Зависимость точности визуального тест-определения нитрит-иона на основе пенополиуретана от способа построения цветовой шкалы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В.Н. КАРАЗИНА

КАФЕДРА ХИМИЧЕСКОЙ МЕТРОЛОГИИ

Зависимость точности визуального тест-определения нитрит-иона на основе пенополиуретана от способа построения цветовой шкалы

ХАРЬКОВ 2009

АННОТАЦИЯ

Курсовая работа содержит 2 раздела, 32 страницы, 4 таблицы, 2 рисунка, 21 библиографическую ссылку.

Цель работы: оценить точность визуального тест-определения нитрит-иона на основе пенополиуретана в зависимости от концентрационного шага построения цветовой шкалы сравнения, а также от условий наблюдения элементов этой шкалы.

В работе уточнены условия хемосорбционного определения нитрит-иона на основе пенополиуретана, проведена надёжная оценка предела определения нитрит-иона; оценена точность такого определения для цветовых шкал с различным шагом и её зависимость от выбора фона, на котором сравнивались элементы этих шкал.

Ключевые слова: нитрит-ион, тест-метод, пенополиуретан, хемосорбция, предел определения, цветометрия, шкала сравнения, шаг шкалы, общее цветовое различие.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Литературный обзор

1.1 Обзор методов качественного и количественного определения нитрит-ионов

1.1.1 Качественное обнаружение нитрит-ионов

1.1.2 Гравиметрические методы определения нитрит-ионов

1.1.3 Титриметрические методы определения нитрит-ионов

1.1.4 Электрохимические методы определения нитрит-ионов

1.1.4.1 Вольтамперометрия

1.1.4.2 Потенциометрическое титрование

1.1.4.3 Кулонометрическое титрование

1.1.5 Спектрофотометрическое определение нитрит-ионов

1.1.5.1 Образование азокрасителей

1.1.5.2 Образование солей диазония

1.1.5.3 Образование нитрозосоединений, окрашенных и флуоресцирующих комплексных соединений

1.1.6 Кинетические методы определения нитрит-ионов

1.2 Тест-методы определения нитрит-ионов

1.2.1 Общая характеристика тест-методов химического анализа

1.2.2 Пенополиуретаны и их свойства

1.2.3 Применение пенополиуретанов как сорбентов для тест-определения нитрит-ионов

1.2.4 Метрологические характеристики тест-методов

1.2.4.1 Погрешность тест-определений

1.2.4.2 Нижняя граница диапазона определяемых содержаний (с_н), или предел определения

1.2.4.3 Предел обнаружения

1.3 Применение метода цветометрии (колориметрии) в тест-определениях

1.3.1 Общая характеристика метода

1.3.2 Построение цветовых шкал

2 Экспериментальная часть

2.1 Реактивы и оборудование

2.2 Методики эксперимента

2.2.1 Методика подготовки ППУ для определения NO₂

2.2.2 Методика приготовления стандартных шкал для визуального определения нитрит-иона

2.2.3 Методика определения нижней границы диапазона определяемых содержаний (с_н) для тестового хемосорбционного определения NO₂

2.2.4 Методика построения градуировочного графика для определения NO₂^- с применением метода спектроскопии диффузного отражения

2.2.5 Методика оценки точности визуального тест-определения NO₂^- для разных шкал

2.3 Результаты эксперимента

2.3.1 Результаты оценки предела определения для тестового хемосорбционного определения нитрит-иона

2.3.2 Результаты построения градуировочного графика для определения NO₂

2.3.3 Результаты оценки точности визуального тест-определения NO₂^- для разных шкал

2.4 Техника безопасности

Выводы

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Определение микроколичеств нитрит-ионов в водах, почвах и пищевых продуктах относится к числу важных задач в связи с широким и зачастую неумеренным применением в качестве удобрений нитратов, продуктом неполного восстановления которых являются нитриты.

Для определения нитрит-ионов чаще всего используют различные спектрофотометрические методики, основанные на образовании окрашенных азосоединений. Эти методики имеют хорошие метрологические характеристики, однако для анализа окрашенных и мутных растворов требуется трудоёмкая пробоподготовка. Кроме того, реагенты, используемые для проведения реакций диазотирования и азосочетания, часто нестабильны и канцерогенны.

В последние годы интенсивно развиваются сорбционно-спектроскопические методы анализа, основанные на сочетании сорбционного концентрирования соединений на пенополиуретанах (ППУ) с последующим их определением непосредственно в фазе сорбента с помощью спектроскопии диффузного отражения.

Нитрит-ионы, взаимодействуя с ППУ в солянокислом водном растворе, образуют окрашенные диазотированные пенополиуретаны. Это даёт возможность применять для определения нитрит-ионов спектроскопию диффузного отражения или тест-методы.

Как известно, многие тест-методы базируются на визуальном наблюдении изменений цвета в результате применения хромогенных реагентов; часто проводится сравнение со стандартной шкалой окрасок. Однако возможности человеческого глаза ограничены; кроме того, существенен субъективный фактор человеческого зрения. С этим связаны трудности создания объективных метрологических характеристик визуальных тест-методов. Выход можно искать не только на пути использования сложных аналитических приборов, но и на пути привлечения другой методологии, а именно цветометрии.

Применение цветометрии позволяет создать равноконтрастную стандартную цветовую шкалу, интенсивность окраски элементов которой будет хорошо различима для человеческого глаза. Это, в свою очередь, позволит повысить точность тестовых хемосорбционных определений.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Обзор методов качественного и количественного определения нитрит-ионов

1.1.1 Качественное обнаружение нитрит-ионов [1, с. 33]

Кислоты разлагают все нитриты с образованием газообразного NO₂, окрашенного в бурый цвет.

Иодид калия в присутствии H₂SO₄ окисляется нитритами до свободного J₂ (так же действуют и другие окислители: MnO₄^-, CrO₄^2-, AsO₄^3-).

Уксуснокислый раствор бензидина в присутствии ионов NO₂^- образует желтоокрашенное соединение. Сульфаниловая кислота и 1-нафтиламин (реактив Грисса-Илосвая) в уксуснокислой среде образуют с нитрит-ионами окрашенный азокраситель. Предложена микрокристаллоскопическая реакция для обнаружения нитрит-ионов: крупинку исследуемого вещества вносят в каплю раствара, содержащего ацетат калия, свинца и меди (ІІ) и подкисленного CH₃COOH. Выделяются черные кристаллы K₂Pb[Cu(NO₂)₆]. Этим способом удается открыть до 0,75 мг/мл NO₂^-. Предельное разбавление 1 : 1500. Присутствие ионов NO₃^- не мешает реакции. Реакция образования K₃[Co(NO₂)₆]. При смешивании испытуемого раствора с растварами Co(NO₃)₂, разбавленной уксусной кислоты и KCl в присутствии NO₂^- появляется желтый кристаллический осадок. Перманганат калия обесцвечивается в кислой среде при нагревании в присутствии нитрит-ионов в результате восстановления марганца до Mn²⁺.

о-Аминоанилид бензолсульфоновой кислоты (сернокислый раствор) в кислой среде осаждает ионы NO₂^-.