Материал: Аналитические методы. Шпоры

15. Рефрактометрия. Преломление света на границе двух оптических сред.

При пересечении лучом света границы раздела двух прозрачных сред направление луча изменяется, луч преломляется. Это явление носит название рефракции, т. е. преломления света. Угол а, образованный направлением падающего луча света с нормалью (рис. 187), называется углом падения, а угол B, образованный направлением преломленного луча с продолжением этой нормали, - углом преломления. Согласно закону преломления света, для оптически однородных сред отношение синусов углов падения и преломления есть величина постоянная:

N=

Показателем преломления n также называют отношение скорости распространения света в воздухе к скорости распространения света в испытуемом веществе (растворе). Это важная константа, позволяющая уточнить химическую природу вещества, определить степень его чистоты, а также определить концентрацию растворов.

Рефрактометрия - это совокупность методов физико-химического исследования жидкостей, минералов и растворов, основанных на измерении их показателей преломления. Основными достоинствами рефрактометрии являются быстрота, измерений, малый расход вещества и высокая точность (около 0,01 %).

Приборы, служащие для измерения показателя преломления, называются рефрактометрами.

16. Приборы рефрактометрических измерений.

Для определения показателя преломления можно использовать рефрактометры и интерферометры. В производственной и лабораторной практике наибольшее распространение нашли рефрактометры двух типов: рефрактометры Аббе и рефрактометры Пульфриха. К рефрактометрам типа Аббе относятся приборы ИРФ-22, ИРФ-454 различных модификаций, а также рефрактометр РЛ. Внешний вид рефрактометра ИРФ-454 Б2М приведен на рис. 1.2.

Рефрактометры Аббе предназначены для быстрого определения показателя преломления n_D и средней дисперсии (n_Fn_C)твердых тел и малых количеств жидкостей. Их важнейшая особенность состоит в использовании «белого» света, дневного или электрического, причем отсчет по прибору дает показатель преломления, равный показателюn_D, измеренному для монохроматического света с длиной волны, соответствующей желтой линииDв спектре натрия.

На приборах типа Аббе можно измерять показатель преломления в интервале 1,2–2,0.

Принцип действия рефрактометра основан на явлении полного внутреннего отражения при прохождении светом границы раздела двух сред с разными показателями преломления. Это явление состоит в том, что, если луч света идет из среды 1 в среду 2, то при некотором значении угла падения =₀угол преломления β примет максимальное значение β₀= 90^о. При этом луч, дойдя до поверхности раздела, далее пойдет вдоль этой поверхности и, следовательно, в этом положении

Рефрактометр ИРФ-454 может быть использован и для измерения средней дисперсии показателя преломления n_F – n_С.Мерой дисперсии образца, помещенного на призму, служит поворот призмы компенсатора относительно другой, осуществляемой маховиком 4, до полного устранения окрашенности границы светотени. Отсчет производится по шкале, вращающейся вместе с маховиком. Шкала разделена на 120 частей от 0 до 60 в обе стороны от нулевого положения. Десятые доли следует определять по нониусу маховика. При повороте маховика на 360^оокрашенность границы светотени устраняется дважды. При измерении средней дисперсииn_F–n_C необходимо провести не менее пяти отсчетов с двух сторон шкалы и взять среднее арифметическое значение этих отсчетовZ. В зависимости от полученного значения Z и показателя преломления измеряемого вещества можно найти величину средней дисперсииn_F –n_C.Для измеренного значения показателя преломленияn_D, используя таблицы для определения средней дисперсии, приведенные в техническом описании и в инструкции по эксплуатации рефрактометра, необходимо найти величины коэффициентов А и В. Так как значенияn_D в таблицах даны через 0,01, то величины А и В для промежуточных значений следует определять интерполяцией с помощью таблиц пропорциональных величин, приведенных в соответствующих таблицах технического описания и в инструкции по эксплуатации рефрактометра. Затем по соответствующей таблице этого же документа для полученного значенияZследует найти величину σ. Для промежуточных значенийZвеличину σ следует определить также интерполяцией. При этом необходимо учитывать, что при значенияхZбольше 30 величина σ имеет отрицательные значения.

Вопрос короче какое-то говно

17. Электрохимические методы анализа

группа методов количественного химического анализа, основанные на использовании электролиза.

Разновидностями метода являются электрогравиметрический анализ (электроанализ), внутренний электролиз, контактный обмен металлов (цементация), полярографический анализ, кулонометрия и др. В частности, электрогравиметрический анализ основан на взвешивании вещества, выделяющемся на одном из электродов. Метод позволяет не только проводить количественные определения меди, никеля, свинца и др., но и разделять смеси веществ.

Кроме того, к электрохимическим методам анализа относят методы, основанные на измерении электропроводности (кондуктометрия) или потенциала электрода (потенциометрия). Некоторые электрохимические методы применяются для нахождения конечной точки титрования (амперометрическое титрование, кондуктометрическое титрование, потенциометрическое титрование, кулонометрическое титрование).

18. Кондуктометрический метод анализа

 – это электрохимический метод анализа, основанный на использовании зависимости между электрической проводимостью растворов электролитов и их концентрацией в растворе.

Связь между электропроводностью растворов электролитов и их концентрацией в виде уравнения предложил немецкий физик Кольрауш в 1885г.

Виды кондуктометрии: Прямая кондуктометрия – метод, позволяющий определять концентрациюэлектролита путем измерения электропроводности раствоа.     Кондуктометрическое титрование – метод анализа, основанный на определении содержания вещества по излому кривой титрования. Кривую строят по измерениям удельной электропроводности раствора, меняющейся в результате химических реакций в процессе титрования.

Высокочастотное титрование – метод анализа с использованием частоты переменного тока порядка миллиона колебаний в секунду. Анализ проводят в кондуктометрической ячейке с накладными (на внешней стороне) электродами, не соприкасающимися с титруемым раствором.

1. Прямая кондуктометрия. Электропроводность растет с увеличением концентрации электролита (в области разбавленных и умеренно концентрированных растворов).Концентрацию вещества в анализируемом растворе определяют по результатам измерений удельной электропроводности этого раствора.  Приемы прямой кондуктометрии:1) расчетный метод, 2) метод градуировочного графика. Расчетный метод.Молярная концентрация эквивалентаС электролита в растворе может быть рассчитана, если известны значенияудельной и эквивалентной электро-проводности: 

Удельную электропроводностьκ определяют экспериментально на основании измерения электрического сопротивления термостатированной кондуктометрической ячейки.

Эквивалентная электропроводность раствораλ равна сумме подвижностей катиона (λ+) и аниона (λ–):λ = λ+ + λ–. ТогдаС:
Метод градуировочного графика.Готовят серию эталонных растворов с известной концентрацией вещества,измеряют их удельную электропроводность при постоянной температуре,строят градуировочный график, по оси абсцисс откладывают концентрацию эталонных растворовС, по оси ординат – удельную электропроводность κ.                                                               

Достоинства прямой кондуктометрии:  простота эксперимента;  высокая чувствительность (до ~10-4 моль/л);   сравнительно малая погрешность определения (0,1-2%).

Недостатки прямой кондуктометрии:  электропроводность – величина аддитивная и дает информацию об общей концентрации ионов в растворе;  малая селективность метода.

Применение прямой кондуктометрии в анализе: для контроля качества дистиллированной воды и жидких пищевых продуктов (молока, напитков и др.);  для определения общего содержания солей в минеральной, морской, речной воде;  для определения растворимости малорастворимых электролитов;  для исследования кинетики химических реакций и расчета констант равновесия.

Использование кондуктометрии.  Определение массовой доли поваренной соли в сычужном сыре. Метод оперативный, без использования дорогостоящих реактивов (AgNO3).

• Цитометрия фитопланктонас использованием кондуктометрического цитометра позволяет получить информацию о концентрации и размерах клеток, путём регистрации изменения проводимости при прохождении частицы в канале цитометра.

• Разработана методика кондуктометрического определения малых количеств углерода (10-2-10-3%) в сталях и металлах. Методика включает сожжение образца в токе кислорода, поглощение СО2 раствором Ва(ОН)2 и измерение его электрической проводимости.