Т А Пальчевська - Аналітична хімія та інструменентальні методи аналізу - страница 34

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 

нефелометрії (ір) та турбідиметрії (і)

чистій     воді,     молекули викликають

розсіювання світла на деякий, хоч і дуже малий, кут - в результаті, жоден розчин не має нульову мутність.

Характер розсіювання залежить від відношення довжини хвилі (1) світла до розмірів (сСчаст) та форми завислих часточок:

>       якщо сСчаст, > 1, то розсіювання світла обумовлене заломленням світла на границі розділу часточка - розчинник і відбиттям світла часточками;

>       якщо Счаст, < 1, то спостерігається дифракція світлової хвилі, а саме, огинання нею часточки (ефект Тиндаля);

сферичні часточки розсіюють «вперед» більше світла, ніж часточки круглої форми або у вигляді голок;

>       чим більше різниця між коефіцієнтами заломлення розчину і завислих часточок - тим сильнішим є розсіювання;

забарвлені часточки і розчин поглинають світло в певних діапазонах видимої області, в результаті чого частина розсіяного світла не потрапляє на детектор.Схеми інтенсивності розсіяного світла часточками різних розмірів:

(A)              -   розсіювання симетричне (d4acm. < 1/10 1);

(B)          -    переважає розсіювання в напрямку падаючого світла (d4acm, ~ 1/4 1);

(C)   - розсіювання дуже нерівномір-
не, має виражені максимуми і мінімуми

(duacm.  > 1)-

Суспензією для нефелометричного (турбідиметричного) аналізу є дисперсні системи, що містять певну кількість малорозчинних речовин у сильно розбавлених розчинах (100 мг/л і менше), і які здатні відбивати сталу кількість світла впродовж певного проміжку часу, якого вистачає для вимірювання інтенсивності світла.

Інтенсивність світлового потоку, що розсіюється дрібними часточками суспензії, описується рівнянням Релея:1Р =1 о


n1

(n12 + 2n 2)


NV 2

Yd2


(1 + cos2 b),де,

і 10 - інтенсивність розсіяного та початкового світла, відповідно; n1 і n - коефіцієнти заломлення часточок і середовища; N - загальна кількість часточок; V - об'єм часточок; l- довжина хвилі світла; d - відстань до спостерігача; b- кут між початковим та розсіяним світлом.

При нефелометричних визначеннях величини V, n1, n, 1, d і b відомі та є сталими для досліджуваної речовини;

N = C-l, де C - концентрація речовини, l - товщина розчину (const). Тому для певного кута b формула Релея має наступний вид:10


= k C,     де k - коефіцієнт, який об'єднує наведені параметри.77ри турбідиметричних визначеннях зв'язок між інтенсивністю світла, що проходить через суспензію, та розміром часточок суспензії описується наближеним рівнянням:де,


10

D = lg

k

l C d~

1       d4 + Ok 4 D - здатність до розсіювання; d - середній діаметр часточок;

k - коефіцієнт, що залежить від природи суспензії та

методу вимірювань; a - стала, яка залежить від методу вимірювання.визначили на

Приклад 1. При визначенні вмісту плюмбуму у промисловій воді турбідиметричним методом для приготування стандартного розчину наважку плюмбум нітрату Pb(NO3)2 масою 0,25 г розчинили в колбі об'ємом 100 см3. В мірні колби об'ємом 50 см3 відібрали 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см3 цього розчину, додали сульфатну кислоту та розчин стабілізатору для одержання суспензії у вигляді PbSO4 і довели об'єм до мітки. Оптичну густину фотоелектроколориметрі і одержали такі дані:V(Pb(NO3)2), см3 І 2,0


4,0


6,0


8,0


10,0D_____________ І 0,102 І   0,196   І   0,293   |   0,394   |   0,485 |

Пробу промислової води об'ємом 50 см3 розвели в колбі об'ємом 250 см3 і аліквотну частину цього розчину об'ємом 5 см3 обробили так само, як і еталонні розчини для одержання суспензії PbSO4. Оптична густина досліджуваного розчину дорівнювала Dx=0,35. Побудувати калібрувальний графік залежності D - C(PbSO4) та визначити вміст (у г/м ) плюмбуму в промисловій воді.

Розв'язання: Для побудову калібрувального графіку розраховуємо концентрацію суспензії PbSO4 у еталонних розчинах:

С =


0,25 ■ 2 ■ 331 ■ 1000 100■50■303


0,109 мг/л;С 2 =


0,25 ■ 4 ■ 331 ■ 1000 100■50■303


0,218 мг/л;


С3 =


0,25 ■ 6 ■ 331 ■ 1000 100■50■303


0,327 мг/л;С 4 =


0,25 ■ 8 ■ 331 ■ 1000 100■50■303


0,436мг/л;


С5 =


0,25 ■ 10 ■ 331 ■ 1000 100■50■303


0,545 мг/л.
За графіком значенню оптичної густини Dx=0,35 відповідає концентрація 0,385 мг/л PbSO4. Розрахуємо вміст плюмбуму у пробі промислової води:

лти,   Сх V, M (Pb)   0,385 ■ 250 ■ 107   с        .     с^  , 3

С (Pb) = ——к-------- —- = —------------------ = 6,22 мг/л = 6,22 г/м3.

v   }   Va M(PbSO4)           5 ■ 331Приклад 2. Для проведення нефелометричного визначення сульфатів у розчині приготували стандартний розчин, що містить 7,5 г безводного барію сульфату BaSO4 в 250 см води. Після відповідної обробки одержали суспензії стандартного та досліджуваного розчинів. На нефелометрі порівнювали інтенсивність розсіювання досліджуваного розчину з інтенсивністю розсіювання стандартного розчину. Одержали наступні значення товщини шарів розчинів: Іст =5,0; lx= 4,25; 4,20; 4,27. Визначте вміст (у мг/мл) сульфату в досліджуваному розчині.

Розв язання : Розраховуємо концентрацію барію сульфату у стандартному m 7,5

розчині:   C    ==---------- = 30 г/л.

Р                        ст    V 0,25

Визначаємо середнє значення товщини шару досліджуваного розчину: l = li +12 +13 = 4,25 + 4,20 + 4,27 = 1272 = 4 24

x      з                                     з                          з     , .

C    ■ l       30. 5 0

За законом еквівалентів: C =—cmcm =-------------------- i_ = 35,37 г/л = 35,37 мг/мл.

x        lx                  4,24       ' '

Приклад 3. Для проведення нефелометричного визначення хлоридів у розчині приготували розчин, що містить 0,25 г калію хлориду КС1 в 1 л води.

33

Аліквотну частину цього розчину об'ємом 7,5 см обробили і одержали 50 см суспензії стандартного розчину аргентум хлориду AgCl. Наважку солі масою 5 г розчинили в мірній колбі об'ємом 250 см . Аліквотну частину цього розчину

33

об'ємом 5,0 см обробили і одержали 50 см суспензії аргентум хлориду AgCl. Інтенсивність розсіювання стандартного розчину дорівнювала Іст=0,68, а інтенсивність розсіювання досліджуваного розчину Іх=0,42. Визначте вміст (у %) хлоридів в досліджуваному розчині.

Розв язання : Розраховуємо концентрацію калію хлориду КО у розчині:

m  0,25       г л

C KCi = =           = 0,25 г/л.

Розраховуємо   концентрацію   аргентум   хлориду   AgCl   в суспензії

C        0,25. 7,5. 143,5   7 22     _2 .
стандартного розчину:    CAgCl =----------- 50 74 5------ = 7,22 . 10 г/л.

За методом порівняння визначаємо концентрацію AgCl в суспензії

     Ccm . Ix    7,22 . 10_2 . 0,42    . ЛС 1Л_2 .
досліджуваного розчину: Cx =—^ї- =------------------------------- = 4,46 . 10 г/л.

1 cm 0,68Тоді, вміст AgCl в 50 см3 суспензії: m      = —---------------- = 2,23 . 10 г.

4.46 . 10_2 . 50 „ .
------------------ = 2 23 .10 3

AgCl 1000

Така сама кількість AgCl міститься в 5,0 см3 аліквотної частини розчину. Розраховуємо вміст хлоридів у досліджуваному розчині:

m     =                      . М (Cl).l00 = 2,23 . 10 _3 . 250 . 35,5 . 100 = 0   2 %.

1.      Va . М(AgCl). m^. 5 . 143,5 . 5Турбідиметричний метод аназізу заснований на:

 

a)      вимірюванні поглинання речовиною світлового випромінювання;

b)     вимірюванні інтенсивності світла, що випромінюється речовиною;

c)      вимірюванні інтенсивності світла, яке поглинається незбарвленою суспензією;

d)     заснована на вимірюванні кута обертання площини поляризації поляризованого променя світла, що пройшов через оптично активне середовище;

e)      вимірюванні зсуву інтерференції світлових променів при проходженні їх крізь кювети з розчином речовини, розчинником та крізь коліматор.

2.      В чому полягає відмінність молярного коефіцієнта мутності (в турбідиметричному аналізі) від молярного коефіцієнта світлопоглинання (фотометричний аналіз)?

 

a)      коефіцієнт поглинання залежить від довжини хвилі 1, а коефіцієнт мутності не залежить;

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 


Похожие статьи

Т А Пальчевська - Аналітична хімія та інструменентальні методи аналізу