Застосування іонообмінної хроматографії - раздел Философия, Тема 1. Введення в фізико-хімічні методи аналізу Іонообмінно-Хроматографічний Метод Використовують Для Вирішення Різноманітних...
Іонообмінно-хроматографічний метод використовують для вирішення різноманітних аналітичних завдань – розділення та кількісного визначення неорганічних і органічних компонентів, отримання аналітичних концентратів, визначення концентрації іонів у водних розчинах тощо.
Розглянемо розділення катіонів металів без застосування комплексоутворювальних реагентів. Для розділення і визначення крізь катіоніт пропускають суміш катіонів металів, потім елюють їх розчинами кислоти або її солі оптимальної концентрації.
Використовують катіоніти в Н+-формі й проводять розділення зазвичай в кислих розчинах, в яких багатозарядні катіони металів не гідролізують. У цьому разі розділення рівнозарядних катіонів зумовлюється різницею їхніх іонних радіусів, а розділення різнозарядних катіонів – величиною заряду. Рухомою фазою при розділенні катіонів найчастіше є розчини хлоридної, нітратної кислот або їх солей. Розділені катіони елюються з колонки в результаті їх заміщення у фазі іонообмінника катіонами, що містяться в рухомий фазі.
Наприклад, елюювати сорбовані на іоніті – вольфраматі цирконію катіони натрію можна 0,1 M, калію – 0,5 М, рубідію – 1,0 M, цезію – 3,0 M підкисленим розчином NH4Cl. Елюювати сорбовані на іоніті – молібдаті цирконію катіони кальцію, стронцію і барію можна підкисленим розчинам NH4Cl з концентраціями відповідно 0,2, 0,5 і 1,0 М.
Розділення аніонів проводиться на аніонообмінниках, які містять фіксовані групи -NR3,-NHR2,-NH2R і аніони як протиіони. Найбільш поширеними елюентами при визначенні аніонів є розчини карбонату, гідрокарбонату або гідроксиду натрію. Розділені аніони елюються з колонки аніонами, що містяться в рухомий фазі.
Час і порядок елюювання катіонів та аніонів залежить від їх заряду і розміру гідратованого іона. Іони утримуються тим сильніше, чим більший їх заряд і менший розмір гідратованого іона. Елююча здатність рухомої фази зростає зі збільшенням концентрації іонів, що містяться в ній, і їх спорідненості до іонообмінника, яка залежить від заряду і розміру елюючого іона. При використанні в елюенті солей слабких кислот їх елююча здатність залежить від рН розчину, оскільки при зміні рН змінюється склад розчину.
Спочатку експериментально у статичному режимі знаходять коефіцієнти розподілу кожного іона металу за різних концентрацій кислоти або її солі (при різних рН). За отриманими результатами обчислюють залежність коефіцієнта селективності α від концентрації кислоти (іонів водню) для пар катіонів і вибирають оптимальну концентрацію кислоти або її солі – таку, за якої α досягає максимального значення.
Розділення простих і складних кисневмісних аніонів проводять на сильноосновних аніонітах в OH--, Сl- або ΝΟ3--формі. Оптимальні умови розділення аніонів сильних кислот знаходять аналогічно розділенню катіонів, урахувавши, що коефіцієнт розподілу і коефіцієнт селективності α залежать від концентрації протиіона (ОН-, Cl- або ΝΟ3-).
Наприклад, елюювати з сильноосновного іоніту хлорид-, бромід-, йодид- іони можна розчином нітрату натрію (0,5 M для хлоридів, 2,0 M для бромідів і йодидів).
Іоніти, модифіковані органічними аналітичними реагентами, використовують для візуального тестування іонів металів у вигляді забарвлених сполук, які утворюються у фазі сорбенту. Кількісне визначення можливе безпосередньо в сорбенті методом спектроскопії дифузного відбивання або будь-яким методом у десорбаті, отриманому обробкою іоніту відповідним елюентом. Якщо іоніт використовують у вигляді тонкої плівки, то сорбовані іони можна визначати спектрофотометричним або фотометричним методом, вимірюючи оптичну густину плівки.
Методом іонообмінної хроматографії можна розділяти органічні кислоти та основи, а також речовини неіонного характеру отриманням продуктів конденсації або координації їх із простими іонами. Порівнюючи процес іонного обміну органічних сполук і неорганічних іонів, треба пам'ятати, що при розділенні органічних іонів важко передбачити селективність сорбції, а отже, і порядок елюювання. Чим більша молекулярна маса органічної кислоти або основи, тим сильніше вона утримується іонообмінною смолою. Однак, якщо розмір іонів більший за розміри пор, то смоли проявляють "ситовий" ефект, і сорбція великих іонів зменшується. При розділенні органічних іонів часто застосовують неводні розчинники. Різниця сили кислот або основ значно впливає на селективність сорбції, тому регулюючи рН елюенту, можна досягти потрібного розділення.
Іонний обмін використовують для аналізу нелетких органічних сполук. Леткі органічні сполуки зручніше розділяти методом газової хроматографії.
Іонообмінною мембраною називають плівку, отриману з іонообмінної смоли. Крізь катіонітні мембрани можуть проникати тільки катіони, а крізь аніонітні – тільки аніони. Цю властивість іонообмінних мембран використовують для розділення катіонів і аніонів, а також для їх відокремлення від неелектролітів методом електродіалізу.
Іонітні мембрани використовують також для виготовлення іоноселективних електродів. Мембранний електрод – це трубка, один кінець якої запаяний іонітною плівкою. Трубку заповнюють розчином електроліту, іонами якого "заряджена" іонітна мембрана. При зануренні такого електрода в розчин, що містить такі самі іони, на іонітній плівці виникає концентраційний потенціал, величина якого залежить від різниці концентрацій іонів по обидва боки мембранної плівки.
Крім аналітичної хімії, іонообмінні сорбенти використовують також в інших галузях, зокрема для синтезу нових хімічних сполук, вилучення цінних компонентів із відходів промислових виробництв, вивчення процесів комплексоутворення в розчинах тощо.
ТЕМА РЕФРАКТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД АНАЛІЗУ... Метод що рунтується на вимірюванні показника заломлення називається рефрактометричним...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Застосування іонообмінної хроматографії
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Тема 1. Введення в фізико-хімічні методи аналізу.
Що являє собою дисциплінааналітична хімія?В 1992 році Федерація європейських хімічних товариств оголосила конкурс на краще визначення аналітичної хімії. Було вибран
Суть рефрактометричних методів аналізу.
Заломленням або рефракцією (від лат. Refractus - заломлений), називають зміну напрямку прямолінійного поширення світла при переході з одного середовища в інше. Заломлення, так само
Показник заломлення.
Відхилення світлового променя від початкового напрямку при переході його з одного середовища в іншу тим більше, чим більша різниця в швидкостях поширення світла в двох даних середовищах. Відомо, що
Граничний кут заломлення
Якщо світловий промінь падає не перпендикулярно на межу поділу двох прозорих середовищ, швидкість поширення світла в яких різна, відбувається зміна напрямку його поширення – заломлення або рефракці
Граничний кут повного внутрішнього відбивання.
При переході світла з більш оптично густого середовища в менш оптично густе кут заломлення буде більшим, ніж кут падіння – i˂ r (рис. 3, пр. 1 і 1 `). При деякому значенні кута падіння іг
Дисперсія речовини і молекулярна рефракція.
Важливою характеристикою оптичних властивостей речовини є дисперсія – залежність швидкості поширення хвиль світла від їх довжини. Звідси випливає ще одне визначення цього поняття: дисперсія
Молекулярна рефракція.
На заряджені частинки, які здійснюють вимушені коливання в результаті впливу світлової хвилі, впливають сусідні заряджені частинки – електрони і ядра інших атомів і молекул. Чим більше цих частинок
Аналіз двокомпонентних систем.
Залежність показника заломлення гомогенної двокомпонентної системи від її складу встановлюється експериментально, шляхом визначення показника заломлення для ряду стандартних систем, вміст компонент
Аналіз трикомпонентних систем.
Залежність між величиною показника заломлення та складом використовується і при аналізі трикомпонентних систем, однак тут ця залежність має більш складний характер. У цьому випадки завжди є ряд сум
Загальна характеристика абсорбційних оптичних методів
Для хімічного аналізу використовуються закономірності як випромінювання електромагнітних хвиль об'єктом аналізу, так і взаємодії випромінювання від стороннього джерела з матеріалом об'єкту аналізу.
Повна енергiя молекули як сума трьох складових.
Енергія молекул складається з:
1. Енергій оптичних (валентних) електронів, які можуть знаходитися або на нижчих (незбуджених) енергетичних рівнях, або на одному із збуджених рівнів:
Види спектрів
В аналітиці використовують спектри випромінювання і поглинання.Спектри бувають суцільні (безперервні), смугасті та лінійчасті. Суцільний спектр випромінювання складається з сукупно
Прилади абсорбційної спектроскопії
Кожний абсорбційний спектральний прилад містить наступні необхідні частини: джерело випромінювання, оптичні засоби, приймач потоку випромінювання (детектор):
Кількісний фотоколориметричний аналіз. Фотометричні реакції
Кількісний аналіз з використанням молекулярних спектрів поглинання – найпоширеніший у практиці аналітичної хімії. Метод має порівняно високу чутливість – нижня межа визначення може досягати значень
Вибір оптимальних умов утворення забарвлених сполук
При проведенні фотометричної реакції визначуваний компонент переводять у сполуку, яка володіє значним поглинанням. Найчастішевизначувану речовину зв’язують у комплексну сполуку з р
Умови фотометрування.
Отриману в оптимальних умовах форму елемента фотометрують, тобто вимірюють оптичну густину розчину А. Розробка фотоколориметричної методики включає наступні етапи:
1. Вибір довжини хвилі с
Переваги та недоліки фотометричних методів
Сьогодні для більшості хімічних речовин відомі зручні й чутливі методи фотометричного визначення. Зумовлено це тим, що є дуже багато реагентів, які утворюють з аналізованими речов
Суть методу.
Здатність атомів і молекул поглинати енергію, що надходить до них ззовні, викликає їх перехід у новий енергетичний стан, який називається збудженим, і в якому перебувають дуже обмежений час (~10
Механізм люмінесценції
Розглянемо детальніше механізм збудження молекулярної люмінесценції та її видів.
Отриману енергію молекула може втрачати різними шляхами, серед яких може бути і випромінювання відповідно д
Характеристики люмінесценції
Найважливішими характеристиками фотолюмінесценції молекул речовин є їх спектри поглинання, збудження і люмінесценції.
Спектри поглинання молекул зумовлені
Закон Стокса–Ломмеля.
За відомим правилом Д. Стокса, встановленим ще в 19 ст., тобто до квантової теорії, на основі простих спостережень, енергія кванта люмінесценції завжди менша за енергію кванта збудження hν
Правило дзеркальної симетрії Льовшина.
За цим правилом нормовані (зведені до одного максимуму і подані у функції частот) спектри поглинання і люмінесценції дзеркально симетричні щодо прямої, проведеної через точку перетину спектрів перп
Закон Вавілова С.І.
Залежність між енергетичним виходом і довжиною хвилі збуджуючого потоку відома як закон Вавілова С.І., згідно з яким Веспочатку зростає прямопропорційно до довжини хвилі збудження λ
Гасіння люмінесценції.
Проблема, з якою часто зустрічаються при використанні люмінесценції в кількісному аналізі полягає в її гасіннібагатьма речовинами. Гасіння може бути зумовлене самою
Якісний і кількісний люмінесцентний аналіз
Висока чутливість люмінесцентного методу дає змогу використовувати люмінесцентні реакції для виявлення речовин у різних об’єктах, причому використовують реакції різних типів. Для якісного аналізу і
Суть і особливості хроматографічних методів аналізу
Одне з важливих завдань сучасної аналітичної хімії – надійний і точний аналіз органічних та неорганічних речовин, часто близьких за будовою та властивостями.
Хроматографія
Класифікація хроматографічних методів аналізу
Існує багато варіантів здійснення хроматографічного аналізу. В основу класифікацій хроматографічних методів покладені принципи, що враховують наступні різні особливості процесу розділення:
Хроматограма та її характеристики
У сучасній хроматографії хроматограма – це графік залежності величини аналітичного сигналу (чи концентрації речовини/речовин) від об'єму рухомої фази або часу проведення аналізу. Хр
Пояснення причин розмивання хроматографічних піків.
Метою хроматографічного процесу є розділення суміші речовин. Єдиної стрункої теорії, яка кількісно описує весь процес хроматографічного розділення, до теперішнього часу немає. Встановлення т
Селективність колонки
Для успішного якісного і кількісного хроматографічного аналізу потрібне таке розділення, яке б дозволило з необхідною точністю вимірювати якісні і кількісні параметри хроматографічн
Вибір температури
На селективність α дуже сильно впливає температура, а на ефективність n – впливає швидкість потоку газу-носія. Зі збільшенням температури знижується α, але при цьому підвищується ефективн
Загальні відомості. Іонний обмін як принцип розділення.
Переважна більшість неорганічних і значна частина органічних сполук у водних розчинах дисоціює з утворенням простих гідратованих катіонів, простих і складних аніонів та комплексних іонів. Для їх ро
Основні властивості іонітів
До основних властивостей іонітів, що визначають їх якість як сорбентів, належать ємність, кислотно-основні властивості, селективність, набухання, хімічна стійкість, механічна міцність.
Най
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов