Розрахунки результатів аналізу проводять за формулою:
w(Fe(ІІІ) = Сх· 1000 · 100 / 1000 ·V·т н = 100 ·Сх / V· т н, %
де w(Fe(ІІІ) – масова відсоткова частка ферум (ІІІ) – іонів у досліджуваної речовині;
Сх – знайдений вміст Fe(ІІІ), мг/100 см3;
т н – маса наважки залізо – амонійних галунів, г;
V – об’єм вихідного досліджуваного розчину, см3, який використовували для приготовлення розчину для фотометрування у відповідності з таблицєю.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДО АУДИТОРНОЇ ТА ПОЗААУДИТОРНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ
1. Визначити молярний коефіцієнт поглинання розчину дикалію ди- хромату, якщо оптична густина його 0,005 моль/дм3 розчину, вимі- рюваного в кюветі з товщиною шару 20 мм, дорівнює 0,37.
В і д п о в і д ь: ε = 37.
2. При фотометричному визначенні розчину, який містить Zn(II)-іони, визначали їх вміст методом визначення по середньому значенню молярного коефіцієнта світлопоглинання. Середня величина моляр- ного коефіцієнта світлопоглинання дорівнює 94000 дм3/моль·см, оптична густина розчину, що визначають, дорівнює 0,425, товщина шару- 2 см. Яку концентрацію має розчин?
Відповідь: 2· 10-6 моль/дм3.
3. Визначити концентрацію розчину калію гексаціаноферату (II), якщо оптична густина його розчину дорівнює 0,435, а товщина шару - 2 см. Молярний коефіцієнт поглинання речовини - 230 дм3/моль · см.
Відповідь: 0,002 моль/дм3.
4. Визначити величину молярного коефіцієнта світлопоглинання амоніачного комплексу купруму (II), якщо оптична густина його розчину 0,005моль/дм3 дорівнює 0,545, товщина шару - 3 см.
Відповідь: 36.
5. При вимірюванні оптичної густини розчинів на ФЕКі одержані результати:
λ, нм
А
0,20
0,36
0,42
0,52
0,68
0,54
0,36
Вибрати довжину хвилі, при якій необхідно проводити кількісне визначення.
Відповідь: 620 нм.
3.1.2 РЕФРАКТОМЕТРІЯ
Рефрактометричний метод аналізу побудований на вимірюванні показника заломлення речовини, що досліджується.
При переході променя світла з одного оптично прозорого середовища в інше він змінює первісний напрямок, тобто заломлюється.
Фізичний зміст показника заломлення – це відношення швидкості поширення світла в середовищі 1 (V1) до швидкості поширення світла в середовище 2 (V2):
n = V1 / V2 = sin / sin
Відношення швидкості поширення світла у вакуумі до швидкості поширення світла в середовищі або відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення називається абсолютним показником заломлення; при переході променя світла з повітря в речовину — відносним показником заломлення іншого середовища по відношенню до першого.
Практично n вимірюють по відношенню до повітря, тобто вимірюють відносний показник заломлення. Його величина залежить від агрегатного стану речовини, поляризованості, довжини хвилі світла, що проходить, температури. Як правило, рефрактометричні вимірювання виконують при температурі 20°С і довжині хвилі D лінії спектра атома натрію (λ = 589,3 нм). Показник заломлення, визначений у таких умовах, позначають nD20.
Застосування рефрактометрії в якісному аналізі
Величину показника заломлення використовують в якісному аналізі для:
- ідентифікації речовин;
- визначення чистоти та тотожності речовин.
Застосування рефрактометрії в кількісному аналізі
Залежність показника заломлення від концентрації речовин у розчині покладена в основу кількісних визначень рефрактометричним методом і використовується для:
- визначення якості приготовлених розчинів та термінів зберігання концентрованих розчинів;
- кількісного визначення компонентів в дво- та багатокомпонентних сумішах.
Рефрактометричний метод використовують для кількісного визначення білка в крові, концентрації водних та неводних розчинів органічних та мінеральних кислот та солей, етилового спирту, гліцерину та ін. Його широко використовують в аптеках і контрольно-аналітичних лабораторіях для кількісного визначення лікарських речовин, а також їх сумішей як один з найбільш зручних експрес-методів аналізу.
В основу рефрактометричних вимірювань розчинів покладено залежність між концентрацією розчину речовини та його показником заломлення, яку виражають формулою:
n = n0+F·C,
де n - показник заломлення розчину; n0- показник заломлення розчинника; C - концентрація розчину; F - фактор, який дорівнює величині приросту показника заломлення при збільшенні концентрації на 1 % (встановлюють експериментально або розраховують за таблицями показників заломлення).
Величини факторів показників заломлення для багатьох водних розчинів наведені в довідниках і спеціальних таблицях. Для деяких речовин, що найбільш часто зустрічаються в аналізі, значення представлені в таблиці.
Визначення концентрації розчину рефрактометричним методом можна виконувати також за градуювальним графіком у координатах n- C або за таблицями.
Апаратура
Для вимірювання показника заломлення рідин використовують оптичні прилади — рефрактометри типа Пульфриха, дія яких побудована на вимірюванні кута заломлення монохроматичного світла, що забезпечує високу точність визначення показника заломлення 2 · 10-5, або Аббе, дія яких грунтується на визначенні кута повного внутрішнього відбиття. Показник заломлення при цьому вимірюють у білому світлі, точність визначення 2·10-3 - 2 · 10-4.
У рефрактометрах типа Пульфриха використовують значні кількості досліджуваного розчину і монохроматичне світло, тому в аналізі більш широке застосування знаходять рефрактометри типа Аббе, наприклад - рефрактометр RL-3.
Методика вимірювання показника заломлення
При вимірюванні показника заломлення n 2-3 краплі розчинника або розчину поміщають між половинами призми і ретельно їх притискають.
Досягають постійності температури призми і розчину пропусканням води певної температури крізь обкладку призми.
Освітлюють призму білим світлом, поле окуляра має бути освітлене рівномірно. Нерівномірне освітлення поля (темні плями) вказує на недостатню кількість досліджуваного розчину або розчинника. При цьому призму треба розкрити і додати декілька крапель досліджуваної рідини. Обертанням призми домагаються темного поля в окулярі; у разі появи спектра на межі розподілу за допомогою компенсатора встановлюють чітку межу світлого і темного полів. Потім за допомогою мікрометричного гвинта сполучають межу темного поля точно на перетинанні ліній в полі зору окуляра і відлічують показання n за шкалою. Відлік проводять не менше 3 – 4 разів, переходячи від світлого поля до темного, а потім 3 – 4 рази при переході від темного поля до світлого. За одержаними даними знаходять середнє значення показника заломлення.
Спочатку вимірюють показник заломлення розчинника, потім досліджуваних розчинів; починають вимірювання з більш розведених розчинів. Після кожного вимірювання призму ретельно очищають ватою, змоченою спиртом, промивають водою і протирають фільтрувальним папером або марлею.