книга 1 (1110134), страница 57
Текст из файла (страница 57)
После того как определяемь1е компоненты сконцентрированы на фильтре, используют разные приемы для их определения. Например, если материалом служит бумага, можно озолить ее и далее определить элементы методами атомно-эмиссионной спектроскопии. Седиментация и ультрацентрифугирование. Седиментация основана на осаждении грубодисперсных частиц под действием силы тяжести. Для осаждения более подвижных частиц небольшого размера нужно более высокое ускорение.
Это осуществляется ультрацентрифугированием. Ускорение Ь, необходимое в этом случае для седиментации, описывается уравнением 296 Ь = д(1,117тРг), где д — ускорение силы тяжести; и — число оборотов ультрацентрифуги; г— радиус частицы. ь)вгоды седиментации используют для разделения веществ в коллоидном состоянии и в виде суспензии. диализ. Этот метод основан на различии скоростей проникновения разных частиц через мембрану; Если разделяемые вещества — ионы, то можно использовать разновидность метода — электродиализ (диелиз с наложением напряжения).
Скорости диализа двух веществ с разными молекулярными массами подчиняются уравнению, аналогичному (7.27), которое справедливо для частиц одинаковой формы и строго выполняется для сферически симметричных частиц. Сравнивая скорости диализа исгледуемого вещества и вещества с известной молекулярной массой, можно рассчитать молекулярную массу неизвестного вещества. Одна из наиболее важных областей применения метода диализа — удаление солей и низкоиолекулярных примесей из белков. Пиромегаллургические методы. Хотя эти методы пришли в анелитичесгэчо химию из пиромегаллургических производств, некоторые из них давно и успешно используют в аналитической химии. Один из старых, не потерявших эначенкя методов, — пробпркая плавка.
В пробирной плавке используют свойство расплавленных свинца или другого коллектора (аН, Вп, %, Бв и др.) растворять благородные металлы с получением легкоплавких сплавов и быстро окисляться кислородом воздуха. Пробу смешивают с восстановителем (бумага, уголь, мука, сахар и др.) или окиглителем (селитра, глет, сурик), флюсом и коллектором, сплавляют и полученный сплав купелируют (скигают в окислительной атмосфере). В качестве флюсов используют кварц, измельченное стекло, НатВ40г.10 Нтб, НатСВз и др. Пробирная плавка — основной метод концентрирования благородных металлов. В сочетании с гравиметрическим, атомно-абсорбционным, атомно- эмиссионным, нейтронно-активационным методами пробирную плавку широко применяют для анализа самых разнообразных объектов.
Например, метод применяют для определения золота в минералах, продуктах цветкой металлургии для анализа кварцевых руд, шлаков, медных, пирктных и цинковых концентратов, мыщьяковистых продуктов и т.д. 1. Перечислите факторы, от которых зависит коэффициент распределения. 2- Какие из перечисленных параметров (концентрация, рН раствора, мас- кирующие вещества, температура) влияют на значение коэффициента распределения? 3. При каких значениях коэффициента разделения и коэффициентов распределения достигается количественное разделение веществ? 4. Может ли быть достигнуто количественное разделение веществ А и Н, если их коэффициенты распределения равны Ю = 10а, Р = 10 ~? А 5. Рассчитайте коэффициент разделения при осаждении 8-оксихинолинатов алюминия и магния, если рН раствора равен 5; с = с = 0,01 М; с А1 Н5 ' ' Ох = 0,1 М; рКа = 9,8 (Ох).
8. Обоснуйте преимущества аморфного осадка перед кристаллическими при соосаждении микрокомпоневтов. ?. Какие преимущества имеют органические коллекторы при оюсаждении микрокомпонентов? 8. Какие условия необходимо создать для переходе вещества из водной фазы в органическую? 9. Укажите различия между константой и коэффициентом распределения. Для какого типа частиц константа и коэффициент распределения обычно равны? 10.
Какие процессы определяют скорость экстракции? 11. Какие экстрагенты используют для экстракции хлорипных комплексов циркония и скакдия? 12. Какие из перечисленных органических растворителей (бензол, хлороформ, диэтиловый эфир, метилизобутилкетон) следует использовать для экстракции комплексных кислот типа НеНХщ,„? 13. Каким должен быть минимальный коэффициент распределения, обеспечивающий извлечение 95% растворенного вещества из 100„0 мл водного раствора экстракцией: 1) двумя порциями хлороформа по 25,0 мл; 2) пятью порциями хлороформа по 10,0 мл? 14.
В каких условиях достигается полное электролитическое разделение компонентов? ГЛАВА 8. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Хроматография — наиболее часто используемый аналитический метод. Новейшими хроматографнческнми методами можно проанализировать газообразные, жидкие н твердые вещества с молекулярной массой от 1 до 10е. Это могут быть изотопы водорода, ионы металлов, полимеры, белки, нефть и др. С помощью хроматографии получена обширная информация о строении и свойствах многих классов органических соединений. Применение хроматографических методов для 228 рвай азделенкя белков оказало огромное влияние на развитие современной биохимии.
Хроматографию с успехом применяют в исследовательских и кл клинических целях в самых разных областях биологии и медицины, в и ч". ф — мацевтике и криминалистике: для терапевтического мониторинга в связи с ростом нелегального употребления наркотиков, идентификации антибиотиков и отнесения их к той нли иной группе антибактери альных препаратов, для анализа отдельных наиболее важных классов пестицидов, для мониторинга окружающей среды и получения данных о составе атмосфер планет Солнечной системы.
Такие достоинства, как универсальность, экспрессность н чувствительность, делают хроматографию важнейшим аналитическим методом. Более десяти работ (1957 — 1980), выполненных с применением хроматографических методов, были удостоены Нобелевских премий — А Тизелиус (1948), А.Мартин и Р.Синдж (1956). Что же такое хроматографияУ Хроматография — это физико-химический метод разделения веществ, основанный на распределении компонентов между двумя фазами — неподвижной и подеижвоз. Неподвижной (стационарной) фазой служит твордое вещество (его часто называют сорбеяглож) или пленка жидкости, нанесенная на твердое вещество.
Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающий через неподвижную фазу. Компоненты анализируемой смеси вместе с подвижной фазой передвигаются вдоль стационарной фазы. Ее обычно помегцают в стеклянную (или металлическую) трубку, называемую холокхоа. В зависимости от силы взаимодействия с поверхностью сорбента (за счет адсорбции или по какому-либо еще механизму) компоненты перемещаются вдоль колонки с разной скоростью. Одни компоненты остаются в верхнем слое сорбента, другие, с меньшей степенью взаимодействия с сорбентом, оказываются в нижней части колонки, некоторые покидают колонку вместе с подвижной фазой.
Таким образом компоненты разделяются. Хроматография — гибридный аналитический метод, в котором хроматографический процесс — часть аналитической системы, сочетающей разделение и измерение. Мегод позволяет разделять много- компонентную смесь, идентифицировать компоненты и определять ее количественный состав. Поэтому детектирование сигнала (а также запись и обработка его) занимает важное место. В отличие от других методов, основанных на распределении компонентов между фазами, хроматография — это динамический мегод, обеспечивающий многократность актов сорбции — десорбцин разделяемых компонентов, так как разделение происходит в потоке подвижной фазы. Этим обусловлена большая эффективность хроматографического метода по сравнению с методами сорбции и экстракции в 299 и у 37 уу га гу .717 л ар длипаллность эл ааааданоя,ион Рнс.8.1.
Хроматограммв искусственной смеси аминокислот, входящих в состав продуктов гидролнза белков: 1 - аспарагинсввя кисвств; 8- трссннн; 8- верин; 1 - глугвмнноввя кнююта; 5- пролив; 6 - глнцин; г - аявннн; 8 - цнстнн: у - ввлнж 10 — мстионнн; иизолсйцян; 18 - лейцнн; м - тировнн; 14 - феннявлвнян; 18 - гнстядин; 16- лизин; 17 - аммнвк1 18 - вргннин; диаметр колоики 1,75 ми; нсносбменникдуррум С-Ач (8 мкм)", проба - 10 ямала санси; скорость потока 8.10 мл/ч, давление 83,8 атм статических условиях, именно поэтому хроматографическими методами возможно быстрое разделение сложных смесей, например аминокислот или редкоземельных элементов (рис.
8.1). В 1903 г. в сообщении вО новой категории адсорбционных явлений и о применении их к биохимическому анализу" русский ученый-ботаник М.С.Цвет (1872-1919) сформулировал основы хроматографии. В более позцних работах он обосновал метод теоретически, описал разные его варианты, аппаратуру, практическое применение. Основныи условием для хроматографического разделения веществ на колонке он считал различие в адсорбируемости. Расцвет и бурное развитие хроматографии начинаегся в 1931 г., когда появились работы по теории адсорбции и ионного обмена, были синтезированы новые органические и неорганические сорбенты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
