С.В. Мугинова - Методические указания к курсу аналитической химии (3) (1110122), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Ni(II), Mn(II), Pb(II), Zn(II)3. Cr(III), Co(II), Cu(II)7. Ni(II), Co(II), Cu(II), Cd(II)4. Cr(III), Ni(II), Pb(II)8. Ni(II), Co(II), Pb(II), Zn(II)Реагенты-проявители.Цель работы: на основании величин Rf идентифицироватькатионы, присутствующие в одной из указанных вышекомбинаций. Для данной смеси растворителей установленызначения Rf, приведенные в табл.
6.1.Разделение проводят в закрытых камерах, так какнеобходимо избегать испарения растворителя с полоски бумаги.Таблица 6.1. Значения Rf некоторых катионовКатионыCr(III)Ni(II)Al(III)Mn(II)Co(II)Rf0,020,130,150,250,54КатионыPb(II)Cu(II)Zn(II)Cd(II)Fe(III)Rf0,700,770,941,01,0Можно использовать цилиндр с притертой крышкой, ккоторойспомощьюкрючкакрепитсяполоска106хроматографической бумаги. Внимание, бумагу следует братьаккуратно за края, не захватывая при этом её центральнуючасть! Смесь растворителей (HCl ⎯ ацетон) вносят в цилиндрзаранее для насыщения его атмосферы парами растворителя.Приготовление анализируемой смеси.
В пробирку вносяттолько по одной капле растворов хлоридов соответствующихсолей катионов (анион минеральной кислоты в составеподвижной фазы и анион хроматографируемого соединениядолжны быть одинаковыми, иначе произойдет размывание зон).Катионы свинца используют в виде азотнокислых солей.Анализируемый раствор может быть с осадком.Нанесение образца на полоску хроматографическойбумаги. На расстоянии 2 см от края бумажной полоскикарандашом проводят стартовую линию. Из капилляра всередину этой линии наносят каплю анализируемого раствораили раствора с осадком. При этом необходимо прижать капиллярк бумаге, т.е.
раствор следует наносить так, чтобы капля нерасплывалась (чем меньше диаметр капли, тем более четкойбудет хроматограмма). Диаметр пятна обычно составляет 2-3мм. Пятно обводят карандашом, высушивают над песчанойбаней, не касаясь ее. Эту операцию проводят 2-3 раза.Получение хроматограммы. Полоску хроматографическойбумаги с нанесенной каплей анализируемого раствора опускаютвертикально в цилиндр так, чтобы ее конец был погружен врастворитель не более, чем на 0,5 см. Пятно не должнопогружаться в растворитель, а бумажная полоска не должнакасаться стенок цилиндра. Время хроматографированиясоставляет 1,5 - 2 часа. Процесс прекращают после того, какрастворитель пройдет от линии старта не менее 10 см. Послеэтого бумажную полоску вынимают, отмечают на ней положениефронта растворителя и тщательно высушивают над песчанойбаней.
Измеряют расстояние между стартовой линией ифронтом растворителя L. Затем по табличным значениям Rf иэкспериментально найденной величине L вычисляют l ⎯ высотуподъема зоны каждого катиона из заданной комбинации.Вычисляют величины Rs и α для двух катионов разделяемойсмеси (рис. 6.1) по формулам 6.5 и 6.6 соответственно. Делаютвывод о качественном составе анализируемой смеси иселективности разделения катионов.107Обнаружение катионов. Большинство катионов образуетневидимые зоны, поэтому для их обнаружения хроматограммуобрабатывают растворами органических и неорганическихреагентов-проявителей (табл. 6.2).Таблица 6.2.
Реагенты для обнаружения катионовКатионNi(II)Mn(II)Co(II)Cu(II)Pb(II)Zn(II)Cd(II)Cr(III)Al(III)РеагентыДиметилглиоксим, пары аммиакаБензидин, 2 M раствор NaOHТиоцианат калия, насыщенныйрастворГексацианоферрат(II) калияИодид калияДитизон в CCl4Сульфид натрия2 M раствор NaOH,3%-ный раствор H2O2, бензидинАлизарин, пары аммиакаЦвет зоныКрасныйСинийСинийБуро-красныйЖелтыйКрасныйЖелтыйСинийРозовыйКапилляром с реагентом для обнаружения катионаприкасаются только к участку хроматограммы на высоте зоныразмещения данного катиона (l). Появление характерной окраскиподтверждает наличие катиона в исследуемой смеси.Обнаружение ионов марганца, кобальта и хрома проводят вусловиях, указанных ниже.Обнаружениемарганца.Соответствующийучастокхроматограммы обрабатывают 2 М раствором NaOH,образующийся MnO(OH)2 быстро окисляется кислородомвоздуха или H2O2, затем добавляют каплю раствора бензидина;MnO(OH)2 окисляет бензидин, и пятно синеет.Обнаружение кобальта.
При выполнении реакции накобальт следует учитывать, что комплекс Co(SCN)42- неустойчив,поэтому рекомендуется вводить большой избыток тиоцианата.Для проявления зоны, содержащей кобальт, на определенныйучастокхроматографическойполоскинаносяткаплюнасыщенного раствора NH4SCN и каплю ацетона. Образуетсяпятно синего цвета.Обнаружение хрома. Окисляют Cr(III) в Cr(VI). Для этогоготовят в пробирке окислительную смесь: к 1 капле 2 М раствора108NaOH прибавляют 1 каплю раствора бензидина. В присутствиихрома пятно синеет.Работа 2Разделение и идентификация аминокислотметодами бумажной и тонкослойной хроматографииРазделениеаминокислотвыполняютметодамиодномерных восходящих БХ и ТСХ. Указанные методы с успехомприменяют для разделения и обнаружения аминокислот вразличных смесях.
Ниже приведены формулы соединений:Моноаминокарбоновые кислотыГлицинCH2(NH2)COOHВалин(СH3)2CHСН(NH2)COOHЛейцин(СH3)2CHСН2СН(NH2)COOHДиаминокарбоновые кислотыЛизинH2N(СH2)3СН(NH2)COOHАргининH2NCNH(CH2)3CH(NH2)COOHIINHГетероциклические аминокислотыПролинNHCOOHРеагенты и аппаратураРазделительная камера или цилиндр с притёртой крышкой.Капилляры.Хроматографическая бумага шириной 2 см и длиной 20 см.Пластинка для ТСХ «UV-Silufol» (Чехия) шириной 1-1,5 см идлиной до 12-15 см.Подвижная фаза: смесь изопропанол – H2O (об.%: I ⎯70:30; II ⎯ 50:50).Анализируемые индивидуальные растворы аминокислот вподвижной фазе с концентрацией 1 мг/мл или модельныесмеси в комбинациях: для разделения методом БХ ⎯лизин-глицин-лейцин, глицин-пролин-лейцин, лизин-валинлейцин или двухкомпонентные смеси; для разделенияметодом ТСХ ⎯ аргинин-пролин-лейцин, лизин-пролин109лейцин, лизин-глицин-лейцин, аргинин-глицин-лейцин илидвухкомпонентные смеси.Реагент-проявитель, 0,2%-ный раствор нингидрина вацетоне.Техника выполнения эксперимента методом БХ детальноописана в работе 1.
На пластинке для ТСХ проводяткарандашом линию старта (ни в коем случае в этих целяхнельзя использовать гелевую или шариковую ручку!) нарасстоянии 1 см от края. На стартовую линию наносяткапилляром раствор смеси аминокислот так, чтобы диаметрпятна не превышал 4-5 мм, а центр пятна находился на линиистарта. Подсушивают пластинку над песчаной баней или плиткойи вновь наносят анализируемую смесь на линию старта.Внимание, пластинки для ТСХ надо брать аккуратно за края, незахватывая при этом центральную часть!Пластинку с нанесенной пробой помещают веритикально вцилиндр так, чтобы она погружалась в подвижную фазу не болеечем на 5 мм. Хроматографирование прекращают, когда фронтрастворителя пройдет 8-10 см.
В случае разделения методом БХвремя хроматографирования составляет 1,5–2 ч, для ТСХ непревышает 15-25 мин. Далее пластинку аккуратно вынимают изкамеры, карандашом отмечают линию фронта растворителя,подсушивают пластинку над песчаной баней или плиткой иобрабатывают раствором нингидрина.Нингидрин (I) расщепляет α-аминокислоту до альдегида,углекислого газа и аммиака:OOOHOH+OH + RCHO + CO2 + NH3 ,RCH(NH2)COOHOOIа аммиак образует с нингидрином краситель фиолетового цвета(фиолетовый Руэманна) (II):110OOOOH+ NH3+NOOH 2O + H+OIIПролин, у которого нет α-аминогруппы, в реакции с нингидриномобразует производное желтого цвета.
После обработкипластинки раствором нингидрина её снова подсушивают: принагревании при 70-80оС для проявления пятен на хроматограммедостаточно 3-5 мин.Рассчитывают величины Rf для каждого пятна. Затем повеличинам Rf и окраске пятен идентифицируют компонентыанализируемой смеси, используя данные табл. 6.3.Таблица 6.3. Величины Rf и окраска пятен аминокислот нахроматограмме при разделении их методами бумажнойхроматографии (I) и ТСХ (II) (n = 5, P = 0,95)АминокислотаIАргинин⎯Лизин0,10Пролин0,53Глицин0,35Лейцин0,81Валин0,66RfII0,07 ± 0,01 ⎯IЦвет пятнаIIКраснофиолетовый0,08 ± 0,02 КрасноСинефиолетовый фиолетовый0,56 ± 0,04 ЖелтоСине-желтыйсиняя0,63 ± 0,06 Фиолетовый Синефиолетовый0,83 ± 0,07 Фиолетовый СинефиолетовыйФиолетовый ⎯⎯Вычисляют величины Rs и α для двух компонентовразделяемой смеси (рис.
6.1) по формулам 6.5 и 6.6соответственно. Оценивают величины N и H для каждойаминокислоты (рис. 6.1; формулы 6.3 и 6.4). Делают вывод окачественном составе анализируемой смеси, эффективности иселективностиразделенияаминокислот.Хроматограммувклеивают в лабораторный журнал.111V Вопросы для самоконтроля1. Классифицируйте хроматографические методы анализа поприроде подвижной фазы, по механизму разделения и поспособухроматографирования.Приведитепримерыиспользования хроматографических методов анализа вфармакологических и медицинских исследованиях.2.
В чем преимущества элюентной хроматографии передфронтальной и вытеснительной?3. Чтотакоевнутренняяивнешняяхроматограмма?Перечислите хроматографические параметры, позволяющиеоценить эффективность и селективность колонки, а такжестепень разделения различных веществ в смеси пополученной хроматограмме.4. Каков физический смысл величины Н? Какие числовыезначения она может принимать? Каково её теоретическиминимальное значение?5. Откакихфакторовзависитэффективностьхроматографической колонки по концепции теоретическихтарелок? Как повысить эффективность колонки?6. Почему в количественном хроматографическом анализепредпочитают измерять высоту узких и площадь широкихпиков?Перечислитеспособыизмеренияплощадихроматографического пика.7. Пользуясь кинетической теорией, объясните ассиметричностьпиков при нелинейности изотермы адсорбции.
Почемуассиметричные пики мало пригодны для количественныхизмерений?8. Что характеризует величина Rf в хроматографии и как ееопределяют? Перечислите факторы, влияющие на величинуRf.9. Почему следует избегать нанесения больших объемов пробыпри хроматографировании на бумаге? Почему пятно пробы настартовой линии в бумажной хроматографии должно иметьминимальные размеры? Что будет при слишком маломвремени хроматографирования на бумаге и при слишкомбольшом?10.
Как идентифицируют компоненты на бумажных итонкослойных хроматограммах?112 [2]. Кн. 1. Гл. 8. С. 260-335; [3]. Гл. 3.3. С. 155-168; [5].Кн. 2. Гл. 17. С. 292-341; [6]. Гл. 13. С. 212 - 229.Раздел IIIТиповые задачи рубежных контрольных работи домашние заданияКонтрольная работа №11. Выведите формулы и рассчитайте рН водных растворов:а) 0,1000 М NH4NO3 (Кв(NH3)=1,8 ⋅ 10-5); б) 0,1000 М H3PO4 (дляH3PO4: Ка,1=7,08⋅10-3; Ка,2 = 6,17⋅10-8; Ка,3 = 4,68⋅10-13); в) 0,1000М Na3PO4; г) 0,1000 М C6H5ONa (для C6H5OН: Ка=1⋅10-10).Ответ: а) 5,12; б) 1,63; в) 12,77; г) 11,51.2. Рассчитайте рКа водного раствора HNO2, если у 0,1000 Мраствора NaNO2 рН=8,15.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
