В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 2 (1108733), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Число вкстракций лт, необходимое для понижения концентрации Гех ' до 6.10 '" моль/л, определяем по уравнению !а с„.„-- !6 см„ !й '; 1'. + У„,.Й) — 16 У. ' !605-. 1615-10 т) !1,0 — О 7) — ! — 3+ 07) 26 !6 (50 + 5. 17,6) — !й 50 х, ! 4 — 1,70 0,44 = — 6 экстракций 2. Определить степень извлечения пикриновой кислоты из водного 0,05 М раствора при трехкратной экстракции бензолом прн и = )'е.иь/У„х. = 1:10. Коэффициент распределения пикриновой кислоты в системе бензол — вода составляет 35. Какова остаточная концентрация пикриновой кислоты в водном растворер Степень навлечения пикриновой кислоты при трехкратной экстракцни 74х вычисляем по формуле йв == 1 -,и, где т = —" == 0.1; !йм + !у 1 1 и — — — — — — — цО = к~.
!35.0,1 + 1!' 91,1 или 98,9%. 0сгаеочнаи кониенграони пикриновой кислоты в водной фазе сосганзнес 0 05 0 О!1 = 5,5.!О ' моль/л. 3. Можно ли добиться 99%-ного извлечения растворенного вещества с константой распределения 20 в результате: а) однократной обработки 100,0 мл водного раствора этого вещества 25,0 мл бензола; б) трехкратной такой же обработкиз Ответ: а) нет; )7! = 83 о6; б) да; )7з = 99,5% 4. Определить степень извлечения !г! и !с, а также оста;,.',,",::..
точную концентрацию в водной фазе диметилглиоксимата никеля из Ув мл водного раствора при рН 8,0 и т-кратном встряхива нии с У. мл хлороформа, если коэффициент распределения Дс= 410, а начальная концентрация св моль/л ,4; 99,94%„ оната олова -12 из У,мл мл бензола, ая концент- ) 97,22 оз:. 0 4 моль/л. нцентрации овательных ции алюмиесли У,мл и рН2,0, а '.,911,:-,:::,'~:,= ! Ответ: 1) 89,1%; 98,9%; 1,! ° !О з моль/л; 2) 97,6 ;;!',":;-'!;:.,),5 10 ' моль/л; 3) 94,2%; 9998%; 1,0 10 ~ моль/л йт Определить степень извлечения й! и И купфер : у.',!)!;:.г:,41з!) и остаточную концентрацию в водной фазе при р1 водного раствора при лз-кратном встряхивании с Уо 1:;,!~~;:!.-':,';::~он коэффициент распределения Р=350, а начальн '!". ~~,"„'','.':,, е рация со моль/л.
'.4-:.: 1 10 2,0 ! 0,2 2 20 2,0 3 0,5 з ! 3 25 2,0 2 0,5 :; ',-,'!;:; =',: Ответ: 1) 98,59 ~ 98,59 оз'. 2,8 10 ' моль/л; 2 ": '"'-'::::"'-99.998 озл 1,0.10 в моль/л; 3) 96,55 о' 99,88%; 6,0 1 :,'~~.",:".':,:,.-'",.6. Определить степень извлечения и снижение ко Я!и,:-;;:,:„й водной фазе за одну экстракцию и число послед ,.~,~"'!;::;"-~абстракций, необходимое для понижения концентра 'цяя (Ш) в водной фазе до конечной концентрации с', .Оз05М А1С!з встряхивают с Уо мл ацетилацетона пр !КОэффициент распределения составляет 23: Ответ; 1) 82,14%; 8,9 !О ' моль/л; 4; 2) 82,14%; 1,! ° 10" ' моль/л; 2; 3) 69,7%; 1,5.10 ' щщ~/лп 4 7. Из )т, мл водных 0,1 М растворов солей извлекают в ниде оксихинолятов трехкратной экстракцией хлороформом; а) лантан, б) самарий.
Коэффициенты распределения равны О, = — 370, 0,=280. Рассчитать минимальный расход растворителя для извлечения каждого из элементов, чтобы концентрация его в водном растворе понизилась до конечной концентрации г'. Ответ: 1) а) 7,50 мл, б) 7,86 мл; 2) а) 1,98 мл, б) 1,32 мл; 3) а) 7,29 мл, б) 9,63 мл. 8. Навеску никель-цинкового феррита, содержащего медь, массой гп г растворили и получилн !00,0 мл раствора, Аликвоту объемом )тд, мл поместили в делительную воронку, добавили необходимые реактивы и экстрагнровали медь тремя порциями по 10,0 мл этилацетата.
Объединенный экстракт довели до 50,00 мл зтилацетатом, фотометрировали и получили значения оптической плотности М . Определить массовую долю (%) меди в феррите, используя для построения градуировочного графика следующие данные, полученные в аналогичных условиях экстрагирования н фотометрирования (Г,-, мл стандартного раствора Си504, концентрация меди в котором составляла 2 мкг/мл): О,ОЗВ2 20Я О,ООО 0,2042 0.52 Щ О 210 О 415 20,0 1О,О 1ОД 15,0 0,250 0,370 Вдоиддт т, г А, 1'„, мл Л,, Ответ; !) 42 ° 10 %; 2) 6,3 ° 10 ~%; 3) 3,9-!О ~%. 9, Из навески почвы массой п1 г взбалтыванием с 50,00 мл разбавленного раствора НС1 извлекли медь; нз 25,0 мл фильтрата медь зкстрагировали 10,0 мл раствора диэтилдитиокарбамата натрия в тетрахлориде углерода и измерили оптическую плот ность органической фазы. Аналогично зкстрагировали медь из четырех стандартных растворов, приготовленных смешением Р„ мл рабочего раствора Сц504, содержащего 10„0 мкг в 1,0 мл и !25,0 — Р„) мл раствора НС1; и вновь измерили оптические плотности органических фаз А,,: Г„, ил .
ОД О,5 1,О 2,0 ,4,. 0,025 0,055 0,120 0,245 Определить концентрацию меди в почве (мг/кг), если для исследуемых образцов почвы найдены значения А,: Вариант 2 3 иг, г 1005 985 895 г4и о,от2 о,обо о 125 Ответ: 1) 11,9 мг/кг; 2) 13,2 мг/кг; 3) 22,6 мг/кг 10. Из 250,0 мл сточной воды отогнали анилин с водяным па,. ром и оттон выпарили досуха в присутствии кислоты, остаток растворили в )г мл буферного раствора с рН 3,5, )г, мл получен ного раствора экстрагировали 4,0 мл хлороформа в присутствии бромкрезолового пурпурового и измерили оптическую плотность органического слоя А„, Для построения градуировочного графика воспользовались стандартным раствором, содержащим 0,30 г/л анилина.
Для зтого 10,0 мл его разбавили до 500,0 мл водой, отобрали четыре пробы по !'г, мл, каждую упарили досуха, остаток растворили в.20,0 мл того же буферного раствора, 2,0 мл полученного раствора вкстрагировали и измерили Аг„аналогично исследуемым пробам .,'и'„, мл 5,0 10,0 15,0 20,0 Лм 0,080 0,155 0,245 0,325 Вычислить концентрацию акилина 1мкгтл! в сточных водах по следующим данным Вариагг ~ тг, ма 50 100 150 1'„„, ма 20 50 бо 0,130 0,195 0,310 Ответ: !) 46,0 мкг/л; 2) 57,6 мкг/л; 3) !32,0 мкг/л 11. Навеску руды массой лг г перевели в раствор и довели до :;;1::,',',''50,0мл.
Из полученного раствора отобрали две пробы объемом ':~~,:,':;,:;:, 20,00 мл. К одной из проб прибавили ! 0,00 мл стандартного рас. ,~!:„,;::::.:; твора рения (Т=-0,02 мг/мл), к другой — 10,00 мл воды. Из ;--!1-;:-":,!':.:.'Обеих 'проб рений многократно экстрагировали толуолом в при,;:;,-""';:"-'„: 'с)1тствии метилового фиолетового. Экстракты собрали в две кол- '~!.'~'",;;":: бы вместимостью 50,0 мл, довели объем талуолом до метни и из-,'.;~'„:-';!!. морили оптические плотности А, и А,4„ Определить массовую долю (9~5) рения в руде по следующим -'~~'"::::;,, Вариант 1 2 3 1,250 2,000 2,500 0.210 0,340 0,420 0 450 0,550 0,700 Ответг !) 3,36 10-'агг; 2) 3,66 10 ';г'; 3) 3,00 !О ' ~.';:.",:-';:;:;:.,': 12.
Две пробы производственной воды, по !' мл каждая, пере ..-:;.":,~-.';.;,','Й~~лн в делительные воронки. К одной из проб добавили 10,0 мл ,!~~-';;,:;:.'-:::::Фа/створа с концентрацией сг,мг/л ксантогената, к другой— ~"Я:Ф'," г1г 1 2 3 10,0 ! 5,0 20,0 0 480 0 660 0,840 Вариакг ма Л 3!5 !0,0 мл воды. В каждую пробу добавили сульфата никеля н необходимые реактивы н экстрагировали несколько раз ксантогеиат никеля толуолом по ),5 мл. Экстракты собрали и довели объемы до 250,00 мл толуолом.
Полученные растворы фотометрировали и получили А„и А.+,и Вычислить концентрацию (мг/л) ксантогената в промышленной воде по следующим данным: Ответ: !) 2,50 мг/л; 2) 3,36 мг/л! 3) 7,64 мг/л. )3. В делительную воронку поместили )7 мл раствора, содержащего цикраминовую и пикриновую кислоты, прибавили необходимые реактивы и в том числе раствор красителя катионного красно-фиолетового, позволяющего экстрагировать пикриновую кислоту в слой бензола. При экстрагнровании 2,00 мл бензола и измерении оптической плотности органического экстракта получили Ак.
