В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 2 (1108733), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Однако ионная проницаемость ионооб- менных мембран селективна — д о мембраны нз катионнта проницаемы только для катионов, а мембраны из анионита -- для аннонов. Это открывает широкие возможности нх практического использования. Так, например, с помощью ионообменных мембран можно рнс !т Ш Электровоз рнстнорн приготовить растворы чистых Хаезгч н нчейке с нонообменнммн НаОН н Нз50, прн электроли- мемараннмн зе раствора Хае50с в ячейке, разделенной двумя ионообменнымн мембранами (рнс.
(7. )О) . Катодное пространство отделено от раствора ХахЬОс катнонитом МК, пропускающие ионы На+, но задерживаюшим ионы 504, а анодное пространство отделено мембраной из аннонита 3— КА, проницаемой для 50) н непроницаемой для иона Хан. Прн электролизе водного раствора в катодном пространстве происходит восстановление воды: 2НеО+2е =Не+20Н ' а в анодном пространстве идет окисление воды: НиО= ~/хОе+2Н +2е Таким образом в катодном пространстве образуется чнстый )с)аОН, а вводном — чистая Нн50ь а в центральном отделении, в конце концов, остается демннералнзованная вода.
В принципе, такое устройство может быть использовано для водоочнстки илн обессолнвания морской воды. Рассмотренные способы применения ионообменных смол, конечно, не исчерпывают всего многообразия, однако онн показывают широкие возможности, которые открывает использование ноннтов в аналитической химии и технологии.
1УЛ4. ИОННАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ Это один нз вариантов разделения на ионнтах, характеризующийся более высокоэффективной техникой„ чем обычная ноно- обменная хроматография. В методе нонной хроматографии используются поверхностно-слойные сорбенты с небольшой емкостью (!О ~...)0 ' ммоль экв/г) и неболыпям размером частиц (5.. 50 мкм), повышенное давление на входе в колонку (2...
5 МПа) н высокочувствнтельные детекторы с автоматической записью сигнала. Для ионной хроматографии характерны экс. прессность, удобство работы и более высокая разделительная способность. Детекторы нонообменных разделений должны регистрировать концентрацию анализируемых ионов в элюате в присутствия конов элюента. Особенно широко в ионной хроматографии нсполь зуют кондуктометрический детектор, являюшийся универсальным, так как он реагирует на все ионы в растворе.
Применяют также селективные детекторы: электрохимические (полярографичсский, кулонометрический и т. д.) и спектрофотометрический. В кондуктометрнческом детекторе должны быть предусмотрены какие-либо средства для компенсации фонового сигнала, который может на 2...3 порядка превышать аналитический сигнал. Фоновыи сигнал может быть скомпенсирован с помощью электронной схемы. Элюат можно обработать также на второй колонке, чтобы ослабить электрическую проводимость элюента и усилить проводимость образца. В нонной хроматографии используют два основных метода: одноколоночный и двухколоночный.
В одпоколоночной аннонной хроматографии применяют элюенты с низкой электрической проводимостью, например, разбавленные растворы ()О '..30 ммоль|л) бензоата или фталата щелочного металла или бензойной кислоты (Х~,н„о, = 32 См см'/ /моль экв) . Электрическая проводимость хлорида, нитрата н многих других авионов существенно превышает электрическую проводимость бензоата или фталата (Хйо., — — 7! См-см /моль экв), что вызывает при элюировании увеличение электрической проводимости и на хроматограмме регистрируется соответствующий пнк. В качестве элюента используют также разбавленные расзвары шелочных гидроксидов.
В этом случае регистрируются так называемые отрицательные пики, которые появляются вследствие уменьшения электрической проводимости при замене гидроксвд-иона в растворе на какой-либо анион. В кати он н ой хром а т огр а фи и элюироаание проводят разбавленным раствором азотной или другой минеральной кислотьс Здесь также получаются отрицательные пики как результат замены ионов П ~, нмеюшнх высокую подвижность, на какой-либо катион. В двухколоночном методе используются две колонки: разделительная и компенсационная.
Для разделения применяют колонки с малой емкостью: в качестве элюентов при анализе аннонов используют гидрокснды щелочных металлов и соли слабых кислот, а прв анализе катионов азотную или другую минеральную кислоту. В а н и о н н о й х р о м а т о г р аф и н компенсационная колонка заполняется сильнокислотным каы1оиытом, при пропусканни через который щелочной раствор нгйтрализуется. В катионной хроматографии компенсационную колонку с той же целью заполняют сильноосновным анионитом. Электрическая проводимость раствора на выходе из компенсационной колонки определяется главным образом ионами анализируемо.о образца. $7.1$. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ Методами ионной хроматографии определяют очень многие анионы в питьевой и технической воде, в продуктах технологической переработки в пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известны методики определения галогенидов, нитрата, нитрата, сульфата, ацетата и т. д., всего свыше 70 анионов неорганических и органических кислот. Число катионов значительно меньше. Методами ионной хроматографии опреде лают главным образом катионы щелочных и щелочно-земельных металлов, а также органические катионы замешенных солей ам. мония.
