Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (задачи и вопросы) (PDF) (1109656), страница 33
Текст из файла (страница 33)
10 '~. Рассчитайте рН, при котором ионы кобальта будут эксграгироваться на 50,0;4. Ответ: РН 8,50. 18. Из водной фазы ионы никеля (П) экстрагируются хлорофорМом в виде диметилглиоксимата никеля Ы1Ь, Константа распределения комплекса (Кв нд,) равна 410„консганта устойчивости ()Ъ)— 2,З 1Ог', а константа диссоциация реагента (К,нг) — 2,6 10 " Но- скольку растворнмость реагента НЬ в воде (зм — -5,4 1О з М) боль ше, чем в хлороформе (з<,> -— 4,5'10 х М), экстракция металла оця <завается уравнением МД++2Н1<,~ Х1Ьд,>+2НД.
Рассчитайте кон. станту экстракции, учитывая приведенные вьппе константы. Отвеах К„=6,4'10 Вопросы 1. Сформулируйте условия экстракции веществ. 2. Назовите основные типы экстрагирующихся веществ. 3. Дайте определение следующих понятий: экстракция, экстра гент, разбавитель, экстракт. 4. Дайте определение понятию коэффициент разделения. Укажи.
те условия разделенна двух веществ А и В, если объемы фаз равны. с 5, Дайте определение понятию степень извлечения. Каким образом степень извлечения связана с коэффициентом распределения? б. Сформулируйте закон распределения. При каком условня константа распределения численно равна коэффициенту распределения7 7. Как можно повысить степень извлечения вещества экстракцвонным методом7 8. Напишите химическую реакцию, описывающую процесс зкстракции Ме~+ в форме хелата МеЬ, реагентом НЬ, находящимся в органической фазе, и соответствующее ему выражение для константы экстракцни. 9.
Зависит ли величина коэффициента распределения (0) хелата Ме1 от рН среды и какая между ними связь? 10. Иовы М (1) экстрагируются раствором реагента НА в ор. типическом растворителе в виде комплекса МА. Выведите формулу, показывающую, как связана константа экстракцнн комплекса с его константой устойчивости (В~), константой кислотной диссоциация реагента (К,нх) и константами распределения комплекса (Канл) и реагента (К,>лх). 1Ь Ионы Ре (П) в присутствии 1,10-фенантролина (Р~сп) н ХаС104 экстрагируются вз водных растворов хлороформом в виде комплекса Ре(Рпеп),. (С1О,),.
Напишите уравнение реакции н выражение для константы экстракции. Изобразите графически заки симость 18?? — !8[С1О» ) при постоянной концентрации 1,10-фенантролнна. Какую информацию можно получить нз этой завися мости? 12. Ионы Са (П) экстрагируются раствором,б-изопропнлтропо лона (Н1) в хлороформе в виде комплекса СаЬ, НЬ.
Напишите уравнение реакции и выражение для константы экстракцнн. Изоб азите графически зависимость 1яР— рН при постоянной когщентрации НЬ. Какую информацию можно получить из этой зависимости? 13. Ионы М(П) количественно экстрагируются хлороформом из водного раствора, насыщенного диметнлглиоксимом (Н2Ь). Напя,лите уравнение реакции и выражение для константы экстракции.
Изобразите графически зависимость 1яР— рН при постоянной концентрации Н21' Какую информацию можно получить из этой зависимости? 14. Ионы Со (П) экстрагируются раствором 8-оксихинолина (ПОх) в хлороформе в виде комплекса Со(Ох)г(НОх)ь Напишвте уравнение реакции и выражение для константы экстракции.
Изобразите графически зависимость 1й Р— 1я(НОх) при постоянном рН. Какую информацию можно получить из этой зависимости? Глава 7. Хроматографические методы анализа 7.1. Хроматографические параметры Наиболее важными хроматографическими параметрами, позволяющими оценить эффективность и селективносгь колонки и степень разделения различных веществ, являются: время удерживания; удерживаемый объем; коэффициент емкости; коэффициент удерживания; число теоретических тарелок; высота, эквивалентная теоретической тарелке," коэффициент селективности и разрешение. Эти величины можно рассчитать, используя соотношения между ними.
Время удерживания (гв) складывается из времени пребывания веществ в подвижной фазе (г„) и времени пребывания в неподвижной фазе (б) (7.1) Значение г фактически равно времени прохождения несорбируемого компонента. Для характеристики истинной удерживающей способности колонки следует ввести исправленное время удерживания (гЦ (7.2) Часто для характеристики удерживания используют удерживаемый обеем (Р"в): (7.3) где à — объемная скорость потока подвижной фазы (смз/с) иля (мл/мин). Исправленный объем удерживания равен: (7,4) где Ь вЂ” длина колонки. Учитывая формулу (7.1), получаем: (7.6) сл,+ сю сю 1+— ся Любой процесс распределения вещества между двумя фазами характеризуется коэффициентом распределения В: с, В= —, с.' (7.7) где с„и с, — концентрация вещества в подввжной и неподвижной фазах соответственно.
