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.