Numer ćwiczenia:
22 |
Temat ćwiczenia:
Wyznaczanie składu i stałej tworzenia związku kompleksowego. |
Data wykonania ćwiczenia: 11.03.2008 |
|
|
Data oddania sprawozdania: 18.03.2008 |
Grupa:
|
Imię i nazwisko:
|
Nazwisko sprawdzającego: Dr Anna Karewicz |
Uwagi: |
Ocena: |
Cel ćwiczenia:
Celem przeprowadzonego ćwiczenia było wyznaczenie składu i stałej tworzenia związku kompleksowego żelaza z kwasem sulfosalicylowym metodami absorpcjometrycznymi.
Przebieg ćwiczenia:
Przygotowano 5 roztworów o następującym składzie objętościowym:
Roztwór |
Fe2(SO)4 w HClO4 [cm3] |
Kwas sulfosalicylowy |
HClO4 [cm3] |
a |
4 |
0 |
16 |
b |
4 |
1 |
15 |
c |
4 |
2 |
14 |
d |
4 |
3 |
13 |
e |
4 |
4 |
12 |
f |
4 |
5 |
11 |
g |
4 |
6 |
10 |
h |
4 |
7 |
9 |
i |
0 |
10 |
10 |
j |
1 |
9 |
10 |
k |
3 |
7 |
10 |
l |
5 |
5 |
10 |
ł |
7 |
3 |
10 |
m |
9 |
1 |
10 |
n |
10 |
0 |
10 |
Roztwory pozostawiono na 30 minut.
Za pomocą spektrofotometru UV - VIS zmierzono widmo absorpcyjne roztworów (i), (l) i (n) względem wody.
Zmierzono absorbancję roztworów (a - h) przy długości fali odpowiadającej maksymalnej wartości absorpcji za pomocą spektrofotometru UV - VIS.
Zmierzono absorbancję roztworów (i - n) dla trzech długości fali: max=505nm, 1=550nm, 2=460nm.
Wyniki ćwiczenia:
Wyniki doświadczenia zawarte są w poniższej tabeli:
Roztwór |
A (max) |
Roztwór |
A (max) |
A (1) |
A (2) |
a |
0,004 |
i |
0,004 |
0,003 |
0,004 |
b |
0,203 |
j |
0,364 |
0,301 |
0,294 |
c |
0,390 |
k |
0,876 |
0,723 |
0,706 |
d |
0,601 |
l |
1,016 |
0,837 |
0,819 |
e |
0,737 |
ł |
0,785 |
0,647 |
0,632 |
f |
0,882 |
m |
0,298 |
0,247 |
0,241 |
g |
0,992 |
n |
0,000 |
0,000 |
0,001 |
h |
1,103 |
|
Opracowanie wyników:
Sporządzono wykres zależności absorbancji od stosunku objętości kwasu sulfosalicylowego od objętości siarczanu(VI) żelaza(III) dla roztworów a - h:
Ponieważ Y = AX + B toteż na podstawie równań tych prostych wyznaczono odciętą punktu przecięcia ( a zarazem wartość wyrażenia m/n ) wg wzoru:
m/n = X = 0,743
W przybliżeniu otrzymany wynik odpowiada wartości m/n ≈ 1. Badany kompleks prawdopodobnie nie był wystarczająco trwały, by otrzymane tą metodą wyniki były lepsze.
Sporządzono wykres zależności zmierzonej dla roztworów i - n absorbancji przy trzech wybranych długościach fali od ułamka molowego kwasu sulfosalicylowego
w roztworze:
Na podstawie wykresów wyznaczono wartość m/n. Metodą regresji liniowej wyznaczono równania prostych dopasowanych do odpowiedniej części punktów pomiarowych, a na podstawie tych równań - współrzędne maksimum badanej krzywej:
xBekstr = 0,5.
Wobec tego po przekształceniu powyższego wzoru otrzymujemy, że m=n czyli m/n = 1:1.
Kompleks ma wzór sumaryczny [Fe(kw. sulfosalicylowy)(H2O)4]3+ zaś jego wzór strukturalny to:
Metodą kolejnych przybliżeń, na podstawie pomiarów absorpcji roztworów (j) i (l), obliczono stałą tworzenia kompleksu:
W pierwszym przybliżeniu przyjęto, że w roztworze (j) wszystkie jony Fe3+ są związane w kompleks:
Na podstawie wartości
wyliczono przybliżony współczynnik ekstynkcji kompleksu
Na podstawie przybliżonej wartości k,1 wyliczono stężenie kompleksu w roztworze l
Obliczono stałą tworzenia kompleksu
Na podstawie wartości K1 wyznaczono poprawione stężenie kompleksu w roztworze j, rozwiązując równanie
Korzystając z poprawionej wartości
powtórzono obliczenia z punktów b) - e). Kontynuowano obliczenia według tego schematu, aż Kn = Kn+1.
Podczas obliczeń korzystano z następujących stałych danych:
max = 505 nm |
1 = 550 nm |
2 = 460 nm |
Aj = 0,364 |
Aj = 0,301 |
Aj = 0,294 |
Al = 1,016 |
Al = 0,837 |
Al = 0,819 |
cjFe,0 = 0,0003 M |
cjFe,0 = 0,0003 M |
cjFe,0 = 0,0003 M |
cjkw,0 = 0,0027 M |
cjkw,0 = 0,0027 M |
cjkw,0 = 0,0027 M |
clFe,0 = 0,0015 M |
clFe,0 = 0,0015 M |
clFe,0 = 0,0015 M |
clkw,0 =0,0015 M |
clkw,0 =0,0015 M |
clkw,0 =0,0015 M |
Wyniki obliczeń zebrano w poniższych tabelach:
max = 505 nm
n |
k,n |
c (l)k,n |
Kn |
c(j)k,n+1 |
1 |
134,815 |
0,007536 |
206,8329 |
0,00077 |
2 |
472,58 |
0,00215 |
5090,0704 |
0,002063 |
3 |
176,415 |
0,005759 |
317,4766 |
0,000961 |
4 |
378,943 |
0,002681 |
1921,8341 |
0,001747 |
5 |
208,397 |
0,004875 |
427,9337 |
0,001098 |
6 |
331,48 |
0,003065 |
1251,3656 |
0,001577 |
7 |
230,774 |
0,004403 |
522,5665 |
0,001191 |
8 |
305,732 |
0,003323 |
999,7682 |
0,001482 |
9 |
245,557 |
0,004138 |
594,7662 |
0,00125 |
10 |
291,158 |
0,00349 |
881,5956 |
0,001428 |
11 |
254,99 |
0,003984 |
645,5081 |
0,001288 |
12 |
282,688 |
0,003594 |
819,6061 |
0,001395 |
13 |
260,884 |
0,003894 |
679,2552 |
0,001311 |
14 |
277,687 |
0,003659 |
785,0836 |
0,001376 |
15 |
264,52 |
0,003841 |
700,9121 |
0,001325 |
16 |
274,706 |
0,003699 |
765,1930 |
0,001365 |
17 |
266,747 |
0,003809 |
714,5003 |
0,001334 |
18 |
272,917 |
0,003723 |
753,5032 |
0,001358 |
19 |
268,104 |
0,00379 |
722,9074 |
0,001339 |
20 |
271,841 |
0,003737 |
746,5520 |
0,001354 |
21 |
268,929 |
0,003778 |
728,0642 |
0,001342 |
22 |
271,192 |
0,003746 |
742,3895 |
0,001351 |
23 |
269,43 |
0,003771 |
731,2107 |
0,001344 |
24 |
270,799 |
0,003752 |
739,8863 |
0,001349 |
25 |
269,733 |
0,003767 |
733,1245 |
0,001345 |
26 |
270,562 |
0,003755 |
738,3772 |
0,001349 |
27 |
269,917 |
0,003764 |
734,2862 |
0,001346 |
28 |
270,419 |
0,003757 |
737,4660 |
0,001348 |
29 |
270,029 |
0,003763 |
734,9906 |
0,001346 |
30 |
270,332 |
0,003758 |
736,9154 |
0,001348 |
31 |
270,096 |
0,003762 |
735,4173 |
0,001347 |
32 |
270,28 |
0,003759 |
736,5824 |
0,001347 |
33 |
270,137 |
0,003761 |
735,6758 |
0,001347 |
34 |
270,248 |
0,00376 |
736,3809 |
0,001347 |
35 |
270,161 |
0,003761 |
735,8323 |
0,001347 |
36 |
270,229 |
0,00376 |
736,2590 |
0,001347 |
37 |
270,176 |
0,003761 |
735,9270 |
0,001347 |
38 |
270,217 |
0,00376 |
736,1853 |
0,001347 |
39 |
270,185 |
0,00376 |
735,9844 |
0,001347 |
40 |
270,21 |
0,00376 |
736,1407 |
0,001347 |
41 |
270,191 |
0,00376 |
736,0191 |
0,001347 |
42 |
270,206 |
0,00376 |
736,1137 |
0,001347 |
43 |
270,194 |
0,00376 |
736,0401 |
0,001347 |
44 |
270,203 |
0,00376 |
736,0973 |
0,001347 |
45 |
270,196 |
0,00376 |
736,0528 |
0,001347 |
46 |
270,202 |
0,00376 |
736,0874 |
0,001347 |
47 |
270,197 |
0,00376 |
736,0605 |
0,001347 |
48 |
270,201 |
0,00376 |
736,0814 |
0,001347 |
49 |
270,198 |
0,00376 |
736,0651 |
0,001347 |
50 |
270,2 |
0,00376 |
736,0778 |
0,001347 |
51 |
270,199 |
0,00376 |
736,0679 |
0,001347 |
52 |
270,2 |
0,00376 |
736,0756 |
0,001347 |
53 |
270,199 |
0,00376 |
736,0697 |
0,001347 |
54 |
270,2 |
0,00376 |
736,0743 |
0,001347 |
55 |
270,199 |
0,00376 |
736,0707 |
0,001347 |
56 |
270,199 |
0,00376 |
736,0735 |
0,001347 |
57 |
270,199 |
0,00376 |
736,0713 |
0,001347 |
58 |
270,199 |
0,00376 |
736,0730 |
0,001347 |
59 |
270,199 |
0,00376 |
736,0717 |
0,001347 |
60 |
270,199 |
0,00376 |
736,0727 |
0,001347 |
61 |
270,199 |
0,00376 |
736,0719 |
0,001347 |
62 |
270,199 |
0,00376 |
736,0725 |
0,001347 |
63 |
270,199 |
0,00376 |
736,0721 |
0,001347 |
64 |
270,199 |
0,00376 |
736,0724 |
0,001347 |
65 |
270,199 |
0,00376 |
736,0721 |
0,001347 |
66 |
270,199 |
0,00376 |
736,0724 |
0,001347 |
67 |
270,199 |
0,00376 |
736,0722 |
0,001347 |
68 |
270,199 |
0,00376 |
736,0723 |
0,001347 |
69 |
270,199 |
0,00376 |
736,0722 |
0,001347 |
70 |
270,199 |
0,00376 |
736,0723 |
0,001347 |
71 |
270,199 |
0,00376 |
736,0722 |
0,001347 |
72 |
270,199 |
0,00376 |
736,0723 |
0,001347 |
73 |
270,199 |
0,00376 |
736,0723 |
0,001347 |
1 = 550 nm
n |
k,n |
c (l)k,n |
Kn |
c(j)k,n+1 |
1 |
111,481 |
0,007508 |
208,0016 |
0,000773 |
2 |
389,566 |
0,002149 |
5108,1475 |
0,002064 |
3 |
145,812 |
0,00574 |
319,2621 |
0,000963 |
4 |
312,524 |
0,002678 |
1929,3313 |
0,001748 |
5 |
172,185 |
0,004861 |
430,3085 |
0,001101 |
6 |
273,47 |
0,003061 |
1256,5993 |
0,001579 |
7 |
190,624 |
0,004391 |
525,4107 |
0,001193 |
8 |
252,286 |
0,003318 |
1004,1658 |
0,001484 |
9 |
202,798 |
0,004127 |
597,9363 |
0,001253 |
10 |
240,296 |
0,003483 |
885,6151 |
0,00143 |
11 |
210,562 |
0,003975 |
648,8832 |
0,00129 |
12 |
233,33 |
0,003587 |
823,4389 |
0,001397 |
13 |
215,411 |
0,003886 |
682,7509 |
0,001313 |
14 |
229,219 |
0,003652 |
788,8203 |
0,001378 |
15 |
218,401 |
0,003832 |
704,4755 |
0,001327 |
16 |
226,768 |
0,003691 |
768,8796 |
0,001367 |
17 |
220,232 |
0,003801 |
718,1003 |
0,001336 |
18 |
225,298 |
0,003715 |
757,1639 |
0,00136 |
19 |
221,347 |
0,003781 |
726,5266 |
0,001341 |
20 |
224,414 |
0,00373 |
750,1995 |
0,001356 |
21 |
222,025 |
0,00377 |
731,6931 |
0,001344 |
22 |
223,881 |
0,003739 |
746,0304 |
0,001353 |
23 |
222,436 |
0,003763 |
734,8444 |
0,001346 |
24 |
223,559 |
0,003744 |
743,5241 |
0,001352 |
25 |
222,685 |
0,003759 |
736,7603 |
0,001348 |
26 |
223,364 |
0,003747 |
742,0137 |
0,001351 |
27 |
222,835 |
0,003756 |
737,9229 |
0,001348 |
28 |
223,247 |
0,003749 |
741,1020 |
0,00135 |
29 |
222,927 |
0,003755 |
738,6276 |
0,001349 |
30 |
223,176 |
0,00375 |
740,5512 |
0,00135 |
31 |
222,982 |
0,003754 |
739,0544 |
0,001349 |
32 |
223,133 |
0,003751 |
740,2183 |
0,00135 |
33 |
223,015 |
0,003753 |
739,3127 |
0,001349 |
34 |
223,106 |
0,003752 |
740,0169 |
0,00135 |
35 |
223,036 |
0,003753 |
739,4691 |
0,001349 |
36 |
223,091 |
0,003752 |
739,8952 |
0,001349 |
37 |
223,048 |
0,003753 |
739,5637 |
0,001349 |
38 |
223,081 |
0,003752 |
739,8215 |
0,001349 |
39 |
223,055 |
0,003752 |
739,6210 |
0,001349 |
40 |
223,075 |
0,003752 |
739,7770 |
0,001349 |
41 |
223,06 |
0,003752 |
739,6557 |
0,001349 |
42 |
223,072 |
0,003752 |
739,7500 |
0,001349 |
43 |
223,062 |
0,003752 |
739,6766 |
0,001349 |
44 |
223,07 |
0,003752 |
739,7337 |
0,001349 |
45 |
223,064 |
0,003752 |
739,6893 |
0,001349 |
46 |
223,069 |
0,003752 |
739,7238 |
0,001349 |
47 |
223,065 |
0,003752 |
739,6970 |
0,001349 |
48 |
223,068 |
0,003752 |
739,7179 |
0,001349 |
49 |
223,066 |
0,003752 |
739,7016 |
0,001349 |
50 |
223,067 |
0,003752 |
739,7143 |
0,001349 |
51 |
223,066 |
0,003752 |
739,7044 |
0,001349 |
52 |
223,067 |
0,003752 |
739,7121 |
0,001349 |
53 |
223,066 |
0,003752 |
739,7061 |
0,001349 |
54 |
223,067 |
0,003752 |
739,7107 |
0,001349 |
55 |
223,066 |
0,003752 |
739,7071 |
0,001349 |
56 |
223,067 |
0,003752 |
739,7099 |
0,001349 |
57 |
223,067 |
0,003752 |
739,7078 |
0,001349 |
58 |
223,067 |
0,003752 |
739,7095 |
0,001349 |
59 |
223,067 |
0,003752 |
739,7081 |
0,001349 |
60 |
223,067 |
0,003752 |
739,7092 |
0,001349 |
61 |
223,067 |
0,003752 |
739,7084 |
0,001349 |
62 |
223,067 |
0,003752 |
739,7090 |
0,001349 |
63 |
223,067 |
0,003752 |
739,7085 |
0,001349 |
64 |
223,067 |
0,003752 |
739,7089 |
0,001349 |
65 |
223,067 |
0,003752 |
739,7086 |
0,001349 |
66 |
223,067 |
0,003752 |
739,7088 |
0,001349 |
67 |
223,067 |
0,003752 |
739,7086 |
0,001349 |
68 |
223,067 |
0,003752 |
739,7088 |
0,001349 |
69 |
223,067 |
0,003752 |
739,7087 |
0,001349 |
70 |
223,067 |
0,003752 |
739,7088 |
0,001349 |
71 |
223,067 |
0,003752 |
739,7087 |
0,001349 |
72 |
223,067 |
0,003752 |
739,7087 |
0,001349 |
2 = 460 nm
n |
k,n |
c (l)k,n |
Kn |
c(j)k,n+1 |
1 |
108,889 |
0,007521 |
207,4442 |
0,000772 |
2 |
381,074 |
0,002149 |
5099,5252 |
0,002064 |
3 |
142,453 |
0,005749 |
318,4105 |
0,000962 |
4 |
305,643 |
0,00268 |
1925,7553 |
0,001747 |
5 |
168,247 |
0,004868 |
429,1758 |
0,001099 |
6 |
267,407 |
0,003063 |
1254,1030 |
0,001578 |
7 |
186,288 |
0,004396 |
524,0541 |
0,001192 |
8 |
246,666 |
0,00332 |
1002,0683 |
0,001483 |
9 |
198,202 |
0,004132 |
596,4243 |
0,001251 |
10 |
234,926 |
0,003486 |
883,6980 |
0,001429 |
11 |
205,802 |
0,00398 |
647,2734 |
0,001289 |
12 |
228,104 |
0,00359 |
821,6108 |
0,001396 |
13 |
210,55 |
0,00389 |
681,0837 |
0,001312 |
14 |
224,077 |
0,003655 |
787,0381 |
0,001377 |
15 |
213,479 |
0,003836 |
702,7759 |
0,001326 |
16 |
221,676 |
0,003695 |
767,1213 |
0,001366 |
17 |
215,272 |
0,003804 |
716,3833 |
0,001335 |
18 |
220,237 |
0,003719 |
755,4179 |
0,001359 |
19 |
216,364 |
0,003785 |
724,8004 |
0,00134 |
20 |
219,37 |
0,003733 |
748,4598 |
0,001355 |
21 |
217,028 |
0,003774 |
729,9623 |
0,001343 |
22 |
218,848 |
0,003742 |
744,2938 |
0,001352 |
23 |
217,431 |
0,003767 |
733,1113 |
0,001345 |
24 |
218,532 |
0,003748 |
741,7891 |
0,001351 |
25 |
217,675 |
0,003762 |
735,0262 |
0,001347 |
26 |
218,342 |
0,003751 |
740,2793 |
0,00135 |
27 |
217,823 |
0,00376 |
736,1884 |
0,001347 |
28 |
218,226 |
0,003753 |
739,3678 |
0,001349 |
29 |
217,913 |
0,003758 |
736,8929 |
0,001348 |
30 |
218,157 |
0,003754 |
738,8171 |
0,001349 |
31 |
217,967 |
0,003757 |
737,3197 |
0,001348 |
32 |
218,114 |
0,003755 |
738,4841 |
0,001349 |
33 |
218,000 |
0,003757 |
737,5781 |
0,001348 |
34 |
218,089 |
0,003755 |
738,2827 |
0,001349 |
35 |
218,019 |
0,003757 |
737,7345 |
0,001348 |
36 |
218,073 |
0,003756 |
738,1609 |
0,001348 |
37 |
218,031 |
0,003756 |
737,8292 |
0,001348 |
38 |
218,064 |
0,003756 |
738,0872 |
0,001348 |
39 |
218,039 |
0,003756 |
737,8865 |
0,001348 |
40 |
218,058 |
0,003756 |
738,0426 |
0,001348 |
41 |
218,043 |
0,003756 |
737,9212 |
0,001348 |
42 |
218,055 |
0,003756 |
738,0156 |
0,001348 |
43 |
218,046 |
0,003756 |
737,9421 |
0,001348 |
44 |
218,053 |
0,003756 |
737,9993 |
0,001348 |
45 |
218,047 |
0,003756 |
737,9548 |
0,001348 |
46 |
218,052 |
0,003756 |
737,9894 |
0,001348 |
47 |
218,048 |
0,003756 |
737,9625 |
0,001348 |
48 |
218,051 |
0,003756 |
737,9835 |
0,001348 |
49 |
218,049 |
0,003756 |
737,9672 |
0,001348 |
50 |
218,05 |
0,003756 |
737,9798 |
0,001348 |
51 |
218,049 |
0,003756 |
737,9700 |
0,001348 |
52 |
218,05 |
0,003756 |
737,9777 |
0,001348 |
53 |
218,049 |
0,003756 |
737,9717 |
0,001348 |
54 |
218,05 |
0,003756 |
737,9763 |
0,001348 |
55 |
218,05 |
0,003756 |
737,9727 |
0,001348 |
56 |
218,05 |
0,003756 |
737,9755 |
0,001348 |
57 |
218,05 |
0,003756 |
737,9733 |
0,001348 |
58 |
218,05 |
0,003756 |
737,9750 |
0,001348 |
59 |
218,05 |
0,003756 |
737,9737 |
0,001348 |
60 |
218,05 |
0,003756 |
737,9748 |
0,001348 |
61 |
218,05 |
0,003756 |
737,9740 |
0,001348 |
62 |
218,05 |
0,003756 |
737,9746 |
0,001348 |
63 |
218,05 |
0,003756 |
737,9741 |
0,001348 |
64 |
218,05 |
0,003756 |
737,9745 |
0,001348 |
65 |
218,05 |
0,003756 |
737,9742 |
0,001348 |
66 |
218,05 |
0,003756 |
737,9744 |
0,001348 |
67 |
218,05 |
0,003756 |
737,9742 |
0,001348 |
68 |
218,05 |
0,003756 |
737,9744 |
0,001348 |
69 |
218,05 |
0,003756 |
737,9743 |
0,001348 |
70 |
218,05 |
0,003756 |
737,9743 |
0,001348 |
Dla poszczególnych długości fali otrzymano następujące wartości stałych tworzenia kompleksu:
max = 505 nm K = 736,0723
1 = 550 nm K = 739,7087
2 = 460 nm K = 737,9743
Wobec tego, ponieważ wartości są do siebie zbliżone, policzono średnią wartość stałej tworzenia kompleksu jako średnią arytmetyczną z trzech wartości uzyskanych dla poszczególnych długości fali:
Kśr = 737,9184.
Podsumowanie:
Podczas wykonywania ćwiczenia mierzono absorbancję 15 roztworów i na jej podstawie wyznaczono wartość stałej tworzenia kompleksu żelaza i kwasu sulfosalicylowego a także jego wzór. Pomimo zbliżonych wartości stałych tworzenia obliczonych dla różnych długości fali, wynik ten obarczony jest błędem, wynikającym nie tylko z przyjętych w toku postępowania przybliżeń, ale także nieprecyzyjnym sporządzeniem roztworów i co za tym idzie obarczonych błędem pomiarów absorbancji.
- 1 -