О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 100
Текст из файла (страница 100)
Внутрь камеры вставляют держатель или подставку-стойку для полоски хроматографической бумаги и небольшую емкость для подвижной фазы. Анализируемый раствор наносят на стартовую линию в объеме не более 5 — 10 мкл с помощью микропипетки, калиброванного капилляра или микрошприца. Чем меньше плошадь стартового пятна, тем менее размытой будет зона вещества после хроматографирования. Поэтому пробу смеси веществ объемом более 1 мкл наносят в одну и ту же точку повторно в несколько приемов, каждый раз подсушивая пятно. Подсушивать пятно над нагревательными приборами надо осторожно, чтобы не удалить из пор хроматографической бумаги неподвижную фазу.
Во время хроматографирования ни в коем случае нельзя открывать крышку сосуда, чтобы не сместить равновесие между фазами. После развития хроматограмм их сушат под тягой в специальном шкафу в токе теплого воздуха или под инфракрасной лампой. После высушивания приступают к обнаружению и идентификации пятен. Качественный и количественный анализ. Если хроматографируемые вещества окрашены, то зоны их наблюдаются визуально. Если зоны бесцветны, то их обнаруживают на полоске бумаги следующими приемами.
Проявляют хроматограмму раствором-проявителем, который дает с определяемым веществом окрашенный продукт реакции. Проявитель наносят путем распыления с помощью пульверизатора. Очень часто хроматограмму помещают в пары иода (в закрытый сосуд), который вступает в реакцию с различными органическими веществами, окрашивая их в желтый, коричневый или чернильно-синий цвет. Используют также специфическую реакцию на алифатические амины и аминокислоты с нингидрином: после опрыскивания реагента и последующего нагревания бумаги на ней появляются окрашенные в малиново-красный цвет пятна. для проявления неорганических ионов, например Гез~ и Со~+, на хроматограмму распыляют 10%-ный раствор роданида аммония в ацетоне, при этом зона железа окрашивается в красно- коричневый цвет, кобальта — в синий вследствие образования комплексных роданидных ионов этих элементов.
Иногда реактив наносят на хроматограмму кисточкой, если требуется проявление на ограниченном участке бумаги, Бесцветные вещества можно обнаружить при воздействии ультрафиолетовых лучей по возникновению их собственной флуоресценции или путем обработки их каким-либо реагентом, дающим специфическую флуоресцентную реакцию (флуоресцируют продукты реакции).
Чтобы получить флуоресценцию, полоску бумаги помешают в ультрафиолетовый свет ртутной лампы 454 с определенными фильтрами и тут же обводят карандашом появившиеся пятна. Органические и неорганические соединения, меченные радиоактивными изотопами, легко обнаружить на полоске бумаги, измеряя их радиоактивность. Метод радиоактивных индикаторов применяют и при хроматографировании нерадиоактивных веществ.
В этом случае при нанесении на старт смеси веществ добавляют ничтожное количество радиоактивного изотопа разделяемого элемента. Например, при разделении Резь и Созе в точку старта после нанесения пробы вводят юСо~+ и ~~Ге~~. Место на полоске, где регистрируется максимальное число импульсов после хроматографирования, соответствует середине зон Резь и Со~ . Часто применяют метод авторадиографии. Он состоит в том, что к хроматограмме, содержащей радиоактивные изотопы, прикладывают рентгеновскую пленку, фотопленку или фотобумагу и получают отпечаток хроматограммы, на которой зоны определяемых веществ наблюдают в виде темных пятен. Если не удается проявить пятно химическими реагентами, то его положение определяют путем обнаружения на контрольной полоске бумаги или рядом на этой же полоске искомого вещества-стандарта, которое хроматографируют в тех же условиях, что и анализируемую пробу. Данный метод применяют в количественном анализе.
Наконец, центр зоны вещества можно определить, если из литературных данных известна величина Я разделяемых веществ, тогда требуется просто отмерить определенное расстояние от стартовой линии. После обнаружения на бумажной хроматограмме зон разделяемых веществ обычно приступают к их идентификации. Как правило, исследователь знает примерно состав анализируемой смеси. В этом случае идентифицировать зоны, т. е. определить принадлежность их к определенным веществам, можно несколькими способами. 1. Зная проявляющий реагент и окраску продукта реакции, по характерному цвету пятна соотносят зону тому или другому определяемому веществу.
Аналогично можно провести идентификацию по окраске флуоресцируюших пятен. 2. Сравнивают измеренные величины Л с известными. 3. Проводят хроматографирование со "свидетелем". Для этого рядом с каплей определяемого вещества на линию старта наносят столько капель растворов индивидуальных веществ, сколько их содержится в анализируемой смеси. После хроматографирования и проявления сопоставляют положения пятен исследуемой смеси и "свидетелей" и делают вывод о присутствии или отсутствии их в анализируемом растворе (рис. 5.29). 455 Рис 5.29. Хроматографироваиие со "свидетелем" — А, В, С, д Количественный анализ.
