1. Włączyć spektrofotometr przyciskiem 0/I umieszczonym n a prawym boku obudowy. Na ekranie wyświetla się ekran startowy:
2. Na panelu sterowania nacisnąć przycisk  w celu uruchomienia autodiagnostyki.
Po zakończeniu autodiagnostyki na ekranie wyświetli się menu główne (Main Menu).
3. Na panelu sterowania nacisnąć przycisk  aby przejść do pomiarów kinetycznych. Na ekranie wyświetla się menu pomiarów kinetycznych:
Przeprowadzenie pomiarów
1. Przed przygotowaniem każdego roztworu badanego spektrofotometr należy wyzerować względem odnośnika.
N a panelu sterowania nacisnąć przycisk  . W prawym górnym rogu ekranu wyświetla się Ref. in?.
Jedną z kuwet uzupełnić w ok. ¾ objętości wodą destylowaną (odnośnik), ścianki dobrze wytrzeć ligniną w celu usunięcia kropli roztworu i zanieczyszczeń, a następnie umieścić ją w celce numer 1 spektrofotometru. Sprawdzić czy gałka przesuwająca wózek z kuwetami jest dosunięta do końca (pozycja 1).
UWAGA! PO ZAKOŃCZENIU POMIARU DLA ODNOŚNIKA NIE WYJMOWAĆ KUWETY
ZE SPEKTROFOTOMETRU.
Nacisnąć przycisk  aby rozpocząć pomiar. W prawym górnym rogu ekranu wyświetla się Measuring.
Po zakończeniu pomiaru dla odnośnika w prawym górnym rogu ekranu wyświetla się Sample in?.
Gałkę przesuwającą wózek z kuwetami wysunąć do pozycji 2 odpowiadającej celce numer 2, w której zostanie umieszczona kuweta z roztworem badanym.
2. Do kolbki miarowej o pojemności 10 ml wlać ok. 5 ml wody destylowanej, a następnie wprowadzić 0.5 ml roztworu KI, 0.5 ml roztworu H2SO4 oraz 0.5 ml roztworu skrobi. Za pomocą mikropipety odmierzyć 0.5 ml roztworu H2O2. i wprowadzić do kolbki, jednocześnie włączając stoper w celu mierzenia czasu reakcji (1 minuta). Kolbkę uzupełnić wodą destylowaną do kreski i dobrze wymieszać.
Kuwetę przepłukać porcją roztworu, uzupełnić ją tym roztworem w ok. ¾ objętości, ścianki dobrze wytrzeć ligniną w celu usunięcia kropli roztworu i zanieczyszczeń, a następnie umieścić ją w celce numer 2 spektrofotometru.
W momencie, gdy stoper wskaże 1 minutę rozpocząć pomiar absorbancji naciskając przycisk . Następuje pomiar, w prawym górnym rogu ekranu wyświetla się Measuring.
Na dole ekranu wyświetlają się wartości absorbancji (rysunek powyżej), które należy zapisać w tabeli:
v Mo(VI) [µl]
czas [min]
|
0
|
50
|
100
|
150
|
próbka
|
1.0
|
|
|
|
|
|
1.5
|
|
|
|
|
|
2.0
|
|
|
|
|
|
2.5
|
|
|
|
|
|
3.0
|
|
|
|
|
|
3. Po zakończeniu pomiaru dla próbki gałkę przesuwającą wózek z kuwetami wysunąć do pozycji 1 odpowiadającej celce z odnośnikiem (numer 1).
4. Na panelu sterowania nacisnąć przycisk . W prawym górnym rogu ekranu wyświetla się Ref. in?. Nacisnąć przycisk w celu zmierzenia absorbancji odnośnika.
