Зиянды бейорганикалық заттар және улар анализі пәні бойынша зертханалық сабақтарға Әдістемелік нұСҚаулар

Негізі қоршаған ортада элементті хорм, түрінде үш валентті Cr(III) немесе алты валентті хром Cr(VI) т.рінде кездеседі. Хромды руда- бұл металлда 38% хромит болады. Хром қосылыстары өндірісте: балқымалар өндіоісінде, гальваникалық өндірісте (хромдау) тоқыма өндірісінде материялдар бояу ретінде, катализатор ретінде өте көп қолданылады.

Қоршаған ортада үш және алты валентті хром өзара жақсы онай алмасады.

Лабораторияда үш валентті хромды мына реакцияда жасыл түсті хром гидроксиді түзілгенінен байқауға болады:

Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3

Алты валентті хром дифенилкарбазидпен қызыл- күлгін түсті комплексті қосылыс түзеді.

Работа 3. ОБНАРУЖЕНИЕ ТОКСИЧНЫХ АНИОНОВ (НИТРИТ- И НИТРАТ-ИОНОВ

Нитриты могут накапливаться в больших количествах в воде, почве и пищевых продуктах из-за интенсивного использования азотосодержащих соединений в качестве удобрений, а также из-за выхлопных газов автомобилей и работы промышленных предприятий (например, текстильного, фармацевтического, лакокрасочного).

Нитраты служат консервантами в пищевой промышленности, в производстве взрывчатых веществ, для получения ракетного топлива, пиротехнических средств и в производстве красителей.

Серьезную опасность для человека представляют нитраты и нитриты, применяемые для консервирования продуктов.

В желудочно-кишечном тракте часть нитратов всасывается в неизменном виде, другая часть в зависимости от микроорганизмов, рН и т.д. претерпевает различные процессы биотрансформации, например, она восстанавливается в еще более токсичное вещество: нитриты, аммиак, гидроксиламин. В желудочно-кишечном тракте из нитритов могут образовываться нитрозоамины, которые обладают высокой мутагенной и канцерогенной активностью.

Обнаружение анионов NO₂^- и NO₃^- проводят с помощью окислительно-восстановительных реакций.

1. Реакция с иодидом калия.

NO₂^– – ионы окисляют йод ионы в кислой среде в элементарный йод. Выделившийся йод окрашивает крахмал в синий цвет:

2 J^– + 2 NO₂^– + 4 H⁺ = J₂ + 2 NO ­ + 2 H₂O.

NO₂^– – ионы в кислой среде восстанавливают MnO₄^- - ионы до Mn²⁺ - ионов:

5 NO₂ + 2 MnO₄^– + 6 H⁺ = 5 NO₃^– + 2 Mn²⁺ + 3 H₂O.

В присутствии NO₂^– - ионов малиновая окраска MnO₄^- - ионов обесцвечивается.

1. Реакция с металлическим цинком.

NO₃^– – ионы восстанавливаются металлическим цинком в щелочной среде до аммиака:

NO₃^- + 4 Zn + 7 OH^- = NH₃­ + 4 ZnO₂^2- + 2 H₂O.

Выделяемый аммиак окрашивает фильтровальную бумагу, смоченную фенолфталеином, в красный цвет.

Работа 4. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РТУТИ

Визуальный метод определения ртути, основанный на сравнении интенсивности окраски суспензии Cu₂[HgI₄] в исследуемой пробе с интенсивностью окраски суспензии в стандартной серии, имеет ряд недостатков. Наличие частиц суспензии в окрашенных растворах мешает сравнению интенсивности их окрасок. Окраска этих растворов зависит от величины частиц суспензии, скорости их оседания и т. д. Поэтому более точным и надежным является экстракционно-фотоколориметрический метод количественного определения ртути.

В качестве реактива для экстракционно-фотоколоримегрического определения ртути (II) применяют дитизон. В кислой среде при взаимодействии ионов ртути (II) с раствором дитизона в хлороформе или в четыреххлористом углероде образуется однозамещенный дитизонат, имеющий оранжево-желтую окраску (λ макс = 485 нм). Оптическую плотность однозамещенного дитизоната ртути (II), находящегося в фазе органического растворителя, измеряют при помощи фотоэлектроколориметра или спектрофотометра.

Дитизон с ионами ртути (II) может образовывать и двузамещенный дитизонат ртути, имеющий пурпурно-красную окраску (λ макс = 515 нм). Этот дитизонат образуется в щелочной среде, а также при недостатке дитизона.

При фотоколориметрическом определении ртути (II) и ионов некоторых других металлов используются только однозамещенные дитизонаты с более интенсивной окраской и лучшей растворимостью в органических растворителях, чем двузамещенные.

В качестве реактива для экстракционно-фотоколориметрического определения ртути применяют раствор дитизона в четыреххлористом углероде или в хлороформе. Растворимость однозамещенных дитизонатов металлов, как и самого дитизона, в хлороформе примерно на порядок выше, чем растворимость в четыреххлористом углероде.

При экстракционно-фотоколориметрическом определении ртути (II) водный раствор, содержащий эти ионы, необходимо несколько раз взбалтывать с новыми порциями раствора дитизона в четыреххлористом углероде или в хлороформе, а затем определять оптическую плотность объединенных вытяжек. Объединенные вытяжки дитизоната ртути (II) в хлороформе или в четыреххлористом углероде могут содержать и некоторое количество дитизона, непрореагировавшего со ртутью. Для освобождения раствора дитизоната ртути (II) от несвязавшегося дитизона объединенные вытяжки взбалтывают со слабым раствором аммиака или с 0,2 н. раствором гидроксида натрия, а затем с водой. При этом несвязавшийся дитизон переходит в водную фазу.

Перед определением ртути (II) в соответствующих объектах строят калибровочный график, пользуясь перечисленными ниже реактивами и растворами.

РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

1. Дитизон. 0,001 %-й раствор в хлороформе или в четыреххлорнстом углероде

2. Серная кислота (2 н. раствор).

3. Аммиак. Разбавленный раствор (к 190 мл дистиллированной воды прибавляют 10 мл 25 %-го аммиака).

4. Хлороформ свежеперегнанный.

5. Стандартный раствор ртути. В мерную колбу вместимостью 1000 мл вносят 0,1080 г оксида ртути (II) (мол. масса 216,61), прибавляют 10 мл воды н 1 мл концентрированной азотной кислоты. После растворения оксида ртути (II) в колбу прибавляют дистиллированную воду до метки. В 1 мл полученного стандартного раствора содержится 100 мкг ртути.

Построение калибровочного графика. В ряд делительных воронок вносят по 1 мл 2 н. раствора серной кислоты и по 4 мл воды. Затем в каждую делительную воронку прибавляют разные объемы стандартного раствора (0,05; 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,0; 1,1 мл) и по 3 мл раствора дитизона в хлороформе. Содержимое делительных воронок взбалтывают в течение 2 мин и оставляют делительные воронки на такое же время для разделения фаз. После этого в колбы вместимостью 50 мл отделяют хлороформный слой из каждой делительной воронки. Взбалтывание водной фазы с новыми порциями хлороформного раствора дитизона (по 3 мл) производят до тех пор, пока не перестанет изменяться зеленая окраска прибавленного раствора дитизона. Объединенные хлороформные вытяжки, содержащие дитизонат ртути, переносят в делительные воронки, в которые прибавляют по 10 мл разбавленного раствора аммиака, и взбалтывают в течение 3 мин. Затем из каждой делительной воронки отделяют водную фазу, а хлороформный слой взбалтывают с 10 мл воды в течение 3 мин. Промытые аммиаком и водой хлороформные вытяжки отделяют от водной фазы и переносят в мерные колбы вместимостью 50 мл. Объемы объединенных хлороформных вытяжек в этих колбах доводят хлороформом до метки. Оптическую плотность полученных хлороформных вытяжек измеряют фотоэлектроколориметром ФЭК-56М в кювете с толщиной слоя жидкости 10 мм, пользуясь зеленым светофильтром, эффективная длина волны которого равна 490±10 нм. В качестве раствора сравнения применяют хлороформ.

На основании результатов измерений оптической плотности дитизоната ртути строят калибровочный график. Светопоглощение окрашенных растворов подчиняется закону Бера в пределах от 10 до 90 мкг ртути в 50 мл конечного объема. Предел определения: 10 мкг ртути в указанном конечном объеме.

Определение ртути в деструктате. Определению ртути в деструктате фотоколориметрическим методом, основанным на реакции с дитизоном, могут мешать даже незначительные количества ионов других металлов, которые образовывают окрашенные соединения с дитизоном. Для устранения мешающего влияния этих ионов применяют маскирующие средства. В качестве маскирующих средств используют растворы гидрохлорида гидроксиламина или аскорбиновой кислоты.

Для определения ртути в делительную воронку вносят 10 мл деструктата, прибавляют 1 мл 2 н. раствора серной кислоты, 4 мл воды, 5 мл 10 %-го раствора аскорбиновой кислоты и 3 мл 0,001 %-го хлороформного раствора дитизона. Содержимое делительной воронки взбалтывают в течение 2 мин и оставляют делительную воронку на такое же время для разделения фаз, а затем в колбу вместимостью 50 мл отделяют фазу органического растворителя. Водную фазу, оставшуюся в делительной воронке, взбалтывают с новыми порциями 0,001 %-го хлороформного раствора дитизона (по 3 мл) до тех пор, пока не перестанет изменяться зеленая окраска прибавленного хлороформного раствора дитизона. Объединенные хлороформные вытяжки переносят в делительную воронку, в которую прибавляют 10 мл разбавленного раствора аммиака и взбалтывают в течение 3 мин, а далее поступают, как указано при описании способа построения калибровочного графика.

где X — содержание ртути в 100 г биологического материала, мкг; А — количество ртути, найденное по калибровочному графику, мкг; Б — объем деструктата, взятый для определения ртути, мл; В — общий объем деструктата, мл; Г — масса биологического материала, взятого на анализ, г.

В тех случаях, когда оптическая плотность окрашенного раствора дитизоната ртути во взятой пробе деструктата выходит за пределы калибровочного графика, тогда необходимо повторить опыт, взяв для количественного определения меньший объем деструктата.

Разбавление хлороформом окрашенного раствора, оптическая плотность которого выходит за пределы калибровочного графика, может быть причиной получения неправильного результата количественного определения ртути в деструктате.

1. Приготовить раствор осадителя: в кониче­скую колбу отмерить 5 мл 2н раствора Н₂SО₄ и добавить диет, воды до 30 мл.

2. Нагреть на песчаной бане анализируемый раствор и раствор осадителя почти до ки­пения, но не кипятить!!!
3. Прилить в горячий раствор осадителя ка­плями по палочке при непрерывном по­мешивании к анализируемому раствору.
4. Дать отстояться осадку и проверить пол­ноту осаждения: добавить по стенке ста­кана 1 каплю осадителя.
5. Поставить стакан с осадком на песчаную баню (теплую) на 20 мин для созревания осадка. Затем снять стакан и медленно ох­ладить

Промывание и фильтрование осадка

1. Приготовить фильтровальную установку.
2. Осторожно слить на фильтр, отстоявший­ся прозрачный раствор над осадком.
3. Нагреть приблизительно до 60⁰С про­мывную жидкость состав которой 5-10 мл 2н Н₂SО₄ на 500 мл воды.
4. Промыть осадок от хлорид-ионов 2-3 раза горячей промывной жидкостью порциями 15-20 мл методом декантации.
5. Промыть осадок до отрицательной реак­ции на хлорид-ион (АgNО₃).
6. Количественно перенести осадок на фильтр: к промытому осадку добавить 5-10мл диcт, воды, перемешать и взмучен­ный осадок перенести на фильтр по па­лочке, стенки стакана смыть водой и про­тереть палочкой с резиновым наконечни­ком
Высушивание осадка

Для того чтобы фильтр легко отделился от во­ронки, подсушить воронку с осадком в сушиль-ном шкафу при t: 105-110°С 5-7 мин

1. Взвесить пустой тигель на аналитических весах с точностью 0,0001г.

Взвесить тигель с осадком на аналитических ве­сах

m₃ (ВаSО₄) = т₂ (тигель + ВаSО₄) – m₁(пустой тигель) =.......

М (ВаSО₄) = 137,3 + 32 + 16·4 =233,3 г/моль

Из молярной массы ВаSО₄ имеем: 233,3г ВаSО₄ - 137г Ва²⁺

x = m₁(ВаSО₄) 137,3 : 233,3 =