Работа 2.6. Фотоколориметрическое определение содержания хрома в листьях и коре

Фотоколориметрический метод определения массовой концентра­ции ионов хрома основан на реакции дифенилкарбазида в кислой среде с бихромат-ионами с образованием соединения фиолетового цвета, в котором хром находится в восстановленной форме, в виде хрома (III), a дифенилкарбазид окислен до дифенилкарбазона.

Измерение проводят при длине волны 540 нм (жёлто-зелёный светофильтр).

В одной порции пробы проводят окисление хрома (III) до хрома (VI) персульфатом аммония и определяют суммарное содержание в пробе обоих ионов хрома, в другой порции пробы окисление хрома (III) не проводят и определяют только содержание хрома (VI). По разности между полученными результатами находят содержание хрома (III).

Метод чувствительный, молярный коэффициент светопоглощения равен 30•10³. Окраска устойчива.

Материалы и оборудование: ФЭК, мерные колбы вместимостью 50 и 100 см³; конические колбы на 50 см³; пипетки на 1, 2, 5 и 20 см³.

Реактивы: Дифенилкарбазид. I %-ный спиртовой раствор, серная кислота (Н₂SО₄). разбавленный раствор 1:1, гидроксид натрия (NaOH). 0.1 М раствор, персульфат аммония ((NH₄)₂S₂O₈. аммоний надсернокислый), стандартный раствор Сr(VI) с концентрацией 10 мг/дм³, стандартный раствор Сr(VI) с концентрацией 100 мкг/дм³.

Ход анализа. По условиям проведения работы определяют либо содержание хро­ма шестивалентного, либо суммарное содержание хрома (III и VI).

Определение хрома шестивалентного. Отбирают 15-25 см³ ана­лизируемого фильтрата или раствора, полученного при растворении зольного остатка, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, разбавляют дистиллированной водой до 60 см³ и перемешивают (до мет­ки на колбе, соответствующей 100 см³, не доводят). Затем отбирают три аликвоты по 20 см³, одну из них нейтрализуют 0,1 М раствором гидроксида натрия по фенолфталеину до слабо-розового окрашивания, дру­гую нейтрализуют таким же объёмом раствора гидроксида натрия, но без прибавления индикатора. Далее приливают 0,5 см³ серной кислоты, 0,4 см³ раствора дифенилкарбазида и через 10-15 мин определяют опти­ческую плотность раствора по отношению к третьей порции воды, к которой прибавляют все реактивы кроме дифенилкарбазида. Измере­ние проводят в кюветах с толщиной слоя 5 см при λ = 540 нм.

По оптической плотности на калибровочном графике находят со­держание хрома в растворе. По найденному значению рассчитывают содержание хрома (VI) в пробе (С, мг/г сухих листьев):

,

где - количество хрома (VI), определённое по калибровочному гра­фику, мг;

а - аликвотная часть исследуемого раствора, взятая для анали­за из общего объёма, см³;

V - общий объём анализируемого раствора. см³;

- масса навески листьев, взятая для анализа, г;

3 - коэффициент, учитывающий разбавление пробы по методике анализа.

Определение суммарного содержания хрома (III и VI). Отбирают 15 см³ анализируемого фильтрата или раствора, полученного при растворении зольного остатка, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, разбавляют дистиллированной водой до метки и перемешива­ют. Отбирают 2 пробы по 50 см³, одну из них нейтрализуют 0,1 н. раство­ром гидроксида натрия по фенолфталеину до слабо-розового окраши­вания, другую нейтрализуют таким же объёмом раствора гидроксида натрия, но без добавления индикатора, прибавляют 2-3 капли 2 н. сер­ной кислоты, 10 см³ раствора персульфата аммония и кипятят 20-25 мин. Весь хром при этом окисляется до шестивалентного, избыток персульфата разлагается (последнее очень важно, так как даже следы неразложившегося персульфата аммония мешают последующему фо­токолориметрическому определению с дифенилкарбазидом).

После охлаждения переносят раствор в мерную колбу вместимос­тью 100 см³, разбавляют дистиллированной водой до 60 см³ и перемеши­вают. Затем отбирают три аликвоты по 20 см³, одну из них нейтрализуют 0,1 н. раствором гидроксида натрия по фенолфталеину до слабо-розово­го окрашивания, другую нейтрализуют таким же объёмом раствора гид­роксида натрия, но без прибавления индикатора, приливают 0,5 см³ сер­ной кислоты, 0,4 см³ раствора дифенилкарбазида и через 10-15 мин оп­ределяют оптическую плотность раствора по отношению к третьей пор­ции воды, к которой прибавляют все реактивы кроме дифенилкарбази­да. Измерение проводят в кюветах с толщиной слоя 5 см при λ = 540 нм.

По оптической плотности на калибровочном графике находят содержа­ние хрома в растворе. По найденному значению рассчитывают суммарное содержание трёх- и шестивалентного хрома в пробе (, мг/г сухих листьев):

,

где - количество хрома (VI), определённое по калибровочному гра­фику, мг;

а - аликвотная часть исследуемого раствора, взятая для анали­за из общего объёма, см³;

V - общий объём анализируемого раствора, см³;

- масса навески листьев, взятая для анализа, г;

6 - коэффициент, учитывающий разбавление пробы по методике анализа.