Е.В. Савинкина, Г.П. Логинова, С.С. Плоткин - История химии. Элективный курс (1118120), страница 25
Текст из файла (страница 25)
При пропускании анализируемой смеси через слой адсорбирующеговещества происходит ее разделение, после чего каждое вещество можно определить аналитически. Метод получил названиехроматографии (от греческих слов «хрома» — окраска, цвет и«графо» — пишу).С помощью своего метода Цвет показал, что зеленый листрастения содержит не один (как считалась ранее), а два вида iхлорофилла, доказал сложную природу желтого пигмента. Он .считал, что метод хроматографического анализа можно использовать для исследования не только окрашенных, но и неокрашенных веществ. Однако этот метод встретили с недоверием.Лишь в 30-е годы XX в.
он получил широкое распространениев химии и биохимии.Методом хроматографического анализа можно исследоватьразличные газы и жидкости (в том числе растворы, часто ворганических растворителях). Газ или жидкость пропускаютчерез колонку с адсорбентом (активированный уголь, силикагель, оксид алюминия). Вещества, адсорбированные в разныхчастях колонки, затем последовательно удаляют, используэнинертный газ или растворитель, и анализируют.Для аналитических целей часто используют бумажную \хроматографию; небольшое количество раствора исследуемойсмеси наносят в виде пятна на полоску специальной бумаги,которую затем опускают в растворитель.
В методе тонкослойной хроматографии тонкий слой оксида алюминия, карбоната129кальция, целлюлозы или другого адсорбента наносят на стеклянную или металлическую пластинку.Еще одним из основных методов разделения смесей веществ, а также отделения и концентрирования микропримесей,стала экстракция. Этот метод заключается в переводе одногоили нескольких веществ из одной жидкой фазы, например водного раствора, в другую (обычно органическую), не смешивающуюся с первой.
При этом основное вещество концентрируетсяв одной жидкости, примеси — в другой. Законы распределениявеществ между двумя растворителями были установлены в1890 г. Степень разделения можно изменять, применяя различные растворители и лиганды для комплексообразования, меняякислотность среды и степень окисления элементов, входящихв состав анализируемых соединений.Вопросы1. Какова роль физико-химических методов разделения смесей в повышении точности и избирательности химическогоанализа?2.
Сравните возможности методов хроматографии и экстракции для разделения смесей неорганических и органическихвеществ.5.3.3. Инструментальные методы химического анализаПочему одним из главных требований к современномухимическому анализу стала быстрота его проведения?Традиционные методы химического анализа, несмотря насовершенствование техники работы, стали отставать от современных требований. В начале XX в. считалось достаточнымопределение десятых долей процента и нормальным проведение анализа в течение нескольких дней. Однако в настоящеевремя необходимо определять тысячные доли процента в течение нескольких минут. Применимость классических методованализа ограничивается точностью взвешивания, интерваломперехода окраски индикатора, эффективностью методов разделения и т.
д.Современная аналитическая химия постепенно переходит отхимических методов анализа к физико-химическим методам.В настоящее время большинство количественных методов анализа основано на определении различных физических свойств130Часть 5.5.3. Новые методы анализаРазвитие аналитической химиисоединений или простых веществ с использованием соответСТ з Х и е ^ Г м е т о д о в анализа тесно связано с созданиемв о в ш измерительных приборов. В принципе, почти все фив е с к и е свойства элемента могут быть использованы д л я егоопределения. Но на практике редко непосредственно определяют какое-либо физическое свойство вещества. Обычно определяют изменение физической величины относительно известного стандарта и таким образом находят неизвестное количествовещества.
Современные физические методы анализа основанына измерении плотности, вязкости, температуры к и п е н и я и л изамерзания и других свойств веществ.Многие методы основаны на определении эффекта, вызванного взаимодействием излучения (играющего роль своеобразного реагента) с веществом. Обычно этот эффект с в я з а н сконцентрацией или массой определяемых компонентов.Одним из наиболее важных инструментальных методов анализа является спектральный анализ, который используют нетолько для качественного, но и д л я количественного определения состава вещества.
Для этого измеряют интенсивностьсвечения (спектральных линий), которая зависит от концен- Jтрации химического элемента. Содержание элемента можноопределять и по поглощению света его атомами.В количественном анализе широко применяются электрохимические методы.
Самый первый из них был предложен в1864 г.: определяемый металл выделяли под действием тока втвердом виде и взвешивали. Другие методы основаны на измерении количества электричества, разности потенциалов, силытока или электропроводности, которые зависят от содержанияопределяемого компонента в растворе.
В титровании элек- 1трохимические методы постепенно вытесняют традиционныеметоды определения конечной точки титрования по изменениюокраски индикатора.Исследование радиоактивности привело к появлению активационного анализа. Вещество облучают потоком элементарных частиц (например, нейтронов), а затем измеряют интенсив 1ность радиоактивного излучения образовавшихся радиоактивных изотопов. Ее сравнивают с интенсивностью излучения техже элементов в образце, в котором их содержание известноМасс-спектрометрия позволяет различать частицы с оаз йатомной или молекулярной массой.
Образец переводят в'зообразное состояние и воздействуют на него ионизирующ^" \131пучком электронов. Образующиеся ионы разделяются под действием постоянного магнитного или переменного электромагнитного поля в зависимости от отношения их массы к зарядуи регистрируются прибором.Ф и з и ч е с к и е методы анализа незаменимы для определениямикроколичеств веществ. Их главное достоинство — простотаподготовки и качественного анализа проб, широкий диапазонопределяемых концентраций, высокая чувствительность, позволяющая проводить анализ даже без разрушения образца.Физические методы анализа удобны для автоматизации.
Однако д л я их выполнения обычно требуются эталоны, в которыхсодержание элементов установлено химическими методами.В настоящее время ведутся поиски взаимосвязи между содержанием определяемого компонента и его воздействием нафизические приборы, что может открыть путь к созданию абсолютных методов анализа, не требующих образцов сравнения.Вопросы1 Какое место занимают инструментальные методы анализа вхимии?неорганической, органической и физической2.
Могутли инструментальные методы анализа полностьювытеснить химические методы?Часть 6Развитие физической химииКакое влияние оказывают друг на друга физика и химия?Физическая химия объясняет химические явления и устанавливает их закономерности на основе общих принципов физики. Выделению физической химии в самостоятельную наукуспособствовал рост химических производств и создание химической промышленности. Для успешного разрешения возникших в связи с этим проблем недостаточно было эмпирическихправил и знания качественных соотношений.6.1.
Химическая термодинамикаКак можно обнаружить, что химические реакции сопровождаются энергетическими эффектами?Слово «термодинамика» происходит от греческих слов «термо» — теплота и «динамис» — сила. Химическая термодинамика — это наука, изучающая переходы энергии из одной формыв другую в химических процессах.6.1.1. Возникновение термохимииКак можно измерить количество теплоты, выделяющеесяили поглощающееся в ходе химической реакции? Какие ]условия необходимо при этом соблюдать?Одним из первых химиков, обратившим внимание на тепло- \вые эффекты химических реакций, был А. Л. Лавуазье.
Он придерживался теории теплорода и причислял его к элементам.Вместе с французским астрономом, математиком и физикомПьером Симоном Лапласом (1749-1827) Лавуазье сконструировал первый калориметр для того, чтобы определить количествотеплорода, принимающего участие в реакциях. В 1790 г. онивысказали предположение, что для разложения соединения насоставные части требуется столько же теплоты, сколько ее6.1. Химическая термодинамика133выделяется при образовании соединения из составных частей.Однако современники не оценили полученные Лавуазье и Лапласом термохимические данные.В 30-е годы XIX в.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
