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

58 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

10451. Схемы переходов от непрерывных преобразований к дискретным преобразованиям 44 KB
  Схемы переходов от непрерывных преобразований к дискретным преобразованиям. Введем определения следующих операций: Частотным окном FW frequency window называется ограничение спектра сигнала по частоте. При этом спектр сигнала становится финитным. Окно не обязательно дол
10452. Глаз и психофизические свойства зрения. Зрительные явления. Модель одноцветного зрения. Модель цветного зрения 301 KB
  Глаз и психофизические свойства зрения. Зрительные явления. Модель одноцветного зрения. Модель цветного зрения. На выходе изображающих систем обычно создается фотоснимок или изображение на экране которые рассматриваются человеком. Поэтому очевидно что для эффективн
10453. Квантование изображений. Фотометрия и колориметрия. Преобразование координат цвета. Цветовое тело 788.5 KB
  Квантование изображений. Фотометрия и колориметрия. Преобразование координат цвета. Цветовое тело. Рассмотрим случай чернобелого панхроматического изображения. Для его представления в цифровом виде величину каждого отсчета дискретного изображения необходимо предс...
10454. Двумерные унитарные преобразования. Преобразование Фурье, косинусное, синусное, Адамара, Хаара 2.03 MB
  Двумерные унитарные преобразования. Преобразование Фурье косинусное синусное Адамара Хаара. А. Унитарные преобразования являются частным случаем линейных преобразований когда линейный оператор точно обратим а его ядро удовлетворяет условию ортогональности. В...
10455. Вейвлет-преобразование. Алгоритмы Лифтинга и Маллата 192.5 KB
  Вейвлетпреобразование. Алгоритмы Лифтинга и Маллата. Вейвлет компрессия в последнее время стала передовой технологией среди методов представления и сжатия сигналов и изображений. Методы сжатия с вейвлет преобразованием можно отнести к классу методов с исполь
10456. Алгоритмы сжатия изображений 163 KB
  Алгоритмы сжатия изображений Введение В настоящее время в космических системах ДЗЗ отмечается быстрый рост производительности оптикоэлектронных систем съемки Земли в то время рост пропускной способности радиолиний передачи данных характеризуется более медленным...
10457. Алгоритмы сжатия на основе вейвлет-преобразования. Алгоритм SPIHT 63 KB
  Алгоритмы сжатия на основе вейвлетпреобразования. Алгоритм SPIHT. Изображение полученное при помощи вейвлетпреобразования можно сжимать различными способами. Большинство из них можно отнести к одной из двух категорий. К первой категории относятся способы сводящиеся
10458. Алгоритмы обработки изображений в астроориентации 666.5 KB
  Алгоритмы обработки изображений в астроориентации. Введение К приборам астроориентации космических аппаратов относятся солнечные датчики датчики положения Земли и звездные датчики. Термин датчик не должен вводить в заблуждение солнечные датчики и датчики полож
10459. Улучшение изображений. Изменение контраста, Видоизменение гистограммы. Подавление шумов. Медианная фильтрация 247.5 KB
  Улучшение изображений. Изменение контраста Видоизменение гистограммы. Подавление шумов. Медианная фильтрация. Процедура улучшения изображений сводится к выполнению комплекса операций с целью либо улучшения визуального восприятия либо преобразования в форму боле...