Метод за сравняване на оптичните плътности на стандартни и тестови петна
решения
За да определите концентрацията на веществото, вземете част от тестовия разтвор, пригответе от него оцветен разтвор за фотометрия и измерете неговата оптична плътност. След това по същия начин се приготвят два или три стандартни оцветени разтвора на аналита с известна концентрация и се измерват оптичните им плътности при една и съща дебелина на слоя (в същите кювети).
Оптичните плътности на сравняваните разтвори ще бъдат равни на:
за тестовия разтвор
за стандартен разтвор
Разделяйки един израз на друг, получаваме:
защото 1 X = l ST, E l= const, тогава
Методът на сравнение се използва за единични определяния.
Метод на градуирана графика
За да определите съдържанието на вещество, като използвате метода на калибровъчната графика, пригответе серия от 5-8 стандартни разтвора с различни концентрации (поне 3 паралелни разтвора за всяка точка).
При избора на обхвата на концентрация на стандартните разтвори се използват следните принципи:
Трябва да покрива района възможни промениконцентрации на тестовия разтвор, желателно е оптичната плътност на тестовия разтвор да съответства приблизително на средата на калибровъчната крива;
Желателно е в този диапазон на концентрация при избраната дебелина на кюветата ази аналитична дължина на вълната l беше спазен основният закон за поглъщане на светлината, т.е. графикът г= /(C) е линеен;
Работен диапазон Д,съответстващ на обхвата на стандартните разтвори, трябва да осигури максимална възпроизводимост на резултатите от измерването.
При комбинация от горните условия се измерват оптичните плътности на стандартните разтвори спрямо разтворителя и се начертава графика на зависимостта D = /(C).
Получената крива се нарича калибровъчна крива (калибрационна графика).
След като определите оптичната плътност на разтвора D x, намерете неговите стойности на ординатната ос, а след това на абсцисната ос - съответната стойност на концентрацията C x. Този метод се използва при извършване на серийни фотометрични анализи.
Адитивен метод
Адитивният метод е разновидност на метода на сравнение. Определянето на концентрацията на разтвор по този метод се основава на сравняване на оптичната плътност на тестовия разтвор и същия разтвор с добавяне на известно количество от определяното вещество. Адитивният метод обикновено се използва за опростяване на работата, за елиминиране на смущаващото влияние на чужди примеси и в някои случаи за оценка на правилността на метода за фотометрично определяне. Адитивният метод изисква задължително спазване на основния закон за поглъщане на светлина.
Неизвестната концентрация се намира чрез изчисление или графични методи.
При спазване на основния закон за поглъщане на светлина и постоянна дебелина на слоя съотношението на оптичните равнини на тестовия разтвор и тестовия разтвор с добавката ще бъде равно на съотношението на техните концентрации:
Къде D x- оптична плътност на изпитвания разтвор;
D x + a- оптична плътност на тестовия разтвор с добавката;
C x- неизвестна концентрация на изпитваното вещество в тестовия оцветен разтвор;
S a- концентрация на добавката в тестовия разтвор.
Необходимо е да се определи количеството сухо вещество и необходимото количество работен разтвор на добавката ShchSPK за приготвяне на 1 тон циментово-пясъчна смес.
За изчислението беше приет следният състав на сместа (% маса):
пясък - 90, цимент - 10, вода - 10 (над 100%), ShchSPK (% от масата на цимента на база сухо вещество). Влажността на пясъка е 3%.
За приетия състав приготвянето на 1 t (1000 kg) от сместа изисква 1000·0,1 = 100 kg (l) вода. Пълнителят (пясък) съдържа 1000·0,9·0,03 = 27 литра вода.
Необходимото количество вода (като се вземе предвид съдържанието й в пълнителя) е: 100 - 27 = 73 l.
Количеството безводна добавка ShchSPK за приготвяне на 1 тон смес със съдържание на 10% (100 kg) цимент в 1 тон смес ще бъде: 100·0,020 = 2 kg.
Поради факта, че добавката ShchSPK се доставя под формата на разтвор с концентрация 20 - 45%, е необходимо да се определи съдържанието на сухо вещество в нея. Приемаме го равно на 30%. Следователно 1 kg разтвор с 30% концентрация съдържа 0,3 kg безводна добавка и 0,7 l вода.
Определяме необходимото количество разтвор на ShchSPK с концентрация 30% за приготвяне на 1 тон от сместа:
Количеството вода, което се съдържа в 6,6 kg концентриран разтвор на добавка е: 6,6 - 2 = 4,6 литра.
Така за приготвяне на 1 тон от сместа са необходими 6,6 kg разтвор на добавка с 30% концентрация и 68,4 литра вода за разреждане.
В зависимост от необходимостта и капацитета на миксера се приготвя работен разтвор с необходимия обем, който се определя като произведение от разхода на разтвора на добавката и вода (за 1 тон смес), производителността на този миксер и време на работа (в часове). Например, при капацитет на смесителна инсталация от 100 t/h за една смяна (8 часа), е необходимо да се подготви следният работен разтвор: 0,0066 100 8 = 5,28 (t) 30% разтвор на ShchSPK и 0,684 100 8 = 54,72 (t) вода за разреждане.
Разтвор от 30% концентрация на ShchSPK се излива във вода и се разбърква добре. Приготвеният работен разтвор може да се подава в миксера с помощта на диспенсър за вода.
Приложение 27
ПОЛЕВНИ МЕТОДИ ЗА КОНТРОЛ НА КАЧЕСТВОТО НА ПОЧВИ И ПОЧВИ, ТРЕТИРАНИ С ЦИМЕНТ
Определяне на степента на смилане на почвата
Степента на смачкване на глинести почви се определя съгласно GOST 12536-79 върху средни проби с тегло 2 - 3 kg, избрани и пресети през сито с отвори от 10 и 5 mm. Влажността на почвата не трябва да надвишава 0,4 почвена влага при границата на добив W t. При по-висока влажност средната почвена проба първо се раздробява и изсушава на въздух.
Останалата почва върху ситата се претегля и се определя съдържанието на пробата в масата (%). Съдържанието на бучки с подходящ размер P се изчислява по формулата
където q 1 - масата на пробата, g;
q е масата на остатъка в ситото, g.
Определяне на влажността на почви и смеси от почви със свързващи вещества
Съдържанието на влага в почвите и смесите от почви със свързващи вещества се определя чрез изсушаване на средна проба (до постоянно тегло):
в термостат при температура 105 - 110 °C;
употреба на алкохол;
радиоизотопни устройства VPGR-1, UR-70, RVPP-1 в съответствие с изискванията на GOST 24181-80;
карбиден влагомер VP-2;
влагомер на системата N.P Ковалев (определят се също плътността на влажните почви и плътността на почвения скелет).
Определяне на влажността чрез изсушаване на средна проба с алкохол
Проба от 30 - 50 g песъчливи дребнозърнести почви или 100 - 200 g едрозърнести почви се изсипва в порцеланова чаша (за последните определянето се извършва върху частици, по-фини от 10 mm); пробата заедно с чашата се претеглят, навлажняват се със спирт и се подпалват; след това чашата с пробата се охлажда и се претегля. Тази операция се повтаря (приблизително 2 - 3 пъти), докато разликата между следващите претегляния не надвишава 0,1 g. Количеството добавен алкохол за първи път е 50%, вторият - 40%, третият - 30% от теглото на пробата. почва.
Почвената влажност W се определя по формулата
където q 1, q 2 са масата съответно на мокри и сухи почви, g.
Общото съдържание на влага за всички частици от груби почви се определя по формулата
W = W 1 (1 - a) + W 2 , (2)
където W 1 е съдържанието на влага в почвата, съдържаща частици по-малки от 10 mm, %;
W 2 - приблизително съдържание на влага в почвата, съдържаща частици с размер над 10 mm, % (вижте таблицата на това приложение).
|
Приблизителна влажност W 2,%, когато едрата почва съдържа частици по-големи от 10 mm, фракции от един |
||||||||
|
Избухна |
||||||||
|
Седиментен |
||||||||
|
Смесени |
||||||||
Определяне на влажността с твърдосплавен влагомер ВП-2
Вътре в устройството се поставя проба от почва или смес от песъчлива и глинеста почва с тегло 30 g или едра почва с тегло 70 g (съдържанието на влага в едрата почва се определя върху частици, по-малки от 10 mm); В устройството се изсипва смлян калциев карбид. След като сте увили плътно капака на устройството, разклатете го енергично, за да смесите реагента с материала. След това трябва да проверите херметичността на устройството, за което донесете горяща клечка към всичките му връзки и се уверете, че няма светкавици. Сместа се смесва с калциев карбид чрез разклащане на устройството в продължение на 2 минути. Отчитането на налягането на манометъра се извършва 5 минути след началото на смесването, ако показанията му са по-малко от 0,3 MPa и след 10 минути, ако показанията на манометъра са повече от 0,3 MPa. Измерването се счита за завършено, ако показанията на манометъра са стабилни. Съдържанието на влага на дребнозърнестите почви и общото съдържание на влага за всички фракции на едрозърнестите почви се определят по формули (1) и (2).
Определяне на естествената влажност, плътността на влажната почва и плътността на почвения скелет с помощта на уреда N.P. Ковалева
Устройството (виж фигурата в това приложение) се състои от две основни части: поплавък 7 с тръба 6 и съд 9. На тръбата са отпечатани четири скали, показващи плътността на почвата. Една скала (Vl) се използва за определяне на плътността на влажните почви (от 1,20 до 2,20 g / cm 3), останалата част - плътността на скелета на чернозем (Ch), песъчливи (P) и глинести (G) почви ( от 1,00 до 2,20 g/cm 3).
Устройство Н.П. Ковалева:
1 - капак на устройството; 2 - ключалки на устройството; 3 - кофа-калъф; 4 - устройство за вземане на проби с режещ пръстен; 5 - нож; 6 - тръба с везни; 7 - поплавък; 8 - плавателни съдове; 9 - съд; 10 - тегло за калибриране (плочи);
11 - гумен маркуч; 12 - долен капак; 13 - поплавъчни ключалки; 14 - режещ пръстен (цилиндър) с долен капак
Спомагателните аксесоари на устройството включват: режещ стоманен цилиндър (режещ пръстен) с обем 200 cm 3, дюза за натискане на режещия пръстен, нож за рязане на пробата, взета от пръстена, кофа с капак и брави.
Проверка на устройството. В долната част на поплавъка 7 е монтиран празен режещ пръстен 4. Съд 9 е прикрепен към поплавъка с помощта на три ключалки и потопен във вода, излята в кофа-калъф 3.
Правилно балансирано устройство се потапя във вода до началото на скалата “Vl”, т.е. показания P (Yo) = 1,20 u/cm3. Ако нивото на водата се отклонява в една или друга посока, устройството трябва да се регулира с калибрираща тежест (метални пластини), разположена в долния капак 12 на поплавъка.
Подготовка на пробите. Почвена проба се взема с почвоносител - режещ пръстен. За да направите това, изравнете платформата на тестовата площадка и с помощта на дюза потопете режещия пръстен, докато пръстенът с обем 200 cm 3 се напълни напълно. Докато режещият цилиндър (пръстен) потъва, почвата се отстранява с нож. След запълване на пръстена с излишък от 3 - 4 mm пръстенът се отстранява, долната и горната повърхност се почистват и почистват от полепнала пръст.
