Рефрактометрический метод анализа

Задание

определить молярную рефракцию приведенных соединений и сравнить ее с расчетными значениями R_M (из рефракций атомов, связей и групп) – см. приложение I.

 

Номер варианта	Вещество	Показатель преломления, n 20 D	Плотность, d 20 г/см3
	Аллиловый спирт CH2=СНСН2ОН	1,4135	0,8540
	Анилин С6Н5NH2	1,5863	1,0217
	Ацетон СН3СОСН3	1,3591	0,7908
	Бензол С6Н6	1,5011	0,8790
	Бромоформ СНBr3	1,5980	2,8912
	Бутилбромид СН3(СН2)2СН2Br	1,4398	1,299
	Бутиловый спирт СН3(СН2)2СН2ОН	1,3993	0,8098
	Валериановая кислота СН3(СН2)3СООН	1,4085	0,9391
	Триметилуксусная кислота (СН3)3ССООН	1,3931	0,91
	Винилйодид CH2=CHJ	1,5385	2,037
	Гексан СН3(СН2)4СН3	1,3750	0,6548
	Гексиловый спирт СН3(СН2)4СН2ОН	1,4158	0,8136
	Глицерин СН2(ОН)СН(ОН)СН2ОН	1,4729	1,2604
	Дециловый спирт СН3(СН2)8СН2ОН	1,4372	0,8297
	Дибромэтан CH2BrCH2Br	1,5387	2,1792
	1,1-дихлорэтан CH3CHCl2	1,4164	1,1757
	Диэтиловый эфир С2Н5 – О – С2Н5	1,3526	0,7135
	Каприловая кислота СН3(СН2)6СООН	1,4285	0,9088
	Изомасляная кислота (СН3)2СНСООН	1,3930	0,9540
	Трихлорэтилен СНCl = CCl2	1,4773	1,4650
	Этилбензол С6Н5С2Н5	1,4933	0,863
	Изопропилбензол (кумол) С6Н5СН(СН3)2	1,4915	0,862
	Этиленгликоль СН2ОНСН2ОН	1,4319	1,115
	Изоамиловый спирт (СН3)2СНСН2СН2ОН	1,4053	0,809
	Ацетангидрид (СН3СО)2О	1,3904	1,082
	Изопропиловый спирт (СН3)2СНОН	1,3747	0,781
	Бензальдегид С6Н5СНО	1,5428	1,043
	Метилацетат СН3СООСН3	1,3288	0,793
	Моноэтаноламин (коламин) НОСН2СН2NH2	1,4538	1,012
	Циклогексанон (СН2)5С=О	1,4599	0,942

1.2. Вопросы и упражнения

1. Для каких целей применяют рефрактометрический метод анализа? К какой группе методов он относится?

2. В чем сущность рефрактометрического метода анализа? Дайте понятие рефракции.

3. Почему световой луч преломляется на границе раздела двух сред? какой величиной характеризуют способность среды к преломлению и как она зависит от концентрации?

4. Как зависит показатель преломления в рефрактометрии от температуры, давления и длины волны света?

5. Нарисуйте и поясните принципиальную схему рефрактометра, основанную на измерении предельного угла падения света.

6. На чем основан количественный рефрактометрический анализ при использовании удельной рефракции?

7. Покажите на рисунке преломление светового луча при переходе его из среды оптически менее плотной в более плотную.

8. Приведите формулу для расчета молярной рефракции соединения, имеющего двойную или тройную связи. В чем заключается аддитивность рефракции?

9. Что называют абсолютным и относительным показателями преломления в рефрактометрии? Для анализа каких веществ используют этот метод в пищевой промышленности?

10. Покажите на рисунке преломление светового луча при переходе его из среды оптически более плотной в менее плотную. Объясните возникновение границы светотени в рефрактометре.

11. Что такое молярная рефракция, как она связана с поляризацией? Как вычисляется рефракция?

12. Почему рефракция является аддитивной величиной? Как рассчитать значение рефракции вещества по его структурной формуле?

13. На чем основан качественный рефрактометрический анализ? Приведите формулы для расчета молярной рефракции и по рефракции атомов.

14. Как меняется показатель преломления с изменением концентрации? Где используют эту зависимость в рефрактометрии и при анализе каких продуктов?

15. Полное внутреннее отражение света. Предельные углы падения и преломления.

16. На чем основан количественный рефрактометрический анализ при использовании градуировочного графика?

17. Что такое показатель преломления? Каков его физический смысл?

18. На каких свойствах анализируемого вещества основан рефрактометрический метод анализа. Как изменяется показатель преломления с ростом плотности вещества?

19. Приведите формулы для расчета удельной и молярной рефракций и укажите их размерности.

20. Поляризация деформации, электронная и атомная поляризация, поляризация ориентации.

 

2. Фотометрический метод анализа

2.1. Задание

По данным таблицы определить параметр «Х»

Номер варианта	Определяемый ион или вещество	Окрашенное соединение	l, нм	e	Толщина слоя, см	Ток в делениях шкалы	Концентрация	Оптическая плотность
начальный I 0	после поглощения It
1	Сu2+	С дитизоном CuR2 в ССl4			1,0			Х [мг/мл]
	Ni2+	С диметилглиоксимом			5,0			Х [г/л]
	Pb2+	С дитизоном PbR2 в CНCl3			5,0		Х	1,05 мкг/мл
	Ве2+	С алюминоном		Х	2,0	–	–	10 мкг/50 мл	0,338
	Sb3+	C иодидом калия			5,0	Х		0,2 мг/100 мл
	Со2+	С нитрозо-Р-солью			1,0	–	–	2,5 мг/л	Х
	Si	В виде молибденовой сини			2,0	Х		3,55 × 10–6 моль/л
	Fe3+	C фенантролином FeR3		Х	2,0			0,52 мкг/мл
	Al3+	С оксином AlR3			Х	–	–	1,25 × 10–4 моль/л	0,836
	Ge4+	С фенилфлуороном GeR2			5,0			Х [мкг/мл]
	Р	В виде молибденовой сини			2,0	–	–	1 мкг/10 мл	Х
	Тi4+	С перекисью водорода			Х	–	–	2,0 мкг/мл	0,15
	Хинолин	Собственная окраска			2,0	–	–	3 мг/л	Х
(М =129 г/моль)
	In3+	C 8-оксихинолином		Х	5,0			3 × 10–6 моль/л

О к о н ч а н и е т а б л и ц ы

Номер варианта	Определяемый ион или вещество	Окрашенное соединение	l, нм	e	Толщина слоя, см	Ток в делениях шкалы	Концентрация	Оптическая плотность
начальный I 0	после поглощения It
	Азобензол	Собственная окраска			5,0	–	–	Х [мг/мл]	0,356
(М = 182 г/моль)
	Au3+	С родамином В			2,0	–	–	Х [мг/мл]	0,618
	Fe3+	C NH4SCN		Х	2,0	–	–	2 мкг/мл	0,42
	Cu2+	С аммиаком		Х	1,0			137 мкг/мл	–
19	Bi3+	С дитизоном			Х	–	–	1,1 мкг/мл	0,335
	MnO4-	Собственная окраска			1,0	–	–	1,5 мг/100 мл	Х
	Mg2+	С эриохромом черным Т			Х	–	–	10 мкг/25 мл	0,382
	Cr2O72-	Собственная окраска			5,0		Х	1,64×10-2 г/л	–
	Sc3+	C ализарином С			Х			0,733 мкг/л	–
	Bi3+	C ксиленоловым оранжевым		Х	1,0	–	–	6,27 мкг/мл	0,33
	Sb3+	С родамином В			1,0	Х		0,317 мкг/мл	–

 

2.2. Задание

 

По данным таблицы определить концентрацию исследуемого объекта.

 

Номер варианта	Определяемый ион	Окрашенное соединение	Начальный ток, I 0, мкА	Стандартный раствор	Исследуемый раствор
Концентрация	Толщина слоя, см	Ток, It, мкА	Концентрация	Толщина слоя, см	Ток, It, мкА
	Fe3+	С сульфосалициловой кислотой		0,057 мг Fe в 50 мл раствора	5,0		Fe (в мг/мл)	5,0	51,4
2	Антрацен (М = 178,2 г/моль)	Собственное окрашивание		Раствор антрацена 35 мг/л	1,0	77,4	Антрацена (в г/л)	1,0	80,4
	Тi4+	С Н2О2		2,5 мг Тi в 250 мл раствора	2,0	50,1	TiO2 (в %) в сплаве, навеска 0,1 г в 250 мл	1,0	66,6
	Bi3+	С KI		Раствор Bi(III) 10 мг/л	1,0	73,4	Bi (в %) в руде, навеска 0,1 г в 100 мл	1,0
	Sb3+	С KI		Раствор Sb(III) 10–4 М	1,0	67,7	Sb(III) (в %) в никелевых сплавах, навеска 0,1 г в 100 мл	2,0	79,8
	Mg2+	С эриохром черным		0,1 г MgCl2 в 250 мл раствора	2,0		Mg (в %) в минерале при навеске 0,2 г в 50 мл раствора	3,0
	Cr2O72-	Собственная окраска		0,027 н. раствор K2Cr2O7	1,0	83,4	Сr (в мг/мл)	1,0	75,2
	МоО42-	С дитиолом		0,1 г стали с 0,75% Мо в 25 мл раствора	5,0	64,8	Мо (в %) в стали, навеска 0,2 г в 25 мл	2,0	59,6

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы

Номер варианта	Определяемый ион	Окрашенное соединение	Начальный ток, I 0, мкА	Стандартный раствор	Исследуемый раствор
Концентрация	Толщина слоя, см	Ток, It, мкА	Концентрация	Толщина слоя, см	Ток, It, мкА
	Ni2+	С диметил­глиоксимом		0,25 г NiSO4.6Н2О в 1 л раствора	1,0	52,2	Ni (в мг/мл)	5,0	73,4
	Pb2+	С дитизоном		2,5 мг PbO в 100 мл раствора	5,0	74,8	Pb (в мг / мл)	5,0	92,6
11	Sb3+	C метилфио­летовым		2,56 мг Sb в 50 мл раствора	0,5	82,3	Sb2O3 (в %) в руде, навеска 0,5 г в 100 мл	2,5	74,6
	Fe3+	С КSCN		0,00186 М раствор FеCl3	1,0	54,6	Fe (в мкг/мл)	5,0	83,4
	Сu2+	С аммиаком		0,005 М раствор CuSO4	1,0	85,8	Cu (в мкг/мл)	1,0	93,5
	MnO4-	Собственная окраска		0,0025 М раствор KMnO4	1,0	62,5	Mn (в %) в стали при навеске 0,5 г в 50 мл	1,0	55,5
	Сu2+	С аммиаком		0,1 г сплава, содержащий 5,26 % Сu, в 100 мл раствора	2,5	51,4	Cu (в %) в сплаве при навеске 0,2 г в 250 мл раствора	5,0	63,2
	Со2+	С нитрозо-Р-солью		Раствор Со(II) 0,5 мкг/мл	2,0	75,3	Со (в %) в руде при навеске 0,1 г в 250 мл	1,0	67,5

 

 

О к о н ч а н и е т а б л и ц ы

Номер варианта	Определяемый ион	Окрашенное соединение	Начальный ток, I 0, мкА	Стандартный раствор	Исследуемый раствор
Концентрация	Толщина слоя, см	Ток, It, мкА	Концентрация	Толщина слоя, см	Ток, It, мкА
	Ge4+	С фенилфлуороном		Раствор Ge(IV) 1 мкг/мл	1,0		GeO2 (в %) в руде, навеска 0,5 г/л	2,0	108,7
	MnO4-	Собственное окрашивание		0,001М раствор KMnO4	1,0	114,1	Mn (в %) в руде при навеске 0,5 г в 100 мл	1,0	62,3
19	Ве2+	С ацетилацетоном в хлороформе		0,2 мкг Ве(II) в 50 мл раствора	2,0	93,7	Ве (в %) при навеске 1 г в 50 мл раствора	5,0	94,3
	Ti(IV)	С хромотроповой кислотой		Раствор Тi(IV) 0,45 мкг/мл	5,0		Ti (в мг/мл)	2,0	104,1
	Sn(II)	С фенилфлуороном		Раствор Sn(II) 0,12 мг в 250 мл	1,0	71,5	Sn(II) (в мкг/мл)	1,0	80,8
	Pd(II)	С нитрозо-Р-солью		Раствор Pd(II) 2,66 мг/л	1,0		Pd (в %) в сплаве при навеске 1 г в 100 мл	1,0
	In(III)	C дитизоном		Раствор In(III) 57,5 мкг в 50 мл	1,0	40,8	In (в %) в руде при навеске 0,25 г в 0,5 л	2,0
	Ni(II)	С диметилглиоксимом		1 мг Ni в 250 мл	2,0	78,9	Ni (в %) в стали при навеске 0,5 г в 250 мл	1,0
	Bi(III)	C KI		Раствор Bi(III) 5 мг/л	2,0	73,4	Bi(III) в г/л	2,0

 

2.3. Вопросы и упражнения

1. в чем сущность фотометрического метода анализа?

2. Привести уравнение, связывающее коэффициент пропускания Т и оптическую плотность А.

3. Коэффициент пропускания Т растворов с различными концентрациями вещества В равен: а) 78,5 %; б) 57,0 %; в) 27,8 %. Какова оптическая плотность этих растворов?

4. Определить оптическую плотность растворов, коэффициент пропускания которых: а) 0,087; б) 0,415; в) 0,268.

5. Как изменится оптическая плотность и пропускание раствора KMnO₄, если его концентрация уменьшится в 2 раза?

6. Как изменится оптическая плотность и пропускание раствора при увеличении толщины светопоглощающего слоя?

7. Будет ли сохраняться линейная зависимость оптической плотности А от концентрации с если:

а) состав анализируемого раствора с разбавлением не изменяется;

б) при разбавлении раствора изменяется состояние определяемого вещества;

в) при разбавлении раствора происходит диссоциация определяемого вещества, например: Fe(SCN)₃<=> Fe(SCN)₂⁺ + SCN^–;

г) с изменением кислотности раствора происходит сдвиг равновесия, например: 2 CrO₄^2– + 2H⁺ ó Cr₂O₇^2– + H₂O?

8. Какие факторы влияют на молярный коэффициент поглощения e? Физический смысл e.

9. В каких координатах можно представить спектр поглощения?

10. Какие из указанных соединений – Na₂CO_3, CuSO₄, NaCl, H₂SO₄, KMnO₄ - поглощают свет в видимой области спектра?

11. В каком случае вода не может быть использована в качестве раствора сравнения при измерении светопоглощения?

12. Как можно рассчитать минимальную, оптимальную и максимальную концентрации определяемого вещества в исследуемом растворе при известном значении e?

13. Каковы причины отклонения от закона Бугера-Ламберта–Бера?

14. Как проводится выбор оптимальных условий фотометрических определений: а) длины волны; б) толщины светопоглощающего слоя (кюветы); в) концентрации?

15. Какой из методов фотометрического анализа следует выбрать, если главным требованием к анализу элемента является: а) быстрота выполнения анализа; б) высокая точность при оптимальном содержании элемента; в) учет влияния фона (третьих компонентов)?

16. Какой из методов фотометрического анализа следует выбрать, если главным требованием к анализу элемента является высокая точность при интенсивной окраске раствора: а) метод добавок; в) метод градуировочного графика; в) метод дифференциальной фотометрии?

17. В каком случае в фотометрическом анализе используется свойство аддитивности оптической плотности?

18. Каким образом выполняется фотометрическое определение смеси двух окрашенных веществ, если спектры поглощения определяемых компонентов: а) не накладываются друг на друга; б) частично накладываются друг на друга; в) накладываются друг на друга на протяжении всей исследуемой области спектра?

19. Какой из приведенных графиков отвечает закону Бугера – Ламберта – Бера?

 

 

20. Как зависит оптическая плотность раствора от его рН: а) уменьшается с увеличением рН; б) характер изменения зависит от природы окрашенного раствора; в) сначала увеличивается, потом уменьшается; г) не зависит от рН.

3. Поляриметрический метод анализа

Задание

 

Определить недостающий параметр «Х» уравнения a⁰ = [a] × C × l
a – градусы, С – г/мл, l – см

 

Номер варианта	Вещество	[a]	l, см	С	a0
	a-Аспарагиновая кислота	– 25,5		Х (г/ 100 мл)	– 0,45
	Бромянтарная кислота (М = 198 г/моль)	+ 41,9		Х (моль/л)	+ 2,3
	Стрихнин в спирте	Х		0,45 г/100 мл	– 1,17

О к о н ч а н и е т а б л и ц ы

Номер варианта	Вещество	[a]	l, см	С	a0
	Стрихнин в спирте	– 104		Х (г/л)	– 1,56
	D-Винная кислота (М = 150,9 г/моль)	+ 11,98		0,55 моль/л	Х
	Хинин (М = 192,2 г/моль)	Х		0,017 моль/л	– 1,90
	L-Борнеол в спирте	– 37,7		Х (г/ 100 мл)	– 1,25
	L-Аланин	+ 2	Х	1,55 г/100 мл	2,8 мин
	D-Инозит (М = 180,16 г/моль)	+ 65		0,175 моль/л	Х (мин)
	L-Морфин	Х		0,45 г/30 мл	– 4,95
	D-Глюкоза	+ 53,7		3,4 г/25 мл	Х
	Яблочная кислота	+ 2,3		55,5 г/50 мл	Х
	Аргинин (М = 174,2 г/моль)	+ 11,37		Х (моль/л)	+ 0,4
	Аскорбиновая кислота	+ 23,0		0,5 г/100 мл	Х
	Глутамин	+ 6,1		3,6 г/100 мл	Х
	Изолейцин (М = 131,18 г/моль)	+ 14,2		Х (моль/л)	+ 0,23
	Камфора	+ 41,4		1 г/100 мл	Х
	D-Маннит	– 0,49		2,3 г/100 мл	Х (мин)
	Молочная кислота	+ 2,67		Х (г/100 мл)	+ 0,13
	Рибоза (М = 150,14 г/моль)	– 23,7		Х (моль/л)	– 0,6

 

 

4. Потенциометрический метод анализа

 

4.1. Задание

 

Вычислить потенциал измеряемого электрода относительно электрода сравнения при следующих условиях (Т = 298 К). Обозначьте гальванический элемент. Напишите уравнения электродных реакций. Величины Е ⁰ см. в приложении 2. Концентрация, участвующих в реакциях, Н⁺ и ОН^– равна 1 моль/л.

 

Номер варианта	Электроды	Объем раствора, мл	Растворенные вещества и их количество	Электрод сравнения
	Медный		CuSO4, 16 г	Водородный
	Цинковый		ZnSO4, 0,1 моль×экв	Каломельный (0,1 н. КСl)
	Никелевый		NiCl2, 0,5 моль×экв	Насыщенный каломельный

О к о н ч а н и е т а б л и ц ы

Номер варианта	Электроды	Объем раствора, мл	Растворенные вещества и их количество	Электрод сравнения
	Алюминиевый		AlCl3, 27 г	Насыщенный каломельный
	Серебряный		AgNO3, 0,2 моль-экв	Каломельный (1 н. КСl)
	Кадмиевый		Cd(NO3)2, 18,8 г	Водородный
	Железный		FeSO4.7H2O, 20,5 г	Каломельный (0,1 н. КСl)
	Кобальтовый		CoCl2, 0,15 моль-экв	Хлорсеребряный (1 н. KCl)
	Свинцовый		Pb(NO3)2, 0,12 моль-экв	Хлорсеребряный насыщенный
	Оловянный		SnCl2, 38 г	Водородный
	Платиновый		FeCl2 – 12 г, FeCl3 – 16 г	Каломельный (1 н. КСl)
	- // -		CoCl2 – 0,02 моль СоСl3 – 4 г	Хлорсеребряный (насыщ. KCl)
	- // -		KMnO4 – 0,1 моль; K2MnO4 – 0,5 моль	Каломельный (0,1 н. КСl)
	- // -		KMnO4 – 0,02 н.; MnSO4 – 0,1 н.	Хлорсеребряный (1 н. KCl)
	- // -		SnCl2 – 5 г; SnCl4 – 12 г	Каломельный насыщенный
	- // -		KNO3 – 0,01 моль; KNO2 – 4,5 г	Хлорсеребряный (насыщ.)
	- // -		KВrO3 – 16 г; KBrO – 0,2 моль	Каломельный (1 н. KCl)
	- // -		Na2SO3 – 4 г; Na2S2O3 – 7 г	Хлорсеребряный (1 н. KCl)
	- // -		HCOOH – 0,05 моль; CН3ОН – 1 моль	Хлорсеребряный (насыщ.)
	- // -		K2Cr2O7 – 2,5 г; Cr2(SO4)3 – 7 г	Каломельный (насыщ.)
	Галлиевый		GaCl3 – 17,6 г	Каломельный (насыщ.)
	Серебряный		AgNO3, 0,1 моль-экв	Каломельный (нас. КСl)
	Платиновый		Сe(SO4)2 – 1,33 г Ce2(SO4)3×8H2O – 1,425 г	Каломельный (нас. КСl)
	Платиновый		K2SO3 – 6,32 г K2SO4 – 13,12 г	Хлорсеребряный (1 н. KCl)
	Индиевый		In(NO3)3 – 12 г	Каломельный (насыщ.)

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: