Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (задачи и вопросы) (1110138), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Что является наиболее важной причиной размывания хромагографического пика? 1б. Почему пик неудерживаемого компонента может быль асимметричным? 17. Почему для оценки вкладов различных факторов в размывание хроматографического пика используют их дисперсии? 18. Как экспериментально определить высоту, эквивалентную теоретической тарелке? 19. Какая из теорий хроматографии дает основу для оптимизации хроматографического процесса? 20. Нарисуйте зависимость высоты, эквивалентной теоретической тарелке, от скорости потока подвижной фазы в газовой хроматографии. 21.
Изобразите графически 4с-разделение соединений А и В; чему равно в этом случае разрешение? 22. Изобразите графически бе-разделение соединений А и В; чему равно в этом случае разрешение? 23. Изобразите графически зависимость эффективности колонки от селективноств при Я,= 1; Я; — 2. 24. Как связана форма пика с видом изотермы сорбции? 25. Изобразите форму пятна на плоскостной хроматограьвге, соответствуюшую линейной, выпуклой и вогнутой изотерме сорбции. 26. Назовите три способа детектирования в газовой и жилкостной хроматографии.
27. Какие детекторы предпочтительнее в хроматографическом анализе — универсальные илн селективные? 28. Величина сигнала каких детекторов в газовой хроматографии зависит от природы газа-носителя? 206 29. Почему при использовании в качестве детектора катарометра теплопроводиость газа-носителя должна быть как можно большей? 30. Какую информацию можно получить из хроматограмм при использовании двух последовательно соединенных детекторов? 31. Какие параметры хроматографического пика используют для количественного анализа? 32. Перечислите основные методы количественного хроматографического анализа.
В каких случаях используют тот нли иной метод? 33. В каких случаях в количественном хроматографическом анализе измеряют высоту пика? площадь пика? 34. Перечислите способы измерения плошади хроматографического пика. 35. В каких координатах строят градунровочный график, чтобы некоторое изменение экспериментальных условий 1температуры, скорости потока и др.) не оказывало влияния на количественное хроматографическое определение компонента? Зб.
Какие экспериментальные данные подтверждают, что исследователь проводит количественный хроматографический анализ в области линейности изотермы сорбции? 37. Какова роль подвижной фазы в газовой и жндкоспюй хроматографии? 38. Приведите примеры неподвижных фаз в газотвердофазной и газожидкосгной хроматографии. 39. Какую неподвижную фазу в газожидкостной хроматографии называют селективной? 40. Приведите примеры неподвижных фаз в адсорбцнонной высокоэффективной жидкостной хроматографии. 41.
Сравните размеры хроматографических колонок в газовой и высокоэффективной жидкостной хроматографии. 42. Сравните скорость потока подвижной фазы в газовой и жидкостной хроматографии. 43. Почему в жидкостной хроматографии предпочитают' подвижные фазы с низкой вязкостью? 44. Сравните эффективность различных вариантов газовой и жидкостной хроматографии.
Как ее повысить? 45. Как вычислить эффективность капиллярной колонки в хроматографии? 46. Как влияет диаметр капнллярной колонки на ее эффективность? 47. Чо такое градиентное элюирование в газовой н жилкостной хРоматографии? 48. Какие преимушества дает программирование температуры в газовой хроматографии? '2ХЛ 49.
Чем отличаются нормально- н обращенно-фазовый вариант ВЭЖХ? 50. Как получить на основе гидрофобизировавного силнкателя адсорбент для ион-парной хроматографии? 51, Как повысить элюирующую силу подвижной фазы в ионной хроматографии, в нормально-фаз овой и обращенно-фазовон ВЭЖХ? 52. Какие неподвижные фазы используют в ионной хроматогра фии для разделения анионов и катионов? 53. Какие выводы можно сделать на основании кривых титрова ния ионообменников? Какие их характеристики можно определить? 54.
Что такое обьяяшая емкость ионообмевников? 55. Зависит ли селектнвность ионообменннка от его емкости? 56. Как изменяется способность к катнонному обмену при переходе от одного элемента к другому в группах Периодической системы? 57. Как провести деионизацюо воды с помощью ионообменников? Напишите уравнения реакций. 58. Кахой адсорбент можно использовать для удаления катионов (Ре(П1), Ыа, ЫН,) при гравимегрическом определении серы в виде сульфата бария? 59. В присутствии какого аннона можно отделить Ре(П1) от А((П1), используя ионообменник? 60. Почему РЗЭ невозможно разделить прн их злюировавнв с колонки, заполненной катионообменником, раствором хлорвда натрия? Если же в элюент добавить цитрат, то ионы РЗЭ (1л, Се, СИ, ТЬ, ...„1п) четко разделяются.
61. Как определить скорость, определяющую стадию ионного обмена? 62. Какая стадия процесса ионного обмена является лимнтирующей при низких (<0,01 М) и высоких (>0,01 М) концентрациях сорб ага? Глава 8. Электрохимические методы анализа 8Л. Потеициометричеекие методы В основе потенциометрических методов анализа лежит зависимость равновесного потенциала индикаторного электрода от состава и концеатрацни анализируемого раствора, описываемая уравнением Нернста (25 'С): 0,059 ао„ Е=Кч,~+ — '-1й — „ ~кя (8.1) где Š— равновесный потенциал; и — число электронов, участвующих в полуреакции; Ее — стандартный потенциал, т.
е. потенциал Ох/Кеб системы при активностях окисленной, восстановленной форм и других участников полуреакции, равных единице. Индикаторным электродом может служить либо активный металлический электрод 1 рода (например, серебряный, медный, кадмиевый), либо внертаый металлический электрод (платиновый). Зависимость потеациала ионоселективного электрода от состава раствора, в который он погружен, описывается модифицированным уравнением Нернста (уравнение Никольского): 0,059 Е=сопяг+- — — !я(ОА+ йхвйя + ...), хА (3.2) где сопзг — константа, зависящая от свойств мембраны электрода; гх — число, по знаку и величине равное заряду определяемого иова А; йд; — потенциометрнческий коэффициент селективностн, характеризующий способность электрода различать определяемый ион А н посторонний ион В.
Потенциал индикаторного электрода измеряют либо как функцию концентрации определяемого иона, погружая электрод в анализируемый раствор (прямая потенциометрия), либо как функцию 209 объема титраита, вступающего в химическую реакцию с определя емым веществом (потеициометрическое титроваиие).
В обоих слу чаих для того чтобы измеренный потенциал без особой погреш ности можно было приравнять к равиовесиому„измереиия иеоб ходимо проводить в условиях, близких к термодииамическим, т. е без отвода от гальванического элемевта заметиого тока. Вспомним, что ЭДС гальванического элемеита определяется соотиошепием где Е, — потенциал катода (положительиый электрод гальванического элемента); Е, — потенциал анода (отрицательиый электрод).
Уравнения (8. [) — (83) позволяют: — вычислить потенциал индикаторного электрода в растворе данного состава; — рассчитать соотношение активностей (коицеитраций) окислевиой и восстаиовлевиой форм в анализируемом растворе при данном потенциале; — рассчитать копцеитрацию окислеииой или восстановленной формы; — оценить величину потевциометрического коэффициента селе- ктивиости; — оценить погрешность измерения концентрации иона с помощью иоиоселективиого электрода в присутствии посторонних ионов; — оценить величины констант химических равновесий (К„К„ Кь р).
Нувэмр 1. Рассчитайте потевцвая серебрявого эяектрода, погруиеввого в 1.0 Ю ' М раствор АяХОэ в буфервой смеси ХНэ, ХН+ с общей ковцевтрацией 0,1 М в РН 10,00. Коэффициенты аатвввоств припять равпыми едивице. Решение. Выпвшем вэ спрааочиика веобходшиые ддя решевпя задачи константы: Ьеаят — — 0,799 В, дэя аммвакатов серебра ])!=2,09.10э в])э 1,б2 10' и рассчитаем величину К,(ХНч ), так как обычно ее вет в справочниках, а есп, веяичива Кь(ХНэ) К 1 0.10- п)Кь=! О.
10-1 !! 75. 1О-з 57.10-~е Дяя серебряного электрода Е Ееа Чья+О 059)каха' ияв, по усяоввю эацачв, Е=Е„.,„,+0,059)я[Ай']. Раявовесвую ковцевтрэцию ионов серебра вайдем, решая свстему ураввеввй саа — — [Ая )+[Ая(хнэ) ]+[Ах(хнэ)э+) ]),-[Ая(ХНэ) ]([Ая цХН,] и])э=[Ай(ХНэ)д([АК цХН)' 210 (Ай+) слз/(1+В~(ХНз)+/)г(ХНз)~). рассчитываем равновесную воицеитрацию аммиааа, используя вмразвевие дла Ке (ХНз)+(ХН, )-0,1 М в(Н') 1,0.10чш М, К.=((ХНз)(Н ))/((ХН;Р=((ХНз) 1,0 10-")/(0,1-(ХНз))-5„7.
10-зс. (ХНз) 57.10-ы/(67.10-зе) 0085 М следовательно, (Лб+)=0,01/(1+~09'10э'0,085+1,6'10 0308Ю=8,5'10 М. аЕ 0,799+0,0591885 10 з 0,380 В. Пример 2. Каков будет потевциал платинового элеатрода после того ааа из раствора, содериащего 2,0. 10 ' М Уа(П) и 1 М ХНз, элеатролвэом будет выделено 999% в аач Ресмвие. В присутствии столь большого избытка лвгавда полуреаацию ва элеатроде молсго записать таа Уа (ХНз)4~ ь + 2е ез 4ХНз+ул Подставлаа йф з.~,— — — 0,763 и //4 2,5 1Оэ, иайзим /ф 0,059 0,059 .Ес ~з ) э /т Яф * =18/14= — 0763 — — 182,5'10з — 1,040 В.
2 2 По условвю задачи в растворе в виде Ув(ХНз)4*+ осталось 0,1%, что от исходвой вовцеатрацви 2,0.10 з М ссставлвет 2,0 10 з М. Подставим эти величины в ураввевае Нервста в найдем, что после выделевва аэ раствора 99,9% циваа потенциал платинового электрода разеи 0,059 (2п(ХНз)4~+1 0,059 2 1О 1,040+ ' 18 . --1,18 В. 2 (ХНз)~ 2 Првмер 3. ЭДС гальвавичесаого элемезпа вз платавового элеатрода в растворе, содеримцем Ге(П)) и ре(щ, в васыщевцого ааломельиого электрода (НКЭ) раева 0,558 В. Каково соотиошевие ге(711)/ге(0)7 р .
Посаольвуйс /в =0,771 В, аЕциэ — — 0,212В отиосительвоСВЭ, то а паевой ачейае ввлвааторвый платвисвый элеатрод взлветса аатолом, а НКЭ— вводом, тах ааа Ем=Š— Е„то Ее=0,558+0,242 0,805 В 3ависимссгь потенциала катода от ссотвошевиа Геэ+/гее' определаетса ураэвеавем Нервсга (ре~») 0,805 = 0,771+ 0,059 18 (рсэ ч) 211 (Резь) 18 (О:,805 — 0,771)/0,059 =0,491 (Рез+) [Рез+)/(Реэ+) = 3,1. Пример 4.
Потенциал серебрквого электрода в растворе соли серебра равен 0,434 В (относительно СВЭ). Какова раановесваа концевтрацик ионов Ай+, если йс ° =0,799 В7 Решение. Длл полуреакцви Ай++с~Ай, определаюпгей потенциал серебркного электрола в авалвзвруемом растворе„эапюпем уравнение Нервста бел +/де+ 0,059 18 (А8+) 18(А8+) =(0,434 — 0.799)/О 059 = — 6,Ю, в найдем, что а раановеснаа концевтрациа ионов А8+ !А8+)=63'10 ' М (р '') 0,320 = 0,459 — 0,05918 (Без+) находим, что отноюевие, определвююее вепнчвву равномсиого потенциала электро- да, равно [Еез+)/(Без+)=10 ' =1О =224. Рассчвтаем концентрацию Ре(Б) в авалвзвруемом растворе (0,5/278,1)/(! 000,0/1 00,0) = 0,0180 М в, с уютам соотвопивиа (Гез ~ИГез+), найдем, что в растворе содеривтса 0,0180/224=8,0'10 з М Ре(Ш), а а 100„0 мл этого раствора 8,0 10 '.3999-1000/(1000,0 2)=00016 г Гег(БОе)з- Слеловательно, препарат Гете.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
