Методика фотометричного визначення міді

Мідь відноситься до числа елементів, які володіють хромофорними властивостями. Тому для її визначення використовують метод, оснований на отриманні аміакату міді, забарвленого в інтенсивний синій колір. Склад забарвленого комплексу змінюється в залежності від концентрації аміаку. При значному його надлишку в звичайних умовах колориметричного визначення переважає комплекс [Cu(NH₃)₄]²⁺. Отже, можна зробити важливий практичний висновок – всі досліджувані розчини повинні містити великий, але постійний надлишок аміаку. Забарвлення аміакату міді обумовлена d → d* переходами внаслідок розщеплення основного електронного стану йонів міді в полі лігандів. Молярний коефіцієнт поглинання тетрааміакату міді λ_max= 620 нм рівний ε_max= 1,3·10⁴. Низьке значення ε дозволяє визначати достатньо високі концентрації йонів міді.

Визначенню міді заважають багато елементів, зокрема нікель, залізо, алюміній, манган, плюмбум, вісмут, які утворюють з аміакатом нерозчинні гідроксиди. Їх частіше всього маскують за допомогою комплексоутворювачів.

Матеріали та обладнання:

Стандартний розчин міді (ІІ), 1 мг/см³;

Аміак, 5%-ний розчин;

Мірні колби, піпетки, мірний циліндр;

Аналітичні терези;

Спектрофотометр КФК-2.

Порядок виконання аналізу:

Для побудови градуювального графіка в п’ять мірних колб місткістю 100 см³ перенести стандартний розчин міді з вмістом (мг): 1,0; 2,0; 5,0; 7,0; 10,0 відповідно, та 25 см³ розчину аміаку. Вміст колби довести до мітки і фотометрувати відносно дистильованої води. Після нанесення отриманих даних на графік, його можна використовтуваи для визначення концентрації досліджуваних розчинів. Для цього слід провести аналогічні операції з аліквотою розчину, невідомої концентрації.

Методика фотометричного визначення нікелю

В лужному середовищі в присутності окисника (бром, йод, пероксид водню, персульфат алюмінію) нікель утворює з диметилгліоксимом (Н₂D) розчинний у воді червоно-коричневий комплекс. Встановлено, що в результаті реакції проходить окиснення Ni (II) до Ni (III). Залежно від того, в якому середовищі проводиться реакція (аміаку чи лугу), утворюється два різних комплекса, які відрізняються за своїми спектральними характеристиками. Комплекс, який утворюється в лужному середовищі, характеризується інтенсивною смугою поглинання з λ_max= 470 нм і ε_max= 1,3·10⁴ . Співвідношення Ni : H₂D в комплексі рівне 1:3.

Для аналітичних цілей кращим окисником є йод, так як утворена в його присутності комплексна сполука більш стійка в часі. Крім того, надлишок йоду не окиснює диметилгліоксим, що дозволяє досягнути гарної відтворюваності результатів фотометричного визначення. Визначенню нікелю заважають багато елементів, їх частіше всього маскують тартратами або цитратами.

Матеріали та обладнання:

Стандартний розчин нікелю (ІІ), 0,01 мг/см³;

Йод, 0,05 М розчин;

Диметилгліоксим, 1%-ний розчин в 20%-ному розчині NaOH;

Мірні колби, піпетки, мірний циліндр;

Аналітичні терези;

Спектрофотометр КФК-2.

Порядок виконання аналізу:

Для побудови градуювального графіка в п’ять мірних колб місткістю 100 см³ перенести 40 см³ дистильованої води, стандартний розчин нікелю з вмістом (мг): 0,02; 0,04; 0,05; 0,07; 0,10 відповідно, 1 см³ розчину йоду та 1 см³ розчину диметилгліоксиму. Вміст колби довести до мітки і через 15 хв фотометрувати відносно дистильованої води. За отриманими даними побудувати градуювальний графік для визначення концентрації досліджуваних розчинів. Провести аналогічні операції з аліквотою розчину невідомої концентрації, виміряти його оптичну густину.

Методика фотометричного визначення кобальту

Йони кобальту у водних розчинах реагують з нітрозо-R-сіллю з утворенням забарвленої сполуки Со[C₁₀H₄ONO(NaSO₃)₂]₃. В ході реакції кобальт (ІІ) окиснюється киснем повітря до кобальта (ІІІ). Реакцію проводять в оцтово-ацетатному середовищі при рН приблизно 5,5.

Максимальне світло поглинання забарвленою речовиною відбувається при λ = 415 нм, але при такій довжині хвилі сильно поглинає світло і сам реактив, тому виміри рекомендовано проводити при λ = 520 нм, тоді вплив забарвлення реагенту на забарвлення комплексу мінімальний. При такій довжині хвилі молярний коефіцієнт поглинання рівний 1,5∙10⁴.

З нітрозо-R-сіллю забарвленні комплекси утворюють також мідь, нікель, залізо, але ці сполуки руйнуються при кип’ятінні розчину з азотною (нітратною) кислотою, а сполуки кобальту при цьому не зазнають ніяких змін. Визначенню кобальту заважають ціаніди, багато органічних сполук, відновники, тому перед визначенням треба провести попередню обробку з маскування даних сполук.

Матеріали та обладнання:

Стандартний розчин кобальту (ІІ), 0,01 мг/см³;

Нітрозо-R-сіль, 0,1%-вий водний розчин;

Ацетат натрію, 50%-вий розчин;

Азотна кислота, розведена 1:1;

Мірні колби, піпетки, мірний циліндр;

Аналітичні терези;

Спектрофотометр КФК-2.

Порядок виконання аналізу:

Для побудови градуювального графіка в шість конічних колб місткістю 100 см³ перенести стандартний розчин кобальту з вмістом (мг): 0,01; 0,02; 0,04; 0,05; 0,07; 0,10 відповідно, та 25 см³ дистильованої води. Додати 5 см³ розчину нітрозо-R-солі та 5 см³ розчину ацетату натрію. Кип’ятити 2 хвилини, потім прилити 5 см³ нітратної кислоти і знову кип’ятити 1 хвилину. Розчин охолодити, перенести в мірну колбу місткістю 100 см³, довести до мітки дистильованою водою, перемішати і визначити оптичну густину при λ = 520 нм по відношенню до води. Побудувати градуювальний графік та визначити за ним концентрацію досліджуваних розчинів. Для цього провести аналогічні операції з аліквотою розчину невідомої концентрації.

Методика фотометричного визначення хрому

Дифенілкарбазид в кислому середовищі взаємодіє з хромом (VI) з утворенням розчинної сполуки червоно-фіолетового кольору. В спектрі поглинання продукту реакції інтенсивна смуга поглинання з λ_max= 546 нм і ε_max= 4,2·10⁴ .

Цю фотометричну реакцію вивчали неодноразово, але механізм її до кінця не встановлений. Припускають, що спочатку дихромат-йон окиснює дифенілкарбазид до дифенілкарбазона. Утворені в результаті цієї реакції продукти Cr (III) та дифенілкарбазон далі взаємодіють між собою з утворенням халата катіонного типу невстановленого складу.

Матеріали та обладнання:

Стандартний розчин дихромату калію, С(Сr⁶⁺) = 0,01 мг/см³;

Сульфатна кислота, 3 М розчин;

Дифенілкарбазид, 0,25%-ий водноацетоновий розчин (вода : ацетон 1:1);

Мірні колби, піпетки, мірний циліндр;

Аналітичні терези;

Спектрофотометр КФК-2.

Порядок виконання аналізу:

Для побудови градуювального графіка в п’ять мірних колб місткістю 100 см³ перенести 40 см³ дистильованої води, стандартний розчин дихромату калію з вмістом (мг): 0,01; 0,02; 0,05; 0,07; 0,10 відповідно, 4 см³ розчину сульфатної кислоти та 2 см³ розчину дифенілкарбазиду. Розчини перемішати. Вміст колби довести до мітки і фотометрувати відносно дистильованої води. Після нанесення отриманих даних на графік, використати його для визначення концентрації досліджуваних розчинів. Для цього провести аналогічні операції з аліквотою розчину невідомої концентрації.