Напредък в работата. Работата се извършва в три стъпки: определяне на плътността на влажната почва по скалата "Vl"; установете плътността на почвения скелет по една от трите скали „H“, „P“, „G“ в зависимост от вида на почвата; изчисляване на естествената влажност.
Определяне на плътността на влажна почва по скала "Vl".
Режещият пръстен с пръст е монтиран на долния капак на поплавъка, като го закрепва с поплавъка с ключалки. Поплавъкът се потапя в кофа, пълна с вода. На скалата на нивото на водата в случая се отчита, съответстващо на плътността на мократа почва P (Yck). Данните се въвеждат в таблица.
Определяне на плътността на почвения скелет с помощта на скалите "H", "P" или "G"
Почвената проба от носителя на почвата (режещ пръстен) се прехвърля изцяло в съда и се пълни с вода до 3/4 от капацитета на съда. Почвата се смила добре във вода с дървена дръжка на нож до получаване на хомогенна суспензия. Съдът се свързва с поплавък (без почвоносач) и се потапя в кофа с вода. Водата през пролуката между поплавъка и съда ще запълни останалото пространство на съда и целият поплавък със съда ще бъде потопен във вода до определено ниво. Отчитане от една от скалите (в зависимост от вида на почвата) се приема като плътност на почвения скелет Pck (Yck) и се въвежда в таблицата.
Изчисляване на естествената влажност
Естествената (естествена) влажност се изчислява въз основа на резултатите от теста, като се използват формулите:
където P (Yo) е плътността на влажната почва по скалата "Vl", g / cm 3;
Pck (Yck) - плътност на почвения скелет по една от скалите ("H", "P" или "G"), g/cm 3 .
Определяне на силата ускорен начин
За бързо определяне на якостта на натиск на проби от смеси, съдържащи частици по-малки от 5 mm, се вземат проби с тегло около 2 kg от всеки 250 m 3 от сместа. Пробите се поставят в съд с плътно затварящ се капак за поддържане на влага и се доставят в лабораторията не по-късно от 1,5 часа по-късно.
Три проби с размери 5 х 5 cm се приготвят от сместа с помощта на стандартно устройство за уплътняване или чрез пресоване и се поставят в херметически затворени метални форми. Формите с проби се поставят в термостат и се държат 5 часа при температура 105 - 110 °С, след което се изваждат от термостата и се държат 1 час при стайна температура. Отлежалите проби се изваждат от формите и се определя якостта на натиск (без насищане с вода) по метода на App. 14.
Резултатът от определянето се умножава по коефициент 0,8 и се получава якост, съответстваща на якостта на пробите след 7 дни втвърдяване във влажни условия и тествани във водонаситено състояние.
Качеството на сместа се определя чрез сравняване на стойностите на якост на натиск на проби, определени по ускорения метод и 7-дневни лабораторни проби от референтната смес. В този случай якостта на еталонните проби трябва да бъде най-малко 60% от стандартната якост. Отклоненията в якостните показатели на производствените и лабораторните проби не трябва да надвишават при приготвяне на смеси:
в кариерни смесителни инсталации +/- 8%;
едноходова почвобъркачка +/- 15%;
пътна фреза +/- 25%.
За смеси от почви, съдържащи частици, по-големи от 5 mm, якостта на натиск се определя върху наситени с вода проби след 7 дни втвърдяване във влажни условия и се сравнява с якостта на натиск на еталонните проби. Качеството на сместа се оценява подобно на смесите, направени от почви, съдържащи частици по-малки от 5 mm.
Приложение 28
КОНТРОЛЕН СПИСЪК С ИНСТРУКЦИИ ЗА БЕЗОПАСНОСТ
1. Обект (работно място)
2. Фамилия, инициали
3. Към какъв вид работа е насочен?
4. Фамилия, инициали на бригадира (механик)
Въвеждащ брифинг
Въвеждащо обучение по безопасност във връзка с професията
Проведено ___________
Подпис на лицето, което провежда инструктажа за безопасност
____________ " " _________ 19__
Обучение на работното място
Инструктаж по безопасност на работното място ___________________
(Име на работното място)
работници другарю ___________________ получени и усвоени.
Подпис на работника
Подпис на капитана (механик)
разрешение
Другарю _____________________ има право да работи самостоятелно
___________________________________________________________________________
(Име на работното място)
като ________________________________________________________________
" " ___________ 19__
Началник на участъка (бригадир) ________________________________
Определете аналитичния сигнал на пробата ( y x) и сигнала на същата проба с добавяне на някаква добавка на определения компонент с известно съдържание ( y x + вътр), тогава неизвестната концентрация на определяния компонент е:
където V add, V sample са съответно обемите на добавката и пробата.
Друга цел на аналитичната химия е да се намали границата на откриване. Това се дължи на непрекъснато нарастващите изисквания за чистота на материалите, използвани в космическата и военната индустрия.
Под граница на откриване разбират минималната концентрация на вещество, която може да бъде определена чрез избрания метод с определена допустима грешка. Доста често аналитичните химици използват термина « чувствителност» , който характеризира промяната в аналитичния сигнал с промяна в концентрацията на определяния компонент, т.е. над границата на откриване методът е чувствителен към определяния компонент, под границата на откриване е нечувствителен,
Съществува някои начини повишаване на чувствителността на реакциите , Например:
1) концентрация (увеличаване на сигнала на пробата):
2) повишаване на чистотата на реагентите (намаляване на фоновия сигнал).
Реакционната чувствителност е намалена следните фактори:
1) отопление. По правило това води до увеличаване на разтворимостта и следователно до намаляване на големината на аналитичния сигнал;
2) излишен реагент. Може да доведе до образуването на странични продукти, например:
Hg 2+ + 2 I - ® HgI 2 ¯ (червена утайка);
HgI 2 + 2 I - ® 2- (безцветен разтвор);
3) несъответствие между киселинността на околната среда. Може да доведе до липса на аналитичен отговор. По този начин реакциите на окисление на халогенидите с калиев перманганат в киселинни средизначително зависят от pH на околната среда (Таблица 5.1);
4) смущаващи компоненти. Може да доведе до образуване на странични продукти.
Таблица 5.1
Оптимална киселинност на средата при окисление на халогениди с калиев перманганат
|
Окислителна реакция |
Оптимална киселинност на околната среда |
|
2 I - ® I 2 + 2 e |
|
|
2 Br - ® Br 2 + 2 e |
|
|
2 Cl - ® Cl 2 + 2 e |
Първите три фактора, които намаляват чувствителността на реакцията, могат да бъдат преодолени чрез внимателно изпълнение на аналитични процедури.
Влиянието на чужди (смущаващи) йони се потиска чрез използването на комплексообразуващи вещества, окислители или редуциращи агенти. Тези вещества се наричат маскиращи агенти, а самата процедура се нарича маскиране на смущаващи йони.
По този начин, при откриване на Co (II) с помощта на реакция с калиев тиоцианат, аналитичният сигнал е появата на син цвят на разтвора поради образуването на тетрароданкоболтат (II) йон:
Co 2+ + 4 SCN - = 2- (син разтвор).
Ако в разтвора присъстват Fe(III) йони, разтворът ще придобие кървавочервен цвят, тъй като константата на стабилност на комплекс 3- е много по-голяма от константата на стабилност на кобалтовия(II) тиоцианатния комплекс:
Fe 3+ + 6 SCN - = 3- (тъмночервен разтвор).
Тези. наличните железни (III) йони пречат на кобалтовите (II) йони. По този начин, за да се определи Co(II), е необходимо първо (преди добавяне на разтвора KSCN) да се маскира Fe(III). Например, „свържете“ железни (III) йони в комплекс, който е по-стабилен от 3-. Така комплексите 3-, 3-, 3- са по-стабилни по отношение на 3-. Следователно, разтвори на KF, K 2 HPO 4 или (NH 4) 2 C 2 O 4 могат да се използват като маскиращи агенти.
Метод на стандартите (стандартни разтвори)
С помощта на единния стандартен метод първо се измерва величината на аналитичния сигнал (при ST) за разтвор с известна концентрация на веществото (Cst). След това се измерва големината на аналитичния сигнал (y x) за разтвор с неизвестна концентрация на веществото (C x). Изчислението се извършва по формулата
C x = C st × y x / y ST (2.6)
Този метод на изчисление може да се използва, ако зависимостта на аналитичния сигнал от концентрацията се описва с уравнение, което не съдържа свободен член, т.е. уравнение (2.2). Освен това концентрацията на веществото в стандартния разтвор трябва да бъде такава, че стойностите на аналитичните сигнали, получени при използване на стандартния разтвор и разтвор с неизвестна концентрация на веществото, да са възможно най-близки една до друга.
Нека оптичната плътност и концентрацията на определено вещество са свързани с уравнението A = 0,200C + 0,100. В избрания стандартен разтвор концентрацията на веществото е 5,00 μg/ml, а оптичната плътност на този разтвор е 1,100. Разтвор с неизвестна концентрация има оптична плътност 0,300. При изчисляване по метода на калибрационната крива неизвестната концентрация на веществото ще бъде равна на 1,00 μg/ml, а при изчисляване с помощта на един стандартен разтвор ще бъде 1,36 μg/ml. Това показва, че концентрацията на веществото в стандартния разтвор е избрана неправилно. За да се определи концентрацията, ще е необходимо да се вземе стандартен разтвор, чиято оптична плътност е близка до 0,3.
Ако зависимостта на аналитичния сигнал от концентрацията на веществото се описва с уравнение (2.1), тогава е за предпочитане да се използва не методът на един стандарт, а методът на два стандарта (метод на ограничаване на разтворите). С този метод стойностите на аналитичните сигнали се измерват за стандартни разтвори с две различни концентрации на вещество, едната от които (C 1) е по-малка от очакваната неизвестна концентрация (C x), а втората (C 2) е по-голямо. Неизвестната концентрация се изчислява по формулите
Cx = C 2 (y x - y 1) + C 1 (y 2 – y x) / y 2 - y 1
Адитивният метод обикновено се използва при анализ на сложни матрици, когато компонентите на матрицата влияят върху големината на аналитичния сигнал и е невъзможно да се копира точно съставът на матрицата на пробата.
Има няколко разновидности на този метод. Когато се използва методът за изчисляване на добавките, първо се измерва стойността на аналитичния сигнал за проба с неизвестна концентрация на вещество (y x). След това определено точно количество от аналита (стандарт) се добавя към тази проба и стойността на аналитичния сигнал (ext) се измерва отново. Концентрацията на определяния компонент в анализираната проба се изчислява по формулата
C x = C до 6 y x / y ext – y x (2.8)
При използване на графичния метод на добавките се вземат няколко еднакви порции (аликвоти) от анализираната проба, като към една от тях не се добавя добавка, а към останалите се добавят различни точни количества от определяния компонент. За всяка аликвотна част се измерва величината на аналитичния сигнал. След това се построява графика, която характеризира линейната зависимост на големината на получения сигнал от концентрацията на добавката и се екстраполира до пресечната точка с абсцисната ос. Отсечката, отсечена от тази права линия по абсцисната ос, е равна на неизвестната концентрация на определяното вещество.
Трябва да се отбележи, че формула (2.8), използвана в адитивния метод, както и разглежданата версия на графичния метод, не отчитат фоновия сигнал, т.е. смята се, че зависимостта се описва с уравнение (2.2). Методът на стандартния разтвор и методът на добавката могат да се използват само ако функцията за калибриране е линейна.
Зареждане...