Спектроскопическое определение ионов меди в питьевой воде

При соблюдении основного закона поглощения (ε = const) любой концентрации поглощающего вещества (Ск) и толщине поглощающего слоя (l) соответствует одна кривая ε = f(λ), а зависимости D = f(X) (рис. 3, б)и T = f(X) (рис. 3, г)для каждого значения С и l выражаются соответствующими только для данных концентраций кривыми. вбадгРисунок 3 – Зависимость оптической плотности и величины пропускания раствора от длины волны и концентрации [4, c.463-465]При этом Т экспоненциально зависит от С и (рис. 3, д), D зависит от С прямолинейно (рис. 3, б), то есть D = еС1 – уравнение прямой линии при постоянной ε и одной из величин –С или l. Следовательно, основной критерий соблюдения закона Бугера–Лемберта–Бера – постоянство ελ – молярного коэффициента поглощения при данной длине волны.Абсолютное значение ελможет быть рассчитано на основании приведенных выше формул математического. Прямое же измерение величины ελ = Dпрактически невозможно. Во-первых, из-за того, что приготовить растворы с концентрацией, равной 1 моль/л, во многих случаяхзатруднительно, а во-вторых, невозможно измерить с достаточной степенью точности величину D> 2 [4, c.463-465]. Для соблюдения основного закона светопоглощения и расчета истинного значения ελ раствора по формуле:необходимо выполнение следующих условий:1) при данной длине волны должны поглощать частицы только одного вида;2) излучение, падающее на исследуемый объект, должно быть идеально монохроматичным;3) истинная концентрация поглощающих частиц должна быть известна.Невыполнение каждого из этих условий приводит к получению средней (или кажущейся) величины .Наиболее трудновыполнимо третье условие, так как чаще всего известно и используется при расчетах лишь общее содержание вещества во всех его видах и неизвестно истинное число поглощающих частиц данного вида, которое изменяется, если смещается химическое равновесие. При изменении ионной силы (µ) раствора изменяется и энергетическое состояние поглощающих частиц, и, как следствие, их способность к поглощению излучений различных длин волн.1.3.4 Схема и основные элементы измерительного прибораДиапазон использования фотоколориметра определяется:характером источника излучения;оптикой;характером приемника потока излучений;степенью монохроматизации потока излучений.Визуальные и фотоэлектрические колориметры позволяют определять концентрацию. веществ в пределах от 10-3 до 10-8 моль/л.В качестве источников излучений в различных приборах используются:вольфрамовая лампа накаливания, дающая сплошной спектр испускания- в видимой и ближней ИК областях (350– 3500 нм);ртутно-кварцевая лампа, дающая линейчатый спектр испускания в ультрафиолетовой и видимой областях (315–630 нм);водородная лампа со сплошным спектром испускания (220–350 нм);2 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫВ рамках цели данной работы необходимо ознакомиться с методикой спектоскопического определения ионов меди в водных растворах при помощи фотоколориметра КФК-3.Рассмотрим методику выполнения работы.Для определения концентрации вещества берут исследуемый окрашенный раствор и измеряют его оптическую плотность. Затем аналогично приготавливают стандартный окрашенный раствор определяемого вещества известной концентрации и измеряют его оптическую плотность при той же толщине слоя (в тех же кюветах).Значения оптических плотностей сравниваемых растворов будут равны: – для исследуемого раствораAx= ελСхlх;– для стандартного раствораAст= ελСстl ст.Разделив одно выражение на другое, получим:.Так как lх= lст, ελ = const, то .Метод сравнения применяется при однократных определениях, он требует обязательного соблюдения основного закона светопоглощения.Для определения содержания вещества методом градуировочного графика готовят серию из 5–8 стандартных растворов разных концентраций с несколькими параллельными растворами для каждой точки. Далее измеряют оптические плотности стандартных растворов относительно растворителя и строят график прямолинейной зависимости D=f(С). Полученная графическая зависимость представляет собой градуировочный график (рис. 5).Рис.5. Пример градуировочного графикаОпределив оптическую плотность Aх исследуемого раствора находят ее значение на оси ординат, а затем на оси абсцисс – соответствующее ей значение концентрации Сх. Рассмотренная методика применяется при выполнении серийных фотометрических анализов.3 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬВ рамках практической части работы был проведен расчет линейного градуировочного графика определения содержания меди в питьевой воде согласно ГОСТ 4388-72ВЫВОДЫВ данной курсовой работе описаны физические явления, лежащие в основе фотоколориметрического метода определения концентраций растворов. Так, любое химическое соединение или атом/ион способно поглощать электромагнитное излучение определенной длины волны в определенной области спектра. Растворы окрашенных веществ поглощают в одном из участков видимой области спектра. Зависимость оптической плотности раствора от концентрации растворенного вещества – закон Бугера-Ламберта-Бера являющийся основным законом светопоглощения.Спектрофотометрические методы используются в экологии, аналитической, фармацевтической, токсикологической химии и на различных производствах для количественного определения веществ. Главным образом, его используют для измерения концентраций растворов. Методы количественного определения основаны на измерении поглощения монохроматического света, прошедшего через раствор. Длину волны света подбирают соответственно максимуму поглощения исследуемого вещества. СПИСОКИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВВасильев В.П. Аналитическая химия. В 2-х книгах. Кн.1. гравиметрический и титриметрический методы анализа. – М.: Дрофа, 2004. – 376 с.Гравиметрический (весовой) анализ: Методические указания к изучению курса количественного химического анализа /Сост. К.И.Яковлев, Г.М.Алексеева. – СПб.:Изд-во СПХФА, 2005.- 27 с.Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В., Задачи и вопросы по аналитической химии. – М.: Мир, 2001. – 276 с.Крешков А.П. Основы аналитической химии. Книга 1. Теоретические основы. Качественный анализ. Учебник для студентов химико-технологических специальностей вузов. Издание третье. – М.: Химия, 1970. – 382 с.Муховикова Н.П. Абовская Н.В. Комплексометрия. Учебное пособие. –СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2006. – 41с.Основы аналитической химии. Учебник для вузов./Под ред. академика Ю.А.Золотова. 3-е изд. перераб. и доп. Книга 2. Методы химического анализа. – М.: Высш. шк., 2004. – 361 с.Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2 книгах. Книга 1. Общие теоретические основы. Качественный анализ. – М.: Высшая школа, 2008. – 615 с.Фотокалориметрия[Электронный ресурс]. Режим доступа: http://farmchem.ru/vvedenie-v-farmatsevticheskuyu-himiyu/metodyi-issledovaniya-lekarstvennyih-veschestva/fotokolorime.htmlСтепанова, Н.В.Фотоколориметрия: методические рекомендации к выполнению лабораторных работ по курсу «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа». – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2011. – 21 с.Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л. Химия. 1968. 384 с.Алексеев В.Н. Количественный анализ. 4-е изд., перераб. - М.: Химия, 1972. - 254с.Лаврухин Д.В. Колориметрия. - М.: Российский государственный университет туризма и сервиса, 2008. – 122 с.Фотоколориметр КФК-5М [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.komponent-nov.ru/equipment/spectrum/detail.php?ID=1251Фотоколориметр КФК-5М [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://manometer-ufa.ru/prod339.htmlФотоколориметр КФК-5М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. – М., 2010. – 30 с.Количественный анализ методами абсорбционной спектроскопии[Электронный ресурс]. Режим доступа: http://kurs.ido.tpu.ru/courses/Analyt_chem_2/tema5/tema5.htmПНД Ф 14.1.46-96 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации никеля в сточных водах. - М., 1996.