Pracownia analizy ilościowej dla studentów II roku Chemii specjalność Chemia podstawowa i stosowana Dobór metody analitycznej

Podobne dokumenty
Zastosowanie spektrofotometrii (UV-VIS) do oznaczania Fe(III) i Fe(II) w wodzie

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Pracownia analizy ilościowej dla studentów II roku Chemii specjalność Analityka Chemiczna. Oznaczanie żelaza metodą wagową

Oznaczanie żelaza i miedzi metodą miareczkowania spektrofotometrycznego

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI MANGANU W GLEBIE

Kolorymetryczne oznaczanie stężenia Fe 3+ metodą rodankową

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Spektrofotometryczne oznaczanie stężenia jonów żelaza(iii) opiekun mgr K. Łudzik

ELEMENTY ANALIZY INSTRUMENTALNEJ. SPEKTROFOTOMETRII podstawy teoretyczne

LABORATORIUM Z KATALIZY HOMOGENICZNEJ I HETEROGENICZNEJ WYZNACZANIE STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI UTLENIANIA POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY

Ćwiczenie 8 Wyznaczanie stałej szybkości reakcji utleniania jonów tiosiarczanowych

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Oznaczanie SO 2 w powietrzu atmosferycznym

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Spektrofotometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji czerwieni fenolowej

Spis treści. Wstęp. Twardość wody

ANALIZA ŚLADOWYCH ZANIECZYSZCZEŃ ŚRODOWISKA I ROK OŚ II

Ćw. 5 Absorpcjometria I

ĆWICZENIE B: Oznaczenie zawartości chlorków i chromu (VI) w spoiwach mineralnych

ANALIZA INSTRUMENTALNA

KREW: 1. Oznaczenie stężenia Hb. Metoda cyjanmethemoglobinowa: Zasada metody:

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

1. PRZYGOTOWANIE ROZTWORÓW KOMPLEKSUJĄCYCH

Opracował dr inż. Tadeusz Janiak

SPEKTROFOTOMETRYCZNA ANALIZA ZAWARTOŚCI SUBSTANCJI W PRÓBCE

Oznaczanie mocznika w płynach ustrojowych metodą hydrolizy enzymatycznej

Metody spektroskopowe:

ĆWICZENIE 11. ANALIZA INSTRUMENTALNA KOLORYMETRIA - OZNACZANIE Cr(VI) METODĄ DIFENYLOKARBAZYDOWĄ. DZIAŁ: Kolorymetria

data ĆWICZENIE 12 BIOCHEMIA MOCZU Doświadczenie 1

ABSORPCYJNA SPEKTROMETRIA ATOMOWA

KATALITYCZNE OZNACZANIE ŚLADÓW MIEDZI

ĆWICZENIE 4. Oczyszczanie ścieków ze związków fosforu

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1)

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 7

ĆWICZENIE 2. Usuwanie chromu (VI) z zastosowaniem wymieniaczy jonowych

IR II. 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni

SZYBKOŚĆ REAKCJI JONOWYCH W ZALEŻNOŚCI OD SIŁY JONOWEJ ROZTWORU

ANALIZA OBJĘTOŚCIOWA

Ćwiczenie 3: Ocena fizykochemiczna nawozów stałych fosforowych różne formy P 2 O 5

BADANIE WŁASNOŚCI KOENZYMÓW OKSYDOREDUKTAZ

BADANIE ZAWARTOŚCI ZWIĄZKÓW AZOTU. OZNACZANIE AZOTU AZOTANOWEGO(V) METODĄ KOLORYMETRYCZNĄ.

Usuwanie jonów żelaza i manganu z wody

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

Krew należy poddać hemolizie, która zachodzi pod wpływem izotonicznego odczynnika Drabkina.

