Лабораторная работа №5
Фотоколориметрический метод определения роданид-иона в надсмольной воде КХП
(SCN-) в виде роданида железа (III)
Сущность метода
Метод основан на взаимодействии роданид-иона (тиоционат-иона) в кислой среде с ионами железа (III) с образованием роданида железа (III) красного цвета. Качественное определение роданид-иона проводится методом калибровочного графика. Предел обнаружения метода 0,2 – 0,4 мг/дм3.
Мешающие вещества
Мешают: органические соединения, сероводород, сульфиды и мутность.
Влияние мутности и взвешенных веществ устраняется путем фильтрования пробы через бумажный фильтр. Для устранения влияния других примесей используется предварительное коагулирование пробы насыщенным раствором соли цинка или свинца в щелочной среде с последующим фильтрованием.
Аппаратура, посуда
Фотоколориметр любой марки, поверка 1 раз в год, кюветы с расстоянием между рабочими гранями 10 и 50 мм.
Весы лабораторные общего назначения 2 класса с наибольшим пределом взвешивания 200 г, погрешность ±0,3 мг, поверка 1 раз в год.
Посуда мерная лабораторная стеклянная, вместимость, см3:
Мерная колба 50, 200, 1000
Пипетки без деления 1, 2, 10, 20, 25
Пипетки с делением 0,1 1, 2, 5, 10
Цилиндры измерительные
Конические колбы
Воронки стеклянные для фильтрования диаметром 56 – 75 мм.
Фильтры бумажные «белая лента»
Реактивы
Азотная кислота плотностью 1,34 г/см3, раствор 4 н.
Для приготовления раствора 347 см3 азотной кислоты плотностью 1,34 г/см3 острожно приливают к 600 см3 дистиллированной воды, помещенной в мерную колбу на 1,0 дм3. После охлаждения объем раствора доводят до метки.
Хлорное железо (III) ГОСТ 4147-74, раствор. Растворяют 5 г хлорного железа в 95 см3 дистиллированной воды.
ИЛИ азотнокислое железо ГОСТ 4111-74, 20% раствор. Растворяют 33,4 г Fe(NO3)3× 9H20 в 66,6 см3 дистиллированной воды.
В качестве реактива для приготовления стандартного раствора используется калий роданистый ГОСТ 4139-75.
Калий роданистый ГОСТ 4139-75, стандартные растворы.
Приготовление стандартного раствора 1. В мерную колбу на 1 дм3 приливают 0,5 дм3 дистиллированной воды. Взвешивают навеску 1,673 г роданида калия и помещают в мерную колбу с водой, перемешивают и доводят объем раствора до метки (до 1 дм3) дистиллированной водой. 1 см3 полученного раствора 1 содержит 1,00 мг NCS-.
Приготовление рабочего раствора 2 - в 1 см3 содержится 0,01 NCS - готовят последовательным разбавлением стандартного раствора в 100 раз: отбирают 10 см3 стандартного раствора чистой пипеткой, помещают в мерную колбу на 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают встряхиванием. Получают раствор 2.1. Затем из этой мерной колбы отбирают чистой пипеткой 10 см3 раствора 2.1, помещают в мерную колбу на 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают встряхиванием. Получают готовый рабочий раствор 2, который используют для построения градуировочного графика для кювет с расстоянием между рабочими гранями 10 и 50 мм.
Градуировочный график
Приготовление и фотоколориметрирование эталонных растворов.
В 9 мерных колб на 50 см3 приливают около 20 см3 дистиллированной воды, затем помещают 0,0; 2,0; 4,0; 5.0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10 см3 рабочего раствора, перемешивают и приливают до половины дистиллированной воды, затем добавляют в каждую колбу по 2 см3 4н раствора азотной кислоты, перемешивают и приливают в каждую по 2 см3 5%-ного раствора хлорного железа. Содержимое колб встряхивают и доводят водой до метки, закрывают колбы пробками и снова встряхивают, после этого оставляют на 15 минут для образования красного окрашенного комплекса. Далее проводят замер оптической плотности (Д) эталонных растворов относительно «холостого» раствора на ФЭКе со светофильтром 440-460 нм, помещая их поочередно в кювету с расстоянием между рабочими гранями 10 мм. Во вторую кювету помещают «холостой» раствор. Затем эти же растворы замеряют в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 50 мм.
При использовании вместо FeCI3 реактива Fe(NO3)3 замер оптической плотности проводят сразу.
Построение градуировочного графика
Калибровочный график строят с пересчётом содержания роданид-иона в объеме 50 см3 на содержание роданида в 1000 см3 (1дм3), то есть для построения калибровочного графика или расчета К гр используют значения граф 4 и 5
| №п/п | Vсм3 | С - содержание СNS- | D | Кгр= С СNS-/D | |
| в колбе 50 см3 | в 1000 см3 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 0,02 | 0,4 | ||||
| 0,04 | 0,8 | ||||
| 0,05 | 1,0 | ||||
| 0,06 | 1,2 | ||||
| 0,07 | 1,4 | ||||
| 0,08 | 1,6 | ||||
| 0,09 | 1,8 | ||||
| 0,10 | 2,0 | ||||
| Среднее |
Градуировочный график можно не строить, а рассчитать коэффициент графика по фомуле Кгр= С СNS- /D для каждого эталонного раствора, а затем рассчитать его среднее значение и в дальнейшем использовать в расчете.
На компьютере калибровочный график строят в EXCEL: для этого измеренные значения оптических плотностей (Д 1-8) откладывают по оси абцисс (Х), а соответствующее им количество роданид-иона (С 1-8) в колориметрированных растворах в миллиграммах - по оси ординат (У). Строят точечный график и линию тренда [у (с)= К ×Х(D)], из полученной формулы линии тренда находят коэффициент графика К, который используют в расчетах массовой концентрации роданид-иона в мг/дм3.
Градуировочный график проверяют один раз в 2 месяца по отдельным произвольным точкам. Для этого готовят несколько эталонных растворов. При ремонте ФЭКа градуировочный график строят снова.