфата калия согласно таблицы 8 и доведите объемы
растворов до метки дистиллированной водой. Используя полученные растворы
приготовьте шкалу эталонных стандартных растворов согласно алгоритму,
предложенному в таблице 3 (см. п. 6, проведение анализа). Измерьте мутность каждого
эталонного раствора на КФК в стандартных кюветах при длине волны 315-364 нм
относительно нулевого раствора. Что такое нулевой раствор и как его приготовить?
Используя раствор с максимальной концентрацией определяемого
компонента,
проверьте правильность выбора светофильтра и подберите рабочую кювету. Как
это сделать? Полученные результаты обработайте МНК, постройте калибровочный
график и определите Ь.
8. Обработка результатов: За результат анализа принимают значение концентрации
сульфат-ионов (мг/л), найденное по калибровочному графику учитывая степень
разбавления пробы, если таковое производилось.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
Сравните полученные экспериментальные данные с ПДК (см. табл. 9).
ПДК, мг/л, некоторых ионов питьевой, природной и сточной водах
Ионы
Вода
рыбохозяйственных
водоемов
Вода водоемов
хозяйственнопитьевого и
культурнобытового
назначения
2,67
2,67
-
2 + 3 +
Сг
6+
Сг
3+
+
NH
4
3+
А1
Fe
2
Zn +
Питьевая
вода
Сточная вода
(нормативноочищенная)
0,5
0,5
5,0
0,05
0,3
0,3
-
0,001
0,05
-
-
-
0,5
-
2,5
0,01
1,0
5,0
1,0
0,005
1,0
1,0
0,5
Cd
2+
0,005
0,001
-
0,1
Pb
2+
0,1
0,03
0,03
1,0
0,01
0,1
0,1
-
0,01
0,5
2
Cu +
2 +
Mn
0,1
-
Ca
2+
200
200
Mg
2 +
100
100
200
200
cr
350
350
F"
0,7-1,5
0,7-1,5
3,5
3,5
0,1
0,1
45
45
500
500
2 +
Ni
Na
+
3
P0 "
4
_
N0
2
N0 "
3
2
S0 "
4
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 9-10. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.
ПРЯМАЯ ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ (8 часов)
Сущность метода: Определение массовой концентрации ионов в воде основано на
измерении ЭДС гальванического элемента, составленного из ионоселективного
электрода и хлорид-серебряного электрода сравнения с последующим расчетом
концентрации анализируемых ионов.
КАТИОНЫ
1. Определение массовой концентрации кальция
1. Приготовление раствора соляной кислоты: Приготовьте 100 мл 2М раствора НС1 из
концентрированной. Как это сделать?
2. Приготовление раствора хлорида калия: Приготовьте 100 мл 1М раствора КС1 из
сухой соли. Как это сделать?
3. Приготовление запасного стандартного раствора Са : Приготовьте 100 мл 1,0 М
раствора из карбоната кальция СаСОз. Навеску (10,0087±0,0010) г СаСОз (проверьте
расчетами правильность навески), предварительно высушенную до постоянной массы
при 110° С, взвесьте на АВ и растворите в термостойком стакане в 2М НС1 при
нагревании. Если навеска не растворяется добавьте 1-3 капли концентрированной НС1.
Полученный раствор количественно перенесите в мерную колбу на 100 мл и доведите
до метки дистиллированной водой.
4. Приготовление рабочих стандартных растворов хлорида кальция с концентрацией
Са 1,0 10' - 1,0'10~ М: Приготовьте серию стандартных растворов 1,0*10" - 1,0*10"
М Са по 50 мл каждый. Растворы готовятся из запасного стандартного раствора (см.
п. 3) методом последовательного разбавления. Каждый последующий раствор готовят
разбавлением предыдущего в мерных колбах на 50 мл согласно алгоритму,
предложенному в таблице 1.
5. Калибровка
(настройка)
кальций селективного
электрода
по
стандартным
растворам (смотрите паспорт электрода). Полученные стандартные растворы (см. п.4)
налейте в чистые стаканчики и, погрузив в раствор кальций-селективный
индикаторный электрод и хлорид-серебряный электрод сравнения, измерьте ЭДС
ячейки (Е, мВ). Измерения проводите, переходя от раствора с меньшей концентрацией
к раствору с более высокой концентрацией (в этом случае электроды можно не мыть, а
лишь вытирать фильтровальной бумагой).
Правила работы на потенциометре
смотрите в паспорте прибора. Полученные данные занесите в табл. 2, обработайте их
математически МНК.
Заполните табл. 2 до конца и постройте (на миллиметровой бумаге) калибровочный
график Е = / (рСа). Сравните экспериментально полученное значение крутизны
электродной функции электрода (в) с паспортными данными электрода и оцените его
качество.
6. Анализ воды: а) Способом калибровочного графика. 1. Возьмите в мерную колбу на 50
мл аликвоту воды (1-45 мл в зависимости от содержания в ней кальция), добавьте 5 мл
1М КС1, перемешайте и доведите до метки дистиллированной водой. Перелейте
полученный раствор в чистый стаканчик и измерьте ЭДС, как это делали при
калибровке электрода. По калибровочному графику определите рСа.
7. Расчеты: Рассчитайте См Са в воде (моль/л), зная, что рСа = -lg[Ca ]. Пересчитайте
См на массовую концентрацию кальция, мг/л, по формуле:
С Са , мг/л = С 'М»1000,
где См - молярная концентрация кальция, рассчитанная через рСа; М - молярная масса
кальция, г/моль, найденная по справочнику Лурье; 1000 - коэффициент пересчета с г на
мг.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
2+
2+
%
1
6
1
2+
М
6
Наименование
компонента
Количество раствора, мл
Номер эталонного раствора (пробы)
2
3
4
5
1
Стандартный раствор с
концентрацией Са :
а) 1,0 М
б) 1,0'10 M
6
2+
5,0
_1
5,0
2
в) 1,0»10" М
5,0
г) 1,0»10"'М
5,0
4
д) 1,0»10" М
5,0
5
е) 1,0»10" М
5,0
1М КС1
Н2О диет
2+
Концентрация Са ,
моль/л
рСа = -lg[Ca ]
1
1,0-Ю"
1,55
2+
№
п/п
По 5 мл в каждую мерную колбу
Довести в мерных колбах до метки
1,0*10"
1,0*10"
1,0-10°
1,0-10"'
2
2,26
Е, мВ
измеренная
рСа
4
3,10
4,01
l,0'10"
5,00
b
6,00
Таблица 2
Е рассчит.=
= а + в рСа
Е, мВ
рассчитанная
г=
а=
в=
б) Способом добавок. 1. Возьмите в мерную колбу на 50 мл аликвоту воды (1-45 мл
в зависимости от содержания в ней кальция), добавьте 5 мл 1М КС1, перемешайте и
доведите до метки дистиллированной водой. 40 мл полученного раствора налейте в
чистый стакан вместимостью 100 мл и измерьте ЭДС (Ei), как это делали при калибровке
электрода.
2. Затем добавьте в него 1 мл стандартного раствора хлорида кальция с
концентрацией ионов кальция 1,0*10" М и измерьте ЭДС (Е2).
Таблица 3
Объем
Объем
Концентрация
№
Концентрац
ЭДС
ЭДС
п/п
анализиру
добавки,
ия С а в
Са в
(Ei)
(ЕО
анализируемом
емого
добавляемо
Vct.j
раствора,
м растворе,
мл
растворе, С ,
V , мл
моль/л
С ., моль/л
1
40
0
2
40
1
1,0*10"
3
40
2
4
40
3
5
40
4
6
40
5
2+
2+
х
x
ст
2
3. Повторите п. 2 четыре раза, добавляя в стакан с анализируемой смесью каждый
раз дополнительно по 1 мл стандартного раствора. Всякий раз измеряйте ЭДС (Ei).
Данные измерений занесите в табл. 3.
4. Расчеты: Рассчитайте концентрацию ионов кальция в растворе по формулам:
без учета разбавления С
х
-
ст.
С
ст
10
Где С - концентрация ионов кальция в анализируемом растворе, моль/л; С . концентрация ионов кальция добавляемого стандартного раствора, моль/л; АЕ - разность
потенциалов Е; - Ei, мВ; S - крутизна электродной функции, мВ.
Сравните два способа анализа по воспроизводимости и правильности. Как это
сделать?
х
ст
2. Определение массовой концентрации
магния
1. Приготовление раствора хлорида калия: Приготовьте 100 мл 1,0 М раствора КС1 из
сухой соли. Как это сделать?
2. Приготовление запасного стандартного раствора Mg : Приготовьте 100 мл 1,0 М
раствора хлорида магния MgCb. Навеску (20,3303±0,0010) г MgCl2*7H 0 (проверьте
расчетами правильность навески), предварительно высушенную до постоянной массы
при 110° С, взвесьте на АВ и растворите в мерной колбе в дистиллированной воде.
3. Приготовление рабочих стандартных растворов хлорида магния с концентрацией
Mg 1,0*10' - 1,0*10~ М: Приготовьте серию стандартных растворов 1,0*10" - 1,0*10"
М Mg по 50 мл каждый. Растворы готовятся из запасного стандартного раствора (см.
п. 2) методом последовательного разбавления. Каждый последующий раствор готовят
разбавлением предыдущего в мерных колбах на 50 мл согласно алгоритму,
предложенному в таблице 4.
Таблица 4
2+
2
2+
1
6
1
Наименование
компонента
Количество раствора, мл
Номер эталонного раствора (пробы)
2
3
4
5
1
6
6
Стандартный раствор с
2+
концентрацией Mg
1,0М M
б) а)
1,0'10
5,0
_1
5,0
2
в) 1,0»10" М
5,0
г) 1,0»10"'М
д) 1,0»10" М
5,0
4
5,0
5
е) 1,0»10" М
5,0
1,0 М КС1
Н 0
2
ДИСТ
2+
Концентрация Mg ,
pMg моль/л
= -lg[Mg ]
2+
1
1,0-Ю"
1,00
По 5 мл в каждую мерную колбу
Довести в мерных колбах до метки
1,0'10"
1,0» 10"'
1,0'10"
1,0-10°
2
2,00
4
3,00
4,00
5,00
l,0'10"
b
6,00
4. Калибровка (настройка) магний селективного электрода по стандартным растворам
(смотрите паспорт электрода). Полученные стандартные растворы (см. п.З) налейте в
чистые стаканчики и, погрузив в раствор магний-селективный индикаторный электрод
и хлорид-серебряный электрод сравнения, измерьте ЭДС ячейки (Е, мВ). Измерения
проводите, переходя от раствора с меньшей концентрацией к раствору с более высокой
концентрацией (в этом случае электроды можно не мыть, а лишь вытирать
фильтровальной бумагой). Правила работы на потенциометре смотрите в паспорте
прибора. Полученные данные занесите в табл. 5, обработайте их математически МНК.
Таблица 5
pMg
Е, мВ
Е, мВ
Е рассчит.=
№
п/п
измеренная
рассчитанная
= а + в pMg
г=
а=
в=
Заполните табл. 5 до конца и постройте (на миллиметровой бумаге) калибровочный
график Е = / (pMg). Сравните экспериментально полученное значение крутизны
электродной функции электрода (в) с паспортными данными электрода и оцените его
качество.
5. Анализ воды: а) 1. Возьмите в мерную колбу на 50 мл аликвоту воды (1-45 мл в
зависимости от содержания в ней магния), добавьте 5 мл 1М КС1, перемешайте и
доведите до метки дистиллированной водой. Перелейте полученный раствор в чистый
стаканчик и измерьте ЭДС, как это делали при калибровке электрода. По
калибровочному графику определите pMg.
2+
2"Ь
6. Расчеты: Рассчитайте См Mg
в воде (моль/л), зная, что pMg = -lg[Mg ] .
Пересчитайте См на массовую концентрацию магния, мг/л, по формуле:
CMg , мг/л = См'М'ЮОО,
где См - молярная концентрация магния, рассчитанная через pMg; М - молярная масса
магния, г/моль, найденная по справочнику Лурье; 1000 - коэффициент пересчета с г на мг.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
2+
Б) Способом добавок. 1. Возьмите в мерную колбу на 50 мл аликвоту воды (1-45 мл
в зависимости от содержания в ней магния), добавьте 5 мл 1,0 М КС1, перемешайте и
доведите до метки дистиллированной водой. 40 мл полученного раствора налейте в
чистый стакан вместимостью 100 мл и измерьте ЭДС (Ei), как это делали при калибровке
электрода.
2. Затем добавьте в него 1 мл стандартного раствора хлорида магния с
концентрацией ионов магния 1,0*10" М и измерьте ЭДС (Е ).
Таблица 6
Объем
Объем
Концентрация
№
Концентрац
эдс
эдс
2+
п/п
анализиру
добавки,
Mg в
(Ei)
(ЕО
ия
Mg
в
анализируемом
емого
Vox.,
добавляемо
раствора,
м растворе,
мл
растворе, С ,
V , мл
моль/л
С ., моль/л
1
40
0
2
40
1
1,0*10"
3
40
2
4
40
3
5
40
4
6
40
5
2
2
2 +
х
x
ст
2
3. Повторите п. 2 четыре раза, добавляя в стакан с анализируемой смесью каждый
раз дополнительно по 1 мл стандартного раствора. Всякий раз измеряйте ЭДС (Е;).
Данные измерений занесите в табл. 6.
4. Расчеты: Рассчитайте концентрацию ионов магния в растворе по формулам:
без учета разбавления С
х
-
ст.
С
ст
10
Где С - концентрация ионов магния в анализируемом растворе, моль/л; С . концентрация ионов магния добавляемого стандартного раствора, моль/л; АЕ - разность
потенциалов Е; - Ei, мВ; S - крутизна электродной функции, мВ.
Сравните два способа анализа по воспроизводимости и правильности. Как это
сделать?
х
ст
3. Определение массовой концентрации ионов натрия
1. Приготовление раствора хлорида калия: Приготовьте 100 мл 1,0 М раствора КС1 из
сухой соли. Как это сделать?
2. Приготовление запасного стандартного раствора Net: Приготовьте 100 мл 1,0 М
раствора хлорида натрия NaCl. Навеску (5,8443±0,0001) г NaCl (проверьте расчетами
правильность навески), предварительно высушенную до постоянной массы при 110° С,
взвесьте на АВ и растворите в мерной колбе в дистиллированной воде.
3. Приготовление рабочих стандартных растворов хлорида натрия с концентрацией
Na 1,0* 10' - 1,0* 10 'М: Приготовьте серию стандартных растворов 1,0*10" - 1,0*10"
М Na по 50 мл каждый. Растворы готовятся из запасного стандартного раствора (см.
п. 1) методом последовательного разбавления. Каждый последующий раствор готовят
разбавлением предыдущего в мерных колбах на 50 мл согласно алгоритму,
предложенному в таблице 7.
Таблица 7
+
1
е
1
6
+
Наименование
компонента
Количество раствора, мл
Номер эталонного раствора (пробы)
2
3
4
5
1
Стандартный раствор с
концентрацией Na :
а) 1,0М
б) l.O'lO^M
в) 1,0»10" М
6
+
5,0
5,0
2
5,0
г) 1,0»10"'М
5,0
4
д) 1,0»10" М
5,0
5
е) 1,0»10" М
5,0
1М КС1
Н2О
ДИСТ
+
Концентрация Na ,
моль/л
р Na = -lg[Na ]
+
1
1,0-Ю"
1
По 5 мл в каждую мерную колбу
Довести в мерных колбах до метки
1,0*10"
1,0*10"
1,0-10°
1,0-10"'
2
2
4
3
4
5
l,0'10"
b
6
4. Калибровка
(настройка)
натрий
селективного
электрода
по
стандартным
растворам (смотрите паспорт электрода). Полученные стандартные растворы (см. п. 3)
налейте в чистые стаканчики и, погрузив в раствор натрий-селективный индикаторный
электрод и хлорид-серебряный электрод сравнения, измерьте ЭДС ячейки (Е, мВ).
Измерения проводите, переходя от раствора с меньшей концентрацией к раствору с
более высокой концентрацией (в этом случае электроды можно не мыть, а лишь
вытирать фильтровальной бумагой). Правила работы на потенциометре смотрите в
паспорте прибора. Полученные данные занесите в табл. 8, обработайте их
математически МНК.
Таблица 8
Е, мВ
Е, мВ
Е рассчит.=
№
pNa
п/п
измеренная
рассчитанная
= а + в pNa
г=
а=
в=
Заполните табл. 8 до конца и постройте (на миллиметровой бумаге) калибровочный
график Е = / (pNa). Сравните экспериментально полученное значение крутизны
электродной функции электрода (в) с паспортными данными электрода и оцените его
качество.
5. Анализ воды: а) 1. Возьмите в мерную колбу на 50 мл аликвоту воды ( 1 - 45 мл в
зависимости от содержания в ней натрия), добавьте 5 мл 1,0 М КС1, перемешайте и
доведите до метки дистиллированной водой. Перелейте полученный раствор в чистый
стаканчик и измерьте ЭДС, как это делали при калибровке электрода. По
калибровочному графику определите pNa.
6. Расчеты: Рассчитайте См Na в воде (моль/л), зная, что pNa = -lg[Na]. Пересчитайте
См на массовую концентрацию натрия, мг/л, по формуле:
CNa, мг/л = С *М»1000,
где См - молярная концентрация натрия, рассчитанная через pNa; М - молярная масса
натрия, г/моль, найденная по справочнику Лурье; 1000 - коэффициент пересчета с г на мг.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
+
М
б) Способом добавок. 1. Возьмите в мерную колбу на 50 мл аликвоту воды (1-45 мл
в зависимости от содержания в ней натрия), добавьте 5 мл 1М КС1, перемешайте и
доведите до метки дистиллированной водой. 40 мл полученного раствора налейте в
чистый стакан вместимостью 100 мл и измерьте ЭДС (Ei), как это делали при калибровке
электрода.
2. Затем добавьте в него 1 мл стандартного раствора хлорида натрия с
концентрацией ионов натрия 1,0*10" М и измерьте ЭДС (Ег).
Таблица 9
Объем
Объем
Концентрация
№
Концентрац
эде
эде
п/п
анализиру
ия Na в
добавки,
Na в
(Ei)
(Ei)
анализируемом
емого
добавляемо
VCT.J
раствора,
м растворе,
мл
растворе, С ,
V , мл
моль/л
С ., моль/л
1
40
0
2
40
1
1,0*10"
3
40
2
4
40
3
5
40
4
6
40
5
+
+
х
x
ст
2
3. Повторите п. 2 четыре раза, добавляя в стакан с анализируемой смесью каждый
раз дополнительно по 1 мл стандартного раствора. Всякий раз измеряйте ЭДС (Ei).
Данные измерений занесите в табл. 9.
4. Расчеты: Рассчитайте концентрацию ионов натрия в растворе по формулам:
без учета разбавления С
х
-
ст.
С
ст
10
где С - концентрация ионов натрия в анализируемом растворе, моль/л; С . концентрация ионов натрия добавляемого стандартного раствора, моль/л; АЕ - разность
потенциалов Е; - Ei, мВ; S - крутизна электродной функции, мВ.
Сравните два способа анализа по воспроизводимости и правильности. Как это
сделать?
х
ст
АНИОНЫ
1. Определение массовой концентрации
фторид-ионов
1. Приготовление ацетатно-цитратного буферного раствора с рН 5,0±0,2: Приготовьте
250 мл ацетатно-цитратного буфера. В мерную колбу на 250 мл налейте 100-150 мл
дистиллированной воды, добавьте 26,0 г ацетата натрия, 14,6 г хлорида натрия, 1,5 г
цитрата натрия, 0,15 г трилона Б (ЭДТА) и 4,0 мл концентрированной уксусной
кислоты. Смесь тщательно перемешайте до полного растворения солей и доведите
раствор
до
метки
дистиллированной
водой.
Проверьте
рН
раствора
потенциометрически (портативным рН-метром). В холодильнике можно хранить 3
месяца.
2. Приготовление раствора нитрата калия: Приготовьте 100 мл 1,0 М KNO3. Как это
сделать?
3. Приготовление запасного стандартного раствора фторида натрия: Приготовьте 100
мл 1,0 М раствора из фторида натрия NaF. Навеску (4,1990±0,0010) г NaF (проверьте
расчетами правильность навески), предварительно высушенную до постоянной массы
при 110° С, взвесьте на АВ и растворите в мерной колбе в дистиллированной воде.
Таблица 10
Наименование
компонента
Количество раствора, мл
Номер эталонного раствора (пробы)
2
4
5
3
1
Стандартный раствор с
концентрацией F-:
а) 1,0М
б) l.O'lO^M
в) 1,0»10" М
6
5,0
5,0
2
5,0
г) 1,0»10"'М
5,0
4
д) 1,0»10" М
5,0
5
е) 1,0»10" М
Н2О
5,0
ДИСТ
Концентрация F",
моль/л
pF = -lg[F]
1
1,0-Ю"
1,11
Довести в мерных колбах до метки
1,0*10"
1,0» 10"'
1,0*10"
1,0-10°
2
2,04
4
3,02
4,00
l,0'10"
5,00
b
6,00
4. Приготовление рабочих стандартных растворов фторида натрия с концентрацией
F 1,0'Ю - 1,0'10~ М: Приготовьте серию стандартных растворов 1,0* 10" - 1,0»10" М
F" по 50 мл каждый. Растворы готовятся из запасного стандартного раствора (см. п. 3)
1
6
1
6
методом последовательного разбавления. Каждый последующий раствор готовят
разбавлением предыдущего в мерных колбах на 50 мл согласно алгоритму,
предложенному в таблице 10.
5. Калибровка
(настройка)
фторид селективного
электрода
по
стандартным
растворам (смотрите паспорт электрода). В химические стаканы вместимостью 50 мл
поместите серию стандартных растворов по 20 мл (см. п.4) каждого, добавьте по 10 мл
ацетатно-цитратного буферного раствора и, погрузив в раствор фторид-селективный
индикаторный электрод и хлорид-серебряный электрод сравнения (соединяется через
электролитический ключ, заполненный 1М KNO3), измерьте ЭДС ячейки (Е, мВ).
Измерения проводите, переходя от раствора с меньшей концентрацией к раствору с
более высокой концентрацией (в этом случае электроды можно не мыть, а лишь
вытирать фильтровальной бумагой). Правила работы на потенциометре смотрите в
паспорте прибора. Полученные данные занесите в табл. 11, обработайте их
математически МНК.
Таблица 11
pF
Е, мВ
Е, мВ
Е рассчит.=
№
п/п
измеренная
рассчитанная
= а + в pF
г=
а=
в=
Заполните табл. 11 до конца и постройте (на миллиметровой бумаге) калибровочный
график Е = / (pF). Сравните экспериментально полученное значение крутизны
электродной функции электрода (в) с паспортными данными электрода и оцените его
качество.
6. Анализ воды: а) Способом калибровочного графика. В химический стакан
вместимостью 50 мл поместите 20 мл анализируемой пробы, добавьте 10 мл ацетатноцитратного буферного раствора и измерьте ЭДС, как это делали при калибровке
электрода. По калибровочному графику определите pF.
7. Расчеты: Рассчитайте См F" в воде (моль/л), зная, что pF = -lg[F"]. Пересчитайте См на
массовую концентрацию фторид-ионов, мг/л, по формуле:
CF, мг/л = См'М'1000,
где См - молярная концентрация фторид-ионов, рассчитанная через pF; М - молярная
масса фторид-ионов, г/моль, найденная по справочнику Лурье; 1000 - коэффициент
пересчета с г на мг.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
Б) Способом добавок. 1. В химический стакан вместимостью 50 мл поместите 20 мл
анализируемой пробы, добавьте 10 мл ацетатно-цитратного буферного раствора и
измерьте ЭДС (Ei), как это делали при калибровке электрода.
2. В химический стакан вместимостью 50 мл поместите 20 мл анализируемой пробы,
добавьте 10 мл ацетатно-цитратного буферного раствора, добавьте 1 мл стандартного
раствора фторида натрия с концентрацией фторид-ионов 1,0*10" М и измерьте ЭДС (Е2).
3. Повторите п. 2 четыре раза, добавляя в стакан с анализируемой смесью каждый
раз дополнительно по 1 мл стандартного раствора. Всякий раз измеряйте ЭДС (Ei).
Данные измерений занесите в табл. 12.
4. Расчеты: Рассчитайте концентрацию фторид-ионов в растворе по формулам:
с учетом разбавления С
х
=С
ст.
Кст.
(Vcm.+Vx)
10 AE/S
v
v
(Ух + Уст.)
V,
без учета разбавления С
ст.
- С ст.
х
10
AE/S
1
J" .
v
v
Где С - концентрация фторид-ионов в анализируемом растворе, моль/л; С . концентрация фторид-ионов добавляемого стандартного раствора, моль/л; АЕ - разность
потенциалов Е; - Ei, мВ; S - крутизна электродной функции, мВ.
Таблица 12
Объем
Объем
Концентрация
№
Концентрац
ЭДС
эде
п/п
анализиру
ия F" в
добавки,
F" в
(Ei)
(Ei)
емого
добавляемо
VCT.,
аннализируемо
раствора,
м растворе,
мл
м растворе, С ,
моль/л
V , мл
С ., моль/л
1
20
0
2
20
1
1,0*10"
3
20
2
4
20
3
5
20
4
6
20
5
х
ст
х
x
ст
2
Сравните два способа
сделать?
анализа по воспроизводимости
2. Определение массовой концентрации
и правильности.
Как это
хлорид-ионов
1. Приготовление раствора нитрата калия: Приготовьте 100 мл 1,0 М KNO3. Как это
сделать?
2. Приготовление запасного стандартного раствора хлорида натрия: Приготовьте 100
мл 1,0 М раствора из хлорида натрия NaCl. Навеску (5,8443±0,0010) rNaCl (проверьте
расчетами правильность навески), предварительно высушенную до постоянной массы
при 110° С, взвесьте на АВ и растворите в мерной колбе в дистиллированной воде.
Таблица 13
Наименование
компонента
Количество раствора, мл
Номер эталонного раствора (пробы)
2
4
5
3
1
Стандартный раствор с
концентрацией С1-:
а) 1,0М
б) 1,0'10 M
6
5,0
_1
5,0
2
в) 1,0»10" М
5,0
5,0
J
г) 1,0«10" M
д) 1,0»10" М
4
5,0
5
е) 1,0»10" М
1,0 М K N 0
Н2О
5,0
3
ДИСТ
Концентрация СГ,
моль/л
рС1 = -1 [СГ]
1
1,0-Ю"
1,12
ё
По 5 мл в каждую мерную колбу
Довести в мерных колбах до метки
1,0*10"
1,0'10"
1,0-10°
1,0-10"'
2
2,05
4
3,02
4,01
l,0'10"
5,00
b
6,00
3. Приготовление рабочих стандартных растворов хлорида натрия с концентрацией С1
~ 1,0'Ю - 1,0'10~ М: Приготовьте серию стандартных растворов 1,0» 10" - 1,0»10" М
1
6
1
6
CI ~ no 50 мл каждый. Растворы готовятся из запасного стандартного раствора (см. п. 2)
методом последовательного разбавления. Каждый последующий раствор готовят
разбавлением предыдущего в мерных колбах на 50 мл согласно алгоритму,
предложенному в таблице 13.
4. Калибровка (настройка) хлорид селективного электрода по стандартным растворам
(смотрите паспорт электрода). Полученные стандартные растворы (см. п.З) налейте в
чистые стаканчики и, погрузив в раствор хлорид-селективный индикаторный электрод
и хлорид-серебряный электрод сравнения (соединяется через электролитический ключ,
заполненный 1,0 М KNO3), измерьте ЭДС ячейки (Е, мВ). Измерения проводите,
переходя от раствора с меньшей концентрацией к раствору с более высокой
концентрацией (в этом случае электроды можно не мыть, а лишь вытирать
фильтровальной бумагой). Правила работы на потенциометре смотрите в паспорте
прибора. Полученные данные занесите в табл. 14, обработайте их математически
МНК.
Таблица 14
Е, мВ
Е, мВ
Е рассчит.=
№
рС1
п/п
измеренная
рассчитанная
= а + в рС1
г=
а=
в=
Заполните табл. 14 до конца и постройте (на миллиметровой бумаге) калибровочный
график Е = / (рС1). Сравните экспериментально полученное значение крутизны
электродной функции электрода (в) с паспортными данными электрода и оцените его
качество.
5. Анализ воды: а) 1. Возьмите в мерную колбу на 50 мл аликвоту воды (1-45 мл в
зависимости от содержания в ней хлоридов), добавьте 5 мл 1,0 М KNO3, перемешайте
и доведите до метки дистиллированной водой. Перелейте полученный раствор в
чистый стаканчик и измерьте ЭДС, как это делали при калибровке электрода. По
калибровочному графику определите рС1.
6. Расчеты: Рассчитайте См СГ в воде (моль/л), зная, что pCl = -lg[Cl~]. Пересчитайте См
на массовую концентрацию хлорид-ионов, мг/л, по формуле:
С СГ, мг/л = С •М'ЮОО,
где См - молярная концентрация хлорид-ионов, рассчитанная через pCl; М - молярная
масса хлорид-ионов, г/моль, найденная по справочнику Лурье; 1000 - коэффициент
пересчета с г на мг.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
м
Б) Способом добавок. 1. Возьмите в мерную колбу на 50 мл аликвоту воды (1-45 мл
в зависимости от содержания в ней хлоридов), добавьте 5 мл 1,0 М KNO3, перемешайте и
доведите до метки дистиллированной водой. 40 мл полученного раствора налейте в
чистый стакан вместимостью 100 мл и измерьте ЭДС (Ei), как это делали при калибровке
электрода.
2. Затем добавьте в него 1 мл стандартного раствора хлорида натрия с
концентрацией хлорид-ионов 1,0* 10" М и измерьте ЭДС (Е2).
3. Повторите п. 2 четыре раза, добавляя в стакан с анализируемой смесью каждый
раз дополнительно по 1 мл стандартного раствора. Всякий раз измеряйте ЭДС (Е;).
Данные измерений занесите в табл. 15.
4. Расчеты: Рассчитайте концентрацию хлорид-ионов в растворе по формулам:
2
без учета разбавления С
-
х
ст.
С
ст
10
Где С - концентрация хлорид-ионов в анализируемом растворе, моль/л; С . концентрация хлорид-ионов добавляемого стандартного раствора, моль/л; АЕ - разность
потенциалов Е; - Ei, мВ; S - крутизна электродной функции, мВ.
Таблица 15
Объем
Объем
Концентрация
№
Концентрац
ЭДС
ЭДС
п/п
анализиру
ия СГ в
добавки,
СГ в
(Ei)
(ЕО
емого
добавляемо
VCT.,
аннализируемо
раствора,
м растворе,
мл
м растворе, С ,
моль/л
V , мл
С ., моль/л
1
20
0
2
20
1
1,0*10"
3
20
2
4
20
3
5
20
4
6
20
5
х
ст
х
x
ст
2
Сравните два способа
сделать?
анализа по воспроизводимости
3. Определение массовой концентрации
и правильности.
Как это
нитрат-ионов
1. Приготовление раствора сульфата калия: Приготовьте 100 мл 1,0 М K2SO4. Как это
сделать?
2. Приготовление запасного стандартного раствора нитрата калия: Приготовьте 100
мл 1,0 М раствора из нитрата калия KNO3. Навеску (10,1103±0,0010) г KNO3
(проверьте расчетами правильность навески), предварительно высушенную до
постоянной массы при 110° С, взвесьте на АВ и растворите в мерной колбе в
дистиллированной воде.
Таблица 16
Наименование
компонента
Количество раствора, мл
Номер эталонного раствора (пробы)
2
4
5
3
1
Стандартный раствор с
концентрацией NO3":
а) 1,0М
б) l.O'lO^M
в) 1,0»10" М
5,0
5,0
2
5,0
г) 1,0»10"'М
5,0
4
д) 1,0»10" М
5,0
5
е) 1,0»10" М
1,0 М K S 0
2
Н2О
6
5,0
4
ДИСТ
Концентрация NO3",
1
1,0-Ю"
По 5 мл в каждую мерную колбу
Довести в мерных колбах до метки
1,0'10"
1,0» 10"'
1,0'10"
1,0-10°
2
4
l,0'10"
b
моль/л
p N 0 = -lg[N0 "]
3
1,12
3
2,05
3,02
4,01
5,00
6,00
3. Приготовление рабочих стандартных растворов нитрата калия с концентрацией
ЫОз~ 1,0* 10' - 1,0*10~ М: Приготовьте серию стандартных растворов 1,0*10" - 1,0*10"
М NO3 ~ по 50 мл каждый. Растворы готовятся из запасного стандартного раствора
(см. п. 2) методом последовательного разбавления. Каждый последующий раствор
готовят разбавлением предыдущего в мерных колбах на 50 мл согласно алгоритму,
предложенному в таблице 16.
4. Калибровка (настройка) хлорид селективного электрода по стандартным растворам
(смотрите паспорт электрода). Полученные стандартные растворы (см. п.З) налейте в
чистые стаканчики и, погрузив в раствор нитрат-селективный индикаторный электрод
и хлорид-серебряный электрод сравнения, измерьте ЭДС ячейки (Е, мВ). Измерения
проводите, переходя от раствора с меньшей концентрацией к раствору с более высокой
концентрацией (в этом случае электроды можно не мыть, а лишь вытирать
фильтровальной бумагой). Правила работы на потенциометре смотрите в паспорте
прибора. Полученные данные занесите в табл. 17, обработайте их математически
МНК.
Таблица 17
Е, мВ
Е, мВ
Е рассчит.=
№
pN0
п/п
измеренная
рассчитанная
= а + в pN0
г=
а=
в=
1
6
1
6
3
3
Заполните табл. 17 до конца и постройте (на миллиметровой бумаге) калибровочный
график Е = / (pNCb). Сравните экспериментально полученное значение крутизны
электродной функции электрода (в) с паспортными данными электрода и оцените его
качество.
5. Анализ воды: а) 1. Возьмите в мерную колбу на 50 мл аликвоту воды (1-45 мл в
зависимости от содержания в ней нитратов), добавьте 5 мл 1,0 М K2SO4, перемешайте
и доведите до метки дистиллированной водой. Перелейте полученный раствор в
чистый стаканчик и измерьте ЭДС, как это делали при калибровке электрода. По
калибровочному графику определите р NO3.
6. Расчеты: Рассчитайте См NO3" в воде (моль/л), зная, что pNCb = -lgfNCb"]. Пересчитайте
См на массовую концентрацию нитрат-ионов, мг/л, по формуле:
CNCV, мг/л = С *М*1000,
где См - молярная концентрация нитрат-ионов, рассчитанная через pNCb; М - молярная
масса нитрат-ионов, г/моль, найденная по справочнику Лурье; 1000 - коэффициент
пересчета с г на мг.
Определите абсолютную и относительную погрешности определения.
м
Б) Способом добавок. 1. Возьмите в мерную колбу на 50 мл аликвоту воды (1-45 мл
в зависимости от содержания в ней нитрат-ионов), добавьте 5 мл 1,0 М K2SO4,
перемешайте и доведите до метки дистиллированной водой. 40 мл полученного раствора
налейте в чистый стакан вместимостью 100 мл и измерьте ЭДС (Ei), как это делали при
калибровке электрода.
2. Затем добавьте в него 1 мл стандартного раствора нитрата калия с концентрацией
нитрат-ионов 1,0*10" М и измерьте ЭДС (Е2).
3. Повторите п. 2 четыре раза, добавляя в стакан с анализируемой смесью каждый
раз дополнительно по 1 мл стандартного раствора. Всякий раз измеряйте ЭДС (Ei).
Данные измерений занесите в табл. 18.
4. Расчеты: Рассчитайте концентрацию нитрат-ионов в растворе по формулам:
с учетом разбавления С
=С
х
ст.
ст.
-
х
ст.
С
ст
10
AE/S
(Vcm.+Vx)
V,
без учета разбавления С
-1-1
V,
1 0 ^ - 1
v
(Vx+VcmX
Г.
v
Где С - концентрация нитрат-ионов в анализируемом растворе, моль/л; С . концентрация нитрат-ионов добавляемого стандартного раствора, моль/л; АЕ - разность
потенциалов Е; - Ei, мВ; S - крутизна электродной функции, мВ.
Таблица 18
Объем
Объем
Концентрация
№
Концентрац
ЭДС
эдс
п/п
анализиру
добавки,
N0 " в
ия NO3" в
(Ei)
(ЕО
емого
добавляемо
аннализируемо
Vox.,
раствора,
м растворе,
мл
м растворе, С ,
V , мл
С ., моль/л
моль/л
1
20
0
2
20
1
1,0'10"
3
20
2
4
20
3
5
20
4
6
20
5
х
ст
3
х
x
ст
2
Сравните два способа
сделать?
анализа по воспроизводимости
Сравните полученные данные с ПДК. Сделайте выводы по работе.
и правильности.
Как это
ПДК, мг/л, некоторых ионов питьевой, природной и сточной водах
Ионы
+
NH
4
Вода
рыбохозяйственных
водоемов
Вода водоемов
хозяйственнопитьевого и
культурнобытового
назначения
2,67
2,67
Питьевая
вода
Сточная вода
(нормативноочищенная)
-
0,5
0,5
5,0
2 + 3 +
0,05
0,3
0,3
-
Сг
6+
0,001
0,05
-
-
Сг
3+
-
0,5
-
2,5
2
0,01
1,0
5,0
1,0
2
0,005
1,0
1,0
0,5
3+
А1
Fe
Zn +
Cu +
Cd
2+
0,005
0,001
-
0,1
Pb
2+
0,1
0,03
0,03
1,0
0,01
0,1
0,1
-
0,01
0,1
-
0,5
2 +
Mn
2 +
Ni
Ca
2+
200
200
Mg
2 +
100
100
200
200
cr
350
350
F"
0,7-1,5
0,7-1,5
3,5
3,5
0,1
0,1
45
45
500
500
+
Na
3
P0 "
4
_
N0
2
N0 "
3
2
S0 "
4
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 9-10. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.
КОСВЕННАЯ ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ (8 часов)
Сущность метода:
Потенциометрическое титрование основано на регистрации
изменения потенциала индикаторного электрода в процессе химической реакции между
определяемым компонентом и титрантом. Конечную точку титрования (КТТ) находят по
скачку потенциала, отвечающему моменту завершения реакции.
Техника работы: Сначала проводится ориентировочное титрование и определяется
объем титранта, приблизительно соответствующий КТТ. Затем приступают к точному
титрованию в области скачка потенциала.
1.Отберите в стакан для титрования емкостью 100-150 мл аликвотную порцию
анализируемого раствора и, если это предусмотрено методикой, добавьте необходимые
реагенты, разбавьте дистиллированной водой до 60-70 мл. Стакан с раствором поместите
в центре магнитной мешалки.
2.В стакан погрузите стержень магнитной мешалки и опустите индикаторный
электрод и электрод сравнения, предварительно вымытые дистиллированной водой и
просушенные фильтровальной бумагой. Электроды центрируйте, они должны быть
погружены в титруемый раствор, но не касаться дна и стенок стакана.
3.Бюретку, подготовленную к работе, заполните раствором титранта. Уровень
раствора установите на нулевом делении бюретки (носик должен быть заполнен). Бюретку
закрепите в штативе так, чтобы кончик бюретки был опущен в стакан для титрования, но
не соприкасался с поверхностью титруемого раствора.
4.Включите мешалку и дайте раствору хорошо перемешаться. Следите за тем, чтобы
при вращении мешалка не задевала электроды и не разбрызгивала раствор. На
потенциометре измерьте начальное значение ЭДС.
5.Сначала проведите ориентировочное
титрование
для нахождения объема
титранта, приблизительно отвечающего конечной точке титрования. Для этой цели из
бюретки прибавляйте по 1 мл титранта, после каждой порции измеряйте ЭДС. Отсчет
проводите только после достижения постоянного значения потенциала (Е, мВ). Изменения
Е должны быть < 2-3 мВ в течение 1 мин. Титрование продолжайте до тех пор, пока
изменение потенциала не достигнет своего максимального значения, а при дальнейшем
прибавлении новых порций раствора титранта постепенно не уменьшится до малой
величины. Результаты ориентировочного титрования занесите в табл. 13.
6.Затем приступайте к точному титрованию в области скачка потенциала. Для
этого тщательно промойте мешалку, электроды и стакан для титрования, отберите новую
аликвоту анализируемого раствора. Повторите описанные выше операции (см. п. 1-4).
Титрант прибавьте в объеме на 1 мл меньше (Vi), чем это соответствует значению КТТ,
найденному при ориентировочном титровании. После достижения постоянного значения
Е титрование продолжите по каплям для нахождения КТТ при минимально возможном
прибавляемом объеме титранта. Число капель диктуется величиной ожидаемого скачка
потенциала: чем он больше, тем меньшими порциями титранта можно титровать (min - 1
капля). Данные титрования занесите в табл. 14, выражая объем титранта числом капель.
После достижения скачка потенциала, убедитесь в уменьшении и малом изменении АЕ
при дальнейшем титровании по каплям. Отметьте общий объем затраченного титранта
(V ).
2
Объем раствора
титранта V, мл
0
1
2
И т.д.
Е, мВ
АЕ, мВ
Объем раствора
титранта V, мл
Vi
2к
4к
Е, мВ
АЕ, мВ
Таблица 14
v
2
7. Постройте кривую титрования анализируемого раствора (виды кривых см. ниже).
8. Определите VKTT расчетным и графическим способами и рассчитайте
концентрацию анализируемого раствора.
Способы обнаружения КТТ
Существуют расчетный, расчетно-графический и графический способы обнаружения
КТТ.
Расчетный способ. Объем раствора титранта, точно отвечающего КТТ можно
рассчитать по формулам:
• V K T T = V I + [(m + n / 2) • V ] , где m - число капель, прибавленных до скачка
потенциала; п - число капель, составляющее порцию раствора титранта, вызвавшую
скачек АЕ; V i - объем титранта на 1 мл меньший, чем это соответствует значению
КТТ, найденному при ориентировочном титровании; V - объем одной капли титранта,
найденный по формуле: Vu = (V2 — Vi) /N, где N - прибавленное число капель; V2 общий объем затраченного титранта.
Расчетно-графический
способ. Постройте дифференциальную кривую титрования
dE/dV = f(V ) компьютерным способом и по полученным данным рассчитайте КТТ с
применением формулы:
• V K T T = V I + {(V2 - Vi) • [Ai / (Ai - A )]}, где V i - объем прибавленного титранта,
соответствующий последнему измерению до КТТ; V2 - объем прибавленного
титранта, соответствующий первому измерению после КТТ; Aj = А(АЕ / AVi);
А2 = А(АЕ / AV2) — используются данные сводной таблицы для построения
логарифмической кривой титрования (первая производная).
Графический способ. Он заключается в построении одной из кривых титрования:
• Интегральная кривая Е (рН) = f(V ). Точка перегиба на кривой отвечает КТТ, которая
может совпадать или не совпадать с ТЭ. Для нахождения точки перегиба проводят две
параллельные касательные к пологим верхней и нижней частям кривой. Затем их
соединяют прямой таким образом, чтобы точка пересечения ее с кривой титрования
делила эту прямую на две равные части. Точка пересечения перпендикуляра,
опущенного из этой точки, с осью абсцисс дает объем титранта, отвечающий КТТ.
• Дифференциальная
кривая первой производной dE/dV = f(V ).
Кривая имеет
пикообразную форму, максимум которой соответствует КТТ. Перпендикуляр,
опущенный из точки пересечения двух восходящих ветвей кривой на ось абсцисс,
показывает объем титранта, затраченный на завершение реакции.
K
K
m
2
m
m
•
•
Дифференциальная кривая второй производной d E/dV = f(V ). Для нахождения КТТ
соединяют концы обеих ветвей кривой, которые находятся по разные стороны оси
абсцисс. Точка пересечения полученной кривой с осью абсцисс дает объем титранта,
отвечающий КТТ.
Кривая титрования по методу Грана AV/AE = f(V ). Положению ТЭ отвечает точка
пересечения прямых с осью абсцисс, это и есть КТТ.
m
m
1. Кислотно-основное
титрование
Стандартизация раствора щелочи
Ход работы
1.Приготовление рабочего раствора метода алкалиметрии. Приготовьте 0,5 л
0,1N раствора щелочи путем разбавления уже имеющегося более концентрированного
раствора.
2 Приготовление
первичного
стандарта
(установочного
вещества)
метода
алкалиметрии. Приготовьте 50 мл 0,1N раствора щавелевой кислоты по алгоритму
приготовления стандартного раствора.
3 .Стандартизациярабочего раствора метода алкалиметрии
3.1.Отберите в стакан для титрования емкостью 100-150 мл аликвотную порцию
стандартного раствора Н С204»2Н 0, равную 10 мл и добавьте 30-40 мл
дистиллированной воды. Стакан с раствором поместите в центре магнитной мешалки.
3.2.В стакан погрузите стержень магнитной мешалки и опустите индикаторный
электрод (стеклянный) и электрод сравнения (хлорид-серебряный), предварительно
вымытые дистиллированной водой и просушенные фильтровальной бумагой. Электроды
центрируйте, они должны быть полностью погружены в титруемый раствор, но не
касаться дна и стенок стакана.
3.3.Бюретку, подготовленную к работе, заполните раствором титранта (щелочи).
Уровень раствора установите на нулевом делении бюретки (носик должен быть заполнен).
Бюретку закрепите в штативе так, чтобы кончик бюретки был опущен в стакан для
титрования, но не соприкасался с поверхностью титруемого раствора.
3.4.Включите мешалку. Если нужно, добавьте в стакан некоторое количество
дистиллированной воды и дайте раствору хорошо перемешаться. Следите за тем, чтобы
при вращении мешалка не задевала электроды и не разбрызгивала раствор. На иономере
измерьте начальное значение рН.
3.5.Сначала проведите ориентировочное титрование для нахождения объема
щелочи, приблизительно отвечающего конечной точке титрования. Для этой цели из
бюретки прибавляйте по 1 мл титранта, после каждой порции измеряйте Е (рН). Отсчет
проводите только после достижения постоянного значения Е (рН). Изменения Е должны
быть < 2-3 мВ в течение 1 мин. Титрование продолжайте до тех пор, пока изменение Е
(рН) не достигнет своего максимального значения, а при дальнейшем прибавлении новых
порций раствора титранта постепенно не уменьшится до малой величины. Результаты
ориентировочного титрования занесите в табл. (образец - см. табл. 13).
3.6.Затем приступайте к точному титрованию в области скачка рН. Для этого
тщательно промойте мешалку, электроды и стакан для титрования, отберите новую
аликвоту первичного стандарта. Повторите описанные выше операции. Титрант прибавьте
в объеме на 1 мл меньше (Vi), чем это соответствует значению КТТ, найденному при
ориентировочном титровании. После достижения постоянного значения рН титрование
продолжите по каплям для нахождения КТТ при минимально возможном прибавляемом
объеме титранта. Число капель диктуется величиной ожидаемого скачка потенциала: чем
он больше, тем меньшими порциями титранта можно титровать (min - 1 капля). Данные
титрования занесите в табл. (образец - см. табл. 14), выражая объем титранта числом
капель. После достижения скачка рН, убедитесь в уменьшении и малом изменении АрН
2
2
при дальнейшем титровании по каплям. Отметьте общий объем затраченного титранта
(V ).
3.7. Постройте кривую титрования стандартного раствора установочного вещества
раствором щелочи pH=/(V).
3.8. Определите VKTT расчетным и графическим способами, напишите уравнение
реакции и рассчитайте величину CN титранта.
2
Потенциометри песков определение кислотности воды
Сущность:
Кислотность воды обусловлена содержанием в ней веществ,
реагирующих
с
гидроксид-ионами.
Она
определяется
количеством
щелочи,
израсходованной на нейтрализацию раствора.
1. Приготовление рабочего раствора (титранта) щелочи: Приготовьте 0 , 1 0 0 0 М раствор
NaOH из фиксанала. Как это сделать?
Ход работы:
1.Заполните бюретку титрантом (0,1 О М раствором NaOH). Не забудьте заполнить
носик бюретки. Закройте бюретку сверху трубкой с натронной известью для
предотвращения поглощения титрантом СО2
2.В чистый стакан для титрования емкостью 150 мл внесите пипеткой аликвоту
исследуемого раствора, равную 10,0 мл и разбавьте Н2О до 6 0 - 7 0 мл. Стакан с раствором
поместите в центре магнитной мешалки. В полученный раствор погрузите стержень
магнитной мешалки, индикаторный электрод (стеклянный) и электрод сравнения (хлоридсеребряный).
3.Проведите ориентировочное титрование (как описано выше) для нахождения
объема 0, Ю М раствора NaOH, приблизительно отвечающего конечной точке титрования.
Для этой цели из бюретки прибавляйте по 1 мл титранта, фиксируя после каждой порции
изменение А Е раствора. Результаты занесите в таблицу (образец - см. табл. 13).
4.Выполните точное титрование новой аликвоты анализируемого раствора в тех же
условиях, прибавляя титрант равными порциями по 1-2 капли в области КТТ. Полученные
данные занесите в таблицу (образец - см. табл. 14).
5. Найдите точный объем раствора титранта, отвечающий КТТ (расчетными и
графическими способами).
6. Рассчитайте концентрацию протонов в анализируемом растворе по закону
эквивалентов. Определите рН анализируемого раствора.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 13-14. КОМБИНИРОВАННЫЕ
МЕТОДЫ АНАЛИЗА (8 часов)
Отделение ионов поливалентных металлов при количественном
определении
нитрат-ионов
Ход работы
1. Подготовка к работе катионита и колонки
1.1 Подготовка катионита. Сухой катионит (КУ-2) замочите в стакане 2М NaCl на
сутки для набухания. Слейте раствор декантацией и замочите смолу 1М NaOH на 3-4 часа.
Слейте щелочь и промойте катионит новыми порциями щелочи до исчезновения окраски
сливаемой промывной жидкости.
1.2.Регенерация катионита. Перенесите катионит в колонку и пропустите через
него ~ 40 мл 4М НС1 до отрицательной реакции на Fe (Ш) и другие катионы. Промойте
смолу дистиллированной водой до нейтральной реакции среды (тест по м/о).
2.Отделение катионов поливалентных металлов. 1 мл анализируемого раствора
перенесите в мерную колбу на 50 мл и доведите до метки дистиллированной водой. 10 мл
этого раствора внесите в подготовленную колонку. Вытекающий элюат соберите в стакан
на 100 мл. Промойте колонку дистиллированной водой (-60-70 мл), сделайте проверку
последних порций на полноту отмывки по м/о. Основной элюат и промывные воды
количественно перенесите в мерную колбу на 100 мл, доведите до метки водой.
3. Определение нитрат-ионов
3.1.Определение фотометрическим методом. Предложите методику как.
3.2. Определение методом прямой потенциометрии. Предложите методику как.
3.3.Определение методом косвенной потенциометрии. Предложите методику как.