prezentatsia_kursovaya

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт ядерной энергии и промышленности
Кафедра «Химия и химические технологии»
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
Физико-химические методы анализа
Тема:«Фотометрическое определение меди в питьевой воде»
:
Руководитель курсовой работы:
Е. А. Магдыч, доцент,
заведующий кафедрой ХХТ

2.

Цель работы - определение концентрации ионов меди (Cu²⁺) в питьевой
воде фотометрическим методом.
Задачи работы:
1. изучение литературных данных о фотометрических методах анализа;
2. определение содержания меди фотометрическим методом в пробе;
3. математическая обработка полученных результатов и оценка точности и
воспроизводимости.

3.

Актуальность работы:
Медь широко используется в промышленности и быту. Её избыточное поступление
в организм с питьевой водой оказывает скрытое, но опасное токсическое действие.
При совместном присутствии с другими микроэлементами (Fe, Zn, Pb) возможен
кумулятивный токсический эффект.
ПДК меди в питьевой воде = 1,0 мг/дм³
Превышение ПДК:
Yхудшает вкус
воды (вяжущий
металлический
привкус)
Вредит здоровью
(ЖКТ, печень,
почки)

4.

Физико-химические свойства ионов меди (Cu²⁺)
Медь (Cu, от лат. Cuprum) – это металл розоватокрасного цвета, температура плавления 1083°C,
температура кипения 2600°C. Медь обладает хорошей
электропроводностью и теплопроводностью. Ион Cu²⁺
в водных растворах имеет голубую или сине-зеленую
окраску. Медь проявляет высокую склонность к
комплексообразованию. Соединения меди
окрашивают пламя в сине-зеленый цвет. При
добавлении щелочей к растворам солей меди(II)
образуется голубой осадок Cu(OH)₂, который
растворяется в избытке аммиака с образованием
интенсивно синего комплекса [Cu(NH₃)₄]²⁺.

5.

Основные методы определения содержания определяемого
иона Cu²⁺
Фотометрическое определение – физико-химический метод анализа, основанный на
измерении интенсивности поглощения света окрашенным раствором в процессе
протекания реакции комплексообразования. Фактически измеряется оптическая
плотность раствора, пропорциональная концентрации определяемого вещества. Метод
основан на взаимодействии ионов двухвалентной меди с диэтилдитиокарбаматом натрия
в слабоаммиачном растворе с образованием диэтилдитиокарбамата меди, окрашенного в
желто-коричневый цвет. Для большей устойчивости образующегося коллоидного
раствора добавляют крахмал.

6.

Основные методы определения содержания определяемого
иона Cu²⁺
Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) – метод, основанный на поглощении излучения
оптического диапазона невозбужденными свободными атомами в газообразном состоянии. При
пропускании излучения с длиной волны, соответствующей резонансной линии меди (324,8 нм),
через атомный пар происходит поглощение света, пропорциональное концентрации меди в пробе.
Измеряют степень ослабления светового потока, прошедшего через атомизатор.
Инверсионная вольтамперометрия – современный высокочувствительный и экспрессный
метод. На первой стадии (электролиз) ионы Cu²⁺ восстанавливаются на рабочем электроде
при постоянном потенциале в течение определённого времени. При этом медь накапливается
на поверхности электрода. На второй стадии проводят анодную поляризацию электрода,
регистрируя вольтамперограмму, на которой наблюдается пик окисления меди. Высота пика
пропорциональна концентрации меди в растворе

7.

Основные методы определения содержания определяемого
иона Cu²⁺
Потенциометрия с ион-селективными электродами – электрохимический метод,
основанный на измерении равновесного потенциала ион-селективного электрода,
который зависит от активности (концентрации) ионов Cu²⁺ в растворе в соответствии с
уравнением Нернста. В анализируемый раствор помещают два электрода –
индикаторный (медь-селективный) и электрод сравнения (например, хлорсеребряный).
Измеряют ЭДС гальванической цепи.

8.

Методика выполнения работы
Проведение
расчетов к работе,
подбор посуды,
приготовление
необходимых
реактивов
Приготовление градуировочных
растворов
Выбор оптимальной длины волны
(светофильтра)
Построение градуировочного
графика
Подготовка пробы воды к анализу
(добавление аммиака, крахмала,
диэтилдитиокарбамата натрия)
Фотометрирование
градуировочных растворов и
анализируемой пробы
Математическая обработка
результатов:
Расчет концентрации ионов
Cu²⁺ по градуировочному
графику
Статистическая обработка
(среднее значение, дисперсия,
стандартное отклонение,
доверительный интервал,
относительная ошибка)

9.

Результаты исследования
Таблица 1 – Выбор длины волны для анализа
Анализ полученных данных показал, что
наибольшая интенсивность светопоглощения
(значение оптической плотности, стремящееся к
единице) наблюдается при длине волны 550 нм.
Таблица 2 – Значения оптической плотности А для
градуировочных растворов и анализируемой пробы
По данным таблицы 2 строим график зависимости
концентрации меди в градуировочных растворов от
значения оптической плотности.

10.

Результаты исследования
Градуировочная зависимость: А = а·CCu2++b

11.

Математическая обработка результатов анализа
Статистическая обработка результатов измерений:
А=1,796∙С2+
Cu +0,0338
А − 0,0338
С2+
=
Cu
1,796
А1 − 0,0338 0,991 − 0,0338
1)С2+
=
=
=0,533 мг/дм³
Cu
1,796
1,796
А2 − 0,0338 0,991 − 0,0338
2) С2+
=
=
=0,534 мг/дм³
Cu
1,796
1,796
А3 − 0,0338 0,991 − 0,0338
3) С2+
=
=
=0,533 мг/дм³
Cu
1,796
1,796
Массовую концентрацию меди (X), мг/дм³,
вычисляют по формуле :
X=
1) C1Cu2+=
2) C2Cu2+=
3) C3Cu2+=
0,533⋅100
50
0,534⋅100
50
0,533⋅100
50
C×100
V
=1,066 мг/дм³=1,07 мг/дм³
=1,068 мг/дм³=1,07 мг/дм³
=1,066 мг/дм³=1,07 мг/дм³
Среднее значение концентрации ионов меди (II) в
анализируемой пробе равно:
Сср= (1,066+1,068+1,066)/3=1,067 мг/дм3

12.

Математическая обработка результатов анализа
Статистическая обработка результатов:
В результате статистической
обработки результатов массовая
концентрация меди в
анализируемой пробе составляет:
1,06±0,28 мг/дм³.

13.

Заключение
В результате экспериментального исследования, посвящённого фотометрическому определению ионов меди (Cu²⁺) в
питьевой воде с применением диэтилдитиокарбамата натрия, была установлена пригодность метода для контроля
качества питьевой воды.
По полученным экспериментальным и математическим путем данным:
-Концентрация ионов меди в анализируемой пробе составила 1,06 мг/дм³.
-Доверительный интервал: ± 0,28 мг/дм³.
-Полученное значение (1,06 ± 0,28 мг/дм³) превышает ПДК (1,0 мг/дм³).
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
Изучены теоретические основы фотометрического метода и физико-химические свойства ионов меди.
Проведено экспериментальное определение ионов Cu²⁺ в пробе питьевой воды.
Выполнена математическая и статистическая обработка полученных результатов.
Таким образом, фотометрический метод с диэтилдитиокарбаматом натрия успешно апробирован, показал свою
работоспособность и может быть рекомендован для экспресс-оценки содержания меди в лабораториях мониторинга
качества воды.