Определение многих других катионов оказывается ненадежным, так как они выпадают в осадок в компенсационной колонке с сильноосновной смолой. Ионная хроматография успешно применяется в анализе объектов окружающей среды (атмосферы, воды и т. д ), в клинических исследованиях и многих отраслях промышленности. 57ЛЬ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА Хроматография является эффективным методом разделения и анализа сложных по составу газообразных и жидких смесей. Твердые вещества могут быть проанализированы после перевода их в жидкое (растворенное) нли газообразное состояние.
Качественный и количественный анализ проводится по характеристикам удерживания. Универсальность газовой и газо-жидкостной хуоматографни значительно возрастает при сочетании хроматографического разделения и анализа компонентов масс-спектральным нли иным подходящим методом.
Жидкостная распределительная хроматография особенно эффективна при разделении веществ, близких по химическим свойствам, например аминокислот. В органическом и биохимическом анализе болыпое значение имеет бумажная хроматография — простейший вариант хроматографического метода, обладающий высокой чувствительностью.
Более воспроизводимые рузультаты дает тонкослойная хроматография, широко применяемая в анализе лекарств, биохимических проб и различных природных объектов. Ионообменная хроматография ценна как метод разделения сложных смесей ионов и как метод концентрирования микропрнмесей. Успешно развиваются также новые хроматографнческие методы, например высокоэффективная жидкостная и ионная хроматография.
Вопросы 1. В чем сущность методов хроматографии? 2. В чем сущность хроматографического разделения по методу: а) газо-адсорбционной хроматографии; б) газо-жидкостной хроматографии„в) распределительной жидкостной хроматографии; г) осадочной хроматографии; д) тонкослойной хроматогра- 359 фин, е) нопообменной хроматографии; ж) молекулярно-сиговой хроматографинр 3. Каковы области применения, достоинства и недостатки методов адсорбционной хроматографии? 4. Какие требования предьявляются к адсорбентам и растворителям? Назовите наиболее распространенные растворители и адсорбенты в жидкостной хроматографнк. 5.
Канне способы применяют для оп)наделения эффективности хроматографических разделенийу 6. Каковы области применения, достоинства и недостатки методов газовой хроматографинй 7. Какие устройства нспользук~тся в качестве дозаторовр 8. Что цредставлгпот собой: а) дифференциальные детекторы; б) интегральные детекторыр 9. Каков принцип работы дифференциальных детекторов: а) катарометра; б) термохимнческого; в) нонизационного (или пламенно-ионнзацнонного); г) селектнвного (термонопного) 7 10.
Каккми будут относительные значения сигнала пламенноионизационного детектора при введении эквимолярных количеств следующих соединений: н-бутана; изо-бутана; н-гексаиа; и-декана; 2,2,5-триметилгептана, если для и-бутана сигнал равен 87 Ответ: 8; 8; 12; 20; 20. 11. Каковы области применения, достоинства н недостатки методов газо-жидкостной хроматографннй 12. Какие требования предъявляются к жидкой фазе в газо- жидкостной хроматографии? Какие вещества используются в качестве жидкой фазы, в качестве твердого носителя? 13. В чем сущность капиллярной газо-жидкостной хроматографии у 14. Дать определения понятий: а) высота хроматографического пика; б) ширина хроматографического пика; в) приведенный удержннаемый объем; г) общий удерживаемый объем.
15. Что такое коэффициент селектнвности работы колонки? Каково условие количественного разделения двух компонентов смеси? 16. Коэффициент распределения К для вещества А в данной хроматографической колонке больше, чем для вещества В.
Какое вещество выйдет из колонки первым? 17. В чем сущность качественного хроматографического анализа по величине удерживаемого объемай 18. В чем сущность методов количественного анализа: а) абсолютной калибровки; б) внутренней нормализации (нормировки); в) внутреннего стандарта? 19. В чем сущность нонообменной хроматографии? 20.
Как определяется: а) статическая обменная емкость ионита; б) динамическая емкость нонитау 21. Коэффициенты распределения ионов на катионите КУ-2 из 5 М СНзСС1ОН составляют: 7пве — 3,3; Сох+ — 4,5; Гез" — 3; (и + — 3'„Саве — 3,3„РЬз" — 5; В(~~ — 2. Какие нз ионов могут быть выделены в отдельные фракции в з)эезультате 04ропускания через катионит следующих смесей: а) В! ~, Ге'", РЬв; б) ЪР+, Она+, Сов+.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
