Задачи самостоятельной работы. 6. Из анализируемого раствора объемом 50,0 см3, содержащего сульфоcалицилатный комплекс

6. Из анализируемого раствора объемом 50,0 см³, содержащего сульфоcалицилатный комплекс железа (III) с максимумом в спектре поглощения при λ= 416 нм (рН = 9 -11,5), отобрали пробу и измерили ее оптическую плотность А(Х) = 0,350 в кювете с толщиной поглощающего слоя l = 1 см при λ= 416 нм. Приготовили пять эталонных растворов, содержащих сульфоcалицилатный комплекс железа (III) (рН = 9 - 11,5) с точно известной концентрацией С(Fе³⁺) железа (III), измерили их оптическую плотность А в той же кювете при той же длине волны и получили следующие результаты:

C(Fe³⁺), мг/дм³	0,001	0,002	0,003	0,004	0,005
A	0,093	0,186	0,179	0,372	0,465

Постройте градуировочный график в координатах А – С(Fe³⁺), моль/дм³. Определите коэффициент пропорциональности k в уравнении С(Fe³⁺) = kA моль/дм³. Найдите концентрацию С(Fe³⁺), моль/дм³ и массу m(Fe³⁺), мг железа (III) в анализируемом растворе.

7. Навеску 0,1000 г порошка растертых таблеток, содержащего амидопирин и кофеин, растворили в разбавленной серной кислоте и получили 100,0 см³ анализируемого раствора. Отобрали 2,0 см³ этого раствора, прибавили к нему 98,0 см³ разбавленной серной кислоты и получили 100,0 см³ измеряемого раствора. На спектрофотометре определили оптическую плотность А измеряемого раствора в кювете с толщиной поглощающего слоя l = 1 см при двух длинах волн λ₁= 255 нм и λ₂= 272 нм и нашли A₂₅₅= 0,646 и А₂₇₂= 0,430. С использованием закона аддитивности оптической плотности рассчитайте содержание амидопирина и кофеина в мг, приходящееся на одну таблетку массой 0,4100 г, если удельные коэффициенты погашения амидопирина и кофеина в растворе равны соответственно: при длине волны 255 нм - 390 и 245; при длине волны 272 нм - 205 и 490. М(амидопирина) = 231,3 г/моль; М(кофеин·Н₂О) = 212,2 г/моль.

8. Для определения железа (III) методом дифференциальной фотометрии в анализируемом растворе, содержащем сульфосалицилатные комплексы железа (III) в аммиачной среде, вначале приготовили 6 эталонных растворов сульфосалицилатных комплексов железа (III) в аммиачной среде с точно известной концентрацией с_i железа (III). Измерили относительную оптическую плотность A_i эталонных растворов при λ= 420 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя l = 0,5 см относительно первого эталонного раствора (с концентрацией c_i = 0,0050 мг/см³ железа (III)) в такой же кювете и получили следующие результаты:

C_i, мг/см³	C_i-C_l, мг/см³	A_i
0,005	–	–
0,010	0,005	0,246
0,015	0,010	0,493
0,020	0,015	0,739
0,025	0,020	0,985
0,030	0,025	1,232

Из 100,0 см³ анализируемого аммиачного раствора, содержащего сульфосалицилатные комплексы железа (III), отобрали пробу, измерили ее относительную оптическую плотность А(Х) при λ = 420 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 = 0,5 см относительно первого эталонного раствора и нашли А(Х) = 0,197. Постройте градуировочный график в координатах - A_i- C_i мг/см³. Определите среднее значение фактора пересчета F в выражении C_i,= A_iF+ C_l= A_iF+0,005, содержание железа (III) в мг/см³ и массу железа (III) в мг в анализируемом растворе.

9. Молярный коэффициент погашения серебра (I) в комплексе с дитизоном в растворе при 462 нм равен έ = 30500 дм³·моль^-1·см^-1. Рассчитайте минимальную концентрацию в моль/дм³ комплекса серебра (I) с дитизоном, которую можно определить фотометрическим методом. Толщина поглощающего слоя l = 1 см.

10. Удельный показатель погашения комплекса железа (II) с 1,10-фенантролином в растворе в пересчете на катион железа (II) Fe²⁺ равен Е = 1988 при длине волны 508 нм. Рассчитайте наименьшую концентрацию в моль/дм³указанного комплекса, определяемую фотометрически. Толщина поглощающего слоя l = 1 см.

V. Литература для самоподготовки студента.

1. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн. Кн. 2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа. М.: Высшая школа, 2001. С. 303-324, 330-341.

2. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 2. Физико-химические методы анализа. М.: Высшая школа, 2004. С. 50-91.

3. Шемякин Ф.М. Аналитическая химия. М.: Высшая школа, 1965. С. 308-345.

4. Основы аналитической химии. Под редакцией академика Ю.А. Золотова. Кн 2. Методы химического анализа. М.: Высшая школа, 2002. С. 198-258.

5. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Кн. 2. М.: Химия, 1971. С. 428-437.

6. Конспект лекций.

З А Н Я Т И Е № 13

I. Тема: Флуориметрия.

II. Мотивация цели:

Флуоресцентный анализ (флуориметрия) – анализ, основанный на использовании флуоресценции определяемого вещества, возбуждаемой энергией излучения в УФ и видимой области спектра.

Флуориметрия – высокочувствительный фармакопейный метод количественного анализа. Его используют при определении очень малых количеств веществ в анализируемом растворе. Предел обнаружения определяемых веществ – весьма низкий: до ~10^–8 %. Метод позволяет определять малые концентрации – до 10 ^–12 – 10 ^–15 г/дм³.

Погрешности флуориметрического анализа обычно составляют около 2,00-5,00 %, хотя в отдельных случаях могут достигать 10,00 %.

Метод широко применяется в фармакопейном анализе, например, при контроле качества фолиевой кислоты, этакридина лактата, хинина гидрохлорида, натрия парааминосалицилата, хлортетрациклина гидрохлорида, резерпина, тиамина хлорида и бромида, рибофлавина.

Предложены методики флуориметрического определения многих катионов металлов после перевода их в хелатные комплексные соединения люминесцентными реакциями с различными органическими соединениями, например, с 8-оксихинолином, 2,2´-дигидроксиазобензолом, дибензоилметаном.

Флуориметрически определяют содержание катионов магния в биологических жидкостях – в сыворотке крови, в моче – после перевода катионов магния в комплекс с 8-оксихинолином.

Другие оптические методы анализа. Рефрактометрический метод - фармакопейный. Он основан на измерении показателя светопреломления (показателя преломления) жидкости или кристаллов. Показатель преломления зависит от природы преломляющей среды (т.е. испытуемого вещества), длины волны преломляемого света, температуры, концентрации раствора (если измеряют показатель преломления раствора), от направления падающего света на кристалл (если измеряют показатель преломления анизотропных кристаллов).

Рефрактометрический метод – применяют для контроля подлинности ряда жидких лекарственных субстанций, растворителей и растворов, например, диэтиламида никотиновой кислоты, токоферола ацетата – витамина Е, метилсалицилата, фторотана, винилина, масла эвкалиптового, касторового, персикового, масла мяты перечной, терпентинового очищенного, сахарного сиропа и других.

III. Исходный уровень

- уметь строить градуировочные графики;

- знание понятий основное состояние, возбужденное электронное состояние;

- знание длин волн электромагнитного излучения УФ и видимого спектр-ального диапазона.

IV. Содержание занятия.

1. Контроль выполнения домашнего задания.

2. Практическая часть.

Учебно-целевые вопросы

2.1. Люминесцентный анализ. Сущность метода. Классификация различных видов люминесценции.

2.2. Флуоресцентный анализ. Природа флуоресценции.

2.3. Основные характеристики и закономерности люминесценции: спектр флуоресценции, закон Стокса-Ломмеля, правило зеркальной симметрии Левшина, квантовый выход флуоресценции, закон (правило) С.И. Вавилова).

2.4. Количественный флуоресцентный анализ: принципы анализа, условия проведения, люминесцентная реакция.

2.5. Способы определения концентрации вещества:

а) метод градуировочного графика;

б) метод одного стандарта.

2.6. Применение флуоресцентного анализа.

2.7. Экстракционно-флуоресцентный анализ.

2.8. Титрование с применением флуоресцентных индикаторов.

2.9. Другие оптические методы анализа. Рефрактометрия.