Т.Н. Шеховцова, И.А. Веселова - Методическое пособие по аналитической химии (1110128), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Можноиспользовать цилиндр с притертой крышкой, к которой с помощью крючкакрепится полоска хроматографической бумаги шириной 2 см и длиной около 20см. Систему растворителей (HCl – ацетон) заранее вносят в цилиндр длянасыщения атмосферы камеры парами растворителя.Нанесение образца на полоску хроматографической бумаги. Нарасстоянии 2 см от края бумажной полоски карандашом проводят стартовуюлинию. В середину этой линию капилляром (прижимая его к бумаге) наносяткаплю анализируемого раствора, диаметр пятна не должен превышать 5 мм.Нанесение образца повторяют 2-3 раза, предварительно подсушивая пятно надпесочной баней.Получение хроматограммы.
Полоску хроматографической бумаги снанесенной каплей анализируемого раствора опускают вертикально в цилиндртак, чтобы ее конец был погружен в растворитель не более чем на 0,5 см.Пятно не должно погружаться в растворитель! Бумажная полоска не должнакасаться стенок цилиндра. Время хроматографирования составляет 1,5-2 часа.Процесс прекращают после того, как растворитель пройдет от линии старта неменее 10 см. После этого бумажную полоску вынимают, отмечают положениефронта растворителя и тщательно высушивают полоску над электроплитой илипесочной баней. Измеряют расстояние между стартовой линией и фронтомрастворителя L.
По табличным значениям Rf и экспериментально найденнойвеличине L вычисляют l – высоту подъема зоны каждого катиона из заданнойсмеси.Обнаружение катионов. Большинство катионов образует неокрашенныезоны, поэтому для их обнаружения хроматограмму обрабатывают растворамиорганических и неорганических реагентов-проявителей (табл.1).Проявляют хроматограмму, прикасаясь капилляром с реагентом дляобнаружения катиона только к участку бумажной полоски на рассчитаннойвысоте размещения зоны данного компонента. Появление характерной окраскиподтверждает присутствие катиона в анализируемом растворе. Хроматограммувысушивают и вклеивают в рабочий журнал.Таблица 1.
Реагенты для обнаружения катионов на хроматограммеКатионРеагентыЦвет зоныNi(II)Диметилглиоксим, пары аммиакаКрасныйMn(II)Бензидин, 2М раствор гидроксида натрияСиний29Co(II)Тиоцианат калия, насыщенный растворСинийCu(II)Гексацианоферрат(II) калияБуро-красныйPb(II)Иодид калияЖелтыйZn(II)Дитизон в CCl4КрасныйCd(II)Сульфид натрияЖелтыйFe(III)Гексацианоферрат(II) калияСинийBi(III)Смесь 8-оксихинолина и иодида калияОранжевыйCr(III)2М раствор NaOH, 3%-ный раствор пероксида Синийводорода, бензидинAl(III)Ализарин, пары аммиакаРозовыйРабота 14Разделение и идентификация аминокислотРазделение и обнаружение аминокислот выполняют методом одномернойвосходящей бумажной хроматографии.
Указанный метод целесообразноиспользовать для разделения, например, такой смеси аминокислот: глицин,валин, лейцин, лизин, пролин.Ниже приведены формулы соединений:Моноаминокарбоновые кислотыГлицинСH2(NH2)COOHВалин(СH3)2CHCH(NH2)COOHЛейцин(СH3)2CHCH2CH(NH2)COOHДиаминокарбоновые кислотыЛизинH2N(CH2)3CH(NH2)COOHГетероциклические аминокислотыПролинNCOOHВ качестве подвижной фазы используют смесь изопропанол – вода (всоотношении 70:30), в качестве проявителя - 0,2 %-ный раствор нингидрина вацетоне.
Нингидрин (I) расщепляет α-аминокислоту до альдегида, углекислогогаза и аммиака:30OOOHOHI+RCH(NH2)COOHOHO+RCHO+ CO2 + NH3 ,Oа аммиак образует с нингидрином фиолетовый краситель (II):OOOOH+NH3+NOOH2O+H+OIIПролин, у которого нет α-аминогруппы, в реакции с нингидриномобразует производное желтого цвета.РеагентыПодвижная фаза изопропанол – вода (в соотношении 70:30).Растворы аминокислот в подвижной фазе.Раствор нингидрина, 0,2 %-ный в ацетоне.Аппаратура.
Разделение проводят в закрытых камерах, так какнеобходимо избегать испарения растворителя с полоски бумаги. Можноиспользовать цилиндр с притертой крышкой, к которой с помощью крючкакрепится полоска хроматографической бумаги шириной 2 см и длиной около 20см. Систему растворителей (изопропанол – вода) заранее вносят в цилиндр длянасыщения атмосферы камеры парами растворителя.Нанесение образца на полоску хроматографической бумаги. Нарасстоянии 2 см от края бумажной полоски карандашом проводят стартовуюлинию. В середину этой линию капилляром наносят раствор смесиаминокислот, диаметр пятна не должен превышать 5 мм. Нанесение образцаповторяют 2-3 раза, предварительно подсушивая пятно над песочной баней илиэлектроплитой.Получение хроматограммы.
Полоску хроматографической бумаги снанесенной каплей анализируемого раствора опускают вертикально в цилиндртак, чтобы ее конец был погружен в растворитель не более чем на 0,5 см.Пятно не должно погружаться в растворитель! Бумажная полоска не должнакасаться стенок цилиндра. Время хроматографирования составляет 1,5-2 часа.Процесс прекращают после того, как растворитель пройдет от линии старта неменее 10 см. После этого бумажную полоску вынимают, отмечают положениефронта растворителя и тщательно высушивают полоску над электроплитой илипесочной баней.
Измеряют расстояние между стартовой линией и фронтомрастворителя L. Проявляют хроматограмму, опрыскивая бумажную полоску31раствором нингидрина из пульверизатора, и вновь высушивают до появленияокрашенных зон. Рассчитывают величины Rf для каждого пятна. Затем повеличинам Rf и окраске пятен идентифицируют состав анализируемой смеси,используя данные табл.
2. Хроматограмму вклеивают в рабочий журнал.Таблица 2. Величины Rf и окраска пятен аминокислот на хроматограммеАминокислотаЛизинГлицинПролинВалинЛейцинRf0,100,350,530,660,81ОкраскаКрасно-фиолетоваяФиолетоваяЖелто-синяяФиолетоваяФиолетоваяВопросы для подготовки к занятиям по хроматографии1.2.3.4.5.Как обнаруживают и идентифицируют компоненты на бумажныххроматограммах?В каком интервале значений может изменяться величина Rf ?Назовите подвижную и неподвижную фазы в методе бумажнойхроматографии.На чем основано разделение веществ в методе бумажной хроматографии?Назовите способы проявления бумажных хроматограмм при разделении иопределении неорганических и органических веществ.II.3.
МЕТОДЫ АТОМНОЙ СПЕКТРОСКОПИИАналитический сигнал, получаемый при взаимодействии вещества сэлектромагнитным излучением, несет качественную и количественнуюинформацию и служит основой спектроскопических методов идентификации,обнаружения и определения.Атомные спектрыПод влиянием источника энергии электроны внешних оболочек атомапереходят в более высокое энергетическое состояние.
При возвращении висходное состояние испускаются кванты электромагнитного излучения,совокупность которых составляет линейчатый эмиссионный спектр.При пропускании через слой атомов пучка лучей получаетсяабсорбционный спектр: на фоне сплошного спектра источника должныпоявиться темные линии, характерные для каждого элемента.Важнейшими характеристиками спектральных линий является положениев спектре (т.е.
λ, ν и ν или Е), ширина и интенсивность.32Интенсивность спектральных линийЭмиссионные линииИнтенсивность линии (I), соответствующей спонтанному переходу суровня n на уровень m, определяется общей энергией испускаемых фотонов счастотой νnm:Inm = hνnmAnmNnгде Nn – заселенность уровня (число атомов на уровне n), А – коэффициентЭйнштейна для спонтанной эмиссии фотонов, характеризующий вероятностьперехода n → m; это число переходов n → m, которое может совершить одинатом за секунду (А=107 – 109). Если А=0, переход запрещен.При наличии в газовой фазе термодинамического равновесиязаселенности энергетических уровней подчиняются закону распределенияБольцмана:g − (E − E )/kTnmNn = Nm n egmгде k –постоянная Больцмана (1,380658 Дж•К–1), gn и gm – статистические весауровней n и m.Из двух предыдущих уравнений следует:gInm = hνnmAnm n Nme–ΔE/kTgmАбсорбционные линииИнтенсивность абсорбционной линии зависит от числа поглощающихатомов и вероятности поглощения фотонаI = hνnmBnmNmρ(νmn)где Bnm – коэффициент Эйнштейна для поглощения, Nm – заселенность уровняm, ρ(νmn) – плотность излучения.На практике измеряют не интенсивность абсорбционной линии, а степеньпоглощения излучения от внешнего источника (обычно лампы с полымкатодом) невозбужденными атомами.Степень поглощения монохроматического излучения –dI/I единичнымслоем dl связана с концентрацией поглощающих частиц–dI/I = kc dl,где k – коэффициент поглощения.
Интегрируя по всей длине слоя l с учетомтого, что при l=0 I=I0, а при l=l I=Il33Il− ∫ dI/I = −kc ∫ dl0I0получаем–ln Il/I0 = kcl.Переходя к десятичным логарифмам и избавляясь от знака минус,приходим к окончательному выражениюlg I0/I = kcl = A,где А – оптическая плотность, k – атомный коэффициент поглощения, независящий от с и l.Так же, как и в эмиссионной спектроскопии, в методе атомнойспектроскопии возможны отклонения от прямолинейной зависимости А от с,обусловленные разными причинами.Атомно-эмиссионный анализСвязь между интенсивностью спектральной линии I и концентрациейэлемента с описывается эмпирическим уравнением Ломакина-ШайбеI = асb,где b – коэффициент самопоглощения (0≤b≤1).Часто это уравнение используют в логарифмическом видеlg I = lg a + lg с.Согласно этому уравнению, в некотором диапазоне концентрацийнаблюдается прямолинейная зависимость между lg I и lg с.При недостаточно стабильной работе источника возбуждения измеренныезначения интенсивности спектральных линий плохо воспроизводятся.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