Klasa czystości I II III IV V

Pracownia analizy ilościowej dla studentów II roku Chemii specjalność Chemia podstawowa i stosowana Wyznaczanie parametrów kolektywnych układu

Utylizacja i neutralizacja odpadów Międzywydziałowe Studia Ochrony Środowiska

Ćwiczenie 2. Opracował dr inż. Tadeusz Janiak

DEZYNFEKCJA WODY CHLOROWANIE DO PUNKTU

Techniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa

Oznaczanie chlorowodoru w powietrzu atmosferycznym

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 5

WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI p-nitrofenolu METODĄ SPEKTROFOTOMETRII ABSORPCYJNEJ

II. ODŻELAZIANIE LITERATURA. Zakres wiadomości obowiązujących do zaliczenia przed przystąpieniem do wykonania. ćwiczenia:

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 8. Argentometryczne oznaczanie chlorków metodą Fajansa

Jod. Numer CAS:

PODSTAWY LABORATORIUM PRZEMYSŁOWEGO. ĆWICZENIE 3a

GOSPODARKA ODPADAMI. Oznaczanie metodą kolumnową wskaźników zanieczyszczeń wymywanych z odpadów

ABSORPCYJNA SPEKTROMETRIA ATOMOWA ( AAS )

ĆWICZENIE 2 WSPÓŁOZNACZANIE WODOROTLENKU I WĘGLANÓW METODĄ WARDERA. DZIAŁ: Alkacymetria

GOSPODARKA ODPADAMI. Oznaczanie metodą kolumnową wskaźników zanieczyszczeń wymywanych z odpadów

MIANOWANE ROZTWORY KWASÓW I ZASAD, MIARECZKOWANIE JEDNA Z PODSTAWOWYCH TECHNIK W CHEMII ANALITYCZNEJ

Przebieg ćwiczeń z Oceanografii Chemicznej w roku akademickim 2012/2013

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

ĆWICZENIE NR 3 BADANIE MIKROBIOLOGICZNEGO UTLENIENIA AMONIAKU DO AZOTYNÓW ZA POMOCĄ BAKTERII NITROSOMONAS sp.

RÓWNOWAŻNIKI W REAKCJACH UTLENIAJĄCO- REDUKCYJNYCH

data ĆWICZENIE 7 DYSTRYBUCJA TKANKOWA AMIDOHYDROLAZ

Laboratorium 4. Określenie aktywności katalitycznej enzymu. Wprowadzenie do metod analitycznych. 1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Potencjometryczna metoda oznaczania chlorków w wodach i ściekach z zastosowaniem elektrody jonoselektywnej

Adsorpcja błękitu metylenowego na węglu aktywnym w obecności acetonu

OZNACZANIE INDEKSU FENOLOWEGO W WODZIE

KINETYKA HYDROLIZY SACHAROZY

PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR

REDOKSYMETRIA ZADANIA

PRACOWNIA ANALIZY ILOŚCIOWEJ. Analiza substancji biologicznie aktywnej w preparacie farmaceutycznym kwas acetylosalicylowy

Ćwiczenie 1. Technika ważenia oraz wyznaczanie błędów pomiarowych. Ćwiczenie 2. Sprawdzanie pojemności pipety

RSM ROZTWÓR SALETRZANO-MOCZNIKOWY

8. MANGANOMETRIA. 8. Manganometria

RÓWNOWAGI REAKCJI KOMPLEKSOWANIA

Trichlorek fosforu. metoda oznaczania dr EWA GAWĘDA Centralny Instytut Ochrony Pracy Państwowy Instytut Badawczy Warszawa ul.

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ Z HIGIENY, TOKSYKOLOGII I BEZPIECZEŃSTWA ŻYWNOŚCI

Zakres wymagań z przedmiotu CHEMIA ANALITYCZNA dla II roku OML

MATERIAŁY DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z FIZYKOCHEMICZNYCH PODSTAW ŻYCIA DLA STUDENTÓW I ROKU BIOLOGII OGÓLNEJ, BIOTECHNOLOGII I BIOINFORMATYKI

ANALIZA SPEKTRALNA I POMIARY SPEKTROFOTOMETRYCZNE. Instrukcja wykonawcza

Laboratorium Podstaw Biofizyki

Zastosowanie spektrofotometrii w nadfiolecie i świetle widzialnym (UV-VIS) do oznaczania fenoli w wodzie

4. Jakie reakcje mogą być wykorzystywane w analizie miareczkowej? Jakie reakcje są wykorzystywane w poszczególnych działach analizy miareczkowej?

3. Badanie kinetyki enzymów

OBLICZENIA BIOCHEMICZNE

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNYCH WODY

SPEKTROFOTOMETRYCZNA ANALIZA

USUWANIE ZWIĄZKÓW FOSFORU Z WÓD NATURALNYCH

Ćwiczenie 1. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp. Część teoretyczna.

Oznaczanie Mg, Ca i Zn we włosach techniką atomowej spektrometrii absorpcyjnej z atomizacją w płomieniu (FAAS)

Szkoła Letnia STC Łódź 2013 Oznaczanie zabarwienia cukru białego, cukrów surowych i specjalnych w roztworze wodnym i metodą MOPS przy ph 7,0

Sprawozdzanie z ćwiczenia nr 3 - Kinetyka enzymatyczna

Ćwiczenie 31. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp

CHEMIA ŚRODOWISKA. MOBILNOŚĆ JONÓW METALI W GLEBIE SYMULACJA WYMYWANIA PRZEZ DESZCZE O RÓŻNYM ph

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 6. Manganometryczne oznaczenia Mn 2+ i H 2 O 2

OZNACZANIE UTLENIALNOŚCI WÓD NATURALNYCH

Analiza środowiskowa, żywności i leków CHC l

Transkrypt:

Pracownia analizy ilościowej dla studentów II roku Chemii specjalność Chemia podstawowa i stosowana Dobór metody analitycznej Oznaczanie żelaza metodą spektrofotometryczną

Wstęp Żelazo jest pospolitym składnikiem skorupy ziemskiej (5.08%). Występuje ono w postaci minerałów tlenkowych, siarczkowych oraz jako izomorficzna domieszka krzemianów. Dla przemysłu najcenniejszymi rudami są magnetyt Fe 3 O 4, hematyt Fe 2 O 3, limonit 2Fe 2 O 3 3H 2 O, syderyt FeCO 3 i piryt FeS 2. Żelazo znajduje szerokie zastosowanie jako metal konstrukcyjny, a w postaci związków jako pigmenty, środki garbujące, katalizatory zaprawy w farbiarstwie, środki koagulujące, środki kondensujące w reakcjach chlorowania, w galwanotechnice, metalurgii i przy odsiarczaniu gazów. Związki i minerały żelaza oraz jego połączenia kompleksowe z substancjami organicznymi mają duże znaczenie w procesach glebotwórczych, w znacznym stopniu wpływają na zachowanie się innych pierwiastków, szczególnie śladowych. Niedobór żelaza dla roślin nie jest związany najczęściej z jego rzeczywistym brakiem w glebach, ale z ograniczoną rozpuszczalnością związków żelaza. Żelazo występuje we wszystkich wodach lądowych i morskich (stopień utlenienia +2 lub +3). Związki Fe 2+ są łatwo rozpuszczalne w wodzie o ph< 7. W wodach powierzchniowych ulegają szybko utlenieniu i wytrącają się w postaci różnych tlenków. Związki żelaza Fe +3 w fazie rozpuszczonej utrzymują się w postaci połączeń kompleksowych. Tlenki żelaza w stanie koloidalnym odgrywają ważną rolę w procesach sorpcji i koagulacji innych substancji koloidalnych oraz jonów. Koloidalna zawiesina tlenków żelaza w wodzie katalizuje procesy utleniania, co jest powszechnie wykorzystywane przy oczyszczaniu ścieków. Zawartość żelaza w rzekach jest wyższa od jego zawartości wodach morskich i najczęściej jest wynikiem ich zanieczyszczeń. W wodzie deszczowej zawartość żelaza występuje zazwyczaj w granicach kilkudziesięciu ppb. (10-100 USA), w morzach np. Bałtyckim średnio 8.9 ppb., w rzekach polskich średnio 187 ppb. Żelazo jako tzw. biopierwiastek odgrywa ważną rolę w organizmach żywych. W roślinach tworzy różne połączenia ze związkami organicznymi głównie typu porfiryn i białek dając związki o podstawowym znaczeniu w metabolizmie roślin. Fizjologiczna funkcja związków żelaza polega głównie na udziale w różnych reakcjach oksydacyjno- redukcyjnych związanych z takimi procesami jak oddychanie, fotosynteza przemiany związków azotowych. Obecność żelaza niezbędna jest do syntezy chlorofilu, a ściślej do metabolizmu RNA w chloroplastach. Żelazo występuje we wszystkich tkankach organizmów zwierzęcych w ilościach od kilkunastu do kilkuset ppm. wykazując nagromadzenie w wątrobie. Największa jego zawartość 60-70% przypada na hemoglobinę i mioglobinę. Żelazo jest również składnikiem wielu enzymów oraz związków metaloproteinowych biorących udział w procesach oksydacyjnoredukcyjnych. Poziom żelaza w poszczególnych tkankach i płynach ustroju człowieka zmienia się w zależności od wieku i stopnia zaopatrzenia organizmu w ten składnik pokarmowy. Naj- 1

mniejszym wahaniom podlega zawartość żelaza w szpiku kostnym i uważana jest za dobry wskaźnik diagnostyczny. Pobieranie żelaza z pożywienia zależy w głównym stopniu od formy jego występowania. Stopień absorpcji tego metalu mieści się najczęściej w granicach 5-20% jego ogólnej zawartości w pożywieniu. Metody oznaczania żelaza w różnych roztworach i różnymi metodami są określane przy pomocy znormalizowanych przepisów analitycznych tzw. norm. Sposób oznaczania żelaza jest uzależniony od zawartości żelaza w badanej próbce. Oznaczenie wagowe podobnie jak oznaczania miareczkowe redoksymetryczne są preferowane w przypadku analizy materiału, w którym żelazo stanowi główny składnik. Do oznaczania bardzo małych zawartości żelaza stosuje się różne metody instrumentalne między innymi sposoby spektrofotometryczne. 2

Spektrofotometryczne oznaczanie żelaza Wstęp Spektrofotometria absorpcyjna, będąca jedną z najszerzej stosowanych metod optycznych, wykorzystuje selektywną absorpcję promieniowania świetlnego przez roztwór badanej substancji. Ze względu na wykorzystywany zakres widma rozróżnia się: spektrofotometrię w nadfiolecie (UV) (200-380 nm) spektrofotometrię w świetle widzialnym (VIS) (380-780 nm) spektrofotometrię w podczerwieni (IR) (1-16 µm) Podstawą podziału na kolorymetrię i spektrofotometrię VIS są różnice w sposobie pomiaru i w stosowanej aparaturze. Oznaczenie kolorymetryczne polega na wizualnym porównaniu lub ocenie intensywności zabarwienia roztworów, natomiast oznaczenie spektrofotometryczne oparte jest na obiektywnym pomiarze stosunku natężeń dwóch wiązek promieniowania w funkcji długości fali. Układy barwne stosowane do oznaczeń spektrofotometrycznych powinny mieć następujące właściwości: duże natężenie zabarwienia trwałość zabarwienia odtwarzalność zabarwienia stosowalność do praw absorpcji specyficzność lub selektywność Podstawę spektrofotometrii absorpcyjnej stanowią prawa Bouguera-Lamberta i Beera: absorbancja jest proporcjonalna do stężenia substancji absorbującej promieniowanie oraz grubości warstwy roztworu: I A = lg 0 = ε l C I gdzie: A oznacza absorbancję I 0 natężenie promieniowania padającego I t natężenie promieniowania przepuszczonego ε molowy współczynnik absorpcji l grubość warstwy [cm] C stężenie analizowanej substancji [mol/dm 3 ] t 3

Stosunek I t I 0 nosi nazwę transmitancji (przepuszczalności) T, wskazuje jaka część promieniowania zostaje przepuszczona przez roztwór. Między absorbancją a transmitancją występuje następująca zależność: A = lg 1 T W spektrofotometrycznej analizie układów wieloskładnikowych korzysta się z prawa addytywności absorbancji: jeżeli w roztworze znajduje się kilka substancji absorbujących, to całkowita absorbancja roztworu jest równa sumie absorbancji poszczególnych składników: A = A + A +... + A = ( ε c + ε c +... + ε c ) l 1 2 n 1 1 2 2 n n Zasada metody: Oznaczenie żelaza polega na redukcji Fe 3+ do Fe 2+, po redukcji przeprowadza się żelazo w kompleks z 1,10-fenantroliną. Intensywność powstałego pomarańczowego zabarwienia jest proporcjonalna do zawartości żelaza w próbce, określa się ją spektrofotometrycznie przy długości fali 510 nm. Oznaczenie obejmuje: sporządzenie krzywej wzorcowej oznaczenie zawartości żelaza metodą kolorymetryczną z 1,10-fenantroliną Odczynniki i roztwory: cytrynian sodu, 1,10-fenantrolina, kwas solny (1+1), chlorowodorek hydroksyloaminy (20%) Wykonanie ćwiczenia Sporządzenie krzywej wzorcowej: Do 6 kolbek miarowych o pojemności 50 ml odmierzyć kolejno: 1, 2.5, 5, 10, 15, 20 ml roztworu wzorcowego żelaza(iii) (1 ml zawiera 0,01 mg Fe 3+ ), dodać po 1 ml chlorowodorku hydroksyloaminy, 5 kropli cytrynianu sodu i 5 ml roztworu 1,10-fenantroliny, uzupełnić wodą destylowaną do kreski i dobrze wymieszać. Jako odnośnik sporządzić tzw. ślepą próbę roztwór zawierający wszystkie odczynniki (za wyjątkiem wzorca) wywołujące reakcje barwną w ilościach podanych powyżej i rozcieńczony w kolbie miarowej na 50 ml do kreski wodą destylowaną. Po 10 minutach od chwili sporządzenia roztworów wykonać pomiar zależności absorbancji od długości fali dla środkowego wzorca w zakresie długości fali 400-600 nm stosując jako odnośnik ślepą próbę. Z otrzymanej zależności odczytać analityczną długość fali. 4

Dokonać pomiaru absorbancji przy wyznaczonej analitycznej długości fali dla sporządzonych roztworów wzorcowych, stosując jako odnośnik roztwór ślepej próby. Wyniki pomiarów umieścić w tabeli, na ich podstawie wykreślić krzywą wzorcową. Pomiar 1 2 3 4 5 6 Stężenie [X] 10-4 mg/ml Absorbancja [Y] Oznaczanie zawartości żelaza w badanej próbce Otrzymaną do analizy próbkę uzupełnić w kolbce miarowej o pojemności 100 ml wodą destylowaną do kreski, dobrze wymieszać. Pipetą pełną odmierzyć do kolbki miarowej o pojemności 50 ml porcję roztworu, dodać 1 ml chlorowodorku hydroksyloaminy, 5 kropli cytrynianu sodu i 5 ml roztworu 1,10-fenantroliny, uzupełnić wodą destylowaną do kreski i dobrze wymieszać. Pomiar absorbancji wykonać przy wyznaczonej długości fali, po 10 minutach, stosując jako odnośnik ślepą próbę. Zawartość żelaza odczytać z krzywej wzorcowej. Analizę wykonać w trzech powtórzeniach. Zawartość żelaza w badanej próbce obliczyć według wzoru: m = x w [mg/ml] gdzie: x zawartość żelaza w badanej próbce odczytana z krzywej wzorcowej (mg) w współmierność kolby i pipety Nr próbki zawartość żelaza [mg/ml] średnia zawartość żelaza [mg/ml] * 1 2 3 * Średnia zawartość po odrzuceniu wyników wątpliwych 5