В бумажной хроматографии существует две группы способов количественного анализа: непосредственно на хроматограмме или после извлечения (элюирования) зоны с хроматограммы. Количественное определение вещества на хроматограмме проводят следующими методами. Исходят из пропорциональности между количеством вещества и площадью пятна.
В интервале микрограммовых количеств хроматографируемых веществ между площадью пятна и содержанием вещества в нем наблюдается линейная зависимость о = а 1яя+ Ь или ./Ю = а 1яя + Ь где Ю вЂ” площадь пятна, мм; я — содержание вещества в пятне. В этом случае на полоску бумаги наносят несколько капель, содержащих разные, но определенные концентрации вещества (метод градуировочного графика).
После хроматографирования измеряют площадь пятен. Затем строят градуировочный график или методом наименьших квадратов получают числовое значение коэффициентов а и Ь. Измерив площадь пятна определяемого вещества, его содержание в пятне находят по графику или рассчитывают по уравнению. Используют и такой метод: вырезают и взвешивают пятно на бумаге и аналогичный по площади чистый кусочек той же бумаги, по разности находят массу вещества. Если зоны (пятна) на хроматограмме окрашены, содержание вещества определяют по интенсивности окраски.
В этом случае сравнивают интенсивность окраски с полученной на бумаге шкалой пятен различной интенсивности (и, следовательно, различного содержания данного вещества). Сюда же можно отнести оп- 456 ределение содержания вещества по степени почернения фотопленки или фотобумаги в методе авторадиографии. Можно также измерить интенсивность окраски пятна на бумаге фотометрически на денситометре в отраженном или проходящем свете. Денситометр записывает пики, которые сравнивают с пиками стандартных проб.
Количественный анализ можно провести путем извлечения (элюирования) вещества с хроматограммы водой или другим растворителем с последующим измерением концентрации вещества в экстракте различными химическими, физико-химическими или физическими методами (титрование, фотометрия, потенциометрия, полярография и т. д.). Возможности метода. Метод хроматографии на бумаге является одним из наиболее универсальных среди современных методов разделения многокомпонентных смесей неорганических и органических веществ. Вот лищь некоторые области применения метода: качественный и количественный анализ сложных смесей неорганических ионов (соответствующие методики разработаны лля всех элементов периодической системы); разделение смесей микро- и субмикроколичеств близких по химическим свойствам элементов — редкоземельных элементов, актинидов, циркония и гафния, ниобия и тантала, селена и теллура, галогенов, металлов группы платины, а также разделение различных химических форм элементов.
Бумажная хроматография широко применяется во всех основных разделах радиохимического анализа. Что касается разделения органических веществ, то в последнее время анализ все больше проводят методом тонкослойной хроматографии, хотя и сейчас бумажная хроматография используется для разделения органических веществ. Например, в изобутиловом спирте в щелочной среде разделяют Г- и Р-соли в виде азокрасителей после сочетания с азосоединениями, контролируют конец реакции нитрования толуола, применяя в качестве подвижной фазы четыреххлористый углерод.
Данный метод обладает такими достоинствами, как экспресс- ность, малая трудоемкость, простота аппаратурного оформления, возможность проведения анализа из микрограммовых количеств анализируемой смеси, простые способы обнаружения зон элементов на хроматограммах и возможность простой и быстрой оценки содержаний элементов в зонах хроматограмм. Благодаря этому он стал одним из широко применяемых аналитических методов в геохимических и геологических исследованиях (определение редких и рассеянных элементов в минералах, рудах, породах, природных водах, почвах, идентификация минералов, анализ метеоритов и др.). 457 Метод применяется также для контроля технологических процессов получения редких элементов, в частности, индивидуальных РЗЭ и благородных металлов. Метод хроматографии на бумаге не только универсальный способ разделения смесей веществ в аналитических целях, но н наглядный и весьма тонкий метод исследования процессов комплексообразования и гидратации ионов в растворах.
Предел обнаружения методом бумажной хроматографии составляет 10 ь г. По отношению ко многим ионам металлов чувствительность еще больше: она достигает 1О з г. Вопросы и задачи !. На чем основано разделение веществ на хроматографической бумаге по распределительному механизму? 2. Что является подвижной и неподвижной фазами в бумажной хроматографии? 3. Объясните причину отклонения изотерм распределения от линейности. 4. В каком случае возможно разделение двух веществ на хроматографической бумаге? 5.
На чем основан качественный анализ в распределительной бумажной хроматографии? 6. Какие существуют методы количественных определений веществ в бумажной хроматографии? 7. В какой последовательности от линии старта располагаются элементы, значения коэффициентов распределения которых находятся в следующем соотношении К > К > К ? аг Практические работы Работа 1. Разделение смеси микроколичеств палладин (11) и радия 1'П1) и количественное определение палладия 1'П) Элементы группы платины образуют многочисленные смешанные хлоридные, гидроксохлоридные и аквагидроксохлоридные комплексы, которые имеют различную устойчивость и которые по-разному мигрируют по бумаге.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
