Capitolul I
Notiuni generale privind metodele optice de analiza
Aceste metode au la baza utilizarea proprietatilor optice ale substantelor
de analizat si interactiunea energiei radiante cu materia.Ele se pot grupa in
:
- metode de absorbtie care cuprind: colorimetria si spectrofotometria, ( definite
ca metode bazate pe masurarea cantitatii de lumina absorbita de catre particolele
unei suspensii ) , nefelometria ( metoda bazata pe masurarea cantitatii de lumina
difuzata de catre particulele unei suspensii ).
Ca tehnica de executare metodele de absorbtie pot fi subiective si obievtive.
1. Spectrometia: analiza spectrala de emisie ce masoara lungimea de unda si
intesitatea radiatiei emise de atomii substantelor aduse in stare de vapori
cand sunt excitati cu o energie din exterior
2. Fotometria : in flacara la fel pentru excitarea atomilor se utilizeaza o
energie mai mica a unei flacari
3. Fotoluminiscenta : bazata pe masurarea intensitatii luminii emisa de o substanta
sub influenta energiei radiante incidente
4. Spectrografie Raman : efectul raman consta in aceea ca lumina monocromatica
difuzata de un mediu transparent contine pe langa frecventa luminii incidente
si o serii de lumini cu recvente mai mici ( linii Stokes ) precum si o serie
de liniii foarte slabe cu frecvente mai mari , dispuse simetric de primele linii
anti-Stokes. Spectrul ramun este characteristic molecolelor substantei care
produce difuzia
5. Alte metode : a) Refactrometia bazata pe masurarea indecilui de refractie al substantei b) Polarometria bazata pe studiul rotirii planului de polorizare ( numai pentru
substante optic active ) c) Interferometria bazata pe masurarea indecilui de refractie , prin suprapunerea
a doua fascicole de lumina monocromatica , provenind de la aceeasi sursa .
Capitolul II
Colorimetria
2.1 Generalitati
Metoda colorimetrica consta in compararea intensitatii culorii solutiei de
analizat cu o solutie etalon de o anumita concentratie . Masoara deci, absortia
luminii la trecerea prin solutii colorate prin compararea cu solutii de concentratii
cunoscute .
Ea se aplica in special pentru determinarea cantitatiilor mici de substanta
si de multe ori nu este necesar sa se separe in prealabil substanta de analizat
.
In metodele subiective comparatia se face vizual, deci rezultatele pot fi cu
erori legate in primul rand de sensibilitatea ochiului observatorului la aprecierea
intensitatilor si a nuantelor culorilor .
In practica analitica adeseori se intalnesc solutii colorate , care isi datoresc
culoare prezentei componentilor colorati ( ioni , molecule , etc ) in unele
cazuri coloratia apare in urma dizolvarii substantei de analizat , care contine
un ion molecula cu o coloratie caracteristica ( lucru ce se observa de exemplu
da disolvarea aliajelor , care contin crom , nichel , cobalt , cupru , si altele
) . In alte cazuri colorarea substantei ( incolore sau slab colorate ) apare
in urma daugarii unor reactivi speciali , care produc un effect colorat ( de
exemplu la adaugarea rodanurei de potasiu , intr-o solutie de fier trivalent
, apare o coloratie rosie ca sangele iar la adaugarea acidului sulfosalicilic
in solutie amoniacala , apare o coloratie galbena ; prin adaugarea dimetilglioximei
, intr-o solutie de fier bivalent , in prezenta acidului tartric si a amoniului
se formeaza o coloratie rosie , prin adaugarea aluminonei sare amoniacala a
acidului aurii ntricarbonic , intr-o solutie care contine aluminiu in trezenta
amoniacului si carbonatului de amoniu , se formeaza un lac de culoare rosie
aprinsa ) .
Determinarea concentratiei ( continutul )intr-un element oarecare din materialul
de analiazat devine posibila masurand cantitatea de lumina absorbita de solutia
colorata ( reala si coloidala ) sau de suspensie alba , sau masurand cantitatea
de lumina dispersata de particolele de suspensie .
