Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Если анализируемый объект представляет собой водный раствор без осадка, то применяемая схема анализа заключается в следующем (в конкретных случаях отдельные детали анализа могут быть различными).

Анализируемый раствор может быть окрашенным или бесцветным.

По окраске раствора высказывают предположения о присутствии или отсутствии катионов, имеющих характерную окраску. Если, например, раствор прозрачный и бесцветный, то можно предположить, что он не содержит катионы Cr³⁺, Fe³⁺, Cu²⁺, Co²⁺, Ni²⁺.

Некоторые предварительные указания можно получить и на основании измерения значения pH раствора (например. С помощью универсальной индикаторной бумаги, которая при разных значениях рН водного раствора окрашивается в различные цвета). Если значение рН раствора находится в пределах рН = 2-4 (и раствор не содержит осадка), то в нем отсутствуют олово(II), сурьма(III), сурьма(V), висмут(III), ртуть(II), железо(III), так как в противном случае их продукты гидролиза выделялись бы в форме осадков при указанных значениях рН раствора.

Анализируемый раствор обычно делят на три части. Одну часть используют для предварительных испытаний, другую – для проведения систематического анализа, третью – оставляют для контроля.

1. Предварительные испытания. В отдельных небольших порциях анализируемого раствора (объемом примерно по 0,3-0,5 мл) определяют наличие катионов II-VI аналитических групп действием групповых реагентов – водного раствора хлороводородной кислоты, водного раствора серной кислота, водного раствора гидроксида натрия в присутствии пероксида водорода, водного 25%-го раствора аммиака.

Определив наличие катионов различных групп, приступают к разделению их с помощью групповых реагентов по методу систематического анализа.

2. Систематический анализ.

А)Отделение и открытие катионов второй аналитической группы. Если в растворе присутствуют катионы второй аналитической группы (Ag⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺), то их отделяют действием водного раствора хлороводородной кислоты в виде смеси осадков хлоридов AgCl, Hg₂Cl₂ и PbCl₂ белого цвета, в которой затем открывают каждый из указанных катионов как описано выше.

Б)Отделение и открытие катионов третьей аналитической группы. Маточник, оставшийся после отделения от анализируемого раствора осадков хлоридов катионов второй аналитической группы, медленно обрабатывают водным раствором серной кислоты (с добавлением этанола, если в растворе присутствуют катионы кальция). Выделяются белые осадки сульфатов катионов третьей аналитической группы – кальция CaSO₄, стронция SrSO₄, бария BaSO₄, а также сульфат свинца PbSO₄ (катионы свинца Pb²⁺ были полностью отделены на предыдущем этапе при обработке раствора хлороводородной кислотой, поскольку хлорид свинца заметно растворим в воде).

Для перевода сульфатов в карбонаты к осадку сульфатов кальция, стронция и бария прибавляют небольшое количество насыщенного водного раствора карбоната натрия (соды) Na₂CO₃, смесь перемешивают и нагревают несколько минут на водяной бане. Сульфаты переходят в карбонаты.

    Оставшийся осадок уже карбонатов кальция, стронция и бария обрабатывают раствором уксусной кислоты (2 моль/л) при нагревании. Осадок растворяется. В полученном растворе затем открывают каждый катион третьей аналитической группы, как было описано выше.

Предварительное открытие некоторых катионов четвертой, пятой и шестой аналитических групп. Раствор, оставшийся после отделения катионов второй и третьей аналитических групп, может содержать катионы первой, четвертой, пятой и шестой аналитических групп по кислотно-основной классификации. Перед продолжением проведения дальнейшего систематического анализа можно предварительно открыть (хотя это делается не всегда) некоторые катионы в отдельных небольших порциях этого или исходного раствора, например, катионы железа(II) Fe²⁺, железа(III) Fe³⁺, хрома(III) Cr³⁺, меди(II) Cu²⁺, мышьяка(V), сурьмы, марганца(II), кобальта(II) Co²⁺, никеля(II) Ni²⁺, ртути(II) Hg²⁺, висмута(III), а также катионы первой аналитической группы.

Открытие катионов железа. Катионы железа(II) Fe²⁺ открывают реакцией с гексацианоферратом(III) калия K₃[Fe(CN)₆] в кислой среде (рН = 2-3). В присутствии катионов Fe²⁺ образуется темно-синий осадок турибулевой сини. Если цвет осадка иной, это свидетельствует об отсутствии катионов железа(II).

    Катионы железа (III) открывают реакцией с гексацианоферратом(II) калия K₄[Fe(CN)₆] (также в кислой среде, рН = 3). При наличии в растворе катионов образуется темно-синий осадок берлинской лазури.

Открытие катионов хрома( III ) Cr ³⁺ . Катионы хрома(II) предварительно открывают, окисляя их пероксидом водорода до хромат-ионов в присутствии щелочи.

Открытие катионов меди( II ) Cu ²⁺ . Катионы меди(II) предварительно открывают в отдельной порции раствора реакцией с концентрированным растворoм аммиака, при которой образуется аммианый комплекс меди(II) [Cu(NH₃)₄]²⁺ интенсивно синего цвета.

Открытие катионов марганца( II ). Эти катионы открывают в отдельной порции раствора реакцией окисления Mn²⁺ до перманганат-ионов MnO₄^- висмутатом натрия NaBiO₃ в азотнокислой среде – наблюдается окрашивание раствора в малиново-фиолетовый цвет.

Открытие катионов кобальта(II) Co ²⁺ . Если в растворе присутствуют катионы железа(III) и меди(II), то катион Co²⁺ открывают капельной реакцией на полоске фильтровальной бумаги с 1-нитрозо-2-нафтолом (реактив Ильинского) в уксусной среде – наблюдается возникновение окрашенной коричневой зоны вследствие образования комплекса кобальта (пурпурно-красного цвета в чистом виде) с органическим реагентом. Большие количества катионов меди(II) Cu²⁺ мешают определению.

    При отсутствии в растворе катионов Fe³⁺ и Cu²⁺ кобальт(II) открывают реакцией с тиоцианатами аммония NH₄NCS или калия KNCS в присутствии изоамилового спирта (экстрагент) – наблюдается окрашивание органического слоя в ярко-синий цвет вследствие образования синего тиоцианатного комплекса [Co(NCS)₄]^2-, экстрагирующегося в органическую фазу.

Открытие катионов никеля( II ) Ni ²⁺ . Если в растворе отсутствуют катионы железа(), то никель() открывают капельной реакцией с диметилглиоксимом (реактив Чугаева) в аммиачной среде а полоске фильтровальной бумаги – возникает окрашенная розовая зона вследствие образования комплекса никеля с диметилглиоксимом красного цвета.

    Катионы железа(II), меди(II) и других металлов, образующих окрашенные аммиачные комплексы, мешают определению.

    Открытие катионов ртути (). Катионы открывают реакцией с хлоридом олова() (точнее – с хлоридными комплексами) – наблюдается выпадение белого осадка каломели, который темнеет вследствие выделения тонкодисперсной металлической ртути, образующейся при восстановлении оловом().

    Открытие катионов висмута(). Если в растворе отсутствуют катионы сурьмы и ртути(), то висмут() открывают реакцией восстановления висмута() до металлического висмута оловом() (точнее – комплексами) – наблюдается образование черного осадка, содержащего металлический висмут.

    В) отделение катионов четвертой аналитической группы от катионов пятой и шестой аналитических групп. После предварительного открытия ряда катионов в отдельных порциях раствора (как описано выше), оставшегося в результате отделения катионов второй и третьей аналитических групп, из основной части этого раствора, содержащего катионы первой, четвертой, пятой и шестой аналитических групп, отделяют сурьму (если предварительные испытания показали ее наличие в растворе). Для этого к раствору прибавляют небольшие количества водного 2 моль/л раствора азотной кислоты и водного 3%-го раствора пероксида водорода, смесь нагревают несколько минут на кипящей водяной бане. В этих условиях вся сурьма переходит в сурьмяную кислоту.

    К центрифугату медленно прибавляют водный 2 моль/л раствор гидроксида натрия до нейтральной реакции среды и затем – дополнительно к раствору, оставшемуся после отделения катионов II и III групп добавляют избыток раствора гидроксида натрия и небольшое количество пероксида водорода. Нагревают смесь на кипящей водяной бане. В этих условиях катионы четвертой аналитической группы, образовавшие соответствующие растворимые гидроксокомплексы, остаются в растворе, а катионы пятой и шестой аналитических групп переходят в осадок (смесь гидроксидов и основных солей).

    В части центрифугата открывают катионы четвертой аналитической группы, как описано выше.

    Г) разделение и открытие катионов пятой и шестой аналитических групп. Полученный свежевыпаренный осадок гидроксидов, гидротированных оксидов и основных солей катионов пятой и шестой аналитических групп обрабатывают при нагревании раствором азотной кислоты (1:1) в присутствии пероксида водорода.

Азотнокислый раствор после отделения сурьмы нейтрализуют 1 моль/л раствором соды до начала помутнения, прибавляют двух-трехкратный объем концентрированного раствора аммиака и нагревают до 40-50 ⁰С. при этом катионы шестой аналитической группы переходят в раствор в виде комплексных аммиакатов состава, и. в осадке остаются гидроксиды катионов пятой группы.

    Смесь центрифугируют. Центрифугат, содержащий катионы шестой аналитической группы, отделяют от осадка, содержащего катионы пятой аналитической группы. Центрифугат и осадок анализируют раздельно.

