Колориметричне визначення масової концентрації міді з диетилдитіокарбаматом натрію

Суть методу. Метод заснований на взаємодії іонів двовалентної міді з диетилдитіокарбаматом натрію в слабкооаміачному розчині з утворенням диетилдитіокарбамату міді, забарвленого в жовто-коричневий колір. У розведених розчинах диетилдитіокарбамат міді утворює колоїдні розчини, для більшої стійкості яких додають розчин крохмалю. Для усунення заважаючого впливу заліза і жорсткості води додають розчин сегнетової солі.

Апаратура.

Фотоелектроколориметр різних марок. Кювети з товщиною шару 50 мм. Баня піщана.

Реактиви.

Вода дистильована, що не містить міді, перегнана двічі на скляному приладі, використовується для приготування розчинів і розбавлення проб води.

Приготування 0,1 %-ого розчину диетилдитіокарбамату натрію. 1 г диетилдитіокарбамату натрію розчиняють у невеликій кількості дистильованої води, фільтрують і доводять об'єм розчину до 1 дм³ дистильованою водою. Зберігають у склянці з темного скла в темному місці.

Приготування водного розчину аміаку. Розчин готують розведенням 25 %-ого розчину аміаку дистильованою водою у співвідношенні 1 : 4.

Приготування розчину калію−натрію виннокислого (сегнетової солі). 50 г сегнетової солі KNаС₄Н₄О₆∙4Н₂О розчиняють у 50 см дистильованої води.

Приготування основного стандартного розчину сірчанокислої міді. 0,393 г сірчанокислої міді CuSO₄∙5H₂O розчиняють в мірній колбі місткістю 1 дм³ в невеликій кількості дистильованої води, підкисленої 1 см³ сірчаної кислоти, розведеної 1 : 5, і доводять об'єм розчину до мітки дистильованою водою. 1 см³ 2 розчину містить 0,1 мг Cu²⁺. Термін зберігання розчину − 3 міс.

Приготування робочого стандартного розчину сірчанокислої міді. Робочий розчин готують розведенням основного розчину в 10 разів дистильованою водою. 1 см³ розчину містить 0,01 мг Cu²⁺. Застосовують свіжоприготовлений розчин.

Приготування 5 %-ого розчину надсірчанокислого амонію (персульфату). 5 г надсірчанокислого амонію (NH₄)₂S₂O₈ розчиняють у 95 см³ дистильованої води.

Проведення аналізу

Обсяг проби води відібраної із водойму для визначення вмісту міді повинен бути не меншим за 250 см³. Проби води, якщо вони не можуть бути проаналізовані відразу, консервують додаванням 3 см³ концентрованої соляної кислоти на 1 дм³ води. Визначення проводять не пізніше ніж через 3 доби.

При об’ємі досліджуваної води, взятої на аналіз 50 см³ мідь можна визначити в концентрації від 0,02 до 0,5 мг/дм³. При більшому вмісті міді відбирають відповідно менший об'єм води.

У колориметрический циліндр з відміткою на 50 см³ відмірюють 50 см³ досліджуваної води (за масової концентрації міді більш ніж 0,5 мг/дм³ обсяг досліджуваної води зменшують і доводять його дистильованою водою до 50 см³). Якщо вода не була підкислена при відборі проби, то її подкислюют 1 − 2 краплями соляної кислоти, розведеної 1 : 1, потім послідовно додають 1 см³ розчину сегнетової солі, 5 см³ розчину аміаку, 1 см³ розчину крохмалю і 5 см³ розчину диетилдитіокарбамату натрію. Після додавання кожного реактиву здійснюють перемішування. Інтенсивність отриманого забарвлення вимірюють візуально або фотометрично, користуючись шкалою стандартних розчинів.

Для приготування шкали стандартних розчинів відбирають в циліндри Несслера 0,0 ; 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1,0 ; 2,0 і 3,0 см³ робочого стандартного розчину (масова концентрація міді в стандартних розчинах шкали відповідно буде дорівнювати 0,02 ; 0,04 ; 0,1 … 0,6 мг/дм³), розбавляють до 50 см³ дистильованою водою і обробляють так само, як досліджувану пробу. При візуальному визначенні порівняння забарвлення досліджуваного розчину зі шкалою стандартних розчинів здійснюють зверху на білому фоні (розчини шкали стійкі протягом 1 год).

При фотометричному колориметруванні використовують синій світлофільтр (λ = 430 нм) і кювету з товщиною робочого шару 50 мм. З виміряної оптичної густини досліджуваної проби віднімають оптичну густину контрольної проби.

Для побудови калібрувального графіка використовують оптичні густин забарвлених стандартних розчинів, приготовлених для візуального визначення. Із знайдених величин віднімають оптичну густину контрольної проби. Будують графік залежностей оптичної густини від концентрації міді в мг/дм³.

При кольоровості води більш ніж 20° її знебарвлюють шляхом окислення персульфатом амонію; для цього до 50 см³ досліджуваної води додають 2,5 см³ 5 %-ого розчину персульфату амонію і 20 − 30 см³ дистильованої води. Пробу кип'ятять до отримання початкового об'єму (50 см³) і далі проводять визначення, як зазначено вище.

Обробка результатів. Масову концентрацію міді (X) в мг/дм³ обчислюють за формулою

де С − концентрація міді, знайдена за калібрувальним графіком або візуально за шкалою стандартних розчинів, мг/дм³; V − об'єм проби, взятий для визначення, см³.

За остаточний результат аналізу приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, допустимі розбіжності між якими не повинні перевищувати ±25 %. Результат округлюють до другого десяткового знака.

Допустимі розбіжності результатів (А) у відсотках обчислюють за формулою

,

де Р₁ − більший результат із двох паралельних визначень; Р₂ − менший результат із двох паралельних визначень.

Сумарна похибка визначення міді не перевищує ±25 % при довірчій ймовірності 0,95.