Вычислить концентрацию пикриновой кислоты в растворе (мг/л) по следующим данным: Для построения градуировочного графика следует воспользоваться данными, полученными при экстрагировании в таких же условиях раствора, содержащего ),)О мкг/мл пикриновой кислоты: 150 350 550 750 950 А„. 0,180 0,360 0,620 0,780 1,00 Ответ: !) 0,50 мг/л; 2) 0,47 мг/л; 3) 0,45 мг/л. 4730 АдсОРьция ВнцестВА — ООИОВА хРОмдхОГРАФий Хром атографический метод анализа разработан русским ботаником М. С.
Цветом в !903 г. В первых 1ке работах с помощью этого метода М. С. Цвет установил, 'по считавшийся однородным зеленый пигмент растений хлорофилл на самом деле состоит из нескольких веществ. При пропускании экстракта зеленого листа через колонку, заполненную порошком з В мела, и промывании петролейным эфиром он получил несколько окрашенных зон, что с несомненностью говорило о наличии в экстракте нескольких веществ. Впоследствии это было подтверждено другими исследователями. Этот метод он назвал х р о м ат о г р а ф и е й (от греч.
хроматос — цвет), хотя сам же указал на возможность разделения и бесцветных веществ. Заметное развитие хроматографическнх методов началось в ЗО-е годы, когда возникла острая потребность и новом методе разделения смесей 'и очистки веществ, разлагающихся прн нагревании. Хроматография продолжает бурно развиваться и в настоящее время явля'ется одним из наиболее перспективных методов анализа.
Хроматогрвфиго можно определить как нронесс, основанный на многократном повторении актов сорбннн и десорбпнн вещества при перемещении его в потоке подвижной фазы вдоль неподвижного сорбента. Вещество подвижной фазы непрерывно вступает в контакт с новыми участками сорбента и частью сорбируется, а сорбированное вещество контактирует со свежими порциями подвижной фазы и частично десорбируетси При постоянной температуре адсорбция увеличивается с ростом концентрации раствора или давления газа. Зввисимость количества поглощенного вещества от концентрации раствора или давления газа при постоянной температуре называют и зо те рмой ад сорб ци и. Типичная изотерма адсорбции приведена иа рис.
17.1. Математически эта зависимость может быть выращена уравнением Лэнгмюра: п=п — ' 1+ос ' (!7.!) ","',;-':;-:: где и — количество адсорбированного вещества при равновесии; ~~,',"з и — максимальное количество вещества, которое может быть .:~-,'.";-''адсорбировано на данном адсорбенте; Ь вЂ” постоянная; с — кон- ~~-"=,с цептрация По Лэнгмюру на поверхности твердого тела имеется некотоф;.::::;:рце число мест с минимальной энергией„расположенных через б„'::.~:.::определенные интервалы по всей поверхности. Их число равно и . .;-:„"" Нй этих местах могут адсорбироваться молекулы из раствора или газа. В области небольших концентраций изотерма линейна.
~!'::;: Действительно, при Ьс<<1 знаменатель (17.!) становится рави!-' 'пым единице и уравнение (!7.1) переходит в и= и Ьс= Гс. (17.2) 1Гзйг'.„'-.Это уравнение л и н ей н ой ад сорб ц и и. Оно соответствует ~.;:,',::„,;:;..;"хравнению Генри (à — к о э ф ф и ц и е н т Г е н р и). Область ~~~;:;;":,:::';",;линейной адсорбции иногда называют также о б л а с т ь ю >~-"="'-.-:, Однако известны случаи, когда зависимость количества ад- ~~.-"-,'с(;0(збированного вещества от концентрации раствора или давле Ф.-":)1яя газа существенно отличается от изображенной на рис. 17.1. 317 а Изотерма адсорбцин может быть, например, вогнутой или о-образной. Это может быть вызвано образованием на поверхности адсорбента не лчоно-, а нолимолекулярного слоя, что не предусматривается теорией Лзнгмюра, а также тем, что поверхность реальных твердых тел неоднородна„и другими причинами.
Несмотря на некоторые существенные ограничения, применимость уравнений (17,1) и (1?.2) в теории хроматографических процессов ост'ается довольно широкой. При адсорбции двух или нескольких веществ уравнение (17.! ) для 1-го компонента принимает внд Ь,с, 1+ ~'„Ь,с. Рис 17 1 Изотерма ад сорбции Таким образом, количество адсорбированного вегцества будет определяться не только его концентрацией, но и сродством к адсорбенту. При адсорбцни нескольких веществ проявление сродства особенно заметно, так как возможно вытеснение одних сорбированных веществ другими, обладающими большим сродством, хотя имеющими, может быль, н меньшую концентрацию 17.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
