Файл: Федеральное агенство по образованию рф гоу впо бурятский государственный университет.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.04.2024

Просмотров: 70

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Органические реагенты в аналитической химии.

Глава II. Комплексообразование в системе: Fe(III) – пиридилазорезорцин

Определение вида иона-комплексообразователя по методу Назаренко рН 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 8,6 8,7 8,8 8,9 [H+]∙108 1 0,79 0,63 0,50 0,40 0,30 0,25 0,20 0,16 0,13 Ск*105 0,938 0,942 0,949 0,954 0,959 0,966 0,972 0,977 0,984 0,988 βFe3+ 1.45*10-21 8.34*10-22 4.38*10-22 2.33*10-22 1.21*10-22 5.74*10-23 2.74*10-23 1.24*10-23 4.64*10-24 3.01*10-25 -lg βFe3+ 20.84 21.08 21.34 21.63 21.92 22.24 22.56 22.91 23.33 24.50 βFeOH2+ 9.23*10-16 7.04*10-16 4.66*10-16 3.12*10-16 2.04*10-16 1.22*10-16 7.31*10-17 4.16*10-17 1.96*10-17 7.08*10-18 -lg βFeOH2+ 15.01 15.15 15.33 15.51 15.69 15.91 16.13 16.38 16.71 17.15 βFe(OH)2+ 4.10*10-11 4.09*10-11 3.62*10-11 3.18*10-11 2.68*10-11 2.05*10-11 1.57*10-11 1.13*10-11 6.76*10-12 5.62*10-12 -lg βFe(OH)2+ 10.38 10.39 10.44 10.49 10.57 10.69 10.8 10,95 11,17 11,25 Рис. 12. Определение вида иона-комплексообразователя.Таблица 9Определение вида иона лиганда, входящего во внутреннюю сферу комплекса Рис. 13. Определение вида иона лиганда, входящего во внутреннюю сферу комплексаИз рис.13 следует, что изменение lg[HR-] происходит параллельно изменению lgCК/СFe. Следовательно, во внутреннюю сферу комплексного соединения входит именно эта форма ПАР. Кроме того, построив зависимость lgCК/СFe=f(lg[HR-]), по тангенсу угла наклона прямой, находим, что число остатков лиганда во внутренней сфере равно двум, что подтверждает состав комплекса Fe(III):ПАР=1:2 (рис.14). Рис.14.Определение числа остатков лиганда во внутренней сфере комплекса (n=2).Таким образом, учитывая полученные данные было установлено, что в реакцию комплексообразования вступает гидролизованный ион железа Fe(OH)2+ связывая две молекулы ПАР (Н2R) в результате реакции из молекулы лиганда выделяется 1 протон.На основе этих данных и учитывая что при оптимальном значении рН=9 ПАР существует в виде двух форм [H2R],[HR-] (преимущественно в форме [H2R]), можно представить следующее уравнение, описывающее процесс комплексообразования ПАР с Fe(III), в результате которого получается комплексное соединение состава 1:2Fe(OH)2+ + 2H2R↔[Fe(OH)2(HR-)2]- + 2H+Выражение для расчета константы устойчивости имеет вид:Куст.=СК/СFe∙C2HR-Данные для расчета константы устойчивости и их статистическая обработка представлены в таблице 10.Таблица 10Расчет константы устойчивости комплекса [Fe(OH)2(HR-)2]-(Р=0,95, n=7, tn =2,45) рН 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 8,6 Ах 0,530 0,532 0,536 0,539 0,542 0,546 0,549 Ск*105 0,938 0,942 0,949 0,954 0,959 0,966 0,972 СFe*106 0,660 0,540 0,480 0,360 0,310 0,270 0,200 [HR-]*105 0.340 0.423 0.523 0.642 0.784 0.949 1.140 lg Куст 12.089 11.989 11.859 11.808 11.702 11.599 11.573 11.803 d 0,286 0,186 0,056 0,005 0,101 0,204 0,230 0,153 V 0,037 S 0,193 δ 0,179 μ± δ 11,803±0,179 Чувствительность изученной фотометрической реакции оценивали по величине молярного коэффициента светопоглощения (табл.11): ε=Амах/С∙lгде Амах – оптическая плотность при полном связывании металла в комплекс;С-концентрация комплекса;l- толщина поглощающего слоя (1см).Величина молярного коэффициента светопоглощения (58900моль-1см-1л) свидетельствует о высокой чувствительности аналитической реакции комплексообразования железа с ПАР.Таблица 11Расчет молярного коэффициента светопоглощения(Р=0,95; n=7; f=6; tn=2,45)

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Fe) (зависимость оптической плотности от содержания железа (мг)) (рис.15). Фактор пересчета: F Fe2(SO4)3(NH4)2SO4*24H2O / Fe=0,1162

Данные для построения градуировочного графика представлены в таблице 13.

