Доклад по теме: "Фотометрический метод анализа для определения иона марганца"

Фотометрические методы анализа основаны на использовании взаимодействия атомов или молекул определяемых веществ с электромагнитным излучением широкого диапазона энергий. Это могут быть (в порядке уменьшения энергии) гамма - кванты, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое и видимое, инфракрасное, микроволновое и радиоволновое излучение. Сигналом может быть испускание или поглощение излучения. Целью курсовой работы является, изучить фотометрический метод анализа для определения иона марганца.Задачи работы:Ознакомление с теоретическими основами метода фотометрии;Детально рассмотреть задачи и методы фотометрического анализа;Ознакомиться с аппаратурой фотометрических измерений;Рассмотреть практическое применение фотометрического титрования. Объект исследования: вода, для наличия в ней иона марганца.В водах питьевого централизованного водоснабжения содержится большое количество растворенных неорганических веществ. Их наличие может быть нежелательно при использовании воды для питьевых нужд.Гигиенические требования к питьевой воде в РФ определяются санитарно – эпидемиологическими правилами и нормативами, в том числе СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» и СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения». Концентрация опасных для здоровья веществ, таких как хром, железо, алюминий, марганец и т.п., должна быть ниже установленных нормативных значений. При этом повышенная концентрация марганца – одна из основных причин неприятного вкуса воды и негативного влияния на состояние здоровья человека. Для установления необходимой дополнительной очистки обязательно контролировать содержание ионов марганца в воде.Среди большого количества методов анализа двухвалентного марганца наибольшее применение нашли две группы методов: электрохимические (в основном вольтамперометрия) и спектральные методы. Часто электрохимическим и спектральным методам предшествует стадия концентрирования, в таких случаях иногда возможно определение следовых или ультрамикроколичеств намного ниже уровней ПДК в водных средах, способных решать задачи водной токсикологии, распределения марганца в водных объектах и биоте.Фотометрический метод анализа формировался в XVIII-XIX вв., когда фотометрия была лишь одним из разделов оптики. Измерение интенсивности излучения важно, например, для астрономических исследований. В XX в. фотометрический анализ стал разделом аналитической химии. Теоретической основой применения фотометрии в химическом анализе стал закон поглощения света, который не вполне правильно называли законом Бэра; теперь его чаще именуют законом Бугера-Ламберта-Бэра.Фотометрический метод анализа, основанный на переведении определяемого компонента в поглощающее свет соединение с последующим определением количества этого компонента путём измерения света поглощения раствора полученного соединения, называется фотометрическим.Фотометрический метод анализа - один из самых старых и распространённых методов физико-химического анализа. Его распространению способствовали сравнительная простота необходимого оборудования, особенно для визуальных методов, высокая чувствительность и возможность применения для определения почти всех элементов периодической системы и большого количества органических веществ. Открытие всё новых и новых реагентов, образующих окрашенные соединения с неорганическими ионами и органическими веществами, делает в настоящее время применение этого метода почти неограниченным.Фотометрический метод анализа может применяться для большого диапазона определяемых концентраций. Его используют как для определения основных компонентов различных сложных технических объектов с содержанием до 20 - 30 % определяемого компонента, так и для определения микропримесей. Комбинирование фотометрических методов с некоторыми методами разделения - хромотографическим, экстракционным позволяет на 1-2 порядка повысить чувствительность определения.В некоторых случаях фотометрический метод может быть применён для одновременного определения в растворе в растворе нескольких ионов, хотя его возможности ограничены.Очень ценно использование фотометрических методов для решения многих теоретических вопросов аналитической и физической химии.В фотометрическом анализе применяют реакции различных типов. Для определения неорганических компонентов чаще всего используют реакции образования (иногда — разрушения) окрашенных комплексных соединений. Большинство металлов и неметаллов способны к образованию различных комплексных соединений, в том числе окрашенных, или, во всяком случае, способны к взаимодействию с окрашенными комплексами. Поэтому область применения фотометрических методов анализа практически не имеет ограничений; в настоящее время известны достаточно простые фотометрические методы определения почти всех элементов или их соединений.Для фотометрического определения органических компонентов чаще всего используют реакции синтеза окрашенных соединений. Реакции синтеза удобно применять и для определения некоторых неорганических компонентов, например сульфидов или нитритов.Значительно реже применяют в фотометрическом анализе реакции окисления — восстановления — при определении неорганических компонентов практически важное значение имеет только окисление хрома до хромата и марганца до перманганата. Довольно часто реакциями окисления — восстановления пользуются в различных стадиях фотометрического определения органических веществ. Наконец, ряд фотометрических методов основан на каталитическом эффекте. Чувствительность фотометрических методов, основанных на обычных реакциях образования окрашенных соединений, имеет естественный предел.Таким образом, центральное место в фотометрическом анализе занимает химическая реакция. Время, затрачиваемое на анализ, чувствительность метода, его точность и избирательность зависят в основном от выбора химической реакции и оптимальных условий образования окрашенного соединения.Фотометрические, в особенности спектрофотометрические, методы имеют большое значение не только для химического анализа.Спектрофотометрия является одним из наиболее важных методов изучения реакций между веществами в растворе, а также изучения состава и строения соединений, влияния различных факторов на равновесия между реагирующими веществами. С помощью спектрофотометрических методов сделай наиболее ценный вклад в химию комплексных соединений, являющуюся одной из важных теоретических основ фотометрического анализа неорганических соединений.Фотоэлектроколориметр – это оптический прибор, в котором монохроматизация потока излучения осуществляется с помощью светофильтров. Однолучевой фотоколориметр КФК-2 14 предназначен для измерения пропускания, оптической плотности и концентрации окрашенных растворов, рассеивающих взвесей, эмульсий и коллоидных растворов в области спектра 315–980 нм.Настоящий метод определения распространяется на питьевую воду, в том числе расфасованную в емкости, и воду подземных и поверхностных источников питьевого водоснабжения и устанавливает фотометрические методы определения содержания марганца в диапазоне массовых концентраций от 0,01 до 5,00 мг/дм3. Определение содержания марганца фотометрическими методами с применением:- окисления соединений марганца до перманганат-ионов после устранения мешающего влияния хлорид-ионов (метод А);- образования окрашенного соединения с формальдоксимом (метод Б).Если массовая концентрация марганца превышает 5 мг/дм3. Определение содержания марганца фотометрическими методами, то анализируемую пробу разбавляют дистиллированной водой, но не более чем в 100 раз. Методы обеспечивают получение сопоставимых результатов.Фотометрический метод анализа очень распространен благодаря тому, что он легок и удобен в исполнении, при поддержке указаний методики можно добиться качественных результатов. Этот метод применим для измерения показателей качества воды питьевой, природных и сточных вод, почвы, воздуха.