Õpperühm: SPEKTROFOTOMEETRIA SFM Töö eesmärk: Mn ja Cr kontsentratsiooni määramine. 0,1 N KMnO4 200 ml mõõtkolb 50 ml mõõtkolbid dest. vesi Mõõtpipetid Aparatuur- Spektrofotomeeter Töö põhimõte: Mõõta nii Mn standardlahuste (KMnO4) kui ka Cr standardlahuste (K2Cr2O7) neelduvused lainepikkustel =430 nm ja =550 nm. Seejärel mõõta uuritava lahuse neelduvus kahel lainepikkusel ja leida selles Mn ja Cr kontsentratsioonid. Kontsentratsioonid leitakse: C (Mn) = (A550 ((´550 / ´430) * A430)) / (550 * l) C (Cr) = (A430 ((430 / 550) * A550)) / (`430 * l) A430 ja A550 vastavad uuritava lahuse neelduvused 430 ja 550 Mn standardlahuste neeldumistegurite keskmised
Tallinna Tehnikaülikool Keemia instituut Analüütilise keemia õppetool Üliõpilane: Teostatud: 23.02.05 Õpperühm: Kaitstud: Õppejõud: M. Treumann Hinne: Mangaani ja kroomi fotokolorimeetriline määramine koosesinemisel lahuses Töö põhimõte: Antud töös mõõdame Mn ja Cr standardlahuste ning uuritava lahuse optilised tihedused kahel lainepikkusel ning leiame mangaani ja kroomi sisalduse uuritavas lahuses kahel viisil kalibreerimisgraafiku abil ning arvutuslikult. Kalibreerimisgraafikul on x-teljel standardlahuste kontsentratsioonid ning y-teljel optilised tihedused. Töö käik: Valmistada KMnO4 ja K2Cr2O7 etalonlahused. Vahetult enne tööd valmistada standardlahused 0,05mg Mn 1ml-s (9,1ml 0,1n KMnO 4 lahust 200 ml mõõtekolbi).
Lambrt- Beeri seaduse järgi: I0- lahusele langeva valguse intensiivsus I- lahust läbinud valguse intensiivsus -aine molaarne neeldumistegur, mis sõltub lahuse kontsentratsioonist, temperatuurist, valguse lainepikkusest, valguse neelava aine iseloomust (M-1cm-1) l- lahusekihi paksus (cm) C- lahustunud aine molaarne kontsentratsiooni (M) A-lahuse neelduvus (optiline tihedus) T- läbilaskvus Töö ülesanne: Mõõta Mn ja Cr standardlahuste ning uuritava lahuse neelduvused ja läbilaskvused lainepikkustel = 430 nm ja =550 nm. Seejärel leida uuritavas lahuses Mn ja Cr kontsentratsioonid valemi järgi: A430 ja A550- vastavad uuritava lahuse neelduvused 430 ja 550- Mn standardlahuste neeldumistegurite keskmised '430 ja '550- Cr standardlahuste neeldumistegurite keskmised l- küveti paksus, cm A-lahuse neelduvus mõõdetava lainepikkuse juures C- lahuse molaarne kontsentratsioon l- küveti paksus Töö käik: 1
· Mitte hügroskoopne; · Odav; · Suure molaarmassiga; · Lahustuv antud reaktsioonikeskkonnas; · Kiire ja stöhhiomeetriline reaktsioon analüüdiga. Väga vähestel ühenditel on sellised omadused Sekundaarsed standardid · Alati pole võimalik leida sobiva tiitrimisreaktsiooni jaoks põhiainet · Sellisel juhul on titrandi standardiseerimiseks kasutusel nn. sekundaarne standard · See sekundaarne standard tuleb alati standardiseerida põhiaine ehk esmase standardi abil Standardlahuste omadused · Püsiv, et tema kontsentratsiooni peaks määrama ainult üks kord; · Reageerima analüüdiga kiiresti; · Reageerima analüüdiga täielikult; · Selektiivne keemiline reaktsioon, kirjeldatav ühe võrrandiga Tiitrimismeetodid · otsene tiitrimine · tagasitiitriminekui reaktsioon analüüdi ja titrandi vahel on aeglane või titrant pole püsiv; · kaudne tiitriminekui titrant ei reageeri analüüsitava ainega. Standardlahused
Proovi süstimiseks vajalikud parameetrid: Eluent: 30% atsetonitriili, 70% vett ja 0,1% äädikhape vesilahus Standardne voolukiirus: 70 l/min Lainepikkus: 280 nm Saasteainete identifitseerimine: Orgaaniliste ainete identifitseerimine vees on keeruline protseduur. Konkreetset ainet on väga lihtne identifitseerida, kui on olemas autentne võrdlusaine ehk standardaine. Selleks süstitakse vedelikkromatograafi uuritav proov ning standardlahused. Edasi võrreldakse kromatogrammil proovi ja standardlahuste retentsiooniaegu. Retentsiooniaeg on aeg, mis on vajalik ½ aine koguse elueerimiseks kolonnist. Ainete retentsiooniajad on põhimõtteliselt individuaalsed, s.t. et piigi retentsiooniaja järgi saab kindlaks teha aine, mis sellele piigile vastab (joon. 1). Joon. 1. Tüüpiline kromatogramm Saasteainete kvantitatiivne määramine: Saasteainete kvantitatiivse sisalduse määramiseks kasutatakse välisstandardmeetodeid, kus
väärtus : Uuritav lahus 0.24 57.5 0.215 61 Tabel 1' põhjal koostame kalibreerimisgraafikuid Graafikult näeme, et lahuse CMn = 0.006 mg/ml = 0.0000380 M Graafikult näeme, et lahuse CCr = 0.046 mg/ml = 0.000156 M Arvutused: c (Mn) =[ A(550nm) (` (550nm) : ` (430nm) x A430)] / (550nm) x l c (Cr) = [A(430nm) - (430nm) : (550nm) x A550] / ` (430nm) x l, kus A(430,550nm) vastavad uuritava lahuse optilised tihedused (430,550nm) Mn standardlahuste neeldumistegurite keskmised ` (430,550nm) Cr standardlahuste neeldumistegurite keskmised Järeldus: Arvutuslikult saadud Mn ja Cr kontsentratsioonid uuritavas lahuses langevad kokku kalibreerimisgaafiku abil saadud tulemustega. Minu arvutes, kalibreerimisgraafiku kasutamine kontsentratsiooni märamiseks on eelistatav, kuna 1. ta on muugavam ja palju kiirem, kui arvutuslik meetod ning viga tõenäosus on ka väiksem, 2
Väga vähestel ühenditel on sellised omadused! Tiitrimismeetodid- otsene:teatud kogusele tiitritavale lahusele (A) lisatakse titrandi (T) lahust kuni reaktsiooni lõpp-punkti fikseerimiseni. skeem: A + T=P tagasi:Tagasitiitriminekui reaktsioon analüüdi ja titrandi vahel on aeglane või titrant pole püsiv; kaudne:kui titrant ei reageeri analüüsitava ainega. Standardlahused ja nõuded standardlahustele-Vajalikus standardlahuste omadused:Püsiv, et tema kontsentratsiooni peaks määrama ainult korra; Reageerima analüüdiga kiiresti; Reageerima analüüdiga täielikult; Selektiivne reaktsioon, kirjeldatav ühe võrrandiga. Standardlahuste kontsentratsiooni määramise meetodid-otsene meetod,standardiseerimise meetod Standardlahuste kontsentratsiooni väljendamine- molaarsus - cM (M) normaalsus - cN (N) protsent ppm, ppb, ppt lahustunud aine ja lahusti ruumalade suhe(näiteks 1:4 HCl) p funktsioonid pH, pX
· on vaja arvutada 0,1000M etaanhappe lahuse pH · pH peale 10,00 ml titrandi lisamist · lahuses on moodustunud puhver etaanhappest ja naatriumetanaadist · pH arvutatakse puhverlahuste valemite järgi · Ekvivalent punkt- sisaldab nõrga happe või aluse soola, pH arvutatakse soola hüdrolüüsi valemite järgi; · Peale ekv. punkti- on lahuses tugeva happe või aluse liig, pH arvutatakse tugeva happe või aluse järgi Karbonaatide tiitrimine HCl-ga Kasutamine · Happe standardlahuste valmistamine ja standardiseerimine booraksiga vt. Praktikumi tööjuhend · Kõige levinum analüütiline meetod · Anorgaanilised, orgaanilised ja bioloogil. ühendid,milledel on happe või aluse omadused · Potentsiomeetria · Elementanalüüs- mittemetallid: C,N,S,Cl, Br,F · N- Kjeldahli meetod, aminohapetes, valkudes,väetistes, pinnases, vees - proov lagundatakse kuumas H2SO4, saadakse NH3,see kogutakse happesse ja tiitritakse kasutamine · Ammooniumsoolad · Nitraadid ja nitritid
Kasutatavad lahused Dest. vesi, püridoksiin (vitamiin B6), riboflaviin (vitamiin B2), sidrunhape, NaOH, tiamiin (vitamiin B1), hiniin (=kiniin), jood, punane veresool ehk kaaliumheksatsüanoferraat(III) K3[Fe(CN)6]. Proovid: vitamiinivesi (Vichy Vitamin Sport), toonik (Schweppes' TonicWater) Töö käik Kasutatud ergastamine lainepikkused on 230-400 nm ning emiteerimise lainepikkused on 250-615 nm. Mõõta tuli destilleeritud vee ja standardlahuste riboflaviin ning püridoksiin EEM spektrid. Tulemused: 1. Maksimumid: Destilleeritud vesi. Intensiivsus (maksimum): 132,6 Riboflaviin. Intensiivsuse maksimum: 4780,4.............................................................................. Püridoksiin. Intensiivsuse maksimum: 7418,9 Järeldused Destilleeritud vesi ei fluorestseeru, sest seal ei sisaldu flourestseeruvaid aineid. Saadav fluorestsentsspektraalkujund (SFS) kujutab ergastava valguse vee molekulidel mitteelastset
4 9,9 3 1,59 c 6,8 c 6,7 c 6,3 Absorptsiooni piikide kõrgustest arvutame (Excel'is) Bi(NO3)3 keskmised kontsentratsioonid. Bi(NO3)3 MW= 395 g/mol, Bi3+ MW = 209 g/mol, mis on 52,91%. Sellest arvutame Bi ioonide kontsentratsioonid ning koostame kalibreerimisgraafiku, mille alusel leiame uuritava lahuse kontsentratsiooni. Bi standardlahuste kontsentratsioonid 3,5 f(x) = 0,29x + 0,11 Kontsentratsioon ug/ml 3 2,5 R² = 1 2 Konts ug/ml Linear Regression for
pealehel). Praktiliseks mõõtmiseks klaaselektroodi abil koostatakse mõõteelement (antud töös): Ag, AgCl0,1 M HCl klaasmembraanuuritav lahus (Coca-Cola) 2 M KCl Hg2Cl2, Hg Töö eesmärk Fosforhappe määramine Cola-joogis potentsiomeetrilisel tiitrimisel (0,0196M NaOH-ga). Töövahendid Ioonmeeter, klaaselektrood, kalomelelektrood, pH-meeter (kombineeritud elektroodiga), magnetsegaja, bürett, pipetid ja keeduklaasid, elektripliit. Töö käik Kõigepealt tuli mõõta standardlahuste pH instrumendipeal, et teada saada mõõtetäpsus/mõõtmisviga. Seejärel pipeteerisin 25 mL ultrahelivannis degaseeritud Coca- Cola jooki pipetiga keeduklaasi ning mõõtsin tema pH pH-meetriga. Büretist hakkasin lisama NaOH lahust 5 mL kaupa ja iga kord fikseerisin pH näidu, fikseerides andmenäidud Exceli tabelis, kuni pH=10. Ioonmeetriga toimiti sarnaselt, fikseerides sellega nii pH kui ka elektroodipotentsiaali kuni pH 10-ni. Tulemused: pH=f(V)
reaktsiooni produktiga (Q) pannakse reageerima tiitritav lahus (A, peab olema tugevam kompleksimoodustaja); määratakse eralduva nõrgema kompleksimoodustaja (B) hulk. skeem: A + Q = P + B B+T=Q 10. Standardlahused ja nõuded standardlahustele. Püsiv, et tema kontsentratsiooni peaks määrama ainult üks kord; Kiire reaktsioon analüüdiga; Täielik reaktsioon analüüdiga; Selektiivne keemiline reaktsioon, kirjeldatav ühe võrrandiga 11. Standardlahuste kontsentratsiooni määramise meetodid. otsene meetod standardiseerimise meetod 12. Standardlahuste kontsentratsiooni väljendamine (molaarsus, molaalsus, %, normaalsus jt.). Molaarsus: lahustunud aine moolide arv ühes liitris lahuses.( CM= nA/ Vlahus) Molaalsus: lahustunud aine moolide arv 1 kg lahusti kohta.( Cm= nA/ mlahusti) Normaalsus: lahustunud aine ekvivalentide arv ühes liitris lahuses.( CN= ekv/ Vlahus)
[Zn(NH3)4]2+ -1,160 Töö käik Töövahendid: Universaalpolarograaf OH-105 (Radelkis) Elavhõbetilkelektrood (katood) Elektrolüüser suurepinnalise elavhõbeelektroodiga (anood) 3 mõõtepipetti, 5 ml 4 mõõtekolbi, 50 ml Fooni lahus: 1 M NH4OH + 1 M NH4Cl Na2SO3 x 7H2O, tahke 0,5 % zelatiini lahus Metallide standardlahused: 1mg Cu2+/ml, 1mg Cd2+/ml, 1mg Zn2+/ml Töö käik: Kolme 50 ml mõõtekolbi pipeteerisime alljärgnevas tabelis toodud vase, tsingi ja kaadmiumi standardlahuste mahud ml-s. Kolvi nr. Cu2+ Cd2+ Zn2+ 1 1 2 1 2 2 3,5 1,3 3 3 5 1,5 Neljandasse kolbi andis õppejõud kontrolllahuse. Kolvid täitsime peaaegu mõõtejooneni foonilahusega. Igasse kolbi lisasime spaatlitäie naatriumsulfitit lahustunud hapniku redutseerimiseks ja 0,5 ml 0,5 % zelatiini lahust maksimuide tekke vältimiseks. Seejärel
büretis oleva standardlahuse abil.Seda kasutame kui reaktsioon analüüdi ja titrandi vahel on aeglane või titrant pole püsiv. Kaudne tiitrimine-kasutatakse kui titrant ei reageeri analüüsitava ainega.Moodustub ühend mis reageerib titrandiga. Standardlahus: Standardlahus-kindla konsentratsiooniga lahus,mida kasutatakse mahtanalüüsi teostamiseks. Nõuded-peab olema püsiv,peab analüüsitava ainega kiiresti reageerima ja täielikult reageerima,peab olema selektiivne. Standardlahuste konsentratsiooni määramise meetod-Otsene meetod-st et põhiaine on titrant.Standardiseerimis meetod-kas standardlahuse konsentratsioon määratakse täpse põhiaine kaalutise abil või kasutatakse teist kindla konsentratsiooniga standardlahust. Standardlahuse konsentratsiooni väljendamine: Molaarsus: Normaalsus: %: Molaalsus: Ppm,ppb,ppt Lahustunud aine ja lahusti ruumalade suhe P funktsioonid Gravimeetriline tiitrimeetria: Olemus-mõõdetakse tiitrimiseks kulunud titrandi massi
Plaat kuivatatakse kuuma elektripliidi kohal. Keemiliseks ilmutamiseks asetatakse plaat eksikaatorisse, mis on küllastunud joodiautudega. Jälgitakse laikude ilmumist ja küllaldase tumeduse saavutamisel võetakse plaat eksikaatorist välja ning fikseeritakse laigud. Plaadilt määratakse iga laigu Rf-id. Selleks mõõdetakse iga laigu tsentri (a) ja frondi (b) kaugus stardijoonest. Arvutamiseks kasutatakse valemit: a Rf 100% b Standardlahuste ja uuritava proovi R f omavahel võrreldes identifitseeritakse segus olevad komponendid. Samuti võib ained kindlaks teha visuaalse vaatluse teel. 1.4. Töö käik 1.4.1.Aniliini süntees Sünteesikolbi asetatakse 35 g raualaaste, valatakse juurde 75 ml 6%-list soolhapet. (Aparatuur peab olema kokku pandud ja avad suletud, et vältida vesiniku lendumist.) Segu soojendatakse mehaaniliselt segades veevannis ja soojale segule lisatakse
ja sellises lahuses, milles vaadeldava aine kontsentratsioon on teada (nn standard- lahus). Kuna Beer'i seadusest tulenevalt kehtib sõltuvus Atundm / Ast = ctundm / cst, siis saab aine kontsentratsiooni uuritavas lahuses arvutada sõltuvusest ctundm = (Atundm / Ast ) · cst Täpsemate tulemuste saamiseks ei piirduta sageli ühe standardi absorptsiooni mtmisega, vaid valmistatakse tuntud kontsentratsioonidega standardlahuste seeria (34 lahust) ja mõõdetakse nende absorptsiooni väärtused. Mõõtmistulemuste alusel ehitatakse kaliibrimissirge A = f(cst), mis vimaldab ühtlasi kontrollida, kas Beer'i seadus on uuritava süsteemi jaoks rakendatav (kas A ja c vahel valitseb lineaarne sõltuvus). Kui sõltuvus on lineaarne, siis võimaldab kaliibrimissirge uuritava lahuse absorbtsiooni väärtuse Atundm järgi teada saada sellele vastava aine kontsentratsiooni ctundm (joonisel näidatud punaste nooltega).
annaabi.ee 