5. Do kolbki miarowej o pojemności 10 ml wlać ok. 5 ml wody destylowanej, a następnie wprowadzić 0.5 ml roztworu KI, 0.5 ml roztworu H2SO4, 0.5 ml roztworu skrobi oraz 50 µl roztworu molibdenu(VI). Za pomocą mikropipety odmierzyć 0.5 ml roztworu H2O2.
i wprowadzić do kolbki, jednocześnie włączając stoper w celu mierzenia czasu reakcji
(1 minuta). Kolbkę uzupełnić wodą destylowaną do kreski i dobrze wymieszać. Kuwetę przepłukać porcją roztworu, uzupełnić ją tym roztworem w ok. ¾ objętości, ścianki dobrze wytrzeć ligniną w celu usunięcia kropli roztworu i zanieczyszczeń, a następnie umieścić ją w celce numer 2 spektrofotometru.
W momencie, gdy stoper wskaże 1 minutę rozpocząć pomiar absorbancji naciskając przycisk .
6. Postępując analogicznie jak opisano w punktach 3-5 przeprowadzić pomiary absorbancji dla roztworów zawierających 100 µl i 150 µl roztworu molibdenu(VI) oraz nieznaną ilość molibdenu(VI) otrzymaną od prowadzącego zajęcia.
Wykonanie sprawozdania i opracowanie wyników
1. Dla każdej ilości wzorca molibdenu(VI) i próbki badanej wyznaczyć krzywe zależności
A = f(t).
2. Dla każdej krzywej wyznaczyć tangens nachylenia kąta - tg (współczynnik a w równaniu prostej A = a·t b).
3. Sporządzić wykres zależności tangensa nachylenia kąta od liczby moli wzorca molibdenu(VI) (tg = nMo).
4. Na podstawie wartości tangensa nachylenia kąta dla próbki badanej wyznaczyć zawartą
w niej liczbę moli molibdenu(VI).
Środki ostrożności
1. W trakcie wykonywania ćwiczenia student powinien nosić odzież ochronną.
2. Roztworów nie należy wdychać i pipetować ustami.
3. Identyfikacja zagrożeń:
- roztwory kwasu siarkowego(VI) oraz nadtlenku wodoru działają drażniąco na skórę
i oczy
- pozostałe roztwory wykorzystywane w ćwiczeniu nie zostały sklasyfikowane jako niebezpieczne.
4. Pierwsza pomoc:
- w razie kontaktu ze skórą: spłukać dużą ilością wody.
- w razie kontaktu z oczami: przepłukać dużą ilością wody, przy szeroko otwartej powiece, usunąć soczewki kontaktowe jeśli są.
- w razie spożycia: przepłukać usta wodą, podać do wypicia niewielką ilość wody i skontaktować się z lekarzem.
- w przypadku wystąpienia podrażnień skontaktować się z lekarzem.
S2 - SPEKTROFOTOMETRYCZNE OZNACZANIE CHROMU (III) i CHROMU (VI)
W PRÓBKACH WODY – ANALIZA SPECJACYJNA
Chrom w przyrodzie występuje głównie w postaci chromu (III) i chromu (VI). Źródłem chromu w przyrodzie są minerały oraz materiały antropogeniczne (odpady przemysłowe: metalurgiczne, garbarskie, farbiarskie, nawozy sztuczne). W zależności od pH środowiska (woda, gleba) dominują różne związki tego pierwiastka: pH<5 – jon CrOH2 i CrO42-, pH 5-7 – Cr(OH)2 , pH>7 – CrO42- i Cr(OH)4-.
Chrom (III) jest jednym z mikroelementów niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania roślin, zwierząt, a także człowieka. Chrom (VI) jest natomiast silnie toksyczny (uszkodzenia przewodu pokarmowego, zmiany skórne) i kancerogenny. Z tych powodów niezwykle ważne jest kontrolowanie zawartości chromu w wodzie czy glebie, a w szczególności określenie zawartości chromu (III) i chromu (VI) czyli analiza specjacyjna. Dopuszczalna zawartość chromu ogólnego w wodach wszystkich klas wynosi 0.05 mg·l-1, a chromu (VI) 0.02 mg·l-1.
Chrom (VI) w niskich stężeniach najczęściej oznacza się spektrofotometrycznie, metodą prostej wzorowej z użyciem 1,5-difenylokarbazydu. Związek ten w środowisku kwaśnym reaguje z chromem (VI), dając produkt o różowofioletowym zabarwieniu. Maksimum absorpcji produktu występuje przy długości fali =540 nm (=4.3·104 l·mol-1·cm-1). Reakcja jest charakterystyczna dla jonów Cr (VI), dlatego też oznaczenie zawartości chromu (III) możliwe jest po jego wcześniejszym utlenieniu za pomocą nadsiarczanu amonu. Oznaczenie przebiega więc w dwóch etapach. W pierwszym oznacza się zawartość chromu (VI), a w drugim całkowitą zawartość chromu po utlenieniu chromu (III). Zawartość chromu (III) określa się z różnicy zawartości chromu uzyskanych z obu pomiarów.
Odczynniki
roztwór 1,5-difenylokarbazydu o stężeniu c = 0.5%
|
|
roztwór H2SO4 (1:1)
|
roztwór podstawowy dichromianu potasu K2Cr2O7 o stężeniu c(K2Cr2O7) = 2 g/l
|
próbka wody
|
roztwór nadsiarczanu amonu (NH4)2S2O8 o stężeniu c = 1%
|
Aparatura i sprzęt laboratoryjny
kolby miarowe pojemności 25 ml
|
7 szt.
|
kolba miarowa o pojemności 100 ml
|
1 szt.
|
pipeta jednomiarowa o pojemności 20 ml
|
1 szt.
|
pipety wielomiarowe pojemności 5 ml z podziałką co 0.1 ml
|
3 szt.
|
pipeta wielomiarowa pojemności 1 ml z podziałką co 0.1 ml
|
3 szt.
|
cylinder miarowy pojemności 25 ml
|
1 szt.
|
zlewki pojemności 100 ml
|
2 szt.
|
szkiełko zegarkowe (do przykrycia zlewek 100 ml)
|
2 szt.
|
zlewka o pojemności 25 lub 50 ml
|
1 szt.
|
pipetka z tworzywa
|
1 szt.
|
spektrofotometr UV/VIS SPECOL 11 z kuwetami o szerokości 1 cm
Sporządzenie prostej wzorcowej do oznaczania chromu
1. Przygotowanie roztworu wzorcowego K2Cr2O7 o stężeniu c(K2Cr2O7) = 2 g/l.
Do kolby o pojemności 100 ml wprowadzić 1 ml podstawowego roztworu K2Cr2O7 o stężeniu 2 g/l. Kolbę dopełnić wodą destylowaną do kreski i całość dobrze wymieszać
2. Przygotowanie roztworów wzorcowych.
a) do 6 kolbek o pojemności 25 ml odmierzyć odpowiednio:
numer kolbki
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
V K2Cr2O7 o stężeniu 0.02 g/l [ml]
|
0
|
1.0
|
1.5
|
2.0
|
2.5
|
3.0
|
4.0
|
b) do każdej kolbki dodać 0.5 ml roztworu H2SO4 (1:1) oraz 1 ml roztworu difenylokarbazydu. Kolbki uzupełnić wodą destylowaną do kreski i dobrze wymieszać.
c) zmierzyć absorbancję roztworów stosując jako odnośnik roztwór nr 1.
Przygotowanie spektrofotometru do pracy i sposób przeprowadzenia pomiaru absorbancji
1. Włączyć spektrofotometr wciskając przycisk  .
2. Aby przejść w tryb pomiaru absorbancji wcisnąć klawisz  , a następnie klawisz 
i odczekać, aż wyświetlacz będzie wskazywać wartość 0.000.
3. Ustawić długość fali = 540 nm za pomocą pokrętła zmiany długości fali.
4. Pomiary absorbancji.
a) kuwetę przepłukać badanym roztworem, a następnie napełnić ją tym roztworem w ¾ objętości. Analogicznie postąpić w przypadku odnośnika.
UWAGA: KUWETY CHWYTAĆ ZA OSZLIFOWANE ŚCIANKI.
c) ścianki obu kuwet dobrze wytrzeć ligniną w celu usunięcia kropli roztworu i zanieczyszczeń, a następnie umieścić w celkach spektrofotometru.
d) kuwetę z odnośnikiem przesunąć w pozycję pomiarową, wcisnąć klawisz i odczekać, aż wyświetlacz będzie wskazywać wartość 0.000 – zerowanie spektofotometru.
e) w pozycję pomiarową przesunąć celkę z badanym roztworem, odczytać wartość absorbancji, a następnie wylać ten roztwór z kuwety.
Oznaczanie chromu całkowitego
1. Do jednej zlewki o pojemności 100 ml wprowadzić 20 ml próbki wody (próbka badana – A1), a do drugiej 20 ml wody destylowanej (odnośnik – A2).
2. Do zlewek dodać po 0.5 ml roztworu H2SO4 (1:1) oraz 5 ml roztworu (NH4)2S2O8. Zlewki przykryć szkiełkiem zegarkowym, ogrzać ich zawartość do wrzenia i utrzymywać je w tym stanie przez 20-25 min.
UWAGA: PRACOWAĆ POD WYCIĄGIEM!!!
NIE DOPUŚCIĆ DO WYGOTOWANIA SIĘ OGRZEWANYCH ROZTWORÓW.
3. Zawartość zlewek ostudzić do temperatury pokojowej, przenieść ilościowo do kolbek miarowych o objętości 25 ml, a następnie dodać 1 ml roztworu difenylokarbazydu. Kolbki uzupełnić do kreski wodą destylowaną i dobrze wymieszać.
4. Zmierzyć absorbancję roztworu A1 zawierającego próbkę badaną, stosując jako odnośnik roztwór A2.
Oznaczanie chromu (VI)
1. Do jednej kolbki o pojemności 25 ml wprowadzić 20 ml próbki wody (próbka badana – B1).
2. Do kolbki z próbką i pustej kolbki (odnośnik – B2) dodać po 0.5 ml roztworu H2SO4 (1:1) oraz 1 ml roztworu difenylokarbazydu. Kolbki uzupełnić do kreski wodą destylowaną i dobrze wymieszać.
3. Zmierzyć absorbancję roztworu zawierającego próbkę badaną B1, stosując jako odnośnik roztwór B2.
UWAGA: ROZTWORY Z CHROMEM (VI) WYLEWAMY DO PRZYGOTOWANEGO DO TEGO CELU POJEMNIKA – NIE WYLEWAMY ICH DO ZLEWU!
Wykonanie sprawozdania i opracowanie wyników
1. Wykonać wykres zależności absorbancji od stężenia K2Cr2O7.
2. Obliczyć zawartość chromu (III) i chromu (VI) w próbce wody. Podać wyniki w mg·l-1. Czy badana próbka wody spełnia normy?
3. Napisać równanie reakcji utleniania jonów Cr3 do jonów Cr2O72-.
Środki ostrożności
1. W trakcie wykonywania ćwiczenia student powinien nosić odzież ochronną.
2. Roztworów nie należy wdychać i pipetować ustami.
3. Identyfikacja zagrożeń:
- roztwór kwasu siarkowego(VI) (1:1) działa drażniąco na skórę i oczy,
- roztwór dichromianu potasu działa szkodliwie po połknięciu,
- roztwór nadsiarczanu amonu działa szkodliwie po połknięciu oraz drażniąco na skórę i oczy,
- pozostałe roztwory wykorzystywane w ćwiczeniu nie zostały sklasyfikowane jako niebezpieczne.
4. Pierwsza pomoc:
- w razie kontaktu ze skórą: spłukać dużą ilością wody.
- w razie kontaktu z oczami: przepłukać dużą ilością wody (ok. 15 min.), przy szeroko otwartej powiece, usunąć soczewki kontaktowe jeśli są, natychmiast skontaktować się z okulistą.
- w przypadku wystąpienia podrażnień skontaktować się z lekarzem.
- w razie spożycia: przepłukać usta wodą, podać niewielką ilość wody do wypicia i wezwać lekarza.
- przy wdychaniu: zapewnić dostęp świeżego powietrza.
| 