Železo v rostlinných pletivech je obsaženo ve formě komplexů Fe 2+ a Fe 3+. K detekci kationtů železa lze použít dobře známé reakce [7]:
Fe 3+ + 3OH – →Fe(OH)3↓ ztráta hnědého sedimentu
Fe 2+ + 2OH – →Fe(OH)2↓ zelený sediment
Fe 3+ + K + + [Fe(CN)6] 4- →KFe[Fe(CN)6]↓ srážení pruské modři
FeCl3 + 3KCNS ↔ 3KCl + Fe(CNS)3 tvorba červeného roztoku
Protože cílem práce je stanovení dvojmocného i trojmocného železa, zvolili jsme reakci s kyselinou sulfosalicylovou. Tato metoda je založena na schopnosti kyseliny sulfosalicylové vytvářet barevné komplexní sloučeniny se železem.
Sulfosalicylová metoda stanovení železa
Kyselina sulfosalicylová C7Н6О6S tvoří se železem komplexní ionty různých barev: při pH = 1,8-2,5 + červená, při pH = 4-8 2> – hnědá, při pH = 8-11 3> 3- žlutá (Sal- označuje anion kyseliny sulfosalicylové) [ 8].
Kyselina sulfosalicylová je jako aromatická hydroxykyselina zvláště schopná tvořit intrakomplexní sloučeniny. V kyselém prostředí jsou uvedené komplexní ionty tvořeny pouze oxidem železa, v alkalickém prostředí – oxidem a železem, protože za těchto podmínek se Fe 2+ snadno oxiduje na Fe 3+. Amoniakální verze sulfosalicylové metody tedy určuje celkový obsah železa – součet iontů Fe 2+ + Fe 3+.
V prostředí amoniaku (alkalické prostředí) se Fe(II) snadno oxiduje na Fe(III), proto lze za těchto podmínek stanovit celkový obsah železa.
Stanovení obsahu železa se provádí fotometricky reakcí tvorby žlutého komplexu s kyselinou sulfosalicylovou v prostředí amoniaku.
Žlutá barva tohoto iontu je vysoce stabilní, což umožňuje určit jeho intenzitu v kolorimetru a na barevné škále. Pokud je obsah železa nízký, použije se fotokolorimetr.
2.5. Fotokolorimetrické stanovení železa
Obsah železa v jablkách jsme kvantitativně stanovili fotokolorimetrickou metodou (příloha 2, obr. 3) – na základě intenzity absorpce světla barevným roztokem [6]. Intenzitu absorpce světla charakterizuje optická hustota – desátý logaritmus poměru intenzity dopadajícího světelného toku k intenzitě toku procházejícího touto vrstvou. Při konstantní tloušťce vrstvy barevné látky a při určité vlnové délce světla je optická hustota přímo úměrná koncentraci látky (Beerův zákon). Při znalosti hodnoty optické hustoty je tedy možné určit koncentraci látky v roztoku.
Příprava standardních roztoků
K přípravě standardního roztoku lze použít různé soli železa, my jsme použili chlorid železitý FeCl3 ∙ 6h2O (analytická kvalita), kyselina byla přidána k potlačení hydrolýzy při přípravě roztoku.
a) Základní standardní roztok – 0,483 g soli FeCl3 ∙ 6h2O se rozpustí v 1litrové odměrné baňce, přidá se 10 ml koncentrované HCl a zředí se po značku destilovanou vodou (1 ml roztoku obsahuje 0,1 mg železa).
b) Pracovní roztok pro stanovení oxidu železa (Fe 3+ ) – 2 ml základního standardního roztoku FeCl3 ∙ 6h2O byl převeden do 50ml odměrné baňky, přidán 1 ml koncentrované HCl, 1 ml 25% roztoku kyseliny sulfosalicylové a zředěno po značku destilovanou vodou (1 ml vína červeného roztoku obsahuje 0,004 mg železa).
c) Pracovní roztok pro stanovení celkového železa (Fe 2+ + Fe 3+ ) – 2 ml základního standardního roztoku FeCl3 ∙ 6h2O byl převeden do 50 ml odměrné baňky, přidán 1 ml 25% roztoku kyseliny sulfosalicylové, 1-2 ml 25% roztoku amoniaku (dokud se neobjevilo stabilní žluté zbarvení), upraveno po značku destilovanou vodou ( 1 ml roztoku obsahuje 0,004 mg žlázy).
Vytvoření kalibračního grafu
1,2,3,4,5 atd. byly odebrány do odměrných zkumavek. pracovní roztoky byly přidány do každého s destilovanou vodou na objem 10 ml. Tak jsme získali řadu standardních roztoků s obsahem železa (mg/l): 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2,0 atd. (Příloha 3, Obr. 4, Příloha 4, Obr. 7)
Připravili jsme řadu roztoků barevné látky o různých koncentracích. Zařízení jsme zkalibrovali, odečetli spektrum a zaznamenali vlnovou délku, při které bude měření prováděno – 485,1 nm pro červeně zbarvené roztoky (příloha 3, obr. 5) a 400,3 nm pro žluté (příloha 4, obr. 8). Sestrojili jsme grafy závislosti optické hustoty na koncentraci roztoku – kalibrační grafy:
Pro stanovení oxidu železa v kyselém prostředí (příloha 3, obr. 6):