Таблица 13

Данные для построения градуировочного графика

V Fe2(SO4)3(NH4)2SO4*24H2O, см3

0,5

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

С Fe2(SO4)3(NH4)2SO4*24H2O, моль/дм3∙104

0,05

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

СFe, мг/см3∙104

0,325

0,650

1,250

1,875

2,499

3,125

аFe,мг∙103

1,625

3,250

6,250

9,375

12,495

15,625

А, усл.ед.

0,080

0,150

0,320

0,530

0,710

0,870



рис.15. Зависимость оптической плотности от содержания железа

(рН=9,0, λ=540нм, l=1см)

Фотометрическое определение железа.

В стеклянные стаканы(50см3) вносили по 1см3растворов, полученных по п.п.1.1. Добавляли по 1см3раствора ПАР (СПАР=2,5∙10-3М) устанавливали рН =9 и измеряли оптическую плотность растворов на фоне раствора ПАР (СПАР=1,0∙10-3М, рН=9,0) при λ=540нм и l=1cм. По градуировочному графику находили содержание железа в пробах.
Метрологическая оценка результатов фотометрического определения железа.
Контроль правильности результатов анализа осуществлялся методом «введено-найдено», для этого определение железа проводилось в 3-х параллелях проб без добавки и 3-х параллелях с добавками железа (mн=10г). Согласно нормативным документам, содержание железа в пробе(m
н=10г) составляет 0,21-0,32мг (Vк=50см3), т.е. концентрация железа в колбе (4,2-6,2)∙10-3мг/см3. С учетом аликвоты (1см3) содержание железа в фотометрируемом растворе должно находится в интервале 4,2-6,2∙10-3мг.

Добавка составляла 0,388 мг железа, т.е., в пробу массой 10г вводилось 1,0 см3 раствора с концентрацией железа 0,388мг/см3.

Измерение оптической плотности проводилось трижды из каждой пробы. Результаты определения железа в пробах хлеба «Флагман» без добавки железа и с добавлением железа представлены в таблице 14.

Расчет содержания железа в пробе: аi=аграф.Vк /Val

Статистическая обработка данных приведена в таблице 15.

Таблица 14

Результаты определения железа в хлебе «Флагман»

Проба

Данные

Хср

Хiср

iср)2*106

V*106

S

Без добавки

1

2

3

0,252 0,248 0,250
0,260 0,245 0,254
0,251 0,252 0,249


0,251

0,001 -0,003 -0,001

0,009 -0,006 0,003

0,000 0,001 -0,002

1,00 9,00 1,00

81,00 36,00 9,00

0,00 1,00 4,00


17,75


0,00421

С добавкой

1

2

3

0,636 0,628 0,637
0,651 0,628 0,644
0,644 0,637 0,631


0,637

-0,001 -0,009 0,000

0,014 -0,009 0,007

0,007 0,000 -0,006

1,00 81,00 0,00 196,00 81,00 49,00

49,00 0,00 36,00


61,63


0,00785


Доверительный интервал определения железа

в пробе без добавки:

δ = t•S/√n =2,31•0,00421/3 = 0,003

в пробе с добавкой:

δ = t•S/√n =2,31•0,00785/3 = 0,006

Содержание железа в пробе без добавки составляет: (0,251 + 0,003)мг

Содержание железа в пробе с добавкой составляет: (0,637+0,006)мг

Таблица 15

Оценка правильности методом «введено-найдено»



Введено Fe(мг):

а0

Найдено

Fe(мг):

аij

Преобразование значений




σΣ

σΣ r(относ.)

(или σ(Δ))


аij0


ij0)2.106


1


0,388



0,384 0,380 0,387


-0,004 -0,008 -0,001


16,00 64,00 1,00


189·10 -6

0.00486


1,26




2


0,391 0,383 0,390


0,003 -0,005 0,002


9,00 25,00 4,00


3


0,393 0,385 0,382


0,005 -0,003 -0,006


25,00 9,00 36,00


аij ср.=0.386 ∑= 0,017

d = ∑(аij0)/n = 0.017/9 = 0.0019 dr = d·100/ аij = 0.0019*100/0.386 = 0.49%

σΣ= /(n-1)) = 0.00486 σΣ r = (σΣ/ аij)∙100%= 0.00486*100/0.386=1.26%
tэксп. = dr* √n/ σΣ r = 0.49*3/1,26 = 1.17 tтабл. = 2.31 (Р=0.95, f=8)

δ = t•S/√n =2,31•0,00486/3 = 0,004 μ = аij ср.+δ = 0.386+0,004

С учетом среднего квадратического отклонения были назначены нормативы контроля сходимости, воспроизводимости и точности. При расчете нормативов контроля опирались на алгоритм расчета, приведенный в работах [36,37].

Значение характеристики суммарной погрешности оценивали по значениям характеристик составляющих погрешности (случайной и систематической).

Δ = 1.96√Δ2с/3 + σ(Δ)

Поскольку tэксп табл. систематическая погрешность отсутствует, т.е Δс = 0 и, следовательно суммарная погрешность определяется только значением случайной: Δ = 1.96·1.26 = 2.47%.

Нормативы оперативного контроля:

  • Сходимости: d = D/1.5 = 3.49/1.5 = 2.33% отн. от среднего результата анализа (0.02·х)

  • Воспроизводимости: D= Qp,n·σ(Δ), где Qp,n – квантиль, равная 2.77 для двух параллелей и Р = 0.95, σ(Δ) – случайная составляющая погрешности анализа = 1.26%.

D = 2.77·1.26= 3.49% отн. от среднего результата анализа (0,03∙х);

  • Точности: К=Δ = 2.47% отн. (внешнелабораторный контроль);

K=0,84· Δ = 2.47· 0.84 = 2.08% отн. (внутрилабораторный контроль).

1   2   3   4   5

ВЫВОДЫ


  1. Проведен анализ литературных данных по комплексообразованию Fe неорганическими и органическими лигандами.

  2. Рассчитаны константы диссоциации ПАР, построена номограмма распределения форм реагента в зависимости от рН;

  3. Установлены оптимальные условия комплексообразования Fe с ПАР: рН=9,0 λ=540нм.

  4. Определен состав комплекса, выяснена форма иона-комплексообразователя и лиганда, рассчитана константа устойчивости комплекса: Me:R=1:2, (Fe(OH)2+, (НR-), lgКуст.=11,83.

  5. Показано, что реакция комплексообразования железа с ПАР является чувствительной: ε=58900 л∙моль-1∙см-1.

  6. Определено содержание железа в реальном объекте – хлебе «Флагман». СКО составляет 1,26%.

  7. Назначены нормативы оперативного контроля для фотометрической методики:

- норматив контроля сходимости: d=2.33%( 0,02∙x);

- норматив контроля воспроизводимости: D=3.49% (0,03∙х);

- норматив контроля точности: K=2.08% (внутрилабораторный)

K=2.47% (внешнелабораторный).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


  1. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – 2002. – 90 с.

  2. Позняковский В.М. Гигиеничнеские основы питания и экспертизы продовольственных товаров. – Новосиб.:НГУ. – 1996. – 432 с.

  3. Авраменко В.Н., Есельсон М.П. Спектральный анализ в пищевой промышленности. – М.: Пищевая промышленность. – 1979. – 246 с.

  4. Чичибабин А.Е. Азокраски пиридина α – ряда // ЖРФХО – 1918. – т. 50 – С. 512-519.

  5. Чичибабин А.Е., Рязанцев М.Д. Диазотирование и диазореакции α –аминопиридина // ЖРФХО – 1915. – т. 47 – С. 1571-1589.

  6. Sommer L., Hnilickova М. Azofarbstoffe als Komplexbildner und analytische Reagentien. – Folia prir.fak. UJEP (CSSR, Brno), 1964. – Bd. 5 – S. 115-191.

  7. Cheng K.L., Bray R.H. 1-(2-Pyridylazo)-2-naphthol as possible analytical reagent // Anal. Chem. – 1955. – Vol. 27 – P. 782 – 785.

  8. Wehber P. Uber Pyridin-(2-azo-4)-resorcin (PAR), Thioharnstoff und Tris-(hydroxymethyl)-amino methan // Z. anal. Chem. – 1959. – Bd. 166, № 3 - S. 186 – 189.

  9. Иванов В.М. Гетероциклические азотсодержащие азосоединения. – М.: Наука, 1982. – 230 с.

  10. Geary W.J., Bottomley F. Steric hindrance effects in the use of heterocyclic azodyesstuffs as spectrophotometric reagents // Talanta, 1967 – Vol. 14, №5 – P. 537 – 542.

  11. Schawarzenbach G. Organic complex forming compounds // Experientia (suppl. 5) – 1956. – P. 162 – 192.

  12. Korbl J.,Pribil R. Metallochromic indicators // Coll. Czech. Chem. Comms – 1957. – Vol. 22, №4 – Р. 1122 – 1129.

  13. Индикаторы / Под редакцией Э. Бишоп – М.: Мир, 1967 – т.1 – 380 с.

  14. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 2000. – 527 с.

  15. Перевощикова Н.Б., Корнев В.И. К вопросу о гидролизе ионов железа (III) в водных растворах // Вестник Удмуртского университета. – 2006. - №8. – С. 189 – 198.

  16. Daniele P.G., Rigano C., Sammartano S., Zelano V. Ionic strength dependence


of formation constants – XVIII. The hydrolysis of iron (III) in aqueous KNO3 solutions // Talanta, 1994. – Vol. 41, № 9. – Р. 1577 – 1582.

  1. Перевощикова Н.Б., Корнев В.И. комплексные соединения железа(III) с нитрилотриуксусной и дикарбоновыми кислотами в водных растворах // Координационная химия, 1999. – Т. 25, № 11. – С. 829 – 834.

  2. Колосов И.В., Инцкирвели Л.Н., Варшал Г.М. Изучение гидролиза железа(III) методом ионного обмена // Журн. неорг. химии, 1975. – Т. 20, № 8. – С. 2121 – 2128.

  3. Якубов Х.М., Щербакова В.Е., Костромина Н.А. Исследование гидролиза перхлората железа(III) методом ядерной магнитной релаксации // Журн. неорг. химии, 1982. – Т. 27, № 5. – С. 1203 – 1208.

  4. Перин Д. Органические аналитические реагенты. – М.: Мир, 1967. –
    380 с.

  5. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. – Ленинград.: Химия, 1991. – 432 с.

  6. Пешкова В.М., Савостина В.М., Иванова Е.К. Аналитические реагенты: оксимы. – М.: Наука, 1977. – 235 с.

  7. Умланд Ф., Янсен А. Комплексные соединения в аналитической химии: теория и практика применения. – М.: Мир, 1975. – 499 с.

  8. Сендэл Е.Б. Колориметрическое определение следов металлов. – Ленинград – М.: Изд-во химической литературы, 1949. – 559 с.

  9. Кропачева Т.Н., Пагин А.Н., Корнев В.И. Комплексообразование железа (III) с оксиэтилидендифосфоновой кислотой в водных растворах // Вестник Удмуртского университета. – 2012. - № 4. – С. 63-68.

  10. Коренман И.М. Органические реагенты в неорганическом анализе: справочник. – М.: Химия, 1980. – 447 с.

  11. Патент СССР № 4712243/26. / Пилипенко А.Т., Сафронова В.Г., Закревская Л.В. Способ определения железа в водных растворах. - Опубл. 30.01.1992, Бюл. № 4.

  12. Краткий справочник химика / Под ред. Б.В. Некрасова. - М.: Химия, 1957. – 448 с.

  13. Булатов М.И., Калинкин И.П Практическое руководство по спектрофотометрическому и фотоколориметрическому анализу. – М.:Химия, 1972. – 385 с.

  14. Бабко А.К. Физико-химический анализ комплексных соединений в растворах. – Киев, 1955. – 264 с.

  15. Зайцев О.С. Исследовательский практикум по общей химии. – М.: МГУ, 1994. – 480 с.

  16. Рабжаева А.Н. Реакция комплексообразования Zn с 4-(2-пиридилазо)резорцином и ее аналитические возможности. – Дипломная работа. – Улан – Удэ, 2005. – 51 с.

  17. ТУ 9110-002-50151448-04 «Изделия хлебобулочные с витаминами и железом от «Михалыча».
  18. ГОСТ 5667-65 Хлеб и хлебобулочные изделия. Правила приемки, методы отбора образцов, методы определения органолептических показателей и массы изделий.

  19. ГОСТ 26929-94 Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов


  20. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов / под ред. И.М.Скурихина, В.А.Тутельяна. – М.: Брандес – Медицина, 1998. – 340 с.

  21. Приложения по метрологическому обеспечению нормативных документов на методики анализа сырья и пищевых продуктов / под ред. Н.П.Пикула. – Томск.: Томский политехнический университет, 1998. –
    54 с.