- •А.Н. Пырко сборник задач и контрольные задания по аналитической химии
- •Введение
- •1. Классификация методов анализа
- •2. Метрологические характеристики методов анализа
- •3. Закон эквивалентов
- •4. Свойства растворов
- •4.1 Способы выражения концентрации растворов
- •4.2 Связь различных способов выражения концентрации растворов
- •4.3 Ионная сила и рН растворов
- •4.4 Расчет рН растворов разных электролитов
- •4.5 Решение типовых задач
- •4.6 Задачи для самостоятельного решения
- •5. Гравиметрический (весовой) метод анализа
- •5.1 Основные этапы гравиметрического анализа
- •5.2 Основные требования к осаждаемой и гравиметрической форме
- •5.3 Основные требования к осаждению кристаллических осадков
- •5.4 Общая характеристика метода
- •5.5 Решение типовых задач
- •5.6 Задачи для самостоятельного решения
- •6. Титриметрический (объемный) метод анализа
- •6.1 Общая характеристика метода
- •6.2 Растворы в титриметрическом анализе
- •6.3 Решение типовых задач
- •6.4 Задачи для самостоятельного решения
- •6.5 Реакции в титриметрическом анализе
- •6.6 Процесс и способы титрования
- •6.7 Общие сведения о кривых титрования
- •6.8 Расчет концентрации веществ на различных участках кривых титрования
- •7. Кислотно-основное титрование (метод нейтрализации) 7.1 Общая характеристика метода
- •7.2 Индикаторы кислотно-основного титрования
- •7.3 Логарифмические кривые кислотно-основного титрования
- •7.4 Титрование слабой кислоты сильным основанием
- •7.5 Титрование смеси кислот (оснований)
- •7.6 Расчет рН раствора в различные моменты титрования
- •7.7 Выбор индикатора титрования
- •7.8 Решение типовых задач
- •7.9 Задачи для самостоятельного решения
- •8. Методы окислительно-восстановительного титрования
- •8.1 Расчет фактора и числа эквивалентности веществ, участвующих в овр
- •8.2 Кривые окислительно-восстановительного титрования
- •8.3 Способы фиксирования конечной точки титрования (к. Т. Т.)
- •8.4 Перманганатометрия
- •8.5 Аналитические возможности метода перманганатометрии
- •8.6 Иодометрия
- •8.7 Приготовление и стандартизация рабочих растворов i2 и Na2s2o3
- •8.8 Условия проведения и аналитические возможности метода
- •8.9 Решение типовых задач
- •8.10 Задачи для самостоятельного решения
- •9. Комплексонометрия
- •9.1 Общая характеристика метода
- •9.3 Кривые комплексонометрии и способы установления конечной точки титрования (к. Т. Т.)
- •9.4 Условия проведения комплексонометрического титрования
- •9.5 Решение типовых задач
- •9.6 Задачи для самостоятельного решения
- •10. Электрохимические методы анализа
- •10.1 Классификация электрохимических методов
- •10.2 Основные электрохимические методы
- •10.3 Решение типовых задач
- •10.4 Задачи для самостоятельного решения
- •11. Хроматографические методы
- •11.1 Механизмы хроматографического разделения
- •12. Спектроскопия
- •12.1 Поглощение в уф- и видимой областях
- •12.2 Люминесценция
- •12.3 Инфракрасная (ик) спектроскопия
- •12.4 Ядерный магнитный резонанс (ямр)
- •12.5 Масс-спектрометрия (мс)
- •Химические сенсоры
- •12.6 Решение типовых задач
- •12.7 Задачи для самостоятельного решения
- •13. Аналитическая проба
- •Отбор проб веществ разного агрегатного состояния
- •Получение лабораторной пробы
- •Разложение пробы
- •Дополнение
- •Аналитическая химия (Вопросы к сдаче зачета)
- •Варианты контрольных работ
- •Содержание
11.1 Механизмы хроматографического разделения
Рассмотрим основные механизмы распределения веществ между подвижной и неподвижной фазами на примере колоночной хроматографии.
Адсорбционная хроматография. Неподвижная фаза представляет собой твердое вещество, на активных центрах которого адсорбируются молекулы определяемых веществ. Разделение может быть основано на различиях их полярностей: чем полярнее вещество, тем сильнее оно адсорбируется на неподвижной фазе и дольше задерживается на ней.
Распределительная хроматография. Неподвижная фаза представляет собой текучее вещество, нанесенное на твердый носитель или химически связанное с ним. Компоненты смеси, пропускаемой через колонку, разделяются вследствие разной растворимости в неподвижной фазе. Как в газовой, так и в жидкостной распределительной хроматографии используют неподвижные фазы с разной полярностью и другими химическими свойствами, от которых зависит растворимость определяемых веществ. Одна из разновидностей распределительной хроматографии – газожидкостная хроматография (ГЖХ) с жидкой неподвижной фазой и газовой подвижной.
Вытеснительная хроматография. Неподвижная фаза представляет собой твердое пористое вещество. Крупные молекулы разделяемой смеси не проникают в поры и, не задерживаясь в неподвижной фазе, увлекаются растворителем. Молекулы среднего размера застревают в некоторых порах и на какое-то время остаются в неподвижной фазе, а мелкие молекулы проникают во все поры и перемещаются очень медленно. Так происходит разделение молекул по размерам, а следовательно, по молекулярной массе. Методом вытеснительной хроматографии можно разделять вещества с мол. массой от 100 до 100 000 000.
Ионообменная хроматография. Неподвижной фазой является ионит – твердое, практически нерастворимое в воде и органических растворителях вещество, содержащее ионогенные функциональные группы, способные обменивать свои ионы на ионы, присутствующие в подвижной фазе. Для разделения анионов (органических кислот, аминокислот или хлорид-, нитрат-, сульфат-ионов) используются аниониты, содержащие аминогруппу или четвертичный аммоний. В состав катионитов, применяемых для разделения катионов (аминокислот или ионов металлов), входят карбоновые или сульфокислоты.
Гель-хроматография является одним из видов вытеснительной хроматографии и основана на использовании различия в размерах молекул. Неподвижной фазой является растворитель, находящийся в порах геля, а подвижной – сам растворитель. В процессе гель-хроматографирования могут быть отделены крупные молекулы, которые гелем не сорбируются, так как их размеры превышают размеры пор геля, от мелких, которые проникают в поры, а затем могут быть элюированы.
Аффинная хроматография – метод очистки и разделения белков и других биомолекул, основанный на их избирательном взаимодействии с лигандом, ковалентно связанным с инертным носителем. Высокая эффективность разделения основана на образовании прочных комплексов биологических молекул типа ключ - замок: антитело – антиген, фермент – субстрат, гормон – рецептор, т.е. адсорбент-антитело связывает свой антиген, адсорбент-фермент – свой субстрат, адсорбент-рецептор – свой гормон, а остальные молекулы остаются в растворе.
Неподвижная фаза представляет собой специально получаемый сорбент, построенный по схеме: носитель (органический полимер, кремнозем, стекло) связан химической связью с ножкой (аминокислота, амин), которая связана с лигандом – молекулой, которая и связывает родственную молекулу из раствора. Ножка является мостом, связывающим лиганд с носителем. Этот мост нужен для того, чтобы носитель не мешал лиганду принять пространственную конфигурацию, позволяющую образовать прочный комплекс с родственной (копланарной) молекулой, находящейся в смеси.