Абсорбционная спектроскопия

Принцип действия болометра  основан на изменении электросопротивления материала при нагревании. Термочувствительный  элемент, представляющий собой зачерненную пластинку, включают в мостовую схему. Инфракрасное излучение вызывает нагревание термочувствительного элемента и разбаланс моста, пропорциональный интенсивности падающего излучения.

Промышленностью выпускаются  различные приборы абсорбционной  спектроскопии: фотометры, фотоэлектроколориметры, спектрофотометры и т.д., в которых используются различные комбинации осветителей, монохроматизаторов и приемников света.

Широко применяют в  аналитических лабораториях различные  ФЭКи (фотоэлектроколориметры) – ФЭК-56-2, ФЭК – 56М и др. В последних моделях приборов серии КФК предусмотрена микропроцессорная система, позволяющая непосредственно получать концентрацию вещества, а колориметр КФК-МП снабжен, кроме того, термопечатающим устройством.

 

8 Фотометрические методы определения алюминия

8.1 Основные фотометрические  реагенты для определения алюминия

Ранее после отделения  большой части сопутствующих  элементов алюминий определяли по реакции с ализарином, с которым он образует окрашенный лак красного цвета.Интенсивность окраски значительно усиливается в присутствии ионов , поэтому определение проводили всегда в присутствии этого элемента. Позднее ализарин S как реагент был почти полностью вытеснен трифенилметановыми красителями, при помощи которых определение алюминия может быть проведено более селективно. Из большой группы окситрифенилметановых красителей чаще всего используют алюминон, пирокатехиновый фиолетовый, хромазурол S, хромоксановый фиолетовый, эриохромциан R и ксиленовый оранжевый.

Из перечисленных самые  чувствительные реагенты – хромоксановый  фиолетовый и эриохромциан; определение алюминия с ксиленоловым оранжевым  хромазуролом S наиболее селективно при использовании маскирующих реаентов. В настоящее время наиболее распространенным реагентом является алюминон. Реакции маскирования не позволяют избежать влияния ионов , Ti, Zr, Th, которые следует предварительно отделять экстракцией. Предварительной экстракцией растворами 8-оксихинольдина или купферона в хлороформе или четыреххлористом углероде отделяют все элементы, которые мешают определению алюминия с алиминоном. Поэтому несколько более высокая селективность реакций с ксиленоловым оранжевым и хромазуролом S в большинстве случаев имеет значения.

Кроме названных катионов определению алюминия с этими  реагентами мешают фторид-, борат-, оксалат- и тартрат – ионы, которые удают  предварительным упариванием с концентрированной серной кислотой; борат-ион может быть удален при избытке фтора в виде B или после добавления метанола в виде В(ОС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.2 Определение алюминия в 8-оксихолином

Сущность работы- алюминий, взаимодействую с оксихинолином, образует нерастворимый в воде, но растворимый в органических растворителях оксихинолинат алюминия, окрашенный в соломенно- желтый цвет. Для иллюстрации на рис.9 приведен спектр поглощения раствора оксихинолиата алюминия в четыреххлористом углероде. Определению мешают железо, титан и другие катионы, образующие при данных условиях оксихинолиаты, также растворимые в органических растворителях. Концентрацию алюминия вычислят по формуле

 

Приборы и реактивы

Спектрофотометры СФ-4 или  СФ-4А, СФД-2 и стеклянные кюветы с толщиной слоя 1 см.

Делительная воронка на 50-100мл.

Мерные колбы емкостью 25 мл -3 штуки.

Пипетка на 1 мл с делениями.

Стандартный раствор соли алюминия. В мерную колбу емкостью 1 л помещают 1000 г металлического алюминия, растворяют его в 8 мл соляной кислоты (плотность 1,12 г/доводят объем раствора водой до 1 л и тщательно перемешивают. 10 мл этого раствора разбавляют водой в мерной колбе емкостью 100 мл. Конечный раствор содержит 0,1 мг алюминия в 1мл.

8-оксихинолин, 5% раствор  в 2 н. растворе уксусной кислоты.

Соляная кислота, 1 н. раствор.

Ацетат аммония, 2 н. раствор.

Четыреххлористый углерод (можно заменить хлороформом, дихлорэтаном и др.).

 

Выполнение работы

Наливают в делительную  воронку 20 мл воды, 0,5 мл стандартного раствора соли алюминия, прибавляют 1 каплю соляной  кислоты, 0,5 мл  оксихинолина, перемешивают, затем добавляют 1 мл ацетата аммония, перемешивают и снова прибавляют 2 мл последнего раствора. К раствору прибавляют 5-7 мл четыреххлористого углерода и взбалтывают 1-2 мин. Слой органического растворителя сливают в мерную колбу емкостью 25 мл и повторяют экстрагирование еще 1-2 раза, сливая каждый раз в ту же колбу. Затем доливают чистым четыреххлористым углеродом до метки и после перемешивания измеряют оптическую плотность этого раствора при λ=390 нм в кювете с толщиной слоя 1 см.

Аналогичные описанным операции проделывают с исследуемым нейтральным  раствором, содержащим 10-200 мкг алюминия в 25 мл. Концентрацию в исследуемом растворе вычисляют по приведенной выше формуле. При точных измерениях необходимо проводить холостой опыт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.3 Определение  алюминия с хромазуролом S

Метод основан на образовании  окрашенного комплексного соединения алюминия c хромазуролом S (λmax = 620 нм)

 Аппаратура и реактивы:

Фотоколориметр и спектрофотометр.

Бром

Кислота бромистоводородная

Смесь для растворения  свежеприготовленная: девять объемов  бромистоводородной кислоты смешивают с одним объемом брома.

Кислота тиогликолевая, 0,8 %, раствор.

Кислота азотная, разбавленная 1:1

Кислота соляная, разбавленная 1:1

Кислота серная, разбавленная 1:1

Кислота фтористоводородная

Кислота аскорбиновая, свежеприготовленный  раствор 10г/

Кислота уксусная

Аммоний хлористый, 20 г/

Квасцы железоаммонийные, раствор 100г/; готовят следующим образом: 10 г квасцов растворят при нагревании в 70 воды и 2 серной кислоты,  разбавленной 1:1, раствор разводят до 100 водой.

Аммоний уксуснокислый

Натрий уксуснокислый 2 моль/ 

Натрий гидроокись, раствор 1 моль/

Аммиак водный разбавленный 1:1

Натрий серноватистокислый, раствор 50 г/

Аммоний бензойнокислый, раствор 50 г/

Промывная жидкость, гтовят следующим образом: 5 бензойнокислого аммония и 1 уксусной кислоты растворяют в 100 воды.

Буферный раствор с  рН 6,готовят следующим образом: 46 г уксуснокислого аммония и 18 г уксуснокислого натрия растворяют в 1 воды. Устанавливают рН раствора на рН-метре, добавляя раствор гидроксида натрия или уксусную кислоту.

Мочевина

Хромазурол S, раствор 2 г/

Стандартные растворы алюминия

Раствор А; готовят следующим  образом: 0,1 г алюминия растворяют при  нагревании в 20 соляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор переводят в мерную колбу, вместимостью 1 , доливают до метки водой и перемешивают.

1 раствора А содержит 0,0001 г алюминия.

Раствор Б; готовят следующим  образом: 5 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 , добавляют 20 соляной кислоты, разбавленной 1:1, доливают до метки водой и перемешивают.

1 раствора содержит  0,000005 г алюминия.

Фотометрирование  с применением хромазурола S.

Аликвотную часть раствора помезщают в мерную колбу вместимость 100 прибавляют 2 раствора аскорбиновой кислоты, 5 раствора серноватистокислого натрия и через 20 мин нейтрализуют раствором гидроксида натрия до рН 5-6 по универсальной индикаторной бумаге. Прибавляют 5 0,1 раствора соляной кислоты, воду 50 , 2 раствора хромазурола S, 5 раствора уксуснокислого натрия и доливают водой до метки. Через 10 мин измеряют оптическую плотность в кювете длиной 1 см на фотоколориметре с зеленым светофильтром или на спектрофотометре при λ=нм, используя раствор контрольного опыта в качестве раствора сравнения.

Содержание алюминия находят  по градуировочному графику.

Массовую долю в процентах (Х4) вычисляют по флрмуле:

 

 

 

где  m- масса алюминия, найденная по градуировочному графику, г;

        - масса навески сплава, соответствующая аликвотной части раствора, г;