Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

1. Metode odvajanja i koncentracije

Opće informacije o odvajanju i koncentraciji

Odvajanje je operacija koja omogućava da se komponente uzorka odvoje jedna od druge.

Koristi se ako neke komponente uzorka ometaju određivanje ili detekciju drugih, odnosno kada analitička metoda nije dovoljno selektivna i mora se izbjeći preklapanje analitičkih signala. U ovom slučaju, koncentracije izdvojenih supstanci su obično bliske.

Koncentracija je operacija koja vam omogućava da povećate koncentraciju mikrokomponente u odnosu na glavne komponente uzorka (matrice).

Koristi se ako je koncentracija mikrokomponente manja od granice detekcije Cmin, odnosno kada metoda analize nije dovoljno osjetljiva. Međutim, koncentracije komponenti uvelike variraju. Koncentracija se često kombinuje sa odvajanjem.

Vrste koncentracije.

1. Apsolutno: mikrokomponenta se prenosi iz velikog volumena ili velike mase uzorka (Vpr ili mpr) u manji volumen ili manju masu koncentrata (Vconc ili mconc). Kao rezultat, koncentracija mikrokomponente se povećava n puta:

gdje je n stepen koncentracije.

Što je manji volumen koncentrata, to je veći stepen koncentracije. Na primjer, 50 mg katjonske smole je apsorbiralo germanij iz 20 L vode iz slavine, a zatim je germanij desorbirao 5 ml kiseline. Prema tome, stepen koncentracije germanijuma je bio:

2. Relativno (obogaćivanje): mikrokomponenta se odvaja od makrokomponente tako da se povećava omjer njihovih koncentracija. Na primjer, u početnom uzorku omjer koncentracija mikro- i makrokomponenti bio je 1:1000, a nakon obogaćivanja 1:10. To se obično postiže djelomičnim uklanjanjem matrice.

Odvajanje i koncentracija imaju mnogo toga zajedničkog, u te svrhe se koriste iste metode. Oni su veoma raznoliki. Zatim će se razmotriti metode odvajanja i koncentracije koje su od najvećeg značaja u analitičkoj hemiji.

Klasifikacija metoda odvajanja i koncentriranja

Postoje mnoge klasifikacije metoda odvajanja i koncentriranja na osnovu različitih karakteristika. Pogledajmo najvažnije od njih.

1. Klasifikacija prema prirodi procesa data je na sl.

Rice. 1 Klasifikacija metoda razdvajanja prema prirodi procesa

Hemijske metode odvajanja i koncentriranja zasnivaju se na nastanku hemijske reakcije, koja je praćena taloženjem proizvoda i oslobađanjem gasa. Na primjer, u organskoj analizi, glavna metoda koncentracije je destilacija: tijekom termičke razgradnje matrica se oddestilira u obliku CO2, H2O, N2, a metali se mogu odrediti u preostalom pepelu.

Fizičko-hemijske metode razdvajanja i koncentriranja najčešće se zasnivaju na selektivnoj raspodjeli tvari između dvije faze. Na primjer, u petrohemijskoj industriji hromatografija je od najveće važnosti.

Fizičke metode odvajanja i koncentriranja najčešće se zasnivaju na promjeni agregacijskog stanja tvari.

2. Klasifikacija prema fizičkoj prirodi dvije faze. Raspodjela tvari može se vršiti između faza koje su u istom ili različitim agregacijskim stanjima: plinovito (G), tečno (L), čvrsto (S). U skladu s tim razlikuju se sljedeće metode (sl.).

Rice. 2 Klasifikacija metoda razdvajanja prema prirodi faza

U analitičkoj hemiji najveći značaj su dobile metode razdvajanja i koncentriranja, koje se zasnivaju na raspodjeli tvari između tekuće i čvrste faze.

3. Klasifikacija prema broju elementarnih akata (etapa).

§ Jednostepene metode - zasnovane na jednoj distribuciji supstance između dve faze. Odvajanje se odvija u statičkim uslovima.

§ Višestepene metode - zasnovane na višestrukoj distribuciji supstance između dve faze. Postoje dvije grupe višestepenih metoda:

– ponavljanje procesa pojedinačne distribucije (na primjer, ponovljena ekstrakcija). Odvajanje se odvija u statičkim uslovima;

– metode zasnovane na kretanju jedne faze u odnosu na drugu (na primjer, hromatografija). Odvajanje se odvija u dinamičkim uslovima

3. Klasifikacija prema vrsti ravnoteže (Sl.).

Rice. 3 Klasifikacija metoda razdvajanja prema vrsti ravnoteže

Metode termodinamičkog odvajanja temelje se na razlikama u ponašanju tvari u ravnotežnom stanju. Oni su od najveće važnosti u analitičkoj hemiji.

Metode kinetičke separacije zasnivaju se na razlikama u ponašanju supstanci tokom procesa koji dovode do ravnotežnog stanja. Na primjer, u biohemijskim istraživanjima, elektroforeza je od najveće važnosti. Druge kinetičke metode se koriste za odvajanje čestica koloidnih otopina i otopina spojeva visoke molekularne težine. U analitičkoj hemiji ove metode se rjeđe koriste.

Kromatografske metode se temelje i na termodinamičkoj i na kinetičkoj ravnoteži. Oni su od velikog značaja u analitičkoj hemiji, jer omogućavaju odvajanje i istovremenu kvalitativnu i kvantitativnu analizu višekomponentnih smeša.

Ekstrakcija kao metoda odvajanja i koncentracije

Ekstrakcija je metoda razdvajanja i koncentriranja zasnovana na raspodjeli tvari između dvije tekuće faze koje se ne miješaju (najčešće vodene i organske).

Za potrebe ekstrakcijske separacije stvaraju se uslovi da jedna komponenta u potpunosti prelazi u organsku fazu, a druga ostaje u vodenoj fazi. Faze se zatim odvajaju pomoću levka za odvajanje.

U svrhu apsolutne koncentracije, tvar se iz većeg volumena vodene otopine prenosi u manji volumen organske faze, uslijed čega se koncentracija tvari u organskom ekstraktu povećava.

U svrhu relativne koncentracije stvaraju se uslovi da mikrokomponenta pređe u organsku fazu, a većina makrokomponente ostane u vodenoj fazi. Kao rezultat toga, u organskom ekstraktu raste omjer koncentracija mikro- i makrokomponenti u korist mikrokomponente.

Prednosti ekstrakcije:

§ visoka selektivnost;

§ jednostavnost implementacije (potreban je samo lijevak za odvajanje);

§ nizak intenzitet rada;

§ brzina (3-5 min);

§ ekstrakcija se veoma dobro kombinuje sa metodama naknadnog određivanja, usled čega je nastao niz važnih hibridnih metoda (ekstrakciono-fotometrijski, ekstrakcijsko-spektralni, itd.).

Koprecipitacija kao metoda odvajanja i koncentracije

Koprecipitacija je hvatanje mikrokomponente od strane sakupljača sedimenta tokom njenog formiranja, a mikrokomponenta prelazi u sediment iz nezasićenog rastvora (PS< ПР).

Kao sakupljači koriste se anorganska i organska slabo rastvorljiva jedinjenja sa razvijenom površinom. Odvajanje faza se vrši filtracijom.

Kopacipitacija se koristi u sljedeće svrhe:

§ koncentracija nečistoća kao veoma efikasna i jedna od najvažnijih metoda, koja omogućava povećanje koncentracije za 10-20 hiljada puta;

§ odvajanje nečistoća (rjeđe).

Sorpcija kao metoda razdvajanja i koncentracije

Sorpcija je apsorpcija plinova ili otopljenih tvari čvrstim ili tekućim sorbentima.

