SPEKTROSKOPIA UV - Vis
2010/2011
ANALIZA INSTRUMENTALNA
Strona 1
Spektrofotometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji
Metoda:
Spektroskopia UV-Vis.
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studenta z fotometryczną metodą badania stanów
równowagi chemicznej w roztworach oraz wyznaczenie stałej dysocjacji kwasowej czerwieni
fenolowej metoda graficzną na podstawie pomiarów spektrofotometrycznych.
Odczynniki:
•
Czerwień fenolowa cz.d.a., roztwór wodny 0.01%;
•
Roztwory buforowe; seria w granicach pH 4-12:
stężenie
związek
pH
1.
0.05 mol/l
potasu triwodorodiszczawian (KH
3
C
4
O
8
)
2.68
2.
nasycony roztwór
potasu wodorowinian (KHC
4
H
4
O
6
)
3.557
3.
0.05 mol/l
potasu wodoroftalan (KHC
8
H
4
O
4
)
4.005
4.
0.01 mol/l
0.1mol/l
kwas octowy
sodu octan
4.65
5.
0.025 mol/l
0.025 mol/l
di-sodu wodorofosforan (Na
2
HPO
4
)
potasu di-wodorofosforan (KH
2
PO
4
)
6.685
6.
0.03043 mol/l
0.008695 mol/l
di-sodu wodorofosforan (Na
2
HPO
4
)
potasu di-wodorofosforan (KH
2
PO
4
)
7.413
7.
0.05 mol/l
di-sodu tetra boran (Na
2
B
4
O
7
)
9.19
8.
0.025 mol/l
0.025 mol/l
sodu wodorowęglan (NaHCO
3
)
sodu węglan (Na
2
CO
3
)
10.012
9.
nasycony roztwór
wapnia wodorotlenek (Ca(OH)
2
)
12.45
Aparatura i sprzęt laboratoryjny:
•
Kolby miarowe o pojemności 10 ml
•
Pipeta jednomiarowa pojemności 1 ml – 1szt.
•
Pipeta jednomiarowa pojemności 2 ml – 1szt.
•
Pipeta wielomiarowa pojemności 10 ml – 1szt.
•
Spektrofotometr Perkin Elmer Lambda 40
Sposób wykonania:
1.
Sporządzić serię buforów w kolbach o pojemności 10 ml zgodnie z tabelą podana
poniżej.
stężenie
związek
Wykonanie
pH
1.
0.05 mol/l
potasu triwodorodiszczawian
(KH
3
C
4
O
8
)
m
naważki
= 0.109g
2.68
2.
nasycony roztwór
sodu wodorowinian
(NaHC
4
H
4
O
6
)
m
naważki
= 0.2g
3.557
SPEKTROSKOPIA UV - Vis
2010/2011
ANALIZA INSTRUMENTALNA
Strona 2
3.
0.05 mol/l
potasu wodoroftalan
(KHC
8
H
4
O
4
)
m
naważki
= 0.102g
4.005
4.
0.01 mol/l
0.1mol/l
kwas octowy
sodu octan
1 ml 0.1M CH
3
COOH
m
naważki
= 0.082g
4.65
5.
0.025 mol/l
0.025 mol/l
di-sodu wodorofosforan
(Na
2
HPO
4
)
potasu di-wodorofosforan
(KH
2
PO
4
)
m
naważki
= 0.0355g
m
naważki
= 0.034g
6.685
6.
0.03043 mol/l
0.008695 mol/l
di-sodu wodorofosforan
(Na
2
HPO
4
)
potasu di-wodorofosforan
(KH
2
PO
4
)
m
naważki
= 0.0432g
m
naważki
= 0.034g
7.413
7.
0.05 mol/l
di-sodu tetra boran (Na
2
B
4
O
7
)
m
naważki
= 0.1006g
9.19
8.
0.025 mol/l
0.025 mol/l
sodu wodorowęglan (NaHCO
3
)
sodu węglan (Na
2
CO
3
)
m
naważki
= 0.021g
m
naważki
= 0.0265g
10.012
9.
nasycony roztwór
wapnia wodorotlenek (Ca(OH)
2
) m
naważki
= 0.005g
12.45
Substancje naważamy bezpośrednio w kolbach miarowych, następnie dodajemy 5 ml
wody destylowanej i postępujemy zgodnie z dalszymi instrukcjami.
2.
Do kolbek miarowych z roztworami buforowymi kolejno od pH 1.6 do 12
przygotowanych powyżej należy odmierzyć dokładnie po 1.0 ml 0.01% roztworu
wskaźnika – czerwieni fenolowej. Kolbki uzupełnić do kreski wodą destylowaną.
Roztwory w kolbach dokładnie wymieszać.
3.
Pomiar wykonać w kuwetach kwarcowych o szerokości 1cm, w tym celu należy
pobrać 2 ml substancji oznaczanej i przenieś do kuwety pomiarowej. Odnośnikiem w
pomiarach jest druga kuweta kwarcowa napełniona wodą destylowaną.
4.
Zarejestrować widma absorpcji wskaźnika względem wody w roztworach od
najmniejszej do największej wartości pH, w granicach długości fali od 300 do 700 nm,
w odstępach co 1 nm. (patrz instrukcja obsługi spektrofotometru Perkin Elmer
Lambda 40).
Opracowanie wyników:
1.
Sporządzić tabelę długości fali światła, przy których absorbancje osiągają maksimum
oraz absorbancje odpowiadające tym długością, np.
λ
max
[nm]
Absorbancja
pH
1
pH
2
pH
3
…
pH
n-1
pH
n
λ
max1
λ
max2
2.
Na podstawie pomiarów zestawionych w powyższej tabeli wykreślić zależność
absorbancje od pH roztworów przy
λ
max1
i przy
λ
max2
.
3.
Znaleźć stałą dysocjacji wskaźnika sposobem graficznym i uzasadnić przeprowadzone
postępowanie.
SPEKTROSKOPIA UV - Vis
2010/2011
ANALIZA INSTRUMENTALNA
Strona 3
Literatura:
1.
W. Ciesielski, R. Zakrzewski, S. Skrzypek „Laboratorium analizy instrumentalnej” UŁ
2002, str. 40-43.
2.
W. Szczepaniak „Metody instrumentalne w analizie chemicznej” PWN 1985-2005.
3.
J. Minczewski, Z. Marczenko „Chemia Analityczna T3 Analiza Instrumentalna” PWN
1998.
4.
D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler, S. R. Crouch “Podstawy chemii analitycznej”
PWN 2007.
5.
A. Cygański “Metody spektroskopowe w chemii analitycznej” WNT 2002.
SPEKTROSKOPIA UV - Vis
2010/2011
ANALIZA INSTRUMENTALNA
Strona 4
Wyznaczanie składu kompleksu metodami Yoe’a - Jonesa
i Ostromysleńskiego - Joba
Metoda:
Spektroskopia UV-Vis.
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie składu kompleksu kobaltu (III) z nitrozo-R-solą w buforze
octanowym o pH=5.6
Odczynniki:
•
Chlorek kobaltu (II) cz.d.a., roztwór o stężeniu c (Co(II))=0.001mol/l,
•
Bufor octanowy pH=5.6, c (CH
3
COOH + CH
3
COONa) = 2.5mol/l
•
Nitrozo-R-sól cz.d.a., roztwór o stężeniu c(nRS) = 0.001mol/l
Aparatura i sprzęt laboratoryjny:
•
Kolby miarowe o pojemności 10 ml – 28 szt.
•
Pipeta jednomiarowa pojemności 2 ml – 1 szt.
•
Pipeta wielomiarowa pojemności 5 ml – 2 szt.
•
Pipeta wielomiarowa pojemności 10 ml – 2 szt.
•
Spektrofotometr Perkin Elmer Lambda 40
Sposób wykonania:
1. Wyznaczenie składu kompleksu kobaltu (III) z nitrozo-R-solą, metodą Yoe’a-Jonesa.
Do piętnastu kolbek miarowych o pojemności 10 ml wprowadzić po 2 ml buforu
octanowego, a następnie odmierzyć podane w tabeli ilości roztworów soli kobaltu (II) oraz
nitrozo-R-soli.
Numer próbki
1
2
3
…
13
14
15
Objętość Co(II) [ml]
1
1
1
…
1
1
1
Objętość nRS [ml]
0.0
0.4
0.8
…
4.8
5.2
5.6
Absorbancja
Zawartość kolbek uzupełnić wodą destylowaną do kreski. Dokładnie wymieszać i po
upływie 10 minut zmierzyć absorbancję wszystkich próbek w kuwetach 1cm, wobec wody
jako odnośnika przy długości fali
λ
= 530 nm. (patrz instrukcja obsługi spektrofotometru
Perkin Elmer Lambda 40).
SPEKTROSKOPIA UV - Vis
2010/2011
ANALIZA INSTRUMENTALNA
Strona 5
2.
Wyznaczenie
składu
kompleksu
kobaltu
(III)
z
nitrozo-R-solą,
metodą
Ostromysleńskiego-Joba.
Do trzynastu kolbek miarowych o pojemności 10 ml wprowadzić po 2 ml buforu
octanowego, a następnie odmierzyć podane w tabeli ilości roztworów soli kobaltu (II) oraz
nitrozo-R-soli.
Numer próbki
1
2
3
…
11
12
13
Objętość Co(II) [ml]
0.0
0.4
0.8
…
4.0
4.4
4.8
Objętość nRS [ml]
4.8
4.4
4.0
…
0.8
0.4
0.0
Absorbancja
Zawartość kolbek uzupełnić wodą destylowaną do kreski. Dokładnie wymieszać i po
upływie 10 minut zmierzyć absorbancję wszystkich próbek w kuwetach 1cm, wobec wody
jako odnośnika przy długości fali
λ
= 530 nm. (patrz instrukcja obsługi spektrofotometru
Perkin Elmer Lambda 40).
Opracowanie wyników:
1.
Zgodnie z danymi uzyskanymi w pkt. 1 wykonać wykresy:
a) zależności absorbancji od ilości ml nitrozo-R-soli w kolejnych mierzonych
próbkach,
b) stosunku ilości ml ligandu od ilości ml metalu w każdej z analizowanych próbek.
2.
Sporządzić wykresy zgodne z danymi uzyskanymi w pkt. 2:
a) zależności absorbancji od ułamka molowego metalu
b) wykresy równoważne pkt. a)w układzie osi współrzędnych według podanego
wzoru:
A
0 1 2 3 ...
N ml Metalu
N 3 2 1 0 ml Ligandu
3.
Porównać uzyskane dla każdego kompleksu wykresy i wyciągnąć wnioski dotyczące
trwałości obu kompleksów.
4.
Wyznaczyć składy badanych kompleksów.
SPEKTROSKOPIA UV - Vis
2010/2011
ANALIZA INSTRUMENTALNA
Strona 6
Literatura:
1.
W. Ciesielski, R. Zakrzewski, S. Skrzypek „Laboratorium analizy instrumentalnej” UŁ
2002, str. 35-39.
2.
W. Szczepaniak „Metody instrumentalne w analizie chemicznej” PWN 1985-2005.
3.
J. Minczewski, Z. Marczenko „Chemia Analityczna T3 Analiza Instrumentalna” PWN
1998.
4.
D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler, S. R. Crouch “Podstawy chemii analitycznej”
PWN 2007.
5.
A. Cygański “Metody spektroskopowe w chemii analitycznej” WNT 2002.