المعايرات بإستخدام تقنية اليوفي uv

تعيين النيكل باستخدام الدي ميتيل غليوكسيم


- الغاية من التجربة :
1) فصل شوارد النيكل من محلولها المائي عن طريقتشكيل معقد مخلبي لها
بواسطة الدي ميتيل غليوكسيم .
2 ) إجراء المسح الطيفي للمعقد الناتج لإيجاد طول موجة امتصاصه الأعظمية
3) تحديد كمية شوارد النيكل في عينة مجهولة التركيز.
- الموجز النظري :
كاشف دي ميتيل غليوكسيم ( كاشف جوكايف):
من طائفة الأوكسيمات وهي طائفة كبيرة من الكواشف العضوية , تتميز باحتوائها على الزمرة التالية – C = N – OH .
يعد الدي ميتيل غليوكسيم : أبسط أفراد هذه الطائفة .
يحضربـ : حل 1 g من الكاشف في 100ml من الكحول الإيتيلي 95% .
يمتاز بقدرة تساندية عالية , يستخدم في تشكيل معقدات مخلبية مع العديد من شوارد العناصر الإنتقالية ( حديد – رصاص – نيكل – زنك -....) .
حيث يشكل معقد مخلبي ثابت أحمر اللون مع شوارد النيكل , زتكون انحلالية هذا المعقد في الطور العضوي أكبر من انحلاليته في الطور المائي
مما يساعد على تسريع عملية الإستخلاص.
شاردة النيكل الثنائية Ni+2 تشكل راسب أحمر أرجواني مع الكاشف ( DMG).
ووجود هذا الراسب يعيق عملية استخدام الطرق الطيفية في تعيين العناصر و تراكيزها .
لذلك نلجأ لأكسدة Ni+2 إلى Ni+3 باستخدام مادة مؤكسدة مثل ( اليود ).
يكون التفاعل :

2(DMG) + Ni+2 [Ni(DMG)2]+3 +2H+
- يحد ث التفاعل : في الأوساط القلوية الضعيفة ( خاصة النشادرية) و ذلك لمنع ترسيب ماءات النيكل في الأوساط القلوية القوية التي تعيق الإستخلاص.
- شرجبة النحاس تشكل معقد مخلبي مع DMG مشابه لمعقد النيكل معه من حيث اللون و بعض الخواص الطيفية المدروسة .
لذلك يجب الا يحتوي المحلول المدروس على شرجبة النحاس.
- عند إضافة قليل من HCL إلى الطبقة العضوية الحاوية على المعقد
نلاحظ زوال اللون الأحمر من الطبقة العضوية بسبب تفكك المعقد المتواجد فيها وانتقاله إلى الطبقة المائية .




القسم العملي

1) تحضير المحاليل :
أ – نحضر محلول أم لشاردة النيكل من أحد أملاح النيكل الثنائي
بتركيز100mg/l.
ب – نحضر من المحلول الأم ثلاث سلاسل عيارية للنيكل ( ستاندرات )
بتراكيزmg/l ( 1 , 3 , 4) في دوارق حجمية سعة 100ml :
الستاندر الأول :
1 مل من المحلول الأم ( 100mg/l)في دورق ونتمم حتى 100مل بالماء المقطر
حسبنا الحجم اللازم للتحضير من قانون التمديد :
( بعدC . V = C1 . V1 ( ( قبل)
100 X V = 1 X 100
الحجم اللازم = 1مل.
وبتطبيق نفس القانون نقوم بتحضير الستاندرين الثاني و الثالث :
- الحجم اللازم للثاني = 3 مل ونتممه بالماء المقطر حتى 100 مل
- الحجم اللازم للثالث = 4 مل و .....................................

ت – محلول نشادري( NH4OH) .
ث – الكاشف ( جوكايف).
ج – محلول يودي ( I 2 + I- = I-3 ).
2) تشكيل المعقد :
15 مل من الستاندر الأول + 10 نقط HCL + 0.5 مل من محلول اليود
ننتظر 5 دقائق لتتم الأكسدة.
- نضيف 10 مل من( NH4OH) فيزول لون اليود البني.
- نضيف 4 مل من محلول الكاشف وننتظر 5 دقائق لتشكيل المعقد.
3) عملية التحليل :
- نجري المسح الطيفي على المحلول في الستاندر الأول ونوجد (maxλ) و الإمتصاصية العظمى الموافقة.
- نحسب الميل لكل ستاندر من قانونبيير لامبيرت :

A = ζ . l .C → A = m . C → m = A/C
- نوجد الميل الوسطي من العلاقة :

3 m =( m1 +m2 +m3) /



* الحسابات :
- نقوم بإجراء المسح الطيفي على الستاندر الأول لتحديد ( λ max ) الموافقة للإمتصاصية العظمى .
99.gif



نحسب الميل الوسطي:
3 m =( m1 +m2 +m3) /
m = ( 0.291 + 0.133 + 0.110) / 3
m = 0.178



حساب نقاوة عينة النيكل مجهولة التركيز:
تحضير محلول العينة:
وزن العينة = 0.08 gr تنقل لدورق (100ml) وتتمم بالماء المقطر حتى العلام .
نأخذ من المحلول الناتج 10 ml وتنقل إلى دورق (100 ml) وتتم حتى العلام بالماء المقطر.
نأخذ 15 ml من المحلول السابق ونضيف نفس الإضافات السابقة:
ونقيس الإمتصاصية عند max = 460 nmλ:
الإمتصاصية للعينة = 0.349

- الميل الوسطي للسلسلة العيارية السابقة = 0.178
فيكون تركيز العينة C 10 = A / m = 0.349 / 0.178 = 1.949

Cppm = ( C mg/l . Vk . n ) / a = (1.949 . 100 .100)/0.08

C ppm = 243625

C % = Cppm . 10-4 = 243625 . 10 -4 = 24.3%







معايرات الأكسدة و الإرجاع بالطريقة الطيفية

- الغاية من التجربة :
1- التعرف على المعايرات الطيفية .
2- معايرة محلول كبريتات الحديدي ببرمنغنات البوتاسيوم.
3- إيجاد نظامية كبريتات الحديدي .
4- معايرة محلول برمنغنات البوتاسيوم بكبريتات الحديدي (1000mg/l) وحساب نظامية البرمنغنات .
5- تحليل عينة من كبريتات الحديدي المائية وحساب النقاوة.
الموجز النظري :
المعايرات الطيفية :تعتمد على دراسة تغيرات امتصاصية المحلول المدروس بتغير حجم المادة المعاير بها المضاف .
متى تستخدم المعايرات الطيفية ؟
تستخدم عندما لانستطيع تطبيق الطرق المباشرة أو العكسية في المعايرة:
لإنجاح المعايرة :
يجب الحصول على مركب كيميائي له امتصاصيات محددة في المجالين المرئي و فوق البنفسجي , أو أحدهما .
للحصول على نقطة نهاية المعايرة لايشترط أن يكون المركب المطلوب معايرته ماصاً وإنما يكفي أن تكون إحدى المواد الداخلة او الناتجة عن التفاعل ماصة في هذا المجال .
- في هذا النوع من المعايرات يقاس التغير النسبي للإمتصاصية بعد كل إضافة من محلول الكاشف المستخدم .
-لا يشترط أن يكون التفاعل الكيميائي تاماً لأننا نستطيع قياس الإمتصاصية في لحظة زمنية أثناء المعايرة .
* مبدأ التجربة :
تفاعل أكسدة كبريتات الحديدي ببرمنغنات البوتاسيوم التالي:

2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 2MnSO4 +K2SO4 + 5Fe(SO4)3 +H2O

يمكن تحديد نقطة نهاية المعايرة من تغير اللون البنفسجي للبرمنغنات إلى عديم اللون لشوارد المنغنيز أو العكس من خلال المنحني البياني الممثل للعلاقة بين الحجوم المضافة للمادة المعاير بها و امتصاصية المادة المدروسة:

القسم العملي:

1) معايرة محلول برمنغنات البوتاسيوم بكبريتات الحديدي (1000mg/l
*- تتفاعل كبريتات الحديدي المضافة مع البرمنغنات البنفسجية الماصة
فتؤكسدها لشوارد المنغنيز عديمة اللون , فتتناقص الإمتصاصيةبزيادة
الإضافة من كبريتات الحديدي حتى الوصول لنقطة التكافؤ :
حيث ينتهي كامل شوارد البرمنغنات الماصة ويتشكل فائض من شوارد
المنغنيز عديمة اللون فيظهر تناقص حاد في الإمتصاصية دالاً على
نهاية التفاعل,
الحجم اللازم لهذه الإمتصاصية هو Veq.
- نأخذ 10 mlمن محلول برمنغنات البوتاسيوم المحضر في أرلينة ثم نضيف 3ml من حمض الكبريت الكثيف .
- نبدأ المعايرة بكبريتات الحديدي الموجودة في السحاحة :
- نقيس الإمتصاصية للمحلول بعد كل إضافة من الكبريتات :
- نسجل النتائج :

100.gif


نسقط نقطة تقاطع المماسين على محور الحجوم فنحصل على Veq = 8.73
عدد المكافئات الغرامية من كبريتات الحديدي = عدد المكافئات من البرمنغنات
(N . V)KMnO4 = (N . Veq)FeSO4

N X 10 = 0.02 X8.73

N =0.0174N
معايرة محلول كبريتات الحديدي بالبرمنغنات ( 250mg/l)
تتفاعل برمنغنات البوتاسيوم المضافة مع كبريتات الحديدي غير الماصة
و باستمرار إضافة حجوم متزايدة من البرمنغنات يزداد استهلاك شوارد
الحديدي حتى نصل لنقطة نهاية المعايرة عندها ينتهي كامل شوارد الحديدي و عندها أي إضافة من البرمنغنات سيؤدي لإرتفاع حاد في الإمتصاصية دالاً على انتهاء التفاعل و الحجم الموافق لهذه الإمتصاصية هو الحجم اللازم للمعايرة Veq:
- نأخذ 10 mlمن محلول كبريتات الحديدي المحضر في أرلينة ثم نضيف 3ml من حمض الكبريت الكثيف .
- نبدأ المعايرة ببرمنغنات البوتاسيوم الموجودة في السحاحة :
- نقيس الإمتصاصية للمحلول بعد كل إضافة من البرمنغنات :
- نسجل النتائج:

101.gif


نسقط نقطة تقاطع المماسين على محور الحجوم فنحصل على Veq = 12.5ml
عدد المكافئات الغرامية من برمنغنات البوتاسيوم = عدد المكافئات من الكبريتات
(N . V)FeSO4 = (N . Veq)KMnO4

N X 10 = 0.0174 X12.5
N = 0.0217 N






تحديد نقاوة عينة من كبريتات الحديدي المائية :
وزن العينة = 0.25gr
تحل العينة في دورق سعة 50ml بأقل كمية من الماء ثم نضيف مباشرة 5 ml من حمض الكبريت الكثيف ونتم بالماء المقطر حتى العلام
نأخذ 10ml من المحلول السابق ونضيف له 3ml من حمض الكبريت الكثيف ونعاير بالبرمنغنات المحسوبة النظامية ( 0.0174N) .
قمنا بإجراء معايرتين لنفس العينة و أخذ الإمتصاصية الوسطية.
نسجل النتائج :
102.gif



نلاحظ أن Veq = 10 ml
(N . V)FeSO4,7H2O = (N . Veq)KMnO4

N . 10 = 0.0174 . 10
N = 0.0174N


حساب النقاوة


C% = N X E X(50/1000) X 100/a


E = M/1=278.02 للكبريتات الحديدي المائية


C % = 0.0174 X 278.02X(50/1000)X100/ 0.25


C% = 96.75 %