Примеры решения типовых задач

ПРИМЕР № 20 Определите содержание Fe⁺³ (мг / л), если оптическое поглощение его раствора с сульфосалициловой кислотой равно 0, 45 в кювете толщиной 2 см, Е = 4 ^. 10^-3.

РЕШЕНИЕ: Из формулы 2 рассчитываем концентрацию раствора по Fe⁺³ в (моль / л) М = D / Kl = 0, 45 / 4 ^. 10^{-3 .} 2 = 5, 6 ^. 10^-5 моль / л.

Тогда содержание Fe⁺³ в мг / л составит:

56 г --------------- 1 моль / л

М(Fe⁺³) ---------------- 5, 6 ^. 10^-5 моль / л

М (Fe⁺³) = 5, 6 ^. 10^{-5 .} 56 / 1 = 3, 13 ^. 10^-3 г / л = 3, 13 мг / л.

В основе метода ионообменной хроматографии лежит реакция обмена ионами между растворами и сорбентом. В качестве сорбентов применяют специальные синтетические смолы или минеральные вещества-ионообменники, содержащие активные группы, которые способны к обмену ионами с раствором. Ионообменники, способные к обмену катионов, катионитами, анионов – анионитами. Прежде чем проводить хроматографирование определяют обменную емкость ионообменной смолы:

Е = 4VM ^. 100 / m (4)

где

V – объем израсходованного раствора на титрование;

М – концентрация этого раствора;

m – масса катионита.

ПРИМЕР № 21 Определите обменную емкость катионита КУ-2, если 1, 125 г его залито 50 мл раствора СаСl₂, эквивалентная концентрация которого 0, 1 моль / л. На титрование 25 мл элюанта израсходовано 13 мл раствора NaOH (М = 0, 1 моль / л,

К = 0, 870).Влажность катионита 0, 12%.

РЕШЕНИЕ: Задачу решаем по формуле (4)

Массу катионита пересчитываем на абсолютно сухое вещество.

Е = 4V MK ^. 100 / m ^. (100 – W(H₂O)) = 4^. 13 ^. 0, 970 ^. 0, 1 ^. 100 / 1, 125 (100 – 0, 12) = 4, 5 мэкв / г.

Рефрактометрия основана на измерении угла преломления светового луча при переходе его из одной среды в другую. Преломление света веществами характеризуется относительным показателем преломления:

n = sin / sin . (5)

Рефрактометрическое определение проводят методом калибровочных графиков, по таблицам показателей преломления и рефрактометрическому фактору F:

F = n / C. (6)

n_x = n₀ + FC_x (7)

C_x = (n_x – n₀) / F (8)

Где n₂ –показатель преломления раствора с большей (известной) концентрацией С₂;

n₁ – показатель преломления анализируемого раствора с меньшей (известной) концентрацией С₁;

n_x – показатель преломления анализируемого раствора концентрацией С_x;

n₀ – показатель преломления растворителя.

ПРИМЕР № 22 Определите, пользуясь таблицей 4 приложения, концентрацию раствора СаСl₂^. 6H₂O, если его n¹⁷_D = 1, 3452.

РЕШЕНИЕ: В таблице 4 приведены значения показателя преломления при 20⁰С, поэтому используя формулу:

n¹_D = n²⁰_D + (20 – t) ^. 0, 0002 (9)

рассчитываем значение показателя преломления анализируемого раствора при 20⁰С:

n²⁰_D = n¹⁷_D – (20 – t) ^. 0, 0002 = 1, 3452 – (20 – 17) ^. 0, 0002 = 1, 3446.

Найденное значение находится между 1, 3440 и 1, 3450, следовательно концентрация раствора СаСl₂ ^. 6H₂O больше 9, 5 %, но меньше 10, 4 %. Более точно её можно определить по рефрактометрическому фактору по формулам (6) и (8):

F = 1, 3450 – 1, 3440 / 10, 4 – 9, 5 = 0, 0011,

C = 1, 3446 – 1, 3333 / 0, 0011 = 10, 27 %.

Концентрация раствора шестиводного раствора хлорида кальция равна 10, 27 %.

ПРИМЕР № 23 Для определения состава вводно-ацетоновой смеси были определены показатели преломления стандартных растворов:

С % 10 20 30 40 50

n_D 1, 3340 1, 3410 1, 3485 1, 3550 1, 3610

Определите содержание ацетона в двух смесях (%), если их показатели преломления n₁ = 1, 3500 и n₂ =1, 3400.

РЕШЕНИЕ: Строим калибровочный график заданным в условии задачи данным, из которого следует, что значению показателя преломления 1, 3500 соответствует концентрация 32 %, а 1, 3400 – 18 %.