Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (практическое руководство) (1110140), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Результаты заносят в табл. 5.13. 2. Хроматографируют образец анализируемой смеси и идентифицируют полученные пики по времени удерживания. 3. По хроматограмме анализируемой смеси рассчитывают число теоретических тарелок для разделяемых веществ, их коэффициенты селективности и разрешение для соседних пиков. Результаты записывают в табл. 5.13. Т вал вцв 5 13 Хрвмвтвгрвавчесвве вврвввгры соелвввввя Определение бензеля, нафталина и антрацена в их смеси мегадам обращение-фазовай ВЭЖХ Разделение бензола, нафталина и антрацена методом ВЭЖХ вЂ” типичный пример разделения высококипящнх органических веществ, трудна разделяемых газовой хроматографией. Определение этих компонентов важно для оценки качества горючего. В основу разделения положено увеличение удерживания органических веществ неполярной неподвижной фазой (гцдрафабным силнкагелем Сн) с ростам гндрофобности при увеличении числа ароматических колец в молекуле соединения.
292 4, Определяют содержание компонентов в анализируемой смеси методом градуировочного графика. Для построения градуировочного графика хроматографнруют не менее четырех растворов сравнения определяемого соединения в интервале концентраций 5 — 25 мкг/мл (нафталин), 25 — 100 мкг/мл (бензол и антрацен). 293 Глава б ЭЛЕКТРОХИМИхП( СКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА Электрохимическне методы анализа основаны на использовании ионообменных или электронообменных процессов, протекающих на поверхности электрода или в приэлектродном пространстве.
Аналитическим сигналом служит любой электрический параметр (потенцнал, сила тока, сопротивление и др.), функционально связанный с составом и концентрацией раствора. Электрохимические методы анализа играют важную роль в современной аналитической химии, поскольку характеризуются высокой чувствительностью, низкими пределами обнаружения, широким интервалом определяемых содержаний, простотой и невысокой стоимостью аппаратуры. К числу существенных достоинств электроаналитических методов относится пшрокий спектр их практиче(оого применения — от определения следов токсичшах металлов в водах, атмосферных осадках, других объектах окружающей среды до идентификации н количественного определения сложных органических веществ, включая лекарственные препараты, белян н нуклеиновые кислоты, пестициды. Электрохнмическое детектирование часто применяется в высокоэффективной жидкостной хроматографии, капиллярном злектрофорезе, проточно-инжекционном анализе.
:'(:". б.1. ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Потенциометрический метод анализа основан на измерении злектродвижущей силы (ЭДС) обратимых гальванических элементов. Гальванический элемент состоит нз двух электродов, индикаторного и электрода сравнения, погруженных в один раствор (цепь без переноса), либо в два различающихся по составу рас- 'ь твора, связанных жидкостным контактом (цепь с переносом). В потенциометрии используют два класса индикаторных электродов. 1. Электроды, на мед(ефазных границах которых протекают 4 электронообменные процессв(. Функционирование таких электродов основано на зависимости равновесного потенциала от состава и концентрации исследуемого раствора, описываемой уравнением Нернста: 0,059 ос* Е= Ео~изы+ — ' 10 —, и о(( где Š— равновесный потенциал; е, — стандартный потенциал, равный равновесному, если активности всех участвующих в электрохимической реакции компонентов равны единице; и — число электронов, участвующих в полуреакции.
В основном это активные металлические электроды 1 рода (серебряный, медный, кадмневый и др.) и инертные электроды (платиновый, золотой). 2. Электроды, на меэ(ефазных границах которых протекают ионообменные процессы — ионоеелективные электроды (РУСЭ). Потенциал системы, состоящей из внешнего электрода сравнения и ИСЭ, погруженных в исследуемый раствор, описывается модифицированным уравнением Нернста (уравнение Никольского — Эйзенмана) 0,059 вв *е(ь Е=еоец+ — 1а(а(+Кт(( % +- ) е( где сопят — константа„зависящая от значений стандартных потенциалов внутреннего и внешнего электродов сравнения и от природы мембраны ИСЭ; а, и гв ав и еь — активности и заряды основного (потенциалопределяющего) и постороннего ионов соответственно; й~~' — потенциометрический коэффициент селективности ИСЭ по отношению к потенциалопределяющему иону (1) в присутствии постороннего иона (Й).
Различают прямую потенциометрию (ионометрию) — непосредственное измерение равновесного потенциала и нахождение активности ионов в растворе, и косвенную — потенциометричеекое титрование — регистрация изменения потенциала в процессе химической реакции между определяемым веществом и титрантом. В потенциометрическом титровании испольэутот реакции основных типов: кислотно-основные, окислнтельно-восстановительные и комплексообразования, а также процессы осаждения.
Индикаторный электрод выбирают в зависимости от типа химической реакции и природы потенциалопределяющих ионов. в.кь црямля поттзтциомнтрин (иономнтРии) Для измерения ЭДС гальванических элементов с ИСЭ наиболее часто используют электронные вольтметры с высоким входным сопротивлением (иономеры, рН-метры) различных марок. При работе с ИСЭ необходима его предварительная калибровка — установление зависимости между потенциалом электрода и активностью или концентрацией определяемых ионов.
Для построения градуировочного графика в координатах Е-ра; (Š— рс,) используют стандартные растворы определяемых соеди- 295 Е, мв пений. Наиболее часто приво меняют прием последовательного разбавления исходного раствора дистиллиро- ' ванной водой. При этом считается, что коэффициент активности изучаемого иона либо известен, либо может быть легко вычислен.
Распространен и универсален метод постоянной ионной силы: используют растворы потенциалопределяв в 4 э г ~ -иск~ ющего компонента, содержа- щие избыток индифферентрис, Ы. Вид электродиой фтикдии длк ного электролита, что создалелий-селективиото электрода ет постоянную ионную силу кэх в стандартных, тэх и В ис. следуемых растворах. В этом случае можно использовать графическую зависимость Е-рсь Вид электродной функции для однозарядного катиона приведен на рис. б.1. По данным калибровки ИСЭ определяют следующие электро- химические характеристики. 1. Пернстовскую область электродной функции — интервал прямолинейной зависимости потенциала ат активности (концентрации) потенциалопределяюших ионов.
2. Крутизну электродной функции — угловой коэффициент наклона градуировочного графика (Е-раь Е-рс~). 3. Предел обнаружения потенциалопределяющего иона (с ил,' для этого можно использовать два приема: а) экстраполируют прямолинейные участки зависимости Е-рой полученная точка пересечения соответствует'на осн абсцисс величине с„, р1 б) на экстраполированном лийейном участке электродной функции находят точку, отстоящую от экспериментальной кривой на 18/г мВ (с, в нонаметрии соответствует концентрации, для которой отклонение от 59 нернставскай зависимости составляет — 182, т.
е. 18э г мВ, где г — заряд потенциалопредсляющего иона). В случае отклонения крутизны электродной функции от теоретической величины для определения с используют значение, экспериментально найденное из градуиравочнаго графика. 296 4. Время отклика ИСЭ вЂ” время достижения стационарного потенциала. 5. Селективность элеюнрода относительно определяемого иана в присутствии посторонних ионов, Практические работы Работа 1 Определение рН раствора с исяольюваиием стеклянного электрода Для измерения рН используют гальванический элемент, составленный из стеклянного индикаторного электрода и хларипсеребряного электрода сравнения. Перед началом измерения рН новый стеклянный электрод должен быть выдержан не менее суток в 0,1 М растворе НС1 нли в дистиллированной воде. Проверку электродов и настройку прибора (рН-метра) проводят по буферным растворам. Если используется один буферный раствор, желательно выбрать тот, рН которого находится в том же диапазоне, что н рН исследуемого раствора.
Для болыпен надежности проверяют показания прибора и па другим буферным растворам, Погрешность измерения не должна превьппать 0,05 рН. Реагенты и аппаратура Буферные растворы: рН 3,5о (насыщ. раствор КС4НтОе) и рН 9,18 (0,05 М раствор Иа,В407 10НтО). рН-метр. Индикаторный электрод, стеклянный.
Электрод сравнения, хларндсеребряный. Выполнение определении. Подключают прибор к сети и дают прогреться в течение 30 мин. Настраивают прибор по двум буферным растворам — в кислой н щелочной областях рН. Для этого наливают в стакан соответствующий буферный раствор, опускают в него электроды„фиксируют значение рН и, если необходимо, корректируют ега с помощью специальной настройки. Перед каждым погружением электрода в буферный нли исследуемый раствор электроды тщательна промывают дистиллированной водой и осторожно удаляют избыток води с их поверхности фильтравэльной бумагой. Измеряют величину рН в анализируемом растворе, Па окончании работы выключают прибор.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
