Файл: Теоретическая часть Практическая часть.docx

Потенциометрический метод определения кальция даёт, как правило точные результаты, поэтому он применяется довольно часто при анализе объектов.Титриметрический метод 2.2 Описание титриметрического методаМетод основан на способности комплексона 3 образовывать в щелочной среде в интервале рH=12-13 комплексные соединения с ионами кальция.Метод позволяет определить более 1 мг ионов кальция в пробе с пределом погрешности измерений 0,02 мг при числе определений n=5 с доверительной вероятностью P=0,95.Аппаратура, материалы и реактивы:

1. 
   Бюретки мерные вместимостью 10, 25 см³;
   
2. 
   Пипетки мерные вместимостью 1, 2, 5, 10, 25, 50см³;
   
3. 
   Колбы мерные вместимостью 100, 500, 1000 см³;
   
4. 
   Цилиндры мерные вместимостью 50, 100 см³;
   
5. 
   Колбы стеклянные лабораторные конические вместимостью 250 см³;
   
6. 
   Капельницы;
   
7. 
   Стекло часовое;
   
8. 
   Холодильник стеклянный лабораторный;
   
9. 
   Весы лабораторные
   
10. 
    Плитка электрическая
    
11. 
    Воронки стеклянные
    
12. 
    Ступка фарфоровая
    
13. 
    Шпатель
    
14. 
    Кислота соляная, фиксанал, раствор концентрацией 0,1 моль/дм³
    
15. 
    Метиловый красный
    
16. 
    Кислота кальконкарбовая
    
17. 
    Натрия гидроокись
    
18. 
    Гидроксиламина гидрохлорид
    
19. 
    Комплексон 3, фиксанал, раствор концентрацией 0,05 моль/дм³
    
20. 
    Спирт этиловый ректификованный
    
21. 
    Вода дистиллированная
    
22. 
    Глицерин
    
23. 
    Мурексид
    
24. 
    Натрий хлористый
    

Все реактивы должны быть квалификации х.ч или ч.д.аПодготовка к анализу

1. 
   Приготовление раствора комплексона 3
   

Раствор готовят из фиксанала. Содержимое ампулы количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³ , растворяют в дистиллированной воде и объём раствора доводят дистиллированной водой до метки концентрацией 0,05 моль/дм³

2. 
   Приготовление раствора соляной кислоты
   

Раствор готовят из фиксанала. Содержимое ампулы количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³ и объём раствора доводят дистиллированной водой до метки концентрацией 0,1 моль/дм³.

3. 
   Приготовление индикатора метилового оранжевого
   

0,1 г метилового красного взвешивают с погрешностью не более 0,01 г и растворяют в 100 см³ горячей дистиллированной воды.

4. 
   Приготовление раствора гидроокиси натрия
   

80 г гидроокиси натрия взвешивают с погрешностью не более 0,01 г, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см

---

³, растворяют в дистиллированной воде, охлаждают до температуры 20С и доводят объём раствора дистиллированной водой до метки концентрацией 2 моль/дм³.

5. 
   Приготовление раствора гидроксиламина
   

4,5 г гидрохлорид гидроксиламина взвешивают с погрешностью не более 0,01 г и растворяют в 100 см³ этиловогоспирта.

6. 
   Приготовление раствора с массовой долей кальконкарбоновой кислоты 0,025%.
   

0,025 г кальконкарбоновой кислоты взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г и растворяют в 100 см³ водно-глицериновой смеси 1:1.

7. 
   Приготовление индикатора мурексида
   

0,1-0,2 г индикатора мурексида смешивают с 10 г хлористого натрия и тщательно растирают смесь в фарфоровой ступке.Проведение анализаВ коническую колбу вместимостью 250см³ отмеривают от 10 до 100 см³ минеральной воды, разбавляют дистиллированной водой до 100 см³, нейтрализуют раствором соляной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм³ по индикатору метиловому красному до розового окрашивания раствора,добавляют ещё 1 см³ соляной кислоты, кипятят 5 минут с обратным холодильником для удаления двуокиси углерода ( холодильник можно заменить перевёрнутой воронкой). Раствор охлаждают до температуры 20 С. Добавляя 2 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 2 моль/ дм³, устанавливают рH от 12 до 13.В качестве индикатора вводят 1 см³ раствора кальконкарбоновой кислоты и пробу медленно титруют раствором комплексона 3 концентрацией 0,05 моль/дм³ до изменения цвета раствора в синий.При определении ионов кальция в железистых минеральных водах железо маскируют 2-3 каплями раствора гидроксиламина.рнописанной методике пробу вводят на кончике шпателя индикатор, приготовленный по п.7(приготовление индикатора мурексида), и пробу медленно титруют раствором комплексона 3 концентрацией 0,05 моль/дм³ до изменения цвета раствора из малинового в красно-фиолетовый.2.3 Обработка результатовМассовую концентрацию ионов кальция (х), мг/дм³, вычисляют по формуле:Где V₁- объём раствора комплексона 3, пошедший на титрование, см³;M- молярная концентрация;40,08- молярная масса иона кальция, г/моль;

---

V₂-объём воды, взятый на анализ, см³.За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, допускаемые относительные расхождения между которыми не должны превышать 2%.2.4 Выводы по обработке результатов2.5 Полное описание потенциометрического методаМетод основан на прямом определении ионов кальция с использованием ионоселективного кальциевого электрода.Метод позволяет определять от 4 мг до 100 мг ионов кальция в пробе. В диапазоне 4-20 мг с пределом погрешности измерений +0,3 -0,6 мг; в диапазоне20-100 мг с пределом погрешности +100 -0,3 мг при числе определений n=5 с доверительной вероятностью P=0,95.Аппаратура, материалы и реактивы:

1. 
   Прибор для измерения величины потенциала, типа рН-метр-милливольтметр (рН-340, рН-121) или иономер типа ЭВ-74.
   
2. 
   Электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда Электрод "Квант" ионоселективный кальциевый.
   
3. 
   Весы лабораторные, не ниже второго класса точности, с наибольшим пределом взвешивания до 200 г или другие весы, обеспечивающие необходимую точность взвешивания.
   
4. 
   Весы лабораторные, не ниже четвертого класса точности, с наибольшим пределом взвешивания до 500 г или другие весы, обеспечивающие необходимую точность взвешивания.
   
5. 
   Шкаф сушильный.
   
6. 
   Секундомер механический по НТД.
   
7. 
   Стаканы лабораторные, вместимостью 250 см³
   
8. 
   Колбы конические, вместимостью 500 см³
   
9. 
   Колбы мерные, вместимостью 100, 1000 см³
   
10. 
    Цилиндры мерные с притертой пробкой, вместимостью 50 см³
    
11. 
    Пипетки мерные вместимостью 1, 5, 10, 25 см³
    
12. 
    Палочки стеклянные.
    
13. 
    Стаканчики для взвешивания (бюксы)
    
14. 
    Бутыль полиэтиленовая.
    
15. 
    Анионит АВ-17
    
16. 
    Натрий уксуснокислый 3-водный
    
17. 
    Кальций углекислый
    
18. 
    Кислота соляная
    
19. 
    Бумага фильтровальная лабораторная
    
20. 
    Бумага индикаторная универсальная.
    

Все реактивы должны быть квалификации х.ч. или ч.д.а.Подготовка к анализу

1. 
   Приготовление основного стандартного раствора хлористого кальция.
   

Углекислый кальций прокаливают в сушильном шкафу при температуре(110+-2)С до постоянной массы. 10,000 г прокалённого углекислого кальция взвешивают с погрешностью не более +0,0002 г.

---

Навеску переносят в стакан вместимостью 250 см³ и растворяют в 216 см³ раствора соляной кислоты концентрацией 1 моль/дм ³, затем содержимое стакана перемешивают стеклянной палочкой и после растворения соли раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³ и доводят объём раствора до метки дистиллированной водой. Полученный раствор хранят в полиэтиленовой бутыли.1см³ раствора содержит 1*10^-4 молей хлористого кальция.

2. 
   Приготовление раствора хлористого кальция.
   

В мерную колбу вместимостью 100 см³ приливают 1 см³ основного стандартного раствора, отмеренного пипеткой вместимостью 1см³ , и объём раствора доводят дистиллированной водой до метки концентрацией 0.001 см³.1 см³ раствора содержит 1*10^-6 молей хлористого кальция.

3. 
   Приготовление буферного раствора
   

136,00 г трёхводного уксуснокислого натрия взвешивают с погрешностью не более +-0,01 г. Навеску помещают в колбу вместимостью 1000 см³, растворяют в 100-150 см³ дистиллированной воды и объём раствора доводят дистиллированной водой до метки.

4. 
   Подготовка прибора к испытанию
   

Новый измерительный ионоселективный кальциевый электрод перед работой выдерживают в основном стандартном растворе не менее 24 ч. Перед началом работы ионоселективный электрод присоединяют к клемме прибора для измерения величины потенциала и промывают дистиллированной водой, а остатки воды с электрода удаляют фильтрованной бумагой. В качестве электрода сравнения используют хлорсеребряный электрод.По окончании работы ионоселективный электрод и наконечник электролитического ключа обмывают дистиллированной водой.Между анализами ионоселективный кальциевый электрод хранят в стаканчике с раствором хлористого кальция концентрацией 0,0001 моль/дм³.Проведение анализаНа характер градуировочного графика влияют ионная сила раствора и присутствующие в воде гидрокарбонат ионы. Влияние ионной силы устраняют добавлением буферного раствора. Для устранения влияния гидрокарбонат-ионов анализируемую воду пропускают через колонку

---

, наполненную ионообменной смолой марки АВ-17 в C1-форме. Первые 10-20 см фильтрата для анализа не используют.

В мерный цилиндр с притертой пробкой вместимостью 50см³отмеривают пипетками от 5 до 25 см3фильтрата для того, чтобы в отобранной пробе содержалось от 4 до 100 мг ионов кальция, пробу фильтрата разбавляют дистиллированной водой до 25 см3и добавляют 25 см3буферного раствора. Раствор перемешивают. Подготовленную пробу используют для трех параллельных измерений. Для этого в стаканчик вместимостью 50 см3отливают около одной трети полученного раствора, погружают в него ионоселективный кальциевый электрод и наконечник электролитического ключа. Потенциал электрода измеряют при помощи прибора для измерения величины потенциала. Показания прибора снимают через 30 с после погружения электрода.

Построение градуировочного графика

В мерные цилиндры с притертыми пробками вместимостью по 50 см3каждый вносят при помощи пипеток вместимостью 1, 5, 10, 15, 25 см3 соответственно 1, 5, 10, 15, 25 см3основного стандартного раствора и доводят растворы до 25 см3дистиллированной водой. Полученные эталонные растворы содержат соответственно ионов кальция 1,0·10моль/дм3 (4,0 мг/; 5,0·10 моль/дм3(20,0 мг/дм3; 1,0·10) моль/дм3(40,0 мг/дм3; 1,5·10) моль/дм3(60,0 мг/дм3; 2,5·10

моль/дм3(100 мг/дм3). Затем к эталонным растворам добавляют пипеткой вместимостью 25 см3 по 25 см3буферного раствора. Растворы перемешивают и измеряют их потенциалы, как указано в п.4.4, в порядке возрастания концентрации ионов кальция в эталонных растворах.

На основании полученных данных строят градуировочный график зависимости потенциала электрода, от концентрации ионов кальция. Для его построения на миллиметровой бумаге на оси абсцисс откладывают отрицательные логарифмы значений концентраций ионов кальция в эталонных растворах, выраженные в моль/дм3, а на оси ординат - величины измеренных потенциалов.

2.6 Обработка результатов

При составлении таблицы использована зависимость

C=40*10^3-pC

Где C- концентрация ионов кальция, Моль/дм³

40- молярная масса иона кальция, г/моль

pC-отрицательный логарифм концентрации ионов кальция, выраженной в моль/дм³

Если при подготовке пробы к анализу минеральную воду разбавляют дистиллированной водой, то массовую концентрацию ионов кальция (х) вычисляют по формуле

---