38006

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТОДОМ НАСЫЩЕНИЯ

Лабораторная работа

Физика

При этом выход единственного комплекса увеличивается соответственно увеличивается и оптическая плотность раствора измеренная на длине волны максимального поглощения комплекса. Точка пересечения прямых соответствует стехиометрическому соотношению СR CM = M n для комплекса состава MnRM. В случае образования малопрочного комплекса точку пересечения находят экстрополяцией линейных участков кривой. Применяется в тех случаях когда мы не можем надежно определить точку излома малопрочный комплекс побочные процессы при насыщении сдвиг рН...

Русский

2013-09-25

42 KB

39 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТОДОМ НАСЫЩЕНИЯ

Все методы определения состава комплексных соединений в своей  основе   имеют один и тот же принцип: при последовательном изменении общих концентраций металла и лиганда оптическая плотность изменяется и становится максимальной при стехиометрическом соотношении концентраций – СR/ См.

Простейшим методом определения состава является метод молярных отношений.  Эксперимент ведут следующим образом: при постоянной общей концентрации металла постепенно увеличивают концентрацию лиганда . При этом выход единственного комплекса увеличивается, соответственно увеличивается и оптическая плотность раствора, измеренная на длине волны максимального поглощения комплекса. Результаты измерений представляют в виде графической зависимости  D = f(CR\CM). если образуется единственный прочный комплекс, то зависимость имеет вид двух пересекающихся прямых. Точка пересечения прямых соответствует стехиометрическому соотношению СR\CM = M\n для комплекса состава MnRM.

В случае образования малопрочного комплекса точку пересечения находят экстрополяцией линейных участков  кривой. Для большей точности проводят несколько серий в разных концентрационных условиях, используют не только прямое, но и обратное насыщение и т.д., а затем усредняют результаты.

Пример 1. Метод молярных отношений. а) прямое насыщение, прочный комплекс 1:1 б) прочный комплекс 1:2 в)малопрочный комплекс 1:1 г) обратное насыщение, образуется прочный комплекс 1:1 д) обратное насыщение, образуется прочный комплекс 1:2.

Метод отношения наклонов (Гарвея-Меннинга). Применяется в тех случаях, когда мы не можем надежно определить точку излома (малопрочный комплекс, побочные процессы при насыщении, сдвиг рН, наложение окрасок комплекса и свободных реагентов и другие помехи). Используются только начальные участки восходящих ветвей на обоих графиках (прямого и обратного насыщения). Таким образом, здесь обязательно проведение двух экспериментальных серий. Так как в обеих сериях мы используем только участки с большим избытком одного из компонентов, то диссоциация комплекса подавляется, выход его приближается к 100% и мало отличается от точки к точке, а, следовательно, на графике исследованные точки лежат на прямолинейных участках (пример 2)

Как было показано в 1950 г. Гарвеем и Меннингом, отношение наклонов соответствующих прямолинейных участков в сериях прямого и обратного насыщения соответствует стехиометрическому составу комплекса ( при условии, что в обеих  сериях образуется тот же комплекс,  свободные реагенты не поглощают или их поглощение мы в каждом случае вычли из общего поглощения).

      В серии прямого насыщения СR – переменная и намного меньше, чем См, значит выход комплекса и его оптическая плотность зависят только от концентрации введенного реагента:

                              

В серии обратного насыщения См – переменная и намного меньше, чем  CR, значит, выход комплекса и его оптическая плотность зависят  только от концентрации введенного металла:

                              

Очевидно, что наклон прямой серии (для координат СR – Д) равен

а для второй серии                (в координатах См – Д). Отношение этих наклонов                                           , что  и используется для определения состава. Очевидно, на графиках , приведенных выше, (пример 2) состав комплекса 2:1 в первом и 1:1 во втором случае.

    Точность метода Гарвея-Меннинга зависит от прочности комплекса, постоянства молярного коэффициента в обеих сериях и аккуратности выполнения эксперимента. Правильность полученных результатов зависит прежде всего от того, насколько точно мы установили концентрацию исходных растворов М и R. В случае органических фотометрических реагентов точная концентрация их растворов часто известна лишь приблизительно, поэтому метод Гарвея-Меннинга (как и многие другие методы насыщения) не годится. В этом случае удобно  использовать метод Асмуса.

Метод Асмуса. При неизменных условиях (рН,     Т, общий объем раствора, способ фотометрирования и т.п.) к постоянному количеству соли металла добавляют переменные количества реагента в виде раствора приблизительно известной концентрации (вводим VR  мл, где VR меняется в широких пределах). Измеряют оптическую плотность раствора на длине волны, где поглощает только комплекс и хорошо выполняется закон Бера.

    Асмус показал, что если процесс комплексообразования соответствует схеме

то выполняется соотношение

А и В – постоянные в данной серии и зависят они только от природы системы, К- общая константа нестойкости образующего комплекса (условная),        -приведенная оптическая плотность,  

Следовательно, в координатах  1/ VR -   /D экспериментальные точки лягут на прямую, если в расчете мы использовали истинное значение      . Так как возможны только целочисленные значения     , то на практике рассчитывают значения для различных         (1,2,3,…) и откладывают их на графике как функцию от         . Затем выбирают то значение      , при котором точки легли на прямую. Для остальных значений получаются различные параболы. Данные заносят в таблицу:

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ   ЧАСТЬ

Получите у преподавателя задание. Продумайте ход эксперимента, его условия, требующиеся растворы и посуду, тип прибора. Надо выбрать такую длину волны, на которой затем будет измеряться оптическая плотность растворов, чтобы на ней поглощал только комплекс, но не свободные реагенты, взятые в избытке. Поэтому предпочтительнее вести исследование с бесцветными реагентами (тайрон, салициловая  или сульфосалициловая кислота, пирокатехин и т.п.) Желательно использовать такой раствор соли металла, который бы даже в отсутствие избытка реагента не выпадал в осадок при использованном значении рН, и , с  другой стороны, не был бы сильно кислым или щелочным, чтобы при варьировании СМ не изменялось бы значение рН раствора. Обязательно буферирование растворов.

В задачу студента входит определить состав комплекса всеми тремя                рассмотренными методами при одном значении рН или трех значениях рН, когда образуются различные комплексы.

Пример: исследование состава комплекса ксиленоловый оранжевый-цинк(II) при рН=4,0.

Химизм реакции:

Так как реагент содержит значительное количество примесей, и его точная концентрация не указана (предложен раствор примерно 10-4М), то выбран метод Асмуса.

Методика: в мерную колбу на 50 мл вводим 5,0 мл раствора цинка с точно известной концентрацией порядка 10-4М и   VR мл раствора красители ксиленолового оранжевого (далее КО). Величина VR  варьируется в разных опытах: 0;  0,05;  0,10;  0,15;  0,20;  0,50;  2,0 ; 3,5 мл. Добавляют по 5 мл ацетатного буфера с рН=4 и воды до метки. Каждый раствор переносят в коническую колбу. Измеряем через 5 минут после смешивания и доведения водой до метки оптическую плотность растворов на приборе ФЭК-56 с зеленым светофильтром в кювете с толщиной слоя 5 см для первых и 2 см для последующих точек. Для проверки толщины слоя один из растворов измеряют в обеих кюветах, а после пересчета используют исправленное значение

Все растворы фотометрируют против холостых. Холстые готовят так же, как исследуемые, но без цинка. Необходимость такого фотометрирования связана с тем, что КО заметно поглощает и в отсутствие цинка. Данные занося в таблицу, строят графическую зависимость           от

Вывод: в данной системе образуется комплекс состава…


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

43071. Система автоматического управления электроприводом 6.2 MB
  Конструктивное исполнение всех двигателей со степенью защиты IP44 – станина с продольными радиальными ребрами и наружный обдув, установленным на валу реверсивным центробежным вентилятором, защищенным кожухом, предназначенным одновременно и для направления воздушного потока.
43072. Объединение региональных объединённых энергосистем в более мощную систему образует Единую энергетическую систему России 2.3 MB
  Одной из главных задач электроснабжения является обеспечить дальнейший экономический прогресс общества, глубокий качественный сдвиг в материально-технической базе на основе ускорения научно- технического прогресса, интенсификации общественного производства, повышение эффективности.
43073. Народное хозяйство и природно-климатические условия проектирования 88 KB
  Климат: почти вся территория Томской области находится в пределах таежной зоны. Климатические условия южных и северных районов Томской области заметно отличаются ввиду того что расстояние между северной и южной границами области по меридиану достигает 600 километров. Климатические характеристики северных районов области отличаются большей суровостью и продолжительностью зимнего сезона. На долю речных долин приходится 1 5 территории Томской области.
43074. БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТОВ, ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 12.44 MB
  Разработка проекта пассивной противопожарной защиты здания 15 2.2 Характеристика здания по заданию и предварительная планировка здания 16 2.3 Определение категории здания по взрывопожарной и пожарной опасности 19 2.1 Деление здания на пожарные отсеки 20 2.
43075. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ПАНЕЛИ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ 2.92 MB
  Характеристики арматуры и бетона. Подбор продольно напрягаемой рабочей арматуры из условия прочности сечения нормального к продольной оси панели. Определение необходимости постановки поперечной арматуры проектирование постановки косвенной арматуры исходя из конструктивных требований строительных норм. Учет влияния длины зоны передачи напряжений продольной напрягаемой арматуры.
43077. Расчет электромагнитных переходных процессов при нарушении симметрии трехфазной цепи 9.86 MB
  Составим схему замещения для прямой последовательности: Определим параметры схемы замещения для прямой последовательности: С: Л1: Л2: Т2: Н1: Н2: АД: Р: Расчет параметров для реактора не требуется т. Т1: Т3: Г12: Найдем и свернув схему используя законы последовательного и параллельного соединения: Составим схему замещения обратной последовательности: Определим параметры схемы замещения...
43078. Расчет усилителя мощности низкой частоты 1.37 MB
  Усилитель мощности. В зависимости от типа усиливаемого параметра усилительные устройства делятся на усилители тока напряжения и мощности. Одним из ответственных узлов звукозаписывающей аппаратуры является усилитель мощности.
43079. Электрический привод системы “генератор-двигатель” 1017 KB
  Номер варианта Закон изменения момента сопротивления рабочей машины Мсм Нм Момент инерции рабочей машины Jм в долях от момента инерции двигателя кгм2 Тип двигателя и способ его питания 2 2000 70 Постоянного тока от генератора постоянного тока Примечание: Характер момента сопротивления реактивный. Требуемую перегрузочную способность двигателя. Средняя температура нагрева изоляции двигателя не должна превышать допустимую.4 Предварительная мощность двигателя рассчитывается по нагрузочной диаграмме и тахограмме рабочей машины.