Расчет абсолютной и относительной погрешностей определения
Расчет навески – g
g = CN • МЭ • V (л) = 1 • 74 • 0,1 = 7,4 г
М = 35 + 39 = 74 г
МЭ = М • fЭ = 74 • 1 = 74 г/Моль
2. Приготовление запасного стандартного раствора Mg2+: Приготовьте 100 мл 1,0 М раствора хлорида магния MgCl2. Навеску (20,3303±0,0010) г MgCl2•7H2O (проверьте расчетами правильность навески), предварительно высушенную до постоянной массы при 1100 С, взвесьте на АВ и растворите в мерной колбе в дистиллированной воде.
Расчет навески – g
g = CN • МЭ • V (л) = 1 • 213 • 0,1 = 21,3 г
М = 94 + 119 = 213 г
МЭ = М • fЭ = 213 • 1 = 213 г/Моль
3. Приготовление рабочих стандартных растворов хлорида магния с концентрацией Mg2+ 1,0•10-1 – 1,0•10-6 М: Приготовьте серию стандартных растворов 1,0•10-1 – 1,0•10-6 М Mg2+ по 50 мл каждый. Растворы готовятся из запасного стандартного раствора (см. п. 2) методом последовательного разбавления. Каждый последующий раствор готовят разбавлением предыдущего в мерных колбах на 50 мл согласно алгоритму, предложенному в таблице 4.
Таблица 4
| Наименование компонента | Количество раствора, мл | |||||
| Номер эталонного раствора (пробы) | ||||||
| Стандартный раствор с концентрацией Mg 2+: а) 1,0М | 5,0 | |||||
| б) 1,0•10-1М | 5,0 | |||||
| в) 1,0•10-2М | 5,0 | |||||
| г) 1,0•10-3М | 5,0 | |||||
| д) 1,0•10-4М | 5,0 | |||||
| е) 1,0•10-5М | 5,0 | |||||
| 1,0 М КCl | По 5 мл в каждую мерную колбу | |||||
| Н2О дист | Довести в мерных колбах до метки | |||||
| Концентрация Mg 2+, моль/л | 1,0•10-1 | 1,0•10-2 | 1,0•10-3 | 1,0•10-4 | 1,0•10-5 | 1,0•10-6 |
| рMg = -lg[Mg 2+] | 1,00 | 2,00 | 3,00 | 4,00 | 5,00 | 6,00 |
4. Калибровка (настройка) магний селективного электрода по стандартным растворам (смотрите паспорт электрода).Полученные стандартные растворы (см. п.3) налейте в чистые стаканчики и, погрузив в раствор магний-селективный индикаторный электрод и хлорид-серебряный электрод сравнения, измерьте ЭДС ячейки (Е, мВ). Измерения проводите, переходя от раствора с меньшей концентрацией к раствору с более высокой концентрацией (в этом случае электроды можно не мыть, а лишь вытирать фильтровальной бумагой). Правила работы на потенциометре смотрите в паспорте прибора. Полученные данные занесите в табл. 5, обработайте их математически МНК.
Таблица 5
| № п/п | рMg | Е, мВ измеренная | Е, мВ рассчитанная | Е рассчит.= = a + в рMg |
| 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 | -361,4 -394,7 -416,2 -431,1 -445,3 -447,3 | -373,41429 -390,44858 -407,48287 -424,51716 -441,55145 -458,58574 | r = 0,96077 а = -356,38000 в = -17,03429 n = 6 |
Заполните табл. 5 до конца и постройте (на миллиметровой бумаге) калибровочный график Е = (рMg). Сравните экспериментально полученное значение крутизны электродной функции электрода (в) с паспортными данными электрода и оцените его качество.
5. Анализ воды: а) 1. Возьмите в мерную колбу на 50 мл аликвоту воды 5 мл, добавьте 5 мл 1М КCl, перемешайте и доведите до метки дистиллированной водой. Перелейте полученный раствор в чистый стаканчик и измерьте ЭДС, как это делали при калибровке электрода. По калибровочному графику определите рMg.
6. Расчеты: Рассчитайте СМ Mg2+ в воде (моль/л), зная, что рMg = -lg[Mg2+]. Пересчитайте СМ на массовую концентрацию магния, мг/л, по формуле:
С Mg2+, мг/л = СМ •М•1000 = 24,3050 • 10 -4,98524• 1000 = 0,251435225,
С пересчетом на разбавление: 2,51
где СМ – молярная концентрация магния, рассчитанная через рMg; М – молярная масса магния, г/моль, найденная по справочнику Лурье; 1000 – коэффициент пересчета с г на мг.
Расчет абсолютной и относительной погрешностей определения
Абсолютная погрешность (ошибка):
Dабс. = Хпракт. – Хист = 2,51 – 24,31 = -21,8.
Относительная погрешность (ошибка):
Dотн. = çDабс.ç *100% / Хист = 21,8*100 / 24,31 = 89,7.
Б) Способом добавок. 1. Возьмите в мерную колбу на 50 мл аликвоту воды 5 мл, добавьте 5 мл 1,0 М КCl, перемешайте и доведите до метки дистиллированной водой. 40 мл полученного раствора налейте в чистый стакан вместимостью 100 мл и измерьте ЭДС (Е1), как это делали при калибровке электрода.
2. Затем добавьте в него 1 мл стандартного раствора хлорида магния с концентрацией MgSO4 0,05 М и измерьте ЭДС (Е2).
Таблица 6
| № п/п | Объем анализируемого раствора, Vх, мл | Концентрация Mg2+ в добавляемом растворе, Сст., моль/л | Объем добавки, Vст., мл | ЭДС (Е1) | ЭДС (Еi) | Концентрация Mg2+ в анализируемом растворе, Сх, моль/л |
| 1,0•10-2 | -443,8 | -443,8 | ||||
| -439,0 | 0,0002634 | |||||
| -436,2 | 0,000265 | |||||
| -433,9 | 0,0002441 | |||||
| -432,6 | 0,000209 | |||||
| -431,2 | 0,0002444 |
3. Повторите п. 2 четыре раза, добавляя в стакан с анализируемой смесью каждый раз дополнительно по 1 мл стандартного раствора. Всякий раз измеряйте ЭДС (Еi). Данные измерений занесите в табл. 6.
4. Расчеты: Рассчитайте концентрацию ионов магния в растворе по формулам:
· с учетом разбавления 
; (смотри таблица 6)
· без учета разбавления 
:
Сх1 = 0
Сх2 = 0,000275
Сх3 = 0,0001375
Сх4 = 0,00009
Сх5 = 0,00007
Сх6 = 0,0000125
Где Сх – концентрация ионов магния в анализируемом растворе, моль/л; Сст. – концентрация ионов магния добавляемого стандартного раствора, моль/л; Е – разность потенциалов Еi – Е1, мВ; S – крутизна электродной функции, мВ.
Сравните два способа анализа по воспроизводимости и правильности. Как это сделать?