Kao sorbenti koriste se aktivni uglji, Al2O3, silicijum dioksid, zeoliti, celuloza, prirodni i sintetički sorbenti sa jonogenim i helatnim grupama.

Apsorpcija tvari može se dogoditi na površini faze (adsorpcija) ili u volumenu faze (apsorpcija). U analitičkoj hemiji adsorpcija se najčešće koristi u svrhu:

§ odvajanje supstanci, ako su stvoreni uslovi za selektivnu apsorpciju;

§ koncentracija (rjeđe).

Osim toga, sorpcija u dinamičkim uslovima čini osnovu za najvažniju metodu separacije i analize – hromatografiju.

Jonska izmjena

Jonska izmjena je reverzibilni stehiometrijski proces koji se javlja na granici između jonita i otopine elektrolita.

Jonski izmjenjivači su visokomolekularni polielektroliti različite strukture i sastava. koncentracija hemijskog sorpcionog gasa

Glavno svojstvo ionskih izmjenjivača je da apsorbuju katione ili anjone iz otopine, oslobađajući u otopinu ekvivalentan broj jona istog znaka naboja.

Proces jonske izmjene opisan je zakonom djelovanja mase:

gde su A i B joni u rastvoru, i joni u fazi jonskog izmenjivača.

Ovu ravnotežu karakteriše konstanta razmene (K):

gdje je a aktivnost jona.

Ako je K > 1, onda B jon ima veći afinitet za jonski izmjenjivač; ako je K< 1, то ион А обладает бульшим сродством к иониту; если же К? 1, то оба иона одинаково сорбируются ионитом.

Na tok jonske razmene utiču sledeći faktori:

1) prirodu jonskog izmenjivača;

2) priroda jona: što je veći odnos jonskog naboja i poluprečnika hidratisanog jona (z/r), to je veći afinitet za jonski izmenjivač;

3) svojstva rješenja:

§ pH vrijednost (pogledajte sljedeće dijelove);

§ koncentracija jona: iz razblaženih rastvora jonski izmenjivač sorbuje jone sa većim nabojem, a iz koncentrisanih rastvora - sa manjim;

§ jonska snaga rastvora: što je m manji, joni se bolje sorbuju.

Vrste jonskih izmjenjivača

Postoji veliki broj različitih ionskih izmjenjivača. Klasificiraju se prema porijeklu i znaku naboja jona koji izmjenjuju.

U zavisnosti od porekla razlikuju se dve grupe
jonski izmjenjivači:

1. Prirodni jonski izmjenjivači:

§ neorganski (gline, zeoliti, apatiti);

§ organski (celuloza).

2. Sintetički izmjenjivači jona:

§ neorganski (permutiti);

§ organski (materijali visoke molekularne težine).

U analitičkoj hemiji najčešće se koriste sintetički organski izmjenjivači jona.

U zavisnosti od predznaka naelektrisanja jona koji se izmjenjuju, jonski izmjenjivači se nazivaju na sljedeći način:

1. Kationski izmjenjivači - izmjenjivači katjona, sadrže kiselinske grupe:

§ -SO3H (izmjenjivači katjona jake kiseline, razmjena se dešava u širokom rasponu pH vrijednosti);

§ -PO3H2 (srednji kiseli kationski izmenjivači, razmena se dešava pri pH > 4);

§ -COOH, -OH (izmjenjivači katjona sa slabom kiselinom, izmjena se dešava pri pH > 5).

2. Anionski izmjenjivači - izmjenjivači anjona, sadrže osnovne grupe:

§ kvaternarne alkilamonijumske grupe (visoko bazični anjonski izmenjivači, razmena se dešava u širokom opsegu pH vrednosti);

§ amino i imino grupe (srednji i niskobazni anjonski izmenjivači, razmena se dešava pri pH< 8-9).

3. Amfoliti - razmjenjuju i katjone i anjone u zavisnosti od uslova. Imaju obje vrste grupa - kiselu i bazičnu.

Struktura sintetičkih organskih ionskih izmjenjivača. Reakcije jonske izmjene

Sintetički organski izmjenjivači jona imaju trodimenzionalnu lančanu strukturu. Sastoje se od matrice visoke molekularne težine (HM) u kojoj su fiksirane jonogene grupe.

Na primjer, za visokobazni anionski izmjenjivač u obliku klorida R-N(CH3)3Cl

Sastav ionskog izmjenjivača

Matrica je obično kopolimer stirena i divinilbenzena (DVB), koji je sredstvo za umrežavanje: svaki od njegovih molekula, poput mosta, povezuje 2 susjedna linearna polistirenska lanca.

Pokretni ioni niske molekularne težine (LM) koji su dio ionogenih grupa učestvuju u ionskoj izmjeni.

Na primjer, reakcija kationske izmjene koja uključuje jako kiseli kationski izmjenjivač u obliku vodika piše se na sljedeći način:

i reakcija anjonske izmjene koja uključuje visokobazni anionski izmjenjivač u obliku klorida

Osnovne fizičko-hemijske karakteristike jonskih izmjenjivača

Joniti kao materijali imaju mnoge fizičko-hemijske i fizičko-mehaničke karakteristike. Od ovih, tri glavne fizičke i hemijske karakteristike su od najveće važnosti za hemičara-analitičara – vlaga, bubrenje i kapacitet razmene.

Vlažnost (W, %) karakteriše sposobnost jonskog izmenjivača da apsorbuje vlagu iz vazduha. Može se izračunati na osnovu eksperimentalnih podataka:

gdje su mo i m masa jonskog izmjenjivača prije i nakon sušenja.

Tipično, vlažnost jonskih izmjenjivača je u rasponu od 10-15%.

Bubrenje karakteriše stepen povećanja zapremine jonskog izmenjivača pri kontaktu sa vodom ili drugim rastvaračem. Količina bubrenja ovisi o stupnju umrežavanja matrice ionskog izmjenjivača visoke molekularne težine (% DVB). Zbog bubrenja dolazi do brzog razmjene jona. Razlog bubrenja je prisustvo polarnih ionogenih grupa sposobnih za hidrataciju ili solvataciju. Kapacitet izmjene (EC) je najvažnija kvantitativna karakteristika jonskog izmjenjivača. Karakterizira sposobnost jonskog izmjenjivača za razmjenu jona. Ukupni kapacitet izmjene (TEC) datog jonskog izmjenjivača je konstantna vrijednost i određen je brojem fiksnih jona u matrici jonskog izmjenjivača. Zavisi od sljedećih faktora: prirode jonskog izmjenjivača;

§ pH vrednost rastvora;

§ uslovi definicije (statički ili dinamički);

§ priroda razmijenjenog jona;

§ jonski radijus (efekat sita).

Kapacitet razmjene mase pokazuje koliko milimol ekvivalenata jona - n(1/z jona) - može zamijeniti 1 gram suhog ionskog izmjenjivača. Izračunava se pomoću formule:

Volumetrijski kapacitet izmjene pokazuje koliko milimol ekvivalenata jona - n(1/z jona) - može zamijeniti 1 mililitar nabubrelog ionskog izmjenjivača. Izračunava se pomoću formule:

U zavisnosti od uslova određivanja, pravi se razlika između statičkog (SOE) i dinamičkog (DOE) kapaciteta razmene, a šta je sa SOE? DOE.

Vrste kapaciteta dinamičke razmjene:

§ pre proboja apsorbovanog jona, ili radni (DOE), pokazuje koliko jona može da apsorbuje jonski izmenjivač pre nego što se pojave u eluatu (proboj);

§ ukupno (PDOE) - pokazuje koliko jona može da apsorbuje jonski izmenjivač dok jonogene grupe nisu potpuno zasićene pod datim uslovima.

Razlika između vrijednosti DOE i PDOE prikazana je na slici:

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Rice. 4 Ukupni kapacitet dinamičke razmjene (TDEC) i kapacitet prije proboja (DEC)

Primjena ionskih izmjenjivača u analitičkoj hemiji

Jonski izmjenjivači se koriste za rješavanje sljedećih problema u analitičkoj praksi.

§ Odvajanje supstanci. Jonska izmjena je pogodna i učinkovita metoda za odvajanje tvari. Na primjer, uz njegovu pomoć moguće je odvojiti čak i elemente sličnih kemijskih svojstava, kao što su lantanidi.

§ Koncentracija supstanci. Prvo, veliki volumen razrijeđenog rastvora se propušta kroz kolonu koja sadrži smolu za izmjenjivanje jona. Nakon toga, sorbirani ioni se ispiru iz kolone sa minimalnom količinom odgovarajućeg eluenta.

§ Određivanje “neprikladnih” katjona i anjona. Često je potrebno analizirati sadržaj takozvanih „nezgodnih“ jona. Takvi joni nemaju hemijska analitička svojstva koja bi im omogućila da se lako odrede hemijskim ili instrumentalnim metodama analize. Od katjona, tu spadaju joni alkalnih metala (Na+, K+, itd.), anjona - , itd. Određivanje „neprikladnih“ katjona se zasniva na prvom prolasku uzorka kroz kolonu sa kationskim izmenjivačem u obliku vodonika i naknadna titracija sa alkalijom:

Određivanje „neprikladnih“ aniona zasniva se na prethodnom propuštanju uzorka kroz kolonu sa anionskim izmenjivačem u obliku hidroksida i naknadnoj titraciji oslobođene alkalije kiselinom:

§ Dobijanje dejonizovane vode. Voda se uzastopno propušta kroz kolonu sa smolom za kationsku izmjenu u obliku vodonika, zatim kroz kolonu sa smolom za izmjenu anjona u obliku hidroksida. Kao rezultat, sve katione i anjone zadržavaju jonski izmjenjivači i dobiva se voda koja ne sadrži ione.

Kromatografske metode analize

Kromatografsku metodu analize prvi je upotrijebio ruski botaničar M. S. Tsvet za analizu klorofila. Naziv metode dolazi od grčke riječi "chromatos" - boja, iako metoda omogućava odvajanje svih spojeva, uključujući neobojene.

Trenutno je kromatografija jedna od najperspektivnijih metoda analize. Široko se koristi u raznim industrijama i naučnim istraživanjima za analizu smeša gasovitih, tečnih i čvrstih materija.

U petrohemijskoj i gasnoj industriji, hromatografija čini 90% svih izvršenih analiza. Plinska hromatografija koristi se u biologiji i medicini, tehnologiji prerade drveta, šumskoj hemiji i prehrambenoj industriji i drugim oblastima. Oko 30% analiza monitoringa životne sredine (zagađenje vazduha, analiza otpadnih voda, itd.) vrši se metodom gasne hromatografije.

Suština hromatografskih metoda analize

Kromatografija je dinamička metoda za odvajanje i određivanje supstanci, zasnovana na višestrukoj distribuciji komponenti između dvije faze - pokretne i nepokretne.

Supstanca ulazi u sloj sorbenta zajedno sa protokom mobilne faze. U ovom slučaju, supstanca se sorbuje, a zatim, u kontaktu sa svježim dijelovima mobilne faze, desorbira. Kretanje mobilne faze odvija se kontinuirano, pa se sorpcija i desorpcija supstance odvijaju kontinuirano. U ovom slučaju, dio tvari je u stacionarnoj fazi u sorbiranom stanju, a dio je u mobilnoj fazi i kreće se s njom. Kao rezultat toga, brzina kretanja tvari je manja od brzine kretanja mobilne faze. Što se supstanca više upija, to se sporije kreće.

Ako se smjesa tvari kromatografira, tada je brzina kretanja svake od njih različita zbog različitih afiniteta prema sorbentu, zbog čega se tvari razdvajaju: neke komponente kasne na početku putovanja, druge se kreću dalje.

Klasifikacija hromatografskih metoda analize

Kromatografske metode analize su toliko raznolike da ne postoji jedinstvena klasifikacija. Najčešće se koristi nekoliko klasifikacija koje se temelje na sljedećim karakteristikama:

§ stanje agregacije mobilne i stacionarne faze;

§ mehanizam interakcije supstance sa sorbentom;

§ tehnika analize (način projektovanja procesa);

§ metoda hromatografije (metoda kretanja supstance kroz kolonu);

§ svrha hromatografije.

U zavisnosti od stanja agregacije faza, razlikuje se gasna hromatografija (pokretna faza - gas ili para) i tečna hromatografija (mobilna faza - tečnost).

Prema mehanizmu interakcije tvari sa sorbentom razlikuju se sljedeće vrste hromatografije: adsorpcija, distribucija, ionska izmjena, sedimentacija, redoks, kompleksiranje itd.

IN zavisnosti od način registracija proces razlikovati columnar I planar hromatografija. IN columnar hromatografija proces razdvajanje olovo V kolone, ispunjen sorbent. Planar hromatografija uključuje V sebe dva sorte: hromatografija on papir I tankoslojni hromatografija on evidencije.

IN zavisnosti od način hromatografija razlikovati prateći vrste hromatografija:

§ eluent (u razvoju) hromatografija;

§ represivna hromatografija;

§ frontalni hromatografija.

Češće Općenito, koristi se razvojna metoda hromatografije. Sastoji se od uvođenja u kontinuirani tok mobilne faze (eluenta) mješavine tvari koje se bolje upijaju od eluensa. Kako se eluent kreće kroz kolonu sa sorbiranim supstancama, oni se kreću duž sloja sorbenta različitim brzinama i na kraju ga ostavljaju u odvojenim zonama odvojenim eluentom.

Prema svrsi hromatografskog procesa razlikuju se: analitička hromatografija - nezavisna metoda razdvajanja, kvalitativna i kvantitativna analiza supstanci; preparativna hromatografija za izolovanje čistih supstanci iz smeše.

Plinska hromatografija

Metoda plinske hromatografije je postala najrasprostranjenija jer je teorija i oprema za nju najpotpunije razvijena.

Plinska hromatografija je hibridna metoda koja omogućava istovremeno odvajanje i određivanje komponenti mješavine.

Kao mobilna faza (gas-nosač) koriste se plinovi, njihove mješavine ili spojevi koji se nalaze u plinovitom ili parovitom stanju u uvjetima separacije.

Kao stacionarna faza koriste se čvrsti sorbenti (gasna adsorpciona hromatografija) ili tečnost nanesena u tankom sloju na površinu inertnog nosača (gasno-tečna hromatografija).

Prednosti analitičke gasne hromatografije:

§ sposobnost da se identifikuju i kvantifikuju pojedinačne komponente složenih smeša;

§ visoka jasnoća razdvajanja i ekspresivnost;

§ sposobnost proučavanja mikrouzoraka i automatskog snimanja rezultata;

§ sposobnost analize širokog spektra objekata – od lakih gasova do visokomolekularnih organskih jedinjenja;

Glavni teorijski pristupi

Zadatak teorije hromatografije je da uspostavi zakone kretanja i zamućenja hromatografskih zona. Za to se najčešće koriste sljedeći pristupi:

§ teorija teorijskih ploča;

§ kinetička teorija.

Teorija teorijskih ploča zasniva se na pretpostavci da je stup podijeljen na male dijelove - ploče. To su uski slojevi kolone u kojima se uspostavlja ravnoteža u raspodjeli tvari između mobilne i stacionarne faze.

Kinetička teorija povezuje efikasnost razdvajanja sa procesima difuzije supstance u koloni usled kretanja protoka gasa nosača. Kada se supstanca kreće duž kolone, ona je ili u mobilnoj fazi ili u stacionarnoj fazi, tj. proces kromatografije je postupno. Vrijeme koje supstanca provede u obje faze određuje brzinu njenog kretanja kroz stup.

Parametri hromatografskog pika

Rice. 5 Kromatogram mješavine triju tvari

1. Retencijsko vrijeme (tR) je vrijeme od trenutka kada je analizirani uzorak uveden do snimanja maksimuma hromatografskog pika. Zavisi od prirode tvari i kvalitativna je karakteristika.

2. Visina (h) ili površina (S) vrha

S = ½ h. (4)

Visina i površina vrha zavise od količine supstance i kvantitativne su karakteristike.

Vrijeme zadržavanja sastoji se od dvije komponente - vremena zadržavanja tvari u mobilnoj fazi (tm) i vremena zadržavanja u stacionarnoj fazi (ts):

Šematski dijagram plinskog hromatografa i namjena glavnih komponenti

Uređaj za ubrizgavanje uzorka 3 omogućava da se određena količina analizirane smeše u gasovitom stanju unese u tok gasa-nosača neposredno ispred kolone. Sadrži isparivač i uređaj za doziranje.

Protok gasa-nosača uvodi analizirani uzorak u kolonu 5, gde se mešavina razdvaja na njene pojedinačne komponente.

Rice. 6 Blok šema gasnog hromatografa: 1 - cilindar sa gasom-nosačem; 2 - jedinica za pripremu gasa; 3 - uređaj za ubrizgavanje uzorka; 4 - termostat; 5 - hromatografska kolona; 6 - detektor; 7 - pojačalo; 8 - rekorder

Potonji se, u mješavini s plinom-nosačem, dovode do detektora 6, koji pretvara odgovarajuće promjene fizičkih ili fizičko-hemijskih svojstava mješavine komponenti - plina-nosača u odnosu na čisti plin-nosač u električni signal. Detektor sa odgovarajućim napajanjem čini sistem detekcije.

Potrebni temperaturni uslovi isparivača, kolone i detektora postižu se postavljanjem u odgovarajuće termostate 4, kontrolisane termostatom. Ako je potrebno povećati temperaturu kolone tokom analize, koristite temperaturni programator. Termostati i termostat sa programatorom čine termostatski sistem koji uključuje i uređaj za mjerenje temperature.

Signal detektora, konvertovan pomoću pojačala 7, snima se u obliku hromatograma pomoću rekordera 8.

Često je elektronski integrator ili kompjuter za obradu podataka uključen u kolo.

Uslovi za hromatografsku analizu

Prilikom izvođenja hromatografske analize potrebno je odabrati optimalne uslove za razdvajanje analiziranih komponenti. U pravilu se pri njihovom određivanju rukovode podacima iz literature. Na osnovu njih eksperimentalno se biraju:

§ stacionarna faza u gas-tečnost ili adsorbent u gasnoj adsorpcionoj hromatografiji;

§ čvrsti inertni nosač u gasno-tečnoj hromatografiji;

§ gas nosač;

§ potrošnja gasa-nosača;

§ zapremina uzorka;

§ temperatura kolone.

Kvalitativna analiza

Osnovne metode identifikacije supstanci:

1. Metoda oznake

Prva verzija metode zasniva se na činjenici da se, pod istim uslovima, eksperimentalno određuju i upoređuju vremena zadržavanja referentne (etikete) i analita. Jednakost parametara zadržavanja omogućava identifikaciju supstance.

Druga verzija metode označavanja je da se referentna komponenta (etiketa), za čije se prisustvo pretpostavlja da je u smjesi, unosi u smjesu koja se analizira. Povećanje visine odgovarajućeg vrha u poređenju sa visinom vrha pre dodavanja aditiva ukazuje na prisustvo ovog jedinjenja u smeši.

2. Korištenje literaturnih vrijednosti parametara zadržavanja.

Kvantitativna analiza

Kvantitativna analiza se zasniva na zavisnosti površine vrha od količine supstance (u nekim slučajevima se koristi visina vrha).

Postoje različiti načini za određivanje vršne površine:

§ prema formuli, kao površina trougla;

§ korištenje planimetra;

§ vaganje isečenih pikova (pikovi u hromatogramu se kopiraju na jednolični papir, izrezuju i vagaju);

§ korišćenje elektronskog integratora;

§ korišćenjem računara.

Točnost kvantitativne hromatografske analize u velikoj je mjeri određena izborom najracionalnije metode za izračunavanje koncentracije tvari. Glavne metode su:

§ metoda apsolutne kalibracije,

§ metoda interne normalizacije,

§ metod internog standarda.

Metoda apsolutne kalibracije

Suština metode je da se poznate količine standardne supstance unose u hromatografsku kolonu i određuju površine pikova.

Na osnovu dobijenih podataka konstruiše se kalibracioni grafikon. Zatim se analizirana smjesa hromatografira i sadržaj ove komponente se određuje prema grafikonu.

Za izračunavanje ovih koeficijenata određuju se vršne površine najmanje 10 standardnih mješavina s različitim sadržajem date supstance i. Zatim koristite formulu.

ki = shi q / (S 100),

gdje je ki apsolutni faktor korekcije i-te supstance; ui je sadržaj i-te komponente u standardnoj smjesi (%); S - površina vrha;

q je veličina uzorka (volumen, cm3 - za plinove, μL - za tekućine, ili masa, μg - za tekućine i čvrste tvari).

Na ovaj način dobijeni koeficijenti se prosječuju. Zatim se ispitna smjesa analizira i rezultat se izračunava pomoću formule

shi = ki S 100/q.

Metoda apsolutne kalibracije je prilično jednostavna, ali neophodni uvjeti za njenu primjenu su tačnost i ponovljivost doziranja uzorka, striktno pridržavanje konstantnosti parametara kromatografskog načina rada pri kalibraciji uređaja i pri određivanju sadržaja kromatografirane tvari.

Metoda apsolutne kalibracije posebno se široko koristi pri određivanju jedne ili više komponenti mješavine, posebno kada se koristi hromatograf za regulaciju načina tehnološkog procesa na osnovu sadržaja jedne ili malog broja tvari u proizvodima. Ova metoda je glavna za određivanje tragova nečistoća.

Relativni faktori korekcije

Zbog niske tačnosti doziranja uzorka, razvijen je niz metoda u kojima se veličina uzorka ne koristi u proračunima. Ove metode koriste relativne faktore korekcije. Uzimaju u obzir razlike u osjetljivosti detektora koji se koristi na komponente analiziranog uzorka i malo zavise od parametara procesa. Oni se nalaze unaprijed za svaku komponentu uzorka.

Za određivanje relativnih koeficijenata korekcije (kalibracije) priprema se serija binarnih mješavina poznatog sastava i na osnovu rezultujućih hromatograma provode se proračuni pomoću formule

ki =(i /st)/(Si/Sst), (4)

Možete koristiti mješavine za kalibraciju od većeg broja supstanci, međutim, točnost određivanja može se smanjiti.

Relativni korektivni faktori se koriste u metodama unutrašnje normalizacije, internog standarda itd.

Metoda interne normalizacije

Suština metode je da se zbir površina vrhova svih komponenti smjese uzima kao 100%.

Neophodan uslov za korišćenje metode je registracija svih komponenti (hromatogram sadrži odvojene pikove svih komponenti smeše).

Koncentracija i-te komponente izračunava se pomoću formule

i = ki Si 100/ U(ki Si).

Prilikom izračunavanja faktora korekcije koristeći formulu (4) za ovu metodu, jedno od jedinjenja uključenih u ispitivanu smešu može se odabrati kao standard. Faktor kalibracije za standardnu ​​supstancu jednak je 1.

Metoda internog standarda

Suština metode je da se u analiziranu smjesu unese određena količina standardne tvari (uporedne tvari).

i = ki Si 100 r/Sst..

gdje je ki relativni faktor korekcije i-te komponente, izračunat prema formuli (4); Si i Sv. - površine vrhova i-te komponente i internog standarda; r je omjer mase internog standarda i mase analizirane smjese (bez standarda): r = mst./mm smjese.

Zahtjevi za supstancu koja se koristi kao interni standard:

§ ne bi trebalo da bude deo mešavine koja se ispituje;

§ mora biti inertan u odnosu na komponente smeše koja se analizira i potpuno se mešati sa njima;

§ Vrh standarda mora biti dobro razriješen i lociran u neposrednoj blizini pikova jedinjenja koja se određuju.

Interni standard se bira između jedinjenja koja su po strukturi i fizičko-hemijskim svojstvima slična komponentama smeše koja se analizira. Relativni faktori korekcije za komponente mješavine određuju se u odnosu na interni standard.

Metoda se koristi kako kada su sve komponente analizirane smjese zabilježene na hromatogramu, tako i u slučaju nepotpuno identificiranih smjesa. Glavna poteškoća leži u odabiru i preciznoj dozi standardne tvari.

Objavljeno na Allbest.ru

Slični dokumenti

Analiza metoda odvajanja supstanci kao skupa za njih karakterističnih hemijskih i fizičkih procesa i metoda njihovog provođenja: ekstrakcija, membrana, intrafazna. Koprecipitacija je metoda koncentriranja u tragovima različitih elemenata.

kurs, dodan 16.10.2011


Opći pristupi sintezi tehnoloških separacijskih shema. Multivarijantna organizacija procesa tehnološke separacije. Metode sinteze shema tehnološkog razdvajanja. Integralno-hipotetička metoda. Proizvodi odvajanja. Klorobenzen i dihlorobenzen.

teza, dodana 04.01.2009


Metode za kvalitativnu analizu supstanci. Magnetno odvajanje željeza i sumpora i sinteza željeznog sulfida. Flotacija, filtracija i isparavanje smjese. Upotreba hromatografije kao metode odvajanja i pročišćavanja supstanci. Fizičke i hemijske metode analize.

sažetak, dodan 15.02.2016


Opći pristupi sintezi tehnoloških separacijskih shema. Multivarijantna organizacija procesa tehnološke separacije. Kriterijumi optimizacije. Metode sinteze shema tehnološkog razdvajanja. Metode sinteze zasnovane na heurističkim pravilima.

teza, dodana 04.01.2009


Fizičko-hemijske karakteristike kobalta. Kompleksna jedinjenja cinka. Istraživanje koncentracije sorpcije Co u prisustvu cinka iz rastvora hlorida u opremi jonskog izmenjivača. Tehnički rezultat koji je postignut u implementaciji pronalaska.

sažetak, dodan 14.10.2014


Sorbenti imobilisani supstancama nova su klasa efikasnih sorbenata. 8-hidroksihinolin i njegove analitičke primjene. Kelirajući sorbenti sa 8-hidroksihinolinskim grupama. Proučavanje koncentracije Cu na anionskom izmjenjivaču AV-17 i njegovi rezultati.

kurs, dodan 27.09.2010


Kromatografsku metodu za odvajanje i analizu složenih smjesa otkrio je ruski botaničar M.S. Boja. Kromatografija je ponovljeno ponavljanje radnji sorpcije i desorpcije tvari dok se kreće u toku pokretne faze duž stacionarnog sorbenta.

kurs, dodan 13.03.2011


Metode odvajanja azeotropnih i zeotropnih smjesa. Azeotropna i heteroazeotropna rektifikacija. Ekstraktivno ispravljanje. Metode sinteze shema tehnološkog razdvajanja. Neka svojstva, toksični efekti, priprema i upotreba komponenti.

teza, dodana 04.01.2009


Jednadžba kemijske reakcije metodom elektron-jona. Određivanje potencijala oksidatora i reduktora, smjera procesa, termodinamičkih karakteristika H, ​​S, G. Elektronska formula elemenata po 2 i 4 kvantna broja.

kurs, dodan 25.11.2009


Toplotni efekat hemijske reakcije ili promena entalpije sistema usled pojave hemijske reakcije. Uticaj spoljašnjih uslova na hemijsku ravnotežu. Utjecaj tlaka, koncentracije i temperature na ravnotežni položaj. Vrste hemijskih veza.

4.3. HEMIJSKE METODE

4.8. TERMIČKE METODE

5. ZAKLJUČAK

6. LISTA KORIŠTENE REFERENCE

UVOD

Hemijska analiza služi kao sredstvo za praćenje proizvodnje i kvaliteta proizvoda u nizu sektora nacionalne privrede. Istraživanje minerala se u različitom stepenu zasniva na rezultatima analize. Analiza je glavni način praćenja zagađenja životne sredine. Određivanje hemijskog sastava zemljišta, đubriva, stočne hrane i poljoprivrednih proizvoda važno je za normalno funkcionisanje agroindustrijskog kompleksa. Hemijska analiza je neophodna u medicinskoj dijagnostici i biotehnologiji. Razvoj mnogih nauka zavisi od nivoa hemijske analize i opremljenosti laboratorije metodama, instrumentima i reagensima.

Naučna osnova hemijske analize je analitička hemija, nauka koja je vekovima bila deo, a ponekad i glavni deo hemije.

Analitička hemija je nauka o određivanju hemijskog sastava supstanci i, delimično, njihove hemijske strukture. Metode analitičke hemije omogućavaju da se odgovori na pitanja o tome od čega se sastoji supstanca i koje komponente su uključene u njen sastav. Ove metode često omogućavaju da se otkrije u kojem je obliku određena komponenta prisutna u tvari, na primjer, da se odredi oksidacijsko stanje elementa. Ponekad je moguće procijeniti prostorni raspored komponenti.

Kada razvijate metode, često morate posuditi ideje iz srodnih oblasti nauke i prilagoditi ih svojim ciljevima. Zadatak analitičke hemije obuhvata razvijanje teorijskih osnova metoda, utvrđivanje granica njihove primenljivosti, procenu metroloških i drugih karakteristika i kreiranje metoda za analizu različitih objekata.

Metode i sredstva analize se stalno mijenjaju: uključuju se novi pristupi, koriste se novi principi i fenomeni, često iz udaljenih oblasti znanja.

Metoda analize se podrazumijeva kao prilično univerzalna i teorijski opravdana metoda za određivanje sastava, bez obzira na komponentu koja se određuje i predmet koji se analizira. Kada govore o metodi analize, oni misle na osnovni princip, kvantitativni izraz odnosa između sastava i bilo kojeg izmjerenog svojstva; odabrane tehnike implementacije, uključujući identifikaciju i eliminaciju smetnji; uređaji za praktičnu implementaciju i metode obrade rezultata mjerenja. Tehnika analize je detaljan opis analize datog objekta koristeći odabranu metodu.

Mogu se izdvojiti tri funkcije analitičke hemije kao polja znanja:

1. rješavanje općih pitanja analize,

2. razvoj analitičkih metoda,

3. rješavanje specifičnih problema analize.

Također možete istaknuti kvalitativno I kvantitativno testovi. Prvi rješava pitanje koje komponente analizirani objekt uključuje, drugi daje informacije o kvantitativnom sadržaju svih ili pojedinih komponenti.

2. KLASIFIKACIJA METODA

Sve postojeće metode analitičke hemije mogu se podijeliti na metode uzorkovanja, dekompozicije uzorka, razdvajanja komponenti, detekcije (identifikacije) i određivanja. Postoje hibridne metode koje kombinuju razdvajanje i određivanje. Metode detekcije i definicije imaju mnogo zajedničkog.

Metode određivanja su od najveće važnosti. Mogu se klasificirati prema prirodi svojstva koja se mjeri ili načinu snimanja odgovarajućeg signala. Metode određivanja se dijele na hemijski, fizički I biološki. Hemijske metode se zasnivaju na hemijskim (uključujući elektrohemijske) reakcije. Ovo takođe uključuje metode koje se nazivaju fizičko-hemijske. Fizičke metode su zasnovane na fizičkim pojavama i procesima, biološke metode su zasnovane na fenomenu života.

Osnovni zahtjevi za analitičko-hemijske metode su: tačnost i dobra ponovljivost rezultata, niska granica detekcije potrebnih komponenti, selektivnost, brzina, lakoća analize i mogućnost njene automatizacije.

Prilikom odabira metode analize potrebno je jasno znati svrhu analize, zadatke koje treba riješiti i procijeniti prednosti i nedostatke dostupnih metoda analize.

3. ANALITIČKI SIGNAL

Nakon uzorkovanja i pripreme uzorka, počinje faza hemijske analize u kojoj se detektuje komponenta ili određuje njena količina. U tu svrhu mjere analitički signal. U većini metoda, analitički signal je prosjek mjerenja fizičke veličine u završnoj fazi analize, funkcionalno povezan sa sadržajem komponente koja se utvrđuje.

Ako je potrebno otkriti bilo koju komponentu, ona se obično popravlja izgled analitički signal - pojava precipitata, boje, linije u spektru itd. Pojava analitičkog signala mora biti pouzdano zabilježena. Prilikom određivanja količine komponente ona se mjeri magnitude analitički signal - masa sedimenta, jačina struje, intenzitet linije spektra, itd.

4. METODE ANALITIČKE HEMIJE

4.1. METODE MASKIRANJA, ODVAJANJA I KONCENTRACIJE

Maskiranje.

Maskiranje je inhibicija ili potpuno potiskivanje kemijske reakcije u prisustvu tvari koje mogu promijeniti njen smjer ili brzinu. U ovom slučaju se ne formira nova faza. Postoje dvije vrste maskiranja: termodinamičko (ravnotežno) i kinetičko (neravnotežno). Termodinamičkim maskiranjem stvaraju se uvjeti pod kojima se uvjetna konstanta reakcije smanjuje do te mjere da se reakcija odvija beznačajno. Koncentracija maskirane komponente postaje nedovoljna za pouzdano snimanje analitičkog signala. Kinetičko maskiranje se zasniva na povećanju razlike između brzina reakcije maskiranih i analitnih supstanci sa istim reagensom.

Odvajanje i koncentracija.

Potreba za odvajanjem i koncentracijom može biti uzrokovana sljedećim faktorima: uzorak sadrži komponente koje ometaju određivanje; koncentracija komponente koja se utvrđuje je ispod granice detekcije metode; komponente koje se određuju su neravnomjerno raspoređene u uzorku; ne postoje standardni uzorci za kalibraciju instrumenata; uzorak je visoko toksičan, radioaktivan i skup.

Odvajanje je operacija (proces) zbog koje se komponente koje čine početnu smjesu odvajaju jedna od druge.

Koncentracija je operacija (proces) koja rezultira povećanjem omjera koncentracije ili količine mikrokomponenti prema koncentraciji ili količini makrokomponenti.

Padavine i suprecipitacije.

Taloženje se obično koristi za odvajanje neorganskih supstanci. Precipitacija mikrokomponenti organskim reagensima, a posebno njihova koprecipitacija, daje visok koeficijent koncentracije. Ove metode se koriste u kombinaciji sa metodama određivanja koje su dizajnirane da dobiju analitički signal iz čvrstih uzoraka.

Odvajanje taloženjem se zasniva na različitoj rastvorljivosti jedinjenja, uglavnom u vodenim rastvorima.

Koprecipitacija je raspodjela mikrokomponente između otopine i sedimenta.

Ekstrakcija.

Ekstrakcija je fizičko-hemijski proces raspodjele tvari između dvije faze, najčešće između dvije tekućine koje se ne miješaju. To je također proces prijenosa mase s kemijskim reakcijama.

Metode ekstrakcije su pogodne za koncentriranje, ekstrakciju mikrokomponenti ili makrokomponenti, individualno i grupno izolovanje komponenti u analizi raznih industrijskih i prirodnih objekata. Metoda je jednostavna i brza za izvođenje, pruža visoku efikasnost odvajanja i koncentracije i kompatibilna je s različitim metodama određivanja. Ekstrakcija vam omogućava da proučavate stanje tvari u otopini pod različitim uvjetima i odredite fizičko-hemijske karakteristike.

Sorpcija.

Sorpcija se dobro koristi za odvajanje i koncentriranje tvari. Metode sorpcije obično daju dobru selektivnost razdvajanja i visoke koeficijente koncentracije.

Sorpcija– proces apsorpcije gasova, para i rastvorenih materija čvrstim ili tečnim apsorberima na čvrstom nosaču (sorbenti).

Elektrolitičko odvajanje i cementiranje.

Najčešća metoda je elektroliza, u kojoj se izdvojena ili koncentrirana tvar izoluje na čvrstim elektrodama u elementarnom stanju ili u obliku neke vrste spoja. Elektrolitičko odvajanje (elektroliza) zasnovano na taloženju supstance električnom strujom pri kontrolisanom potencijalu. Najčešća opcija je katodno taloženje metala. Materijal elektrode može biti ugljik, platina, srebro, bakar, volfram itd.

Elektroforeza zasniva se na razlikama u brzinama kretanja čestica različitog naboja, oblika i veličina u električnom polju. Brzina kretanja zavisi od naboja, jačine polja i radijusa čestica. Postoje dvije opcije za elektroforezu: frontalna (jednostavna) i zonska (na nosaču). U prvom slučaju, mala zapremina otopine koja sadrži komponente koje se odvajaju stavlja se u cijev s otopinom elektrolita. U drugom slučaju, kretanje se događa u stabilizirajućem okruženju, koje drži čestice na mjestu nakon što se električno polje isključi.

Metoda cementiranje sastoji se u redukciji komponenata (obično malih količina) na metalima sa dovoljno negativnim potencijalima ili almagamima elektronegativnih metala. Tokom cementiranja, dva procesa se odvijaju istovremeno: katodni (oslobađanje komponenti) i anodni (otapanje metala za cementiranje).

Metode isparavanja.

Metode destilacija zasnovano na različitoj isparljivosti supstanci. Supstanca prelazi iz tečnog u gasovito stanje, a zatim se kondenzuje da bi ponovo formirala tečnu ili ponekad čvrstu fazu.

Jednostavna destilacija (isparavanje)– proces odvajanja i koncentracije u jednom koraku. Isparavanjem se uklanjaju tvari koje su u obliku gotovih isparljivih spojeva. To mogu biti makrokomponente i mikrokomponente; destilacija potonjih se koristi rjeđe.

sublimacija (sublimacija)- prelazak supstance iz čvrstog u gasovito stanje i njeno naknadno taloženje u čvrstom obliku (zaobilazeći tečnu fazu). Odvajanju sublimacijom se po pravilu pribegava ako se komponente koje se odvajaju teško tope ili teško rastvaraju.

Kontrolisana kristalizacija.

Prilikom hlađenja otopine, taline ili plina dolazi do stvaranja jezgara čvrste faze – kristalizacije, koja može biti nekontrolisana (volumetrijska) i kontrolirana. Nekontroliranom kristalizacijom kristali nastaju spontano po cijelom volumenu. Kod kontrolisane kristalizacije proces je određen spoljnim uslovima (temperatura, smer kretanja faze, itd.).

Postoje dvije vrste kontrolirane kristalizacije: usmerena kristalizacija(u datom pravcu) i zona topljenja(kretanje tečne zone u čvrstom stanju u određenom pravcu).

Sa usmjerenom kristalizacijom, pojavljuje se jedna granica između čvrste tvari i tekućine – front kristalizacije. U zonama topljenja postoje dvije granice: front kristalizacije i front topljenja.

4.2. HROMATOGRAFSKE METODE

Kromatografija je najčešće korištena analitička metoda. Najnovije kromatografske metode mogu odrediti plinovite, tekuće i čvrste tvari molekulske težine od jedinica do 10 6. To mogu biti izotopi vodonika, ioni metala, sintetički polimeri, proteini, itd. Kromatografijom su dobijene opsežne informacije o strukturi i svojstvima organskih jedinjenja mnogih klasa.

hromatografija je fizičko-hemijska metoda za razdvajanje supstanci, zasnovana na raspodeli komponenti između dve faze - stacionarne i pokretne. Stacionarna faza je obično čvrsta tvar (koja se često naziva sorbent) ili tekući film nanijet na čvrstu tvar. Mobilna faza je tekućina ili plin koji teče kroz stacionarnu fazu.

Metoda vam omogućava da odvojite višekomponentnu smjesu, identificirate komponente i odredite njen kvantitativni sastav.

Kromatografske metode se klasificiraju prema sljedećim kriterijima:

a) prema agregatnom stanju smeše, u kojoj se deli na komponente - gasnu, tečnu i gasno-tečnu hromatografiju;

b) prema mehanizmu razdvajanja - adsorpcija, distribucija, jonska izmjena, sedimentacija, redoks, adsorpciona - kompleksna hromatografija;

c) prema obliku hromatografskog procesa - kolonski, kapilarni, ravni (papirni, tankoslojni i membranski).

4.3. HEMIJSKE METODE

Metode hemijske detekcije i određivanja zasnovane su na tri vrste hemijskih reakcija: kiselo-bazne, redoks i kompleksiranje. Ponekad su praćeni promjenom stanja agregacije komponenti. Najvažnije među hemijskim metodama su gravimetrijska i titrimetrijska. Ove analitičke metode nazivaju se klasičnim. Kriterijumi za prikladnost hemijske reakcije kao osnove analitičke metode u većini slučajeva su potpunost i velika brzina.

Gravimetrijske metode.

Gravimetrijska analiza uključuje izolaciju supstance u njenom čistom obliku i njeno vaganje. Najčešće se takva izolacija provodi padavinama. Manje uobičajeno, komponenta koja se određuje je izolirana u obliku hlapljivog spoja (metode destilacije). U nekim slučajevima, gravimetrija je najbolji način za rješavanje analitičkog problema. Ovo je apsolutna (referentna) metoda.

Nedostatak gravimetrijskih metoda je trajanje određivanja, posebno u serijskim analizama velikog broja uzoraka, kao i neselektivnost – taložni reagensi, uz nekoliko izuzetaka, rijetko su specifični. Stoga su često neophodna preliminarna razdvajanja.

Analitički signal u gravimetriji je masa.

Titrimetrijske metode.

Titrimetrijska metoda kvantitativne hemijske analize je metoda zasnovana na mjerenju količine reagensa B utrošenog na reakciju sa utvrđenom komponentom A. U praksi je najpogodnije dodati reagens u obliku otopine tačno poznate koncentracije. . U ovoj izvedbi, titracija je proces kontinuiranog dodavanja kontrolirane količine otopine reagensa precizno poznate koncentracije (titran) u otopinu komponente koja se određuje.

U titrimetriji se koriste tri metode titracije: direktna, reverzna i supstituentska titracija.

Direktna titracija- ovo je titracija rastvora analita A direktno sa rastvorom titrana B. Koristi se ako se reakcija između A i B odvija brzo.

Povratna titracija sastoji se od dodavanja u analit A viška tačno poznate količine standardne otopine B i, nakon završetka reakcije između njih, titriranja preostale količine B s otopinom titrana B’. Ova metoda se koristi u slučajevima kada se reakcija između A i B ne odvija dovoljno brzo ili nema odgovarajućeg indikatora za fiksiranje točke ekvivalencije reakcije.

Titracija po supstituentu sastoji se od titriranja sa titrantom B ne određene količine supstance A, već ekvivalentne količine supstituenta A’ koja je rezultat prethodno sprovedene reakcije između određene supstance A i nekog reagensa. Ova metoda titracije se obično koristi u slučajevima kada direktna titracija nije moguća.

Kinetičke metode.

Kinetičke metode se temelje na korištenju ovisnosti brzine kemijske reakcije o koncentraciji reaktanata, au slučaju katalitičkih reakcija o koncentraciji katalizatora. Analitički signal u kinetičkim metodama je brzina procesa ili vrijednost proporcionalna njoj.

Reakcija koja leži u osnovi kinetičke metode naziva se indikator. Supstanca, po čijoj se promjeni koncentracije procjenjuje brzina indikatorskog procesa, je indikator.

Biohemijske metode.

Među savremenim metodama hemijske analize, biohemijske metode zauzimaju značajno mesto. Biohemijske metode uključuju metode zasnovane na korištenju procesa koji se odvijaju uz sudjelovanje bioloških komponenti (enzimi, antitijela, itd.). U ovom slučaju, analitički signal je najčešće ili početna brzina procesa ili konačna koncentracija jednog od produkta reakcije, određena bilo kojom instrumentalnom metodom.

Enzimske metode zasnivaju se na upotrebi reakcija kataliziranih enzimima - biološkim katalizatorima koje karakterizira visoka aktivnost i selektivnost djelovanja.

Imunohemijske metode analize se zasnivaju na specifičnom vezivanju otkrivenog jedinjenja - antigena - za odgovarajuća antitela. Imunohemijska reakcija u rastvoru između antitela i antigena je složen proces koji se odvija u nekoliko faza.

4.4. ELEKTROHEMIJSKE METODE

Elektrohemijske metode analize i istraživanja zasnivaju se na proučavanju i upotrebi procesa koji se odvijaju na površini elektrode ili u prostoru blizu elektrode. Kao analitički signal može poslužiti bilo koji električni parametar (potencijal, struja, otpor, itd.), funkcionalno vezan za koncentraciju analiziranog rastvora i podložan korektnom mjerenju.

Postoje direktne i indirektne elektrohemijske metode. Direktne metode koriste ovisnost jačine struje (potencijala, itd.) o koncentraciji komponente koja se utvrđuje. U indirektnim metodama se mjeri jačina struje (potencijal, itd.) kako bi se pronašla krajnja tačka titracije analita sa odgovarajućim titrantom, tj. Koristi se zavisnost mjerenog parametra od zapremine titranta.

Za bilo koju vrstu elektrohemijskih merenja potrebno je elektrohemijsko kolo ili elektrohemijska ćelija, čiji je sastavni deo analizirano rešenje.

Postoje različiti načini za klasifikaciju elektrohemijskih metoda, od vrlo jednostavnih do vrlo složenih, koji uključuju razmatranje detalja elektrodnih procesa.

4.5. SPEKTROSKOPSKE METODE

Spektroskopske metode analize uključuju fizičke metode zasnovane na interakciji elektromagnetnog zračenja sa materijom. Ova interakcija dovodi do različitih energetskih prijelaza, koji se eksperimentalno bilježe u obliku apsorpcije zračenja, refleksije i raspršenja elektromagnetnog zračenja.

4.6. MASE SPEKTROMETRIJSKE METODE

Masena spektrometrijska metoda analize zasniva se na jonizaciji atoma i molekula emitovane supstance i naknadnom razdvajanju nastalih jona u prostoru ili vremenu.

Najvažnija primjena masene spektrometrije je identifikacija i određivanje strukture organskih spojeva. Preporučljivo je izvršiti molekularnu analizu složenih smjesa organskih spojeva nakon njihovog hromatografskog odvajanja.

4.7. METODE ANALIZE ZASNOVANE NA RADIOAKTIVNOSTI

Metode analize zasnovane na radioaktivnosti nastale su u doba razvoja nuklearne fizike, radiohemije i nuklearne tehnologije i danas se uspješno koriste u izvođenju različitih analiza, uključujući u industriji i geološkoj službi. Ove metode su veoma brojne i raznovrsne. Mogu se izdvojiti četiri glavne grupe: radioaktivna analiza; razrjeđivanje izotopa i druge metode radiotracera; metode zasnovane na apsorpciji i rasipanju zračenja; čisto radiometrijske metode. Najrasprostranjeniji metoda radioaktivacije. Ova metoda se pojavila nakon otkrića vještačke radioaktivnosti i zasniva se na formiranju radioaktivnih izotopa elementa koji se određuje zračenjem uzorka nuklearnim ili g česticama i snimanjem umjetne radioaktivnosti dobivene tijekom aktivacije.

4.8. TERMIČKE METODE

Metode termičke analize zasnivaju se na interakciji tvari s toplinskom energijom. Najveća primena u analitičkoj hemiji su toplotni efekti, koji su uzrok ili posledica hemijskih reakcija. U manjoj mjeri koriste se metode koje se temelje na oslobađanju ili apsorpciji topline kao rezultat fizičkih procesa. To su procesi povezani s prijelazom tvari iz jedne modifikacije u drugu, s promjenom stanja agregacije i drugim promjenama u međumolekularnoj interakciji, na primjer, koje se javljaju tijekom rastvaranja ili razrjeđivanja. U tabeli su prikazane najčešće metode termičke analize.

Termičke metode se uspješno koriste za analizu metalurških materijala, minerala, silikata, kao i polimera, za faznu analizu tla i određivanje sadržaja vlage u uzorcima.

4.9. METODE BIOLOŠKE ANALIZE

Biološke metode analize zasnivaju se na činjenici da je za životnu aktivnost – rast, reprodukciju i općenito normalno funkcioniranje živih bića neophodna okolina strogo određenog hemijskog sastava. Kada se ovaj sastav promijeni, na primjer, kada se bilo koja komponenta isključi iz okoline ili se uvede dodatni (detektivni) spoj, tijelo šalje odgovarajući signal odgovora nakon nekog vremena, ponekad gotovo odmah. Uspostavljanje veze između prirode ili intenziteta signala tjelesnog odgovora i količine komponente unesene u okolinu ili isključene iz okoline služi njenom otkrivanju i određivanju.

Analitički indikatori u biološkim metodama su različiti živi organizmi, njihovi organi i tkiva, fiziološke funkcije itd. Mikroorganizmi, beskičmenjaci, kičmenjaci i biljke mogu djelovati kao indikatorski organizmi.

5. ZAKLJUČAK

Značaj analitičke hemije određen je potrebom društva za analitičkim rezultatima, utvrđivanjem kvalitativnog i kvantitativnog sastava supstanci, stepenom razvijenosti društva, društvenom potrebom za rezultatima analize, kao i stepenom razvoja sama analitička hemija.

Citat iz udžbenika analitičke hemije N. A. Menshutkina, objavljenog 1897. godine: „Pošto smo ceo tok nastave analitičke hemije prikazali u obliku zadataka čije je rešenje pruženo učeniku, moramo istaći da za takav rešavanje problema, analitička hemija će obezbediti strogo definisan put. Ova sigurnost (sistemsko rješavanje problema analitičke hemije) je od velike pedagoške važnosti. Student uči da primenjuje svojstva jedinjenja za rešavanje problema, izvođenje reakcionih uslova i njihovo kombinovanje. Cijeli ovaj niz mentalnih procesa može se izraziti na ovaj način: analitička hemija vas uči da mislite kemijski. Čini se da je postizanje ovog drugog najvažnije za praktične studije analitičke hemije.”

LISTA KORIŠTENE REFERENCE

1. K.M.Olšanova, S.K. Piskareva, K.M. Baraškov „Analitička hemija“, Moskva, „Hemija“, 1980.

2. „Analitička hemija. Hemijske metode analize", Moskva, "Hemija", 1993.

3. “Osnove analitičke hemije. Knjiga 1", Moskva, "Viša škola", 1999.

4. “Osnove analitičke hemije. Knjiga 2", Moskva, "Viša škola", 1999.

Metode odvajanja i koncentracije

Opće informacije o odvajanju i koncentraciji

Odvajanje je operacija koja dozvoljava odvojeno uzorak komponenti jedna od druge.

Koristi se ako neke komponente uzorka ometaju određivanje ili detekciju drugih, tj. kada analitička metoda nije dovoljno selektivan i mora se izbjeći preklapanje analitičkih signala. U ovom slučaju, koncentracije izdvojenih supstanci su obično zatvori.

Koncentracija je operacija koja dozvoljava povećati koncentraciju mikrokomponenta u odnosu na glavne komponente uzorka (matrice).

Koristi se ako je koncentracija mikrokomponente manja od granice detekcije WITH min , odnosno kada je metoda analize nije dovoljno osetljiv. Istovremeno, koncentracije komponenti veoma variraju. Koncentracija se često kombinuje sa odvajanjem.

Vrste koncentracije.

1. Apsolutno: mikrokomponenta se prenosi sa veliki zapremine ili velike mase uzorka ( V pr or m pr) in manje zapremine ili manje mase koncentrata ( V konc ili m konc). Kao rezultat, koncentracija mikrokomponente se povećava n puta:

Gdje n – stepen koncentracije.

Što je manji volumen koncentrata, to je veći stepen koncentracije. Na primjer 50 mg katjonske smole je apsorbovalo germanijum iz 20 L vode iz slavine, zatim je germanijum desorbovan sa 5 ml kiseline. Prema tome, stepen koncentracije germanijuma je bio:

2. relativna (obogaćenje): Mikrokomponenta je odvojena od makrokomponente tako da se omjer njihovih koncentracija povećava. Na primjer, u početnom uzorku odnos koncentracija mikro- i makrokomponenti bio je 1:1000, a nakon obogaćivanja - 1:10. To se obično postiže parcijalnim uklanjanje matrice.

Razdvojenost i koncentracija imaju mnogo general, koriste se u ove svrhe iste metode. Oni su veoma raznoliki. Zatim će se razmotriti metode odvajanja i koncentracije koje su od najvećeg značaja u analitičkoj hemiji.

Klasifikacija metoda odvajanja i koncentriranja

Postoji gomila klasifikacije metoda odvajanja i koncