Визначення сполук купруму в довкіллі (стр. 2 из 4)
Для визначення маси речовини в якісному аналізі гравіметричного методу використовують аналітичні терези. Вони дозволяють визначати масу із точністю до 0,0001 г.Наважки твердих речовин звичайно беруть в бюксах. Бюкси обов’язково використовують також при зважуванні гігроскопічних та летких речовин.
Важливим інструментом в гравіметрії є скляні палички, які використовуються для перемішування розчинів, для фільтрування рідин, перенесення їх із однієї посудини в іншу. Ці палички діаметром 4 - 6 мм.
Гравіметричні методи аналізу дозволяють з відносно великою точністю визначати кількісний вміст компонентів або (якщо це розчин) концентрацію речовин в пробі, що аналізується. Гравіметричний аналіз використовується для визначення дуже великої кількості металів (катіонів) та неметалів (аніонів), складових частин сплавів, руд, силікатів, органічних сполук та ін. Гравіметричні методи широко використовуються при виконанні науково - дослідних робіт для порівняння аналітичних даних, отриманих різними методами. Це пов’язано з тим, що гравіметричні методи ніколи не змінюють свого значення.
Найбільш суттєвою перевагою гравіметричного аналізу є висока точність аналізу. Звичайна похибка гравіметричного визначення складає 0,1...0,2%. [5] До числа переваг гравіметричного методу також можна віднести відсутність будь-яких стандартизацій або градуювок за стандартними зразками, необхідними майже в будь-якому іншому аналітичному методі. Для розрахунку результатів гравіметричного аналізу потрібно знання лише молярних мас і стехіометричних співвідношень.
Селективність гравіметричного аналізу невисока в зв’язку з відсутністю відповідних реагентів на більшість іонів. Суттєвим недоліком гравіметричного методу є тривалість визначення. [6]
3.2 Визначення Купруму титриметричними методами
Найбільше розповсюдження з титриметричних методів визначення Купруму отримали комплекснометричний і йодометричний. Методи осадження, що базуються на утворенні важкорозчинних осадів, в основному з сірковмісними органічними сполуками, закінчують, як правило, елекрохімічно.
Алкаліметричне визначення Купруму з використанням крезолфталеїну для встановлення кінця титрування відрізняється швидкістю, але невисокою точністю.
Пряме титрування солей Купруму можливе солями металів в нижчих степенях окислення.
Потенціометричне титрування Сu (ІІ) розчином Fe (II) з Pt-електродом проводять в 14 М H3PO4.
Броматометричний метод пропонує виділення міді дитизоном, ο-оксихіноліном або резацетофеноном, розчинення осаду та титрування бромат-бромідним розчином в присутності метилового оранжевого. Розроблений варіант броматометричного визначення міді з попереднім виділенням її дифенилтіовіолуровою кислотою. Похибка визначення 20-30 мг міді складає 0,03-0,08%.
Виділення міді (ІІ) в осад проводять як неорганічними, так і органічними (в основному сірковмісними) осаджувачами. [4]
Титриметричний метод аналізу - метод кількісного аналізу, який ґрунтується на вимірюванні кількості реагента, необхідного для завершення реакції з певною кількістю визначуваної речовини. Метод полягає в тому, що до розчину визначуваної речовини поступово додають розчин реактива відомої концентрації. Додавання реактиву відбувається до тих пір, поки його кількість не стане еквівалентна кількості визначуваної речовини.
Титриметричні методи аналізу ґрунтуються на використанні самих різноманітних реакцій: нейтралізації, окислення - відновлення, осадження, комплексоутворення.
За способом виконання розрізняють пряме титрування, зворотне титрування та титрування замісника.
Для проведення хімічного аналізу титриметричним методом крім звичайного хімічного посуду широко використовують мірний посуд, який служить для точного вимірювання об’ємів розчинів. До нього відносять: мірні колби, піпетки, бюретки.
Чим відповідальніше проводять дані вимірювання, тим точніші результати аналізу. [5]
4.3 Визначення Купруму фотометричними методами
Мідь утворює забарвлені сполуки з великим числом органічних сполук різних класів.
Найбільш широко застосованим і доступним реагентом є діетилдитіокарбамат натрію. В присутності комплексоутворювачів реагент достатньо селективний і чутливий. Набагато більшою вибірковістю володіють диетилдитіокарбамати кадмію, свинцю і цинку. [4]
Екстракційно-фотометричне визначення з діетилдитіокарбаматом свинцю.
Іони Купруму реагують з діетилдитіокарбамінатом свинцю у хлороформі з утворенням нерозчинної у воді комплексної сполуки:
При 430 нм зберігається лінійна залежність між вмістом Купруму і оптичною густиною неводного розчину в інтервалі концентрацій 0,5 - 10 мкг. Чутливість методу становить 2 мкг Cu/л.
Визначенню Купруму заважає понад 30 мкг/л вісмуту, а також іони срібла та ртуті. Іони вісмуту також утворюють розчинний у хлороформі комплекс жовтого кольору, а срібло та ртуть - безбарвні комплекси. Комплексні ціаніди повинні бути зруйновані випарюванням проби з 0,5 мл розбавленої (1:1) сірчаної кислоти і 5 мл концентрованої азотної кислоти. Проби з високим вмістом органічних сполук мінералізують за допомогою персульфату. [7]
Специфічним реагентом на мідь є дисульфід меркаптохіноліну. Найбільш чутливим (але не селективним) є дитизон. На відміну від інших реагентів його можна застосовувати в кислих розчинах. Похідні 1,10-фенантроліну менш чутливі, ніж ДДТК-Na. Визначенню міді з використанням цих реагентів заважають аніони-комплексоутворювачі. 2,2΄-Дихіноліл і його похідні практично можуть бути застосовані для аналізу будь-яких об’єктів. [4]
Екстракційно-фотометричне визначення з дитизоном.
Іони Купруму екстрагують з води розчином дитизону (2-фенілгідразид тіомурашиної кислоти, синонім - дифенілтіокарбазон ) у чотирихлористому вуглеці. При цьому утворюється забарвлений у червоний колір комплекс дитизонату міді, інтенсивність забарвлення якого пропорційна концентрації міді:
Іони міді кількісно екстрагуються дитизоном в інтервалі рН 4 - 7. [7]
Для аналізу об’єктів, що містять великі кількості міді, часто використовують різні комплексони та аміни.
Все більше значення набувають каталітичні методи визначення міді, що використовують її здатність каталізувати деякі реакції та дозволяють визначати до 10-6% Cu.
Високою чутливістю і достатньою селективністю володіє фотометричний метод з використанням дикупралю, який дозволяє визначити 0,05 - 0,1 мг/л міді в мутних і кольорових водах. Методи з використанням дитизону і його похідних володіють високою чутливістю, але маловибіркові. Тому дитизон використовують, як правило, для концентрування міді з природних вод. Визначення закінчують використанням інших органічних реагаентів або спектральним методом.
Фотометричнй метод ґрунтується на вимірюванні поглинання світла, що падає на речовину (зразок). Його частіше усього вимірюють шляхом зрівняння інтенсивності світла зовнішнього джерела, що падає на зразок та інтенсивності світла, що пройшла через зразок. При вимірюванні інтенсивності світла може відбуватися не тільки світлопоглинання, а також відбивання та розсіювання. Щоб цього уникнути розчин, що фотометрують повинен бути прозорим.
Розрізняють два важливих закони світлопоглинання: закон Бугера – Ламберта – Бера та закон адитивності.
Закон Бугера – Ламберта – Бера виражає залежність між зменшенням інтенсивності, що пройшла через шар світлопоглинаючої речовини, концентрацією речовини та товщиною шару. І має таку загальну формулу (1):
А = ЕlС, (1)
де А - оптична густина;
С - концентрація частинок, що поглинають;
l - товщина шару розчину, який містить частинки, що поглинають.
Згідно закону адитивності, оптична густина суміші речовин, які підпорядковуються закону Бугера - Ламберта - Бера та не взаємодіють між собою, дорівнює сумі оптичних густин, які відповідають поглинанню кожної речовини, основою є формула (2):
А = Е1lc1 + Е2lc2 + ... (2)
В фотометрії для реєстрації спектроскопічних сигналів використовують такі основні вузли: джерело світла, монохроматизатор світла, кювети, пристрій для визначення інтенсивності світла.
Для вимірювання в видимій частині спектру використовують кювети із скла. А для вимірювання в ультрафіолетовій частині спектру використовують кювети із кварцу. [8]
Фотометричний метод відноситься до середньо чутливих методів; нижня межа визначуваної концентрації min = 10-7М; верхня межа визначуваної концентрації max = 10-2М; відносна похибка 3 - 5%; селективність невисока.
3.4 Визначення Купруму люмінесцентним та полярографічним методами
Люмінесцентний аналіз грунтується на здатності речовин випромінювати світло під дією різних збудників, наприклад, енергії хімічної реакції (хемілюмінесценсія). Люмінесцентним методом аналізують природні і стічні води, грунт (Купрум визначають в межі 0,05 мг/л ). Похибка методу 5..7%. [6]
Полярографічний метод аналізу дає можливість визначити мідь при концентрації її в розчині 1,0-1,0-4г/л, а при використанні особливих прийомів роботи чутливість його може бути підвищена до 1,0•10-5 - 5,0•10-9г/л.
Найбільш часто для визначення Купруму використовують краплинний ртутний електрод, на якому іони міді (ІІ) відновлюються. Мідь утворює з ртуттю ряд сполук від Cu7Hg до СuHg4, що використовується в методі зі стаціонарною краплею ртуті для визначення 10-7 - 10-8 М міді. Характер процесу відновлення в значній степені визначається складом електроліту. В розчинах нейтральних електролітів, які не утворюють комплексів з іонами двохвалентної міді (наприклад, в сульфатних і нітратних), процес відновлення іонів Cu (II) до Cu(0) протікає в одну стадію і виходить тільки одна хвиля, з потенціалом півхвилі Е1/2=0,02 В.