xxx	Ćwiczenie nr 1	19.11.2009
Grupa nr III	ANALIZA EKSTRAKCYJNO-SPEKTROFOTOMETRYCZNA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z oznaczaniem śladowych ilości jonów z zastosowaniem metod wydzielania na przykładzie ekstrakcyjno-spektrofotometrycznego oznaczania jonów miedzi (II).

1. Aparatura pomiarowa:

Schemat blokowy spektrofotometru.

2. Opracowanie wyników:

1) Przygotowujemy roztwory wzorcowe odmierzając 10ml roztworu podstawowego miedzi (II) o stężeniu 1,001mg/ml do kolby o pojemności 100ml. Uzupełniamy wodą destylowaną do kreski i mieszamy. Do sześciu rozdzielaczy o pojemności 50 ml odmierzamy odpowiednie objętości roztworu wzorcowego według danych z Tabeli 1. Roztwór 6 traktujemy jako odnośnik.

Do wszystkich rozdzielaczy dodajemy:

- 5 ml cytrynianu sodu,

- 2 ml 1% EDTA,

- NH₃H₂O st.,

- 5 ml 1% dietylodotiokarbaminianu sodowego (Na-DDTK),

- 10 ml CCl₄.

2) Zawartość rozdzielaczy wytrząsamy przez ok. 5 min. Po rozdzieleniu fazę organiczną przenosimy do kolb miarowych o pojemności 50 ml, a do fazy wodnej pozostałej w rozdzielaczu dodajemy 10 ml CCl₄. Następnie wytrząsamy i przenosimy fazę organiczną do kolb miarowych. Ekstrakcje wykonujemy po raz trzeci. Znajdujące się w kolbach roztwory z faz organicznych uzupełniamy CCl₄ do kreski i całość mieszamy.

3) Wykonujemy widmo absorbancji dla roztworu nr 3 względem odnośnika w zakresie długości fali 300-900 nm. Ma to na celu wyznaczenie długości fali odpowiadającej maksimum absorbancji.

4) Maksymalna długość fali wyznaczona za pomocą spektrofotometru wynosi

λ_max = 435 nm.

Wykonujemy pomiar absorbancji dla wszystkich roztworów wzorcowych względem odnośnika, którym jest roztwór nr 0. Absorbancję mierzymy przy długości fali 435 nm.

5) Obliczamy stężenie roztworu podstawowego Cu(II) w kolbie na 100 ml.

C_{r-ru podstawowego} = 1,001 mg/ml

V_kolby = 100 ml

V _{r-ru podstawowego} = 10 ml

C _{r-ru podstawowego w kolbie} – szukane stężenie

C _{r-ru podstawowego}*V _{r-ru podstawowego} = C w kolbie _{r-ru podstawowego}*V_kolby

C _{r-ru podstawowego w kolbie} = (C _{r-ru podstawowego}*V _{r-ru podstawowego})/ V_kolby

C _{r-ru podstawowego w kolbie} = (1,001 mg/ml * 10 ml)/100 ml = 0,1001 mg/ml

Obliczamy stężenie roztworu Cu(II) w ekstraktach.

C _{r-ru podstawowego w kolbie} = 0,1001 mg/ml

V _kolby = 50 ml

V _{r-ru podstawowego pobranego do ekstraktu} = 0,1 ml

C _{r-ru podstawowego pobranego do ekstraktu} – szukane stężenie

C _{r-ru podstawowego w kolbie}*V _{r-ru podstawowego} = C _{r-ru podstawowego pobranego do ekstraktu}*V_kolby

C _{r-ru podstawowego pobranego do ekstraktu} = (C _{r-ru podstawowego}*V _{r-ru podstawowego})/ V_kolby

C _{r-ru podstawowego pobranego do ekstraktu} = (0,1001 mg/ml * 0,1 ml)/ 50 ml

C _{r-ru podstawowego pobranego do ekstraktu} = 2,002*10^-4 mg/ml = 2,002 μg/ml

Stężenia w kolejnych kolbach zamieszczono w Tabeli 1.

Tabela 1.

Lp.	Objętość r-ru podstawowego [ml]	Stężenie Cu(II) [μg/ml]	Aλmax1	Aλmax2	Aλmax3	Aλmax
1.	0,1	0,2002	0,040	0,040	0,039	0,03967
2.	0,5	1,001	0,205	0,202	0,200	0,2023
3.	1,0	2,002	0,457	0,453	0,448	0,4527
4.	1,5	3,003	0,655	0,646	0,640	0,6470
5.	2,0	4,004	0,864	0,859	0,858	0,8603
0.	0,0	0,0	Ślepa próba	―	―	―
X1	―	―	0,818	0,817	0,817	0,8173
X2	―	―	0,810	0,808	0,809	0,8090
X3	―	―	0,808	0,809	0,808	0,8083

6) Na podstawie wyników zawartych w Tabeli 1 sporządzamy wykres krzywej wzorcowej A = f(c).

Krzywa przedstawiona na wykresie ma przebieg prostoliniowy, jednak nie przechodzi przez początek układu współrzędnych, spowodowane jest to tym, że nie wykonywaliśmy pomiarów absorbancji dla roztworu, którego stężenie miedzi (II) wynosiło 0.

W celu wyznaczenia molowego współczynnika absorpcji zamieniam stężenia Cu(II) w kolbach od 1-5 z μg/ml na mol/dm³.

Równanie krzywej kalibracyjnej obliczone komputerowo wynosi: y = 13794x - 0,002,

wynika z tego, że molowy współczynnik absorpcji równy jest

ε =13794 [dm³/mol*cm].

Molowy współczynnik absorpcji wyznacza czułość metod spektrofotometrycznych. Dla czułych metod wartość molowego współczynnika absorpcji wynosi powyżej 10 000, ale nie powinna przekraczać 150 000, za mało czułe te, których wartość współczynnika jest poniżej 1000.

Otrzymana w ćwiczeniu wartość molowego współczynnika absorpcji świadczy o dużej czułości metody.

7) Stężenia miedzi (II) dla trzech pomiarów absorbancji badanej próbki wynoszą:

C₁=3,7756 μg/ml

C₂=3,7373 μg/ml

C₃=3,7341 μg/ml

Masa miedzi w badanej próbce obliczmy z zależności:

C_Cu = m_Cu / V_próbki

Po przekształceniu wzoru:

m_Cu = C_Cu*V_próbki

m_Cu1 = 3,7756 μg/ml*50 ml = 188,78 μg = 0,18878 mg

m_Cu2 = 3,7373 μg/ml*50 ml = 186,865 μg = 0,186865 mg

m_Cu3 = 3,7341 μg/ml*50 ml = 186,705 μg = 0,186705 mg

m_{Cu śr} = 0,18745 mg

Masa miedzi w ekstrakcie wynosi 0,18745 mg.

Masa miedzi w otrzymanej do badania próbce wynosi:

m_{Cu śr}*5 = 0,18745*5 = 0,93725 mg.

Masa miedzi (II) w próbce wynosi 0,93725 mg.