Методические рекомендации Количественного определения ионов железа в растворе фотоэлектроколориметрическим методом при изучении биохимии

Лабораторная работа.

Тема «Количественное определение ионов железа в растворе  фотоэлектроколориметрическим методом».

Цель работы: научиться методике определения катионов металлов в пищевых продуктах

Оборудование  и реактивы: фотоэлектроколориметр КФК-2МП, 3 мерные колбочки на 25 мл, кювета  толщиной к  10 мм, мерный цилиндр;  стандартные растворы с концентрацией железа: 0,1 мг/мл; 0,2 мг/мл; 0,4 мг/мл. раствор салициловой кислоты, дистиллированная вода. 

 Вопросы для подготовки  к занятию:

1.Сущность колориметрического метода (cм. лекции по аналитической химии) определения концентрации вещества в растворе. Принцип метода.  

 2. Применение фотометрического (колориметрического) метода исследования в оценке качества мясного сырья и продуктов мясной промышленности.

3. Принцип работы фотоэлектроколориметра. Его устройство. Порядок работы на фотоэлектроколориметре.

 4.Калибровочный график, его построение и использование. 

Теоретические аспекты работы «Количественное определение ионов железа в растворе  фотоэлектроколориметрическим методом».

 . Колориметрический метод основан на физическом свойстве данного вещества избирательно поглощать монохроматический поток световой энергии.  Степень поглощения света раствором может быть охарактеризована оптической плотностью раствора (Д), которую можно выразить как десятичный логарифм величины ослабления света (Т), т. е.

Д = - lgT, где

 Т – это отношение I₁/I₀ , где I₁ - интенсивность светового потока, прошедшего через слой окрашенного вещества,

I₀ – интенсивность падающего светового потока.

Между концентрацией вещества в растворе и величиной оптической плотности (экстинкцией) имеется прямо пропорциональная зависимость, описываемая законом Бугера-Ламберта-Беера:

D=α. l .с,

где α - молярный коэффициент светопоглощения (индивидуален для каждого вещества),

 l - толщина слоя раствора,

с- молярная концентрация.  

Фотоэлектроколориметрический метод анализа относится к методам определения концентрации вещества в окрашенном растворе по интенсивности окраски. Метод широко применяется   для определения концентраций окрашенных веществ в биологических жидкостях и тканях. Он может быть использован для измерения концентраций и неокрашенных веществ, если эти вещества могут быть переведены в окрашенное состояние с помощью подходящего реагента.

Рис.1.Схема фотоэлектрокалариметра КФК-2МП: источник света (1), диафрагма (2), светофильтр (3), кювета с анализируемым раствором (4), фотоэлемент (5),микроамперметр(6).

Ход работы.

Опыт 1. Построение калибровочного графика. В три мерные колбочки на 25 мл отмерьте по 10 мл одного из стандартных растворов с концентрацией железа: 0,1 мг/мл; 0,2 мг/мл; 0,4 мг/мл. В каждую колбочку добавьте по 1 мл салициловой кислоты для образования окрашенного комплекса и довести объем в колбе дистиллированной водой до метки. После перемешивания перед каждым определением ополаскивайте приготовленным раствором кювету (толщина кюветы 10 мм), затем заполните ее и колориметрируйте против воды.

Задание: По полученным данным постройте  график зависимости оптической плотности раствора от концентрации ионов железа в растворе.

Опыт2. Техника работы на фотоэлектроколориметре марки КФК-2-МП.

При открытой крышке прогрейте ФЭК 15 минут. Установите светофильтр (для данного анализа –зеленый; длина волны 540 нм). Поставите кюветы (дальняя кювета - контроль, содержащий дистиллированную воду (растворитель), ближняя кювета - анализируемый раствор). Установите рычаг влево. Нажмите кнопку "ПУСК". Нажмите кнопку "Ш0". Закройте крышку. Нажмите кнопку "К1". Переведите рычаг в правое положение. Нажмите кнопку "D5". Считайте результат со шкалы прибора. Переведите рычаг в левое положение. Откройте крышку. Достаньте "опытную" кювету. Проверьте кюветное отделение ФЭК. Прибор готов к дальнейшим измерениям.

 Определение концентрации ионов железа в исследуемом растворе (решение задачи).

 В мерную колбу на 25 мл поместите 10 мл исследуемого раствора, добавьте 1 мл салициловой кислоты и доведите объем до метки. Содержимое колбы тщательно перемешайте. Измерьте оптическую плотность полученного раствора на фотоэлектроколориметре и по калибровочному графику определите концентрацию ионов железа в исследуемом растворе. 

Задание: Постройте калибровочный график по следующим данным концентрации железа в  мг/мл: 0.05; 0.1; 0.15 ;0.2; 0.25; 0.3; 0.35; 0.4 0 (ось абсцисс)   при   оптической плотности D =  0,1; 0,2; 0,4 (ось ординат).  

Вывод: