Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ рН РАСТВОРА НА ВОЗМОЖНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ПО РЕАКЦИИ С АЛИЗАРИНОМ.
Цель работы: научиться определять экспериментальным путем оптимальное значение рН для выполнения фотометрического анализа. Убедиться в эффективности маскирования свободного органического реагента борной кислотой.
Теоретическое введение.
В слабокислом, нейтральном и щелочном растворах ализарин и его аналоги (например, ализарин S, 1,2-диоксиантрахинон-4-сульфокислота, натриевая соль) реагируют со многими элементами и образуют окрашенные комплексы. В частности, ион Er3+ образует с ализарином S-комплекс состава 1:2, имеющий малиново-красную окраску. Анионные формы реагента, доминирующие в щелочной среде, поглощают в той же области спектра, что и комплексы с эрбием и другими редкоземельными элементами, следовательно, при высоких
РН определение эрбия по окраске его комплекса с ализарином S становится невозможным. Для определения остается лишь узкая зона рН в слабокислой среде, когда комплекс с Er3+ уже образуется, а диссоциация свободного реагента еще не проходит.
Можно рассчитывать по известным Ка свободного реагента и Кнест. Его комплексов с эрбием - при каком именно значении рН такое фотометрическое определение окажется возможным. Но на практике чаще пользуются эмпирическим способом, считая оптимальным значением рН такое, при котором различие между Д комплекса и Д реагента на выбранной длине волны окажется максимальным. Очевидно, исследования сводятся к измерениям оптических плотностей соответствующих растворов при различных рН, а затем вычерчивается зависимость Д от рН.
Известно, что ализарин и множество других гидроксилсодержащих органических реагентов реагируют с борной кислотой. Получающиеся борные комплексы слабо окрашены, максимум их поглощения смещен не в длинноволновую сторону, как у комплексов редкоземельных элементов и других металлов, а, напротив, в сторону меньших длин волн по сравнению с молекулярной формой реагента. Так как комплексы с бором имеют очень большую прочность, то эрбий и другие определяемые металлы вытесняют бор при комплексообразовании, их комплексы на несколько порядков прочнее. Реакция замещения идет даже в условиях избытка (большого) борной кислоты. Таким образом, действие H3BO3 сводится к маскированию окраски анионных форм реагента. Так как борные комплексы образуются в широкой области рН, то и определение металла становится возмо)жным в значительно более широкой области рН, чем без борной кислоты.
Использование вместо свободного органического реагента его борного комплекса - широко используемый прием, который введен а практику в результате работы А.К.Бабко, Л.С.Сердюк, В.А.Назаренко с их сотрудниками.
Студент, выполняющий данную работу, должен определить зависимость
Д = ДКОМПЛЕКСА - ДРЕАГЕНТА от рН раствора в присутствии борной кислоты и убедиться в том, что определение может в этом случае выполняться значительно в более широкой зоне рН.
Экспериментальная часть.
1. Нахождение оптимального значения рН в отсутствии Н3ВО3. В колбочку на 25 мл введите 2мл раствора ализарина S, 5 мл раствора нитрата эрбия, 5 мл одного из имеющихся буферных растворов и довести водой до метки. Концентрации ализарина и Er(NO3)3 - порядка 10-3М. Буферные растворы могут использоваться любые, за исключением боратных. Особенно рекомендуются ацетатные и аммиачные. В точности так же готовится холостой раствор, куда соль эрбия не вводят. Измерьте оптическую плотность приготовленных растворов против воды на любом споктрофотометре при МAX=540нм. Толщина слоя раствора -1см. Одновременно измерьте точное значение рН одного из этих растворов. Внесите полученные результаты в таблицу.
Повторяйте операции таким же образом, заменив буферный раствор. В общей сложности для выполнения этой серии нужно иметь 7-8 точек в интервале рН от 2 до 9. Совершенно не важно, какие именно значения рН будут взяты для исследования, но они должны быть распределены по всему интервалу. Если в вашем распоряжении нет какого-либо буферного раствора, то в раствор можно ввести смесь двух других буферов, а затем измерить рН полученного раствора. Учтите, что надписи на бутылках с буферными растворами могут не совпадать с результатами измерений рН.
2. Нахождение оптимального значения рН в присутствии Н3ВО3. Приготовьте борноализариновый реактив. Для этого смешайте 40мл раствора ализарина и 60 мл борной кислоты. Все операции проводите, как и в предыдущей серии, но вместо 2мл ализарина вводите по 5,0 мл борноализаринового реактива.
Данные занесите в таблицу. Постройте графическую зависимость Д от рН раствора в обоих случаях на одном и том же графике. Естественно, измерения содержат погрешности, поэтому не следует соединять все точки ломаной, а провести плавную кривую с тем, чтобы имеющиеся точки были в некотором разбросе относительно этой кривой.
Пример таблицы.
Серия 1. Без Н3ВО3 . СEr = …, СR = …, Прибор …, = …,
|
№ |
Значение рН |
ДРЕАКТИВА |
ДКОМПЛЕКСА |
Окраска |
|
Реактива Комплекса |