Коэффициент распределения связан с хрома- тографическими параметрами следующим образом: сю сл Ф', Ссю — = — — =Ю вЂ”. с с К„7м (7.8) Подставляя формулу (7.6) в выражение (7.8), получаем (7.9) Подставив Я= К„/$'л в формулу (7.9), получим (7.10) Исправленный объем удерживания связан с О соотношением: 1л= ! л Ки=О~я (7.11) формулы (7. 10) и (7. 11) — основные уравнения хроматографии. Произведение с7Р;/К называют коэффициентом емкости (7г'). йеличину коэффициента емкости рассчитывают по формуле: Ь л — К„сл — ст (7.!2) с' с Коэффициент удерживания (замедления)  — рассчитывают по формуле: .Цсл с 1' Я= Ь!с сл Количественно эффективность колонки может быть выражена числом теоретических тарелок ()у) и высотой, эквивалентной те оретической тарелке (Н).
Между этими параметрами сушествует соотношение: Н= Ц)т'. Число теоретических тарелок рассчитывают по формуле: (7.13) )ч'= 16 (7.14) Значения времени удерживания (гд) и ширины пика ()т') должны быть выражены в одних единицах: либо времени, либо длины. Разделение двух соседних пиков характеризуется разрежением Я„ которое можно рассчитать, используя формулу Ра,-за,)'2 д 3 1 и!+))2 (7.15) где )в, уд — времена удерживания компонентов 2 и ! соответственно; И'э и И', — ширина их пиков.
Разрешение является мерой полноты разделения двух веществ. Разделение считается полным, если Я, равно нли больше 1,5. Фактор разделения (козффиз)цент селективности) и рассчитывают по формуле: (7.16) а= 6,(гд,=1Ч73 (7.17) Прямер 1. На хроматограмме получевы пика при 0,84 мвн (неудерниваемъш компонеат Н), пря 10,60 мвн (компонент Б) н 11,08 мвн (компонент Г). Шврвва пиков компонеатоа Б н Г соответствует 0,56 я 0,59 мин соответственно.
~юва коловкк — 28,3 см, объем стационарной фазы — 12,3 мл, подаянной фазы.— 17,6 ыл. Рассчатайте а) число теоретических тарелок колонки; б) высоту, эквивалента)чо теоретической тарелке, указките, что характеризует эта величина; в) коэффнцвенх удерняваниа дла комповеатов Б и Г; г) коэффициенты распределенна компонентов Б и Г; д) коэффициент селективности в разрешение пиков компонентов Б и 1. Нарисуйте хроматотрамму.
190 Для разделения двух веществ необходимо, чтобы 2), чаЮз. Суммарное влняние основных параметров хроматографической колонки (эффективности, селективности и коэффициентов емкости) на разрешение хроматографических пиков учитывает формула: решение. а) Рассчвтаем число теоретаческвх тарелок длз компоиеатов Б в Г, слв ювество, что вх времева удержввавва равны 10,60 и 11,08 мвв соответстаевао, ',парана пиков — 0,56 и 0,59 мив.
По формуле (7.14) г'1060!г г'1108!г /уа 16~ ' ) 57.10э./Уг=16~ ) 56'1Оз/ 1,0,56) ' ' 0,59 = 5,7 10э. Число теоретических тарелок всегда целое число и аелвчива безразмерхха. б) Высота, зквизалеатваа теоретической тарелке -- Н, характеризует эффектиа,ость хроматографвческой колонка. Эта величава выражаетса а едвивцах длины чм илв см) и равна: ЕЕ ///9=283 мм/5681=0,0496 мм. в) Коэффвцвеат удержваавиа й рассчвтызазот как отвошевие емертвого времеви» или объема золовки ко времеви (или объему) улержввавик вещества ВВ 084/1060=0.079 йг=084/И.08=0.076. г) Козффициеат распределеиик вещества можво рассчитать, объедвиав формулы (7.з/ в (7.10) Подставлла чвсмввые эвачеиил, ваходвм 17,6 1-0,079 Юв =16,7; 12,3 0,079 17,6 1 — 0,076 — = 17,4.
12,3 0,076 Рл — К С другой стерпим, Р, эиачевик З; и р вам известны, а значеива рз !'х комповевтов Б в Г можно рассчитать по формуле (7.3), прелварительво рассчитав объемную скорость потока подвижкой фюы (Р): р= Р„,/~„, = ! '|,6 мл/0,84 мвв = Ю,95 мл/мви. откуда Рл(Б) 10,65 мвв 20,95 мл/мин=222,1 мл, Кл(Г)=11,08 мав 20,95 мл/мил=232,1 мл.
Рассчитываем козффвциеаты распределевик: /Зк = (222,1 — 17,6)/12,3 = 16,6, /Зг=(2321 17.6)/123=174. д) Селеативиость раздезевиа оцениваетск коэффициеатом сезектввиости к, котоРий равен отиошевщо коэффвциевта удерживания более удерживаемого компоиента " коэффвциенту удержиааиик менее удерживаемого комповеата: 191 а /эг//Зк 174/16.7 1.04. Велвчива разрешение оценивает степень разделевиа пиков, ее рассчитываем формуле (7.1зз.
Подстаалак чвслеавые заачевил, получаеьс й, =2(11,08 — 10,60)/0,59+ 0,56 0,86. Получевваа аелачива разрешенва покезьшает, что паки комповевтоа Б в Г и хроматог)амме разделены частично, полвое (до базовой липла) раэделевве пша, достатаетса, если звачевие Я,>1,5. Хроматограмма получеваой смеси будет след)чашей: г, мин Пример 2. При разделеввв иа хроматографической коловке с объемом аеподзивиой фазы 1,5 мл в объемом удерзгиаавик аеудерииааемого комповеата 2,5 мл, соедввевва Б и Г имеют козффицвеаты распределеава 5,0 и 15,0 соотаетстаеаво. Эффектвааость колоика — 20 теоретических тарелок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
