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

38 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

72735. Бактерии полезные и вредные 42 KB
  Цель: выяснить какие бактерии полезные а какие вредные. Задачи исследования: выяснить где живут бактерии от чего зависит их жизнь какие бывают бактерии и микробы. Сидя перед телевизором часто слышу слова бактерии полезные бактерии вредные бактерии пробиотики пребиотики высказывания о различных йогуртах...
72736. Исследование влияния состава воздуха на здоровье населения города Омска 138.5 KB
  Город Омск – один из крупнейших городов азиатской части России с населением более 1,1 млн. человек. В процессе своей жизнедеятельности город, как и любой другой крупный населенный пункт, производит значительное количество веществ, загрязняющих окружающую среду: воздух, водные объекты и территорию.
72738. Английский язык – визитная карточка современного человека 152 KB
  Значение английского языка как языка межкультурной коммуникации и международного языка имеет в настоящее время неоспоримую значимость. Вся современная мировая общественность общается на английском языке, поскольку наибольшая часть коммуникаций самого различного характера...
72740. Возможности исследовательской работы в детском объединении художественно-эстетического направления (на примере детского театра моды «Виктория») 89 KB
  Детский театр моды –- форма работы с детьми в дополнительном образовании предполагающая интеграцию декоративно-прикладной художественно-эстетической и театральной деятельности детей. Главным результатом работы в объединении конечным продуктом совместной деятельности является создание коллективной коллекции.
72743. Исторический вечер «России верные сыны» 127.5 KB
  Сценарий составлен таким образом, что его можно проводить как в классе, так и в актовом зале школы как внеклассное или школьное мероприятие, посвященное 200-летию Отечественной войны 1812 года. Форма музыкально-поэтической композиции с элементами театрализации способна увлечь и заинтересовать учеников, проявить свои актёрские и поэтические таланты.