ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ОПТИЧНИХ МЕТОДІВ АНАЛІЗУ

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни«ТЕХНІЧНИЙ АНАЛІЗ, СТАНДАРТИЗАЦІЯ І СЕРТИФІКАЦІЯ НЕОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН»

на тему:

Методи фотометрії у технічному аналізі неорганічних речовин

Керівник                                                                         Виконавець

Студент групи ХН-01

__________/ст. викл. Обушенко Т.І./               __________/Зінченко Г.Ю./

              ^{підпис                              посада, прізвище                                              підпис                прізвище}            

Допущено до захисту з рейтингом _______ балів

Результат захисту _______ балів

Рейтинг кредитного модуля ________ балів      

Оцінка ____________     _______                    

       традиційна           ECTS            

Комісія:               ______________ ст. викл. Обушенко Т.І.

                                                                         _____________    ________________

^{підпис                              посада, прізвище}

Київ 2012

Хіміко-технологічний факультет НТУУ „КПІ”

Кафедра технології неорганічних речовин та загальної хімічної технології

ЗАВДАННЯ

На курсову роботу

студенту  ____________________________________________

^{(прізвище, ім’я, по батькові)}

1. Тема роботи  ______________________________________

____________________________________________________

2. Термін здачістудентом закінченої роботи “ 15 ” 05 2012р.

3. Вихідні дані до роботи ______________________________

____________________________________________________

4. Перелік питань, які мають бути розроблені:

4.1 Теоретичні основи фотометричного аналізу_____________

4.2  Фотометричний аналіз у технології неорганічних речовин_

4.3 Експериментальні дослідження _______________________

____________________________________________________

4.4 Статистична обробка експериментальних даних__________

____________________________________________________

5. Дата видачі завдання “ 1 ” березня 2012 р.

Керівник курсової роботи   _____________  Т.І. Обушенко

                                                                                 ^{(підпис)             (ініціали, прізвище)}

Завдання прийняв до виконання  _________ Г.Ю. Зінченко

ЗМІСТ

Стор.

ВСТУП.. 8

1 Теоретичні основи оптичних методів аналізу.. 11

1.1 Ретроспективний аналіз розвитку оптичних методів аналізу. 11

1.2 Фотометричний метод. 15

1.2.1 Основні види фотометричного методу аналізу. 28

1.3 Нефелометричний та турбідиметричний методи. 30

1.4 Рефрактометричнй метод. 33

1.5 Поляриметричний метод. 39

1.6 Люмінесцентний метод. 44

2 Стандартні методики проведення оптичних методів аналізу у ХТНР. 64

2.1 Визначення показника заломлення. 64

2.1.1 Визначення вмісту цукру в харчових продуктах (соках, напоях) 66

2.2 Колориметрія та фотометрія в аналізі неорганічних речовин. 67

2.2.1 Методика фотометричного визначення мангану. 68

2.2.2 Методика фотометричного визначення міді 69

2.2.3 Методика фотометричного визначення нікелю.. 70

2.2.4 Методика фотометричного визначення кобальту. 71

2.2.5 Методика фотометричного визначення хрому. 72

2.2.6 Методика фотометричного визначення фосфору. 73

2.3 Візуальний аналіз. 75

2.4 Фотометричне визначення дихромат- і перманганат-іонів при їх сумісній присутності в розчині 76

2.5 Визначення концентрації фосфат-іонів. 78

3 Експериментальна частина.. 82

3.1 Методика фотометричного визначення заліза. 82

3.2 Матеріали та обладнання. 83

3.3 Порядок виконання аналізу. 83

3.4 Проведення аналізу. 84

4 Статистична обробка експериментальних даних.. 86

4.1 Визначення статистичних критерій. 86

висновки.. 88

Список використаної літератури. 90

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка: 90 ст., 26 рис., 3 табл., 5 посилань.

Об’єкт дослідження – оптичні методи аналізу, суть яких полягає у вивченні співвідношення між складом і властивостями хімічних рівноважних систем.

Мета роботи полягає в ознайомленні з теоретичними основами оптичних методів аналізу, освоєнні методики проведення фотометрії, набутті практичних навичок застосування колориметрії для аналізу хімічних речовин.

Метод дослідження – експериментальний, що включає дослідження різних хімічних систем та співставлення оптичних характеристик з їх властивостями. Результати відповідних досліджень виражається в діаграмах «склад – властивості»

ОПТИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ, ФОТОМЕТРІЯ, ЛЮМІНЕСЦЕНЦІЯ, РЕФРАКТОМЕТРІЯ, ПОЛЯРИМЕТРИЧНИЙ МЕТОД, СПЕКТРОСКОП, ЕЛЕКТРОМАГНІТНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ, ОПТИЧНА ГУСТИНА, НЕФЕЛОМЕТРИЧНИЙ ТА ТУРБІДИМЕТРИЧНИЙ МЕТОДИ.

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка: 90 ст., 26 рис., 3 табл., 5 ссылок.

Объект исследования – оптические методы анализа, сущность которых заключается в изучении соотношений между составом и свойствами химических равновесных систем.

Цель работы заключаяется в ознакомлении с теоретическими основами оптических методов анализа, освоении методики проведения фотометрии, приобретения практических навыков применения колометрии для анализа химических веществ.

Метод исследования – експериментальный, который включает в себя исследование различных химических систем и соотношения их оптических характеристик со свойствами. Результаты соответствующих исследований выражаются в диаграммах «состав – свойство»

ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА, ФОТОМЕТРИЯ, ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ РЕФРАКТОМЕТРИЯ, ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД, СПЕКТРОСКОП, ЕЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, ОПТИЧЕСКАЯ ПЛОТНОСТЬ, НЕФЕЛОМЕТРИЧЕСКИЙ И ТУРБИДИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОДЫ.

ABSTRACT

Explanatory note: 90 p., 26 figures, 3 tables, 5 references.

The research object is an optical methods of analysis, the main point of studying the correlation between the composition and the characteristics of the chemical  equilibrial systems.

The purpose of the work consists in the insight with the theoretical basis of the optical methods of analysis, to cope with the methods of conducting the photometry, to get the practical skills in utilization of the colorimetry for the analysis of the chemical substance. 

The investigation – experimental, which consist of the researches of the different chemical systems and their correlation with their properties. The result of the appropriate researches is shown in the diagrams “composition - properties”.

OPTICAL METHODS OF ANALYSIS, PHOTOMETRY, LUMINESCENCE, REFRACTOMETRY, POLARIMETRIC METHOD, SPECTROSCOPE, ELECTROMAGNETIC EMISSION, OPTICAL DENSITY, NEPHELOMETRIC AND TURBIDIMETRIC METHODS.

 ВСТУП

Суть фізико-хімічного аналізу, створеного на основі праць Д. І. Менделєєва, Я. Р. Ван-Гоффа, Н. С. Курнакова та інших учених, полягає у вивченні співвідношень між складом і властивостями хімічних рівноважних систем. Результати подібних досліджень виражаються в діаграмах «склад – властивість». Дослідження цих діаграм дає можливість виявити утворення нових стійких і нестійких хімічних сполук між досліджуваними компонентами, вивчити вплив окремих компонентів на властивості всієї системи. Окремим випадком фізико-хімічного аналізу є використання різних властивостей складних систем для визначення їх складу.

В більшості випадків залежність властивостей від складу дуже складна. Часто одна і та ж властивість відповідає різним значенням складу, тобто властивість виявляється багатозначною функцією складу, що затруднює використання його для аналітичних цілей. Тому для прямих фізико-хімічних методів, коли склад визначається як функція властивості, використовують тільки ті ділянки повної діаграми «склад − властивість», на яких склад однозначно визначає властивість. У практику аналітичної хімії широко увійшли і непрямі фізико-хімічні методи, в яких та або інша властивість використовується як індикатор для встановлення точки еквівалентності титрування.

Широке розповсюдження фізико-хімічних методів аналізу, в першу чергу, пов'язане з тим, що ці методи володіють значно більшою чутливістю в порівнянні з хімічними методами. Якщо звичайними хімічними методами можна визначити концентрацію речовини порядку 10^-5 моль/дм³, то для деяких фізико-хімічних методів визначуваний мінімум менше приблизно на п'ять порядків, тобто 10^‑9 − 10^‑10 моль/дм³. У зв'язку з тим, що в практиці аналітичної хімії все більше місце займає визначення слідів речовини, ця перевага фізико-хімічних методів стає особливо актуальною. Іншою перевагою цих методів є їх селективність. Спектральний, полярографічний, мас-спектрометричний та інші методи дозволяють одночасно якісно і кількісно визначати десятки компонентів, що значно прискорює проведення аналізів, а це особливо важливо у виробничих умовах. Для аналізів малих наважок і визначення слідових кількостей домішок ці методи виявляються незамінними.

Фізико-хімічні методи в даний час широко використовуються для аналізів напівпровідникових матеріалів, матеріалів атомної промисловості, визначення слідових кількостей засобів захисту рослин, визначення забрудненості повітря, води і у ряді інших областей.

Залежно від використовуваних властивостей розрізняють наступні групи фізико-хімічних методів, детальна характеристика яких буде дана у відповідних розділах.

Оптичні методи, засновані на дослідженні оптичних властивостей аналізованих систем:

· Фотометричні методи

· Рефрактометричний метод

· Поляриметричний метод

· Люмінесцентний метод

· Спектральний метод

Електрохімічні методи, засновані на дослідженні електрохімічних властивостей аналізованих систем:

· Електроаналіз

· Кондуктометричний метод

· Потенціометричні методи

· Полярографічні методи

Методи аналізу, засновані на дослідженні інших властивостей аналізованих систем:

· Мас-спектрометричний метод

· Термометричні методи

· Радіохімічний аналіз

· Метод електронного парамагнітного резонансу

· Метод ядерного магнітного резонансу

· Аналіз за теплопровідністю

З фізико-хімічних методів розділення слід зазначити: екстракцію, іонний обмін, хроматографію, діаліз, електрофорез та інші. Найбільш важливими з них є:

· Екстракція

· Іонний обмін

· Хроматографія

Застосування фізико-хімічних методів аналізу дає можливість у виробничих умовах проводити автоматичний контроль процесів і їх автоматичне регулювання. Автоматичний контроль виробництва забезпечує безперервне спостереження за виробничим процесом і автоматичний запис результатів спостережень.

Метою роботи є ознайомлення з теоретичними основами оптичних методів аналізу, освоєння методики проведення фотометрії, набуття практичних навичок застосування колориметрії для аналізу хімічних речовин.

ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ОПТИЧНИХ МЕТОДІВ АНАЛІЗУ