2.2 Legi care stau la baza colorimetriei
2.2.1 Legea fundamentala a colorimetriei
Daca un fascicol luminos al carei intensitate este I0 cade pe o cuveta cu solutie
, o parte din acesta lumina cu intensitatea Ir se va reflecta de pe suprafata
cuvetei o alta parte cu intensitatea I va fi absorbita de solutie si o parte
cu intensitatea It va trece prin cuveta . Energia radianta incidenta este micsorata
. Intre aceste marimi exista uramatoarea relatie :
I0 = Ia + Ir + It
Deoarece in practica , pentru o serie de analize , se foloseste aceeasi cuveta
cu intensitatea luminii reflectate , va fi constanta si mica si ea poate fi
neglijata . Din aceasta cauza ecuatia de mai sus poate fi simplificata in modul
urmator :
I0 = Ia + It
Prin masuratorile directe se poate determina intensitatea luminii incidente
I0 si intensitatea care trece prin corpt It . Valoarea Ia poate fi obtinuta
din diferenta dintre marimile I0 si It ; ea nu poate di masurata direct
Ia = I0 - It
Absortia luminii consta in aceea ca raza trecuta prin mediu cercetat isi micsoreaza
intensitatea , fara a-si shimba lungimea de unda .
2.2.2 Legea lui P. Bouguer , I. Lambert , A. Beer
Pe baza unu numar mare de experiente au format o lege care stabileste : straturile
de substanta de aceeasi grosime in conditiile identice , absorb intotdeauna
aceeasi cantitate de lumina incidenta sau cantitatea de lumina absorbita de
straturi de aceeasi grosime dintr-o substanta este proportionala cu intensitatea
luminii incedente
Pentru lamurire , se presupune ca lumina , a carei intensitate I0 reprezinta
100 unitati conventionale , trece printr-un mediu optic omogen ( solutie ) cu
grosimea de 1cm ; datorita fenomeniului de absortie pierde 1/2 din I0 scazand
la I1 ( raportul I1/I2 = I se numeste factor de transmisie )
Lumina cu I1 = 50 unitati conventionale trecand prin al doilea strat cu aceeasi
grosime 1cm iar pierde din nou 1/2 ramanad I2 = 25 unitati conventionale de
lumina , strabatand straturile de grosimi de 3 , 4 , 5 , … cm intensitatea
I0 scade la I3 , I4 , … etc .
Rreprezetand graphic pe acsa absciselor grosimile straturilor , iar pe axa ordonatelor
intensitatea luminii transmise prin corp se obtine o curba radata .
Matematic lund ca baza sistemul zecimal de logaritmi , aceasta dependenta se
exprima prin ecuatia :
log I0/It = Kb sau It = I0 × 10-Kb sau log P0/P = Kb
Fig.1 Dependenta existentei de concentratie
In figura 1 sunt reprezentate curbele dependentei extinctiei de concetratie
pentru complecsii care nu se supun legii fundamentale a colorimetriei . Precum
se vede in graphic atat pentru o curba , cat si pentru cealalta , in domeniul
concetratiilor mici exista o proportionalitate directa , iar in domeniul concetratiilor
mari se observa abateri importante .
P0 = puterea energiai radiante incidente
P = puterea energiei radiante emergente
In care :
It = intensitatea * fluxului luminos dupa trecerea prin solutie ( emergent )
I0 = intensitatea fluxului luminos incident
K = coefficient de extinctie , depinde de lugimea de unda , de natura substantei si de temperatura b = grosimea stratului
Ecuatia este valabila pentru lumina cu lungimea de unda determinate ; in medii
transparente , incolore este foarte mic si produsul Kb este aproape egal cu
0 . Prin urmare pentru valori destul de mici ale lui K intensitatea luminii
transmise este aproape egala cu intensitatea luminii incidente .
Din legea analizata rezulta ca :
- raportul dintre intensitatea luminei care trece prin stratul solutiei si intensitatea
luminii incidente nu depinde de intensitatea absoluta a luminii incidente ;
- cand grosimea stratului de solutie se mareste in progresie aritmetica , intensitatea
luminii care trece prin aceasta descrestere in progrese geometrica .
Pentru a avea reprezentarea clara a valorii numerice a coeficientului K se presupune
ca intensitatea luminii dupa ce a trecut prin stratul de solutie sa micsorat
de 10 ori , adica It/I0 = 1/10 .
Stiinduse ca log I0/It = A in care
A= absorbanta sau densitatea optica , iar absorbtivitatea a = A/b × c
se obtine : log I0/It = a × b × c . k= 1/b
Prin urmare , coeficientul de extinctie este egal numeric cu valoarea inverse
a grosimii stratului de solutie ( masurat de obicei masurat in cm ) care micsoreaza
de 10 ori intensitatea luminii ce a trecut prin el .
Astfel , capacitatea de absortie a carei solutii poate fi caracterizata in lungime
prin valoarea coeficientului K .
Coeficientul de extinctie K depinde de natura substantei dizolvate si lungimea
de unda a luminii incidente . Prin urmare , legea absorbtiei luminii a lui Bouguer
-; Lambert este valabila numai pentru lumina monocromatica adica penreu
o lumina de o anumita lungime de unda . Daca se dizolva o substanta colorata
intr-un solvent transparent ( in domeniul radiatiil vizibile ) , solutia va
absorbi din radiatiile vizibile . Radiatiile acestor regiuni ale spectrului
pentru care K al solutiei este sufficient de mare vor fi vizibil absorbite ,
iar la alte lungimi de unda intensitatea radiatiilor transmise va fi aproape
egala cu cea a radiiatilor incidente ( K mic ) . Ca urmare solutia apare colorata
Studiind absorbtia luminii de catre solutii , Beer a stabilit ca , coeficientul
de extinctie K este proportional cu concentratia substantei absorbante , adica
:
K = C in care :
C este concentratia substantei .
2.3 Metode colorimetrice
Dintre metodele colorimetrice care nu necesita respectarea legii fundamentale
a colorimetriei fac parte : metoda seriilor etalon si metoda titrarii colorimetrice
sau metode dublarii .
Dintre metodele aplicabile numai in intervalul concentratiilor in limitele carora
se respecta legea fundamentala a colorimetriei face parte metoda egalarii .
2.3.1 Metoda seriilor de solutii etalon sau metoda scarii culorilor
La colorimetrare prin metota seriilor de solutii etalon , solutia de analizat
luata intru-un strat de grosime determinate se compara cu o serie de solutii
etalon de aceeasi grosime a stratului . Concentratia necunoscuta este egala
cu concentratia solutiei etalon , a carei coloratie coincide cu coloratia solutiei
de analizat .
In unele cazuri , pentru obtinerea unor rezultate mai exacte trebuie preparate
seriile de solutii etalon intermediare .
De exemplu , sa preparat o serie de solutie etalon cu 10 , 20 si 30 mg/1 de
substanta , avand aceeasi grosime a stratului absorbant . Sa constatat ca intensitatea
coloratiei solutiei de analizat se incadreaza intre intensitatiile coloratilor
solutiei a doua si a treie , adica 20 mg/1 Cx = 30 mg/1 .
Pentru precizare , se poate interpola sau se prepara a doua serie de solutie
etalon in limitele de la 20-30 mg/1 , din 2 in 2 mg/1 , adica 22 , 24 , 26 ,
mg/1 etc .
Daca intensitatea coloratiei solutiei de analizat coincide cu intensitatea coloratiei
solutiei a doua din seria a doua , atunci se considera ca Cx = 24 mg/1 etc .
Comparatia se face cu eprubete din sticla incolora cu acelasi diametru adica
se priveste lateral sau umplute pana la aceeasi inaltime daca se privesc de
sus . Cand tuburile sunt private lateral , se utilizeaza un stativ din lemn
in forma de paralelipiped , cu 4 , 6 sau 9 gauri verticale , asezate pe doua
randuri , avand doua sau trei gauri laterale , orizontale . In gaurile verticale
se introduce tuburile , iar pe cele orizontale se priveste . In spatele tuburilor
cu etalon se pune o solutie de analizat . Acest dispozitiv simplu se numeste
comparator .
Cand se folosesc eprubete gradate , cu sau fara dop slefuit acestea se aseaza
intrun stativ .
Fig.2 Stativ pentru eprobete gradate
Ochiul emonesc poate distruge coloratiile ce difera intre ele cu circa 7% si
de aceea este absolute sufficient ca o serie de solutii preparate sa difere
intre ele cu 10 -; 15 % .
Dupa cum se vede respectarea legii lui Bouguer -; Lambert -; Beer
nu este obligatorie in metoda seriilor etalon . Limitele concentratiilor determinate
dupa aceasta metoda depend de capacitatea ochiului observatorului , de a deosebi
diferentele dintre intensitatiile coloratiilor solutiilor invecinate .
Evident ca pentru metoda seriilor etalon , conditia necesara este constanta
coloratiilor solutiilor etalon .
Dupa cum sa amintit mai inainte , la solutiile colorate se observa de multe
ori fenomenul de colorari . In acest caz trebuie sa se foloseasca solutii etalon
proaspat preparate , ceea ce nu este comod totdeauna sau sa se recurga la asa
numitele solutii imitatoare ( “fals” ) . Pentru prepararea acestor
solutii se folosesc deobicei urmatoarele substante care au o coloratie stabile
:
Culoarea solutiilor Substanta solubila
Galben FeCl3 in acid clorhidric cu acid picric
Roz COCl2
Albastru CuSO4
Portocaliu K2Cr2O7
Se pot folosi si solutiile altor cateva substante . prin amestecarea solutiilor
de baza in proportii diferite se pot obtine solutii imitatoare de diferite culori
si nuante . In ultimul timp , in prcatica analizei colorimetrice , se foloseste
in mod larg complete de sticle colorate : cu complet de astfel de sticle corespunde
diferitelor intensitati ale colorantilor , adica diferitelor concentratii ale
solutiilor . Astfel in cazul metodii seriilor etalon , nu este necesar sa se
respecte legel fundamentala a colorimetriei , determinarea poate fi efectuata
foarte repede sin u este necesara o aparatura complexa .
Dezavantajul acestei metode consta in faptul ca trebuie sa se foloseasca solutii
etalon , care deseori sunt instabile , solutii imitatoare sau sticle , ale caror
nuante se potrivesc greu .
2.3.2 Metoda titrarii colorimetrice sau metoda dublarii
In aceasta metoda , un volum determinat de solutia de analizat colorata ,
cu o concentratie necunoscuta se compara cu un volum de apa , la care se adauga
o sulutie etalon colorata cu o anumita concentratie . Adaugarea solutiei din
biureta -; titrarea se face pana la egalarea coloratiei cu cea a solutiei
de analizat .
Aceasta metoda se incadreaza in metodele fizico -; chimice de analizat
. In cazul acestei metode , coloratia are rolul de indicator , care indica sfarsitul
procesului de titrare . Pentru mentinerea egalarii volumelor in procesul titrarii
, in solutie se adauga aceeasi cantitate de apa cata solutie etalon sa consumat
.
Daca cantitatea de solutie etalon nu depaseste 2 -; 3% din volumul total
, atunci o astfel de egalare a volumelor poate san u se mai faca . In unele
cazuri pentru a crea conditii absolute identice de determinare intr-o solutie
si alta , in apa se adauga toate substantele incolore continute in solutia de
analizat . Uneori , in loc sa se titreze , solutiile colorate bioreta se umple
cu o solutie de substanta de analizat cu o anumita concentratie iar in apa se
adauga reactivul care da un compus colorat cu ionul de determinat .
Calculul rezultatelor analizei dupa aceasta metoda este foarte simplu . Se presupune
ca volumul solutiei de analizat este V , si volumul solutiei etalon adaugate
pana la egalarea coloratiei -; W , iar titrul solutiei etalon -; T
. In acest caz , concentratia Cx a unei solutii necunoscute se va determina
cu formula :
Cx = WT/V
Aceasta metoda poate fi folosita numai in reactiile colorimetrice , in care
coloratia apare imediat dupa adaugarea substantei de analizat si formarea ei
nu este legata de procese chimice suplimentare . De exemplu , formarea culorii
rosii in urma interactiunii intre fierul trivalent si rodanura . Determinarile
colorimetrice legate de reducere si de alte procese chimice ca de exemplu ,
colorimetrarea siliciului sub forma de complex cu molibdatul de amoniu , nu
poate fi efectuata cu aceasta metoda . La fel ca si pentru prima metoda , limitele
concentratiei in care poate fi folosita aceasta metoda sunt destul de largi
si se determina prin capacitatea ochiului de a deosebi diferenta in intensitatea
colorantilor .
In cazul metodei titrarii colorimetrice nu este necesar sa se respecte legea
fundamentala a colorimetriei ; determinarea poate fi efectuata repede . Totusi
, prin determinarile dupa acesta metoda , nu toate reactiile cunoscute pot fi
folosite .
2.3.3 Metoda egalarii
Se presupune doua solutii colorate care contin una si aceeasi substanta de
analizat , insa in concentratii diferite . Extinctia fiecareia dintre solutii
va fi respective egala cu :
E1 = C1 l1 E2 = C2 L2
Variind grosimea stratului acestor solutii , se poate obtine o astfel de stare
cand , cu toata existanta concentratiilor diferite , intensitatea luminii care
a trecut prin ambele solutii , va fi aceeasi , se va realize echilibrul optic
.
Evident ca aceasta va avea loc atunci cand ambele solutii vor absorbi aceeasi
cantitate de lumina adica atunci cand extiintile solutiilor vor fi agale . In
acest caz : E1 = E2 si deci C1 l1 = C2 L2 .
Deoarece coeficientul de extintie este acelasi la ambele solutii ( aceeasi substanta
in solutie ) , egalitatea precedenta se simplifica :
C1 l1 = C2 L2 sau l1/l2 = C2/ C1 adica grosimile straturilor de solutii , avand aceeasi coloratie , vor fi invers
proportionale cu concentratiile solutiilor .
Aceasta reactie dintre grosimea stratului si concentratia sta la baza colorimetrarii
dupa metoda egalarii .
Evident ca metoda egalarii paote fi folosita numai pentru analiza solutiilor
ce se supun legii fundamentale ale colorimetrarii , adica pentru solutiile unor
astfel de substante la care coeficientul de extinsie nu depinde de concentratie
; cu alte cuvinte relatia dintre extintie si concetratie este liniara .
Egalarea coloratiilor prin aceasta metoda se efectueaza la aparate specile -;
colorimetre . Metoda egalarii este cea mai exacta metoda de colorimetrare .
dezavantajul acestei metode consta in faptul ca necesita o aparatura speciala
-; colorimetre si trebuie ca solutiile sa se supuna legii fundamentale
a colorimetriei .
Reguli de lucru .
Recapitulad cele spuse se pot formula conditiile generale de efectuarea determinarii
colorimetrice :
- coloratia sa fie specifica pentru substanta de analizat si toate substantele
care dau o culoare analoga sau care micsoreaza intensitatea sa fie separate
sau legate in complecsi incolor
- coloratia sa nu se shimbe in decursul intregii perioade de colorimetrare .
Prin analiza speciale trebuie stabilita perioada cand coloratia este cea mai
intense si mai stabila si in aceasta perioada sa se efectueze colorimetrarea
- coloratia san u varieze brusc , in functie de aciditatea solutiei si cantitatea
de reactive adaugata . Daca se produc astfel de fenomene atunci toate marimile
mentionate trebuie sa fie strict standartizate .
- coloratia san u varieze cu schimbarea temperaturii ; daca se observa un astfel
de fenomen , colorimetrarea trebuie facuta la o temperature determinate
- intensitatea culorii sa fie proportionala cu concentratia substantei de analizat
( respectarea legii fundamentale a colorimetriei ) . Totusi , pentru unele cazu
de colorimetrare aceasta regula nu este obligatorie
- concentratia solutiilor ce se colorimetreaza san u fie foarte mica deoarece
variatia intensitatii coloratiei unor astfel de solutii se distinge greu cu
ochiul .
In cazul determinarii colorimetrice sa fie luate masuri speciale de precautie
impotriva obosirii ochiului observatorului .
2.4 Aparatura utilizata in colorimetrie
Pentru aplicarea metodei seriilor de solutie etalon , este nevoie de un numar
de vase , pentru solutiile etalon si pentru solutiile de analizat .
Cele mai bune sunt vasele in forma de flacoane cu peretii plani -; paraleli
. Desavantajul lor consta in faptul ca ele au un volum mare si ca este greu
sa se aleaga vase cu aceeasi caracteristica optica . Mult mai utilizate sunt
eprubetele . Conditiile principale la alegerea eprubetelor sunt : stilca sa
fie incolora , grosimea peretilor sa fie aceeais si diametrul sa fie acelasi
.
Grosimea peretilor se determina cu un compass micrometric . Lipsa coloratiei
sticlei se stabileste prin metoda vizuala . Eprubetele cu acelasi diametru se
aleg dupa cum se descrie in continuare . Foarte commode sunt eprobetele cu fund
plat , slefuit cu o capacitate de 50 sau 100 ml . In astfel de eprubete coloratia
se observa prin toata grosimea solutiei . Uneori , pentru a evita iliminarea
laterara in timpul observatiilor eprubetele se aseaza intr-o cutie speciala
prevazuta cu un capat cu orificii si oglinda pentru iliminare . In interior
, cutia este vopsita in culoarea nearga mata .
In afara de eprubetele deshise , larg raspandite sunt eprubetele gradate . Pentru
o buna amestecare eprubeltele sunt prevazute cu dopuri slefuite . Eprubetele
se aseaza in stative speciale .
In eprubetele gradate asezate in stativ se toarna volume egale de solutie etalon
cu o concentratie care se mareste treptat in ultim si in ultima aceluias volum
din solutiile analizate : pe fundul sticlei mate se compara coloratia solutiilor
etalon pregatite cu o coloratie de analizat .
Pentru determinarea concentratiei ionilor de hidrogen se folosesc comparatoare
cu 2 -; 3 locasuri .
Fig.3 Comparator Walpole
In locasul central sau intrunul din locasurile primului rand se introduce o
eprobeta cu o solutie de analizat , iar in locasurile marginale sau in locasurile
invecinate eprubetele au solutiile etalon . Eprubetele cu solutiile etalon se
schiumba pana cand coloratia solutiiei de analizat este intermediara coloratiilor
a doua solutii etalon .
Daca solutia de analizat este colorata atunci in locasul randului al doilea
, din fata eprubetelor cu solutiile etalon se pune solutia de analizat fara
indicator , iar in locasul din fata aprubetei cu solutia de analizat se pune
eprubeta cu apa . In aces caz coloratia solutiei nu jeneaza determinarea .
Pentru lucarile prin metoda titrarii colorimetrice intr-una din eprubelte cu
fund plat slefuit , se toarna solutia de analizat , iar in alta apa ; in eprubeta
cu apa se adauga din birueta solutia etalon iar in solutia de analizat apa pana
la egalarea volumului .
Dupa fiecare adaugare a solutiei etalon si a apei , solutiile se amesteca bine
. Titrarea se efectueaza pana la egalarea coloratiei
Pentru colorimetrarea , uneori se folosesc cilindri cu robinet .
Fig.4 Cilindru cu robinet
Acestia se aseaza intr-o cutie speciala prevazuta cu o deschizatura pentru
robinet si se egaleaza coloratiile evacuind solutia mai concentrate prin robinet
, micsorand astfel grosimea stratului solutiei .
In varianta simpla se folosesc doi cilindri gradati prevazuti cu robinete de
golire .
Fig.5 Varianta cu doi cilindri gradati
Intr-un cilindru se introduce pana la o anumita inaltime , solutie cu concentratie
necunoscuta , iar in celalat solutia etalon . Se priveste sus pe un fond alb
, cilindri , fiind alaturi . Se deshide robinetul la solutia mai intens colorata
lasado sa se scurga , cu incetul pana la egalarea coloratiei . Daca C1 si h1
sunt concentratia , respective inaltimea solutiei etalon , iar C2 si h2 ale
solutiei de analizat , atunci : C2 = C1 h1/ h2 .
Cea mai perfectionata metoda de colorimetrare este metoda egalarii care foloseste
aparate specifice -; colorimeter . Aspectul exterior al colorimetrului
este mai raspandit si mai simplu al lui Duboscq , cu vergele de imersie .
Fig.6 Colorimetrul Duboscq
Sursa S trimite doua fascile de raze ce se reflect ape oglinzile O1 respectiv
O2 si patrunde jos in sus in cuvele C1 si C2 . Dupa ce a strabatut un strat
de lichid l1 respectiv l2 , lumina patrunde in cilindru gol T1 respectiv T2
, sufere de cate doua ori reflexia totala prin cele doua prisme P1 si P2 , apoi
patrunde in luneta L . Ochiul va vedea in luneta doua campuri egal colorate
. Miscand in sus sau in joc una din cuve se variaza grosimea stratului L pana
cand cele doua campuri apar egal colorate . Grosimile de strat L se citesc cu
ajutorul reperelor R1 respectiv R2 ( solodare cu cuvele ) , ce se misca in dreptul
scarilor gradate S c1 respectiv SC2 . In momentul egalarii coloratiei cele doua
sectoare din campul lunetei se respecta egalitatea .
Intrucat in ambele cuve se gaseste aceeasi substanta rezulta ca : l1 × c1= l2 × c2
Relatia se poate aplica pentru determinarea concentratiei daca se cunoste concentratia
uneia dintre solutii .
Cx/Cet = let/lx
Cx = concentratia solutiei necunoscuta :
Cet este concentratia solutiei etalon : lx este grosimea stratului solutiei necunoscute let este grosimea stratului solutiei etalon
Colorimetrul Pulfrich este un tip mai perfectionat de colorimetru cu observatie
vizuale .
Fig.7 Colorimetrul Pulfrich
Din lumina emisa de sursa se selecteaza doua fascicule care , dupa reflexive
in oglinzile O1 si O2 , devin apralele si trec prin cuvele C1 respectiv C2 .
In sinstem de prisme cu dubla reflexive totala P1 si P2 apropie cele doua fascicule
dupa treversarea cuvelor trecandule printro luneta de observatie L spre ochiul
observatorului .
Constructia celor mai multe colorimeter se bazeaza pe masurarea inaltimii coloanelor
de lichid colorat , in momentul atingerii unor intensitati de coloratie egala
.
Fig.8 Colorimetru pentru Fig.9 Colorimetru pentru Fig.10 Colorimetru cu semimicoanalize masurari de preci iluminare electrica
Capitolul III
Determinarea cuprului din alama prin metode colorimetrice
Ionul de Cu2 formeaza cu amoniacul un complex amoniacal ( Cu ( NH3 ) 4 ) 2 +
colorat in albastru . Se prepara mai intai p scara de etalonare , cantarind
exact 0,3930 g CuSo × 5 H2O , se adduce la 1l cu apa distilata , adauganduse
mai inainte un ml HSO4 conc . Aceasta solutie contine 0,1 mg cupru la 1 ml .
Se iau cu o birueta 1, 2 , 3 , …. 5 , …. 10 ml si se introduce in
baloanele de 100 ml , se adauga cate 10 ml NH4OH concentrat . Se adduce la semn
cu apa distilata . Se umple apoi cu ele o serie de eprubete ( sau tamburi )
pentru colorimetru . Se cantareste exact circa 1 g strunjitura de alama , se
dizolva in 10 ml HNO3 ( 1/1 ) la care se adauga 10 ml H2SO4 ( 1/ ) . Dupa dizolvare
se evapora pe o baie de nisip pana la aparitia unui fum alb de SO3 ; dupa racire
se reia cu apa distilata , se adduce la 1 l intr-un balon cotat . Se iau cu
o biruieta sau pipeta 1 … 5 ml din aceasta solutie , se introduce intr-un
balon cotat de 1 l se adauga 10 ml NH4OH concentrate si se adduce la semn .
Se compara cu etaloanele ; in primul balon cotat de 1000 ml avem 0,1/100 mg
=1 mm Cu/ml , in al doilea 0,2/100 mg = 2µg/ml .
Daca solutia necunoscuta este mai concentrata , se apreciaza ca trebuie diluata
( 1:10 pana la 1:100 ) , se ia cantitatea corespunzatoare si se compara cu seria
de etalonare . Se poate coliremetra si cu un aparat cu filtru galben ( circa
580 mµ ) sau rosu ( circa 650 mµ ) .
Capitolul IV
Concluzii
Capitolul V
Norme de protectie si igiena a muncii
1. Masuri generale
In vederea prevederii accidentelor sunt necesare o serie de masuri :
- aprinderea si stingerea becurilor de gaz ( se face numai la nevoie )
- sticlele cu solutii de uz current se vor aseza pe etajere la indemana ;
- pe masa de lucru se va aseza numai materialele si aparatura strict necesara
afectuarii lucrarii respective ;
- este obligatore spalarea pe maine dupa manipularea unor substante toxice ;
- sticlele cu solutii vor fi folosite in cat picaturile scurse san u distruga
eticheta ;
- acizii tari , precipitatele se vor arunca in borcane speciale ce se vor gasi
pe fiecare masa ;
- dusumeaua va fi pastrata in perfecta curatenie fiind ca resturile de acizi
, lubrifianti aruncati pe jos pot duce la distrugerea incaltamintei la accidente
prin alunecare ;
- la lucrari si manipulari de substante caustice se vor purta manusi ;
- daca se identifica un reactiv dupa miros nu se miroase direct din gatul flaconului
si se scoate dopul cu grije si se vantura putin cu mane deasupra flaconului
deschis ;
2. Masuri la manipularea sticlei
Pentru evitarea accedentelor se presupun urmatoarele masuri
- tuburile de sticla ce se introduce in gaurile dopurilor tuburilor taiate drept
- vasele de sticla se incalzesc progresiv fie pe bai , fie pe o sita de fier
acoperita de azbest ;
- se interzice incalzirea aparaturii de sticla la flacara directa
La manipularea dispozitiveloe de incalzire se vor lua urmatoarele masuri :
- la aprinderea becurilor de gaz , deschiderea robinetului se face cu atentie
in prealabil apropiindu-se flacara de gura becului ;
- este interzis a se lasa becurile de gaz aprinse daca personalul lipseste din
laborat ;
La manipularea aparatelor sub presiune mica se va avea in vedere urmatoarele
:
- exicatoarele cu vacune vor fi din sticla groasa iar in interior se va introduce
CaCl nu H2SO4 ;
- distilarile in vid se vor face numai in instalatii complete cumbinari rodate
, nefiind permisa folosirea dopurilor de cauciuc . Manipulantul tubului sa poarte
ochelari de protectie in timpul distilarii , iar in cazul cantitatii mai mari
de 1l se va instala un parametru de sticla armata cu sarma
- distilarea substantei toxice sau inflamabile , se face in incaperi bine ventilate
- recipientii sub presiune mare sunt supusi verificarii organelor inspectiei
cazanelor si recipientelor effectuate normelor in viguare ;
- buteliile de gaz comprimate se ancoreaza spre a fi ferrite de rasturnare ;
- recipientii sub presiune mica nu se pastreaza in apropierea surselor de calduca
spre a evida explozia lor ;
- este interzisa incalzirea la foc direct sau cu aburi a buteliilor ;
- este interzisa ungerea ventilelor si a manometrelor , pentru oxigen cu grasimi
sau uleiuri ;
- se interzice conectarea aparatelor electrice daca lipseste fisa , de asemenea
utilizarea coinductorilor electrici neizolati sau volati necorespunzator
- se interzice conectarea mai multor aparate electrice la o singura priza ;
- aparatele electrice de putere mai mare dacet 1kw tuburile conectate prin reostate
3. Manipularea substantelor toxice si caustice
- cand se lucreaza cu substante toxice , se vor folosi masti contra gaszelor
;
- sfaramarea substantelor ce produc praf coroziv sau toxic se face sub nisa
- vasele de sticla mar ice contine acizi concentrate , baze concentrate se pastreaza
in cosuri curate cu umplutura de vata de sticla sau azbest ;
- turnarea acizilor HCl si H2NO3 concentrati precum si a solutiilor concentrate
de NH4 se va face sub continua ventilatie ;
- la diluarea H2SO4 concentrat se toarna acida in H2O si nu invers pentru a
preveni stropirea ;
- la manipularea Hg , mesele de lucru vor fi porevazute cu margini ridicate
si fara fisuri sau se va utilize o tava ;
- Hg raspandit se aduna cu o lopetica de Cu apoi se pune floarea de S care imbraca
particulele mici si impiedica volitarizarea lui ;
4. Manipularea substantelor inflamabile , combustibile si explozibile
- se interzice pastrarea sau depozitarea sticlelor ce contin substante ce pot
produce reactii violente , degajari de vapori toxici sau inflamabili ;
- pastrarea substantelor inflamabile in laborator se face numai in vase cu o
capacitae de pana la 1l ;
- incalzirea substantelor inflamabile se va face in vase metalice in laborator
numai pana la o capacitate de maxim 5l
5. Primul ajutor in cazul arsurilor
a) Arsuri chimice - provocate de contactul corpului omenesc cu diferite substante
chimice ( acizi si baze tari , substante oxidante … etc ) b) Arsuri tehnice - se datoresc datorita contactului corpului omenesc cu suprafete
supraincalzite sau flacari
Masuri : - indepartarea hainelor stropite cu reactive si spalarea rapida a
pielii cu cat mai multa apa
6. Prim ajutor in cazul intoxicatiilor
- scoaterea intoxicatului din incaperea in care sa produs intoxicarea si asezarea
lui culcat intr-o incapere bine aerisita ;
- scoaterea hainelor care pot jena respiratia precum si a celor care sunt eventual
imbibate cu substante toxice ;
- daca victima respira sacadat , rar , sau nu respira deloc se fa face respiratie
artificiala si se va da sa inhaleze oxigen .
7. Prim ajutor in caz de electrocutare
In cazul electrocutarii , in primul rand se va proceda la scoaterea acidentatului
de sub actiunea curentului electric si acest lucru se realizeaza cel mai simplu
prin deconectarea instalatiei cu care a venit in contact .
Daca deconectarea nu se poate face sufficient de repede , se vor taia conductoarele
cu unelte speciale care sa aibe manere isolate si acest lucru se executa cu
multa atentie pentru a nu se taia concomitent doua conductoare .