    Осадок: промывают 2 моль/л водным раствором NH₄OH. Растворяют в 2 моль/л растворе HNO₃ и определяют катионы пятой группы.

    Центрифугат: обрабатывают 1 моль/л раствором H₂SO₄ до рН < 7 и определяют катионы шестой группы.

    Д)Открытие катионов первой аналитической группы. Открывают дробным методом в отдельных пробах исходного раствора до или после отделения катионов второй и третьей аналитических групп.

 

Контрольные вопросы и задания по теме занятия

1.Как определяют pH анализируемого раствора? Какие предварительные выводы можно сделать о наличии анионов?

2.Как проводят пробу на газ?

3.Каким образом определяют в пробе наличие анионов первой аналитической группы?

4.Каким образом определяют в пробе наличие анионов второй аналитической группы?

5.Каким образом определяют в пробе наличие анионов третьей аналитической группы?

6.Какую реакцию необходимо провести для обнаружения анионов-окислителей?

7.Каким образом определяют в пробе наличие анионов-восстановителей?

Основная литература:

1. Аналитическая химия (аналитика). Общие теоретические основы. Качественный анализ. [Текст]: учеб. для вузов / Ю.Я. Харитонов [и др.]. - М.: Высш. шк., 2008. – 501 – 514 с.

Дополнительная литература:

1. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Учеб. пособие для вузов [Текст] / Под ред. Ю.А. Золотова - М.: Высш. шк., 2001. – 16 – 99 с.

 

Тема 18

Хроматография

План занятия

1. Проверка посещаемости и информация

2. Устный опрос и коррекция знаний

3. Лабораторная работа № 14 “Хроматография на бумаге. Распределительная и осадочная хроматография”

4. Подведение итогов занятия

УЧЕБНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТЕМЫ

С помощью хроматографии можно разделять и анализировать сложные смеси различных неорганических и органических веществ, в том числе и лекарственные препараты, поэтому хроматография в настоящее время представляет собой один из важнейших методов химико-фармацевтического анализа.

Хроматографические методики включают несколько этапов.

1. Подготовка анализируемой пробы и сорбента (колонки или тонкого слоя).

2. Нанесение пробы на тонкий слой сорбента, бумагу или введение пробы в разделительную колонку.

3. Элюирование.

4. Обнаружение зон разделённых веществ – детектирование (проявление зон).

5. Количественное определение содержания вещества в разделённых зонах.

Хроматография - динамический метод анализа, основанный на многократно повторяющихся процессах сорбции и десорбции.

Обязательное условие для проведения хроматографии – наличие двух фаз: неподвижной (жидкой или твердой) и подвижной (жидкой или газообразной). Подвижная фаза пропускается через неподвижную. В результате этого различные вещества перемещаются вдоль неподвижной фазы с разной скоростью, происходит их разделение.

Классификация хроматографических методов:

I. По доминирующему механизму

1) Абсорбционная

2) Распределительная

3) Ионнообменная

4) Хемосорбционная

5) Молекулярно-ситовая

II. По технике выполнения:

1) Колоночная

2) Тонкослойная

3) Бумажная хроматография

 III. По способу относительного перемещения фаз:

1) фронтальная – в хроматографическую колонку непрерывно вводят анализируемый раствор

2) элюентная (или проявительная) – анализируемые вещества вымывают из хроматографической колонки чистым растворителем

3) вытеснительная – используют раствор, который вытесняет анализируемые вещества из колонки, т.к. его сродство к сорбенту выше, чем у анализируемых веществ

IV. Хроматографические методы различают по агрегатному состоянию неподвижной и подвижной фаз:

Подвижная фаза

Подвижная фаза

- Жидкость (жидкостная хроматография –(ЖХ)) Газ (газовая хроматография – (ГХ)) Твёрдое тело(адсорбционная хроматография). Жидкость, в виде плёнки на инертном носителе. Жидкостно-твердофазная [жидкостно-адсорбционная хроматография – (ЖАХ)] Жидкостно-жидкостная (ЖЖХ)   Газотвердофазная [газо-адсорбционная хроматография – (ГАХ)] Газожидкостная (ГЖХ)

Основные механизмы хроматографических методов анализа:

Адсорбционная хроматография – основана на различии в адсорбционных свойствах разделяемых веществ. В качестве неподвижной фазы обычно используют твердые адсорбенты (оксид алюминия, силикагель, активированный уголь и т.д.). Компоненты, не адсорбирующиеся неподвижной фазой, будут во время анализа находится только в подвижной фазе. Скорость их перемещения вдоль неподвижной фазы будет максимально возможной. Наоборот, хорошо адсорбирующиеся компоненты будут медленно передвигаться вдоль неподвижной фазы. Применяют адсорбционную хроматографию преимущественно для разделения неэлектролитов, паров и газов; в технологических процессах – для выделения различных веществ. Наиболее распространенный колоночный вариант адсорбционной хроматографии.