ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3 Тема: Спектроскопические и

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3
Тема: Спектроскопические и другие методы анализа
Общая цель: Вам необходимо овладеть учебной программой данного занятия и научиться
применять учебный материал в своей будущей профессии.
Сделайте записи в рабочей тетради по плану:

дата;

номер занятия;

тема занятия;

цель занятия;

основные вопросы темы.
Учебные вопросы занятия:
1.
Классификация спектроскопических методов.
2.
Фотометрический и спектрофотометрический методы анализа, их сравнительная
характеристика.
3.
Нефелометрия и турбидиметрия. Теоретические основы методов.
4.
Лабораторная работа.
Ваши действия при подготовке к занятию и отработке программы занятия
При подготовке к данному занятию
Повторите тему «Спектроскопические и другие методы анализа» рабочей учебной программы
дисциплины «Физико-химические методы анализа в биотехнологии».
Это очень важно, так как этот материал является базовой основой для получения новых знаний
и на нем строится программа занятия.
Обратите внимание на:
1.
Молекулярная спектроскопия. Спектры поглощения, их происхождение и особенности.
Характеристики полос поглощения. Качественный и количественный анализ по спектрам
поглощения.
2.
Абсорбционная спектроскопия в УФ- и видимой областях. ИК-спектроскопия.
Оптимальные условия и основные приемы фотометрического определения.
3.
Нефелометрия и турбидиметрия. Теоретические основы методов. Процессы
взаимодействия света со взвешенными частицами.
При отработке 1-го учебного вопроса обратите внимание на: Законы светопоглощения:
закон Бугера – Ламберта – Бера, закон аддитивности. Причины отклонений от основного закона
светопоглощения. Основные узлы приборов абсорбционной спектроскопии.
При отработке 2-го учебного вопроса обратите внимание на: Определение
светопоглощающих веществ в смеси. Аналитические возможности и практическое применение
методов.
При отработке 3-го учебного вопроса обратите внимание на: Условия проведения
нефелометрических и турбидиметрических определений. Аналитические возможности методов,
причины их ограниченного применения. Приборы.
При отработке 4-го учебного вопроса обратите внимание на: методику выполнения
лабораторной работы.
Лабораторная работа
ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
КОНСТАНТЫ ДИССОЦИАЦИИ ИНДИКАТОРА
Цель и содержание. Освоение экспериментального метода определения константы диссоциации
индикатора фотоколориметрическим методом, определение константы диссоциации
индикатора и области изменения окраски индикатора.
Аппаратура и материалы. Фотометр КФК-5М индикатор метилоранж, растворы: лимонной
кислоты, 0,1М, гидрофосфата натрия, Na2HPO4 0,2М; пробирки химические, V=10мл (10 шт.);
воронка; химические стаканы, V=50мл (2 шт); штатив для пробирок; фильтровальная бумага;
набор кювет (в комплекте с прибором); стакан химический V=100мл.
Указания по технике безопасности
При проведении работы необходимо выполнять все правила по ТБ при работе: а) с
электроприборами; б) с органическими веществами; в) с кислотами и щелочами. При выполнении
работы запрещается включать лабораторные установки в отсутствие преподавателя. Все
приборы, входящие в состав лабораторной установки должны быть заземлены, все
электрические соединения надежно изолированы. Работу с концентрированными кислотами и
щелочами, а также с органическими веществами проводить в вытяжном шкафу. Соблюдать
меры предосторожности при работе со стеклом.
Методика и порядок выполнения работы
Опыт состоит из нескольких этапов:
1.
Приготовление заданных растворов.
2.
Изучение влияния рН среды на изменение оптической плотности раствора индикатора.
3.
Вычисление степени диссоциации индикатора.
4.
Расчет кажущейся константы диссоциации индикатора и определение интервала
изменения окраски индикатора.
5.
Обработка результатов измерений.
Приготовить 10 буферных растворов по 10 мл в каждой пробирке. Состав растворов взять из
таблицы 1. В каждую пробирку с буферным раствором приливают одинаковое количество
индикатора 0,2 – 0,5 мл или по 2 капли, смешивают и дают постоять для установления
равновесия 10–15 мин. Изменение интенсивности сигнала, прошедшего через раствор
производят на фотометре КФК-5М. Каждое определение повторяют 2 раза и результаты
записывают в таблицу 2.
1)
Включить прибор в сеть электропитания (нажать СЕТЬ).
2)
Поставить кювету с чистой дистиллированной водой (нулевой раствор).
3)
Использовать светофильтр с длиной волны 590нм.
4)
После того, как на цифровом табло исчезнет запись «ПРОГРЕВ», выбрать РЕЖИМ А
нажатием кнопки РЕЖИМ.
5)
Затем нажать кнопку ВВОД и записать значение интенсивности сигнала U0.
6)
Провести измерения интенсивности (Ui) для всех приготовленных растворов (по два
измерения) и по среднему значению рассчитать оптическую плотность.
7)
Кюветы протирать фильтровальной бумагой!
Таблица 1 – Данные для приготовления рабочих растворов
№ Значение рН 0,1 М р-р лимонной
0,2 М р-р
кислоты, мл
мл Na2HPO4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2,2
2,6
3,0
3,4
3,8
4,2
4,6
5,0
5,2
5,8
9,8
8,9
7,9
7,1
6,4
5,9
5,3
4,8
4,5.
3,6
Таблица 2 – Результаты эксперимента
Интенсивность сигнала U, В
рН
(в режиме А)
№
буферп/
ной
п
U0
U1
U2
Uср
смеси
0,2
1,1
2,1
2,9
3,6
4,1
4,7
5,2
5,5
6,4
Оптическая плотность
U0/Uср

Di
Di max рК
Kинд
U
Di  ln 0
U ср
1
Затем на основании результатов эксперимента строят зависимость Dicp = f (pH). Из графика
определяют примерные границы области перехода окраски индикатора. При этом из графика
можно определить, какие из 10 точек относятся к области «индикатор–кислота», «индикатор–
основание» и переходной области.
Полученные данные сравнивают с табличными значениями, взятыми из справочника и
рассчитывают абсолютную и относительную погрешность в определении рН (табличное
значение перехода окраски метилового оранжевого рН=3,8 ÷ 4,1).
Контрольные вопросы и защита лабораторной работы
1. Напишите математическое выражение объединенного закона светопоглощения БугераЛамберта-Бера.
2. Что называется оптической плотностью раствора?
3. Какие из перечисленных факторов влияют на величину коэффициента поглощения света
раствором: концентрация, толщина поглощающего слоя, температура, природа поглощающей
среды, длина волны падающего света, время?
4. Что такое кислотный показатель рК?
5. Что представляют собой кислотно-основные индикаторы? Приведите примеры.
6. Как и почему связаны величины “D” и “рН”?
7. Выведите формулу:
1-
pK  pH  lg

8. Опишите принцип работы фотоколориметра.
Рекомендуемая литература:
Список основной литературы:
1. Попков В.А. Общая химия: уч-к.– М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. 976с.
2. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Учебник для
медицинских вузов. (Ю.А.Ершов, В.А.Попков, А.С.Берлянд и др. Ред.Ю.А.Ершов), 8 изд., 560
с.- М,: Высш.шк., 2010 г.
3. Общая химия: учебник/А.В. Жолнин; под ред. В.А. Попкова, А.В. Жолина.- М.:ГЭОТАРМедиа, 2012.-400с.
Дополнительная литература:
1.
Руанет В.В. Теория и техника лабораторных работ. Специальные методы исследования./
Под ред. А.К.Хетагуровой. Москва, 2007. – 176 с.
2.
Цитович И. К.. Курс аналитической химии. М.: Высш. шк., 2007 – 495с..
3.
Васильев В. П.. Аналитическая химия. Т. 1, 2. М.: Дрофа., 2002.
4.
Коренман Я. И., Лисицкая Р. П.. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых
продуктов. Воронеж, 2002 – 408 с.
5.
Васильев В. П., Морозова Р. П., Кочергин Л. А. а. Практикум по аналитической химии. –
М.: Химия, 2000 – 328 с.
6.
Аналитическая химия. Проблемы и подходы. Т. 1, 2. /под редакцией Р. Кельнера, Ж. – М.
Мерме, М. Отто, М. Видмера. – М.: Мир; «АСТ»., 2004. – (Лучший зарубежный учебник). Т.1 –
608с., Т.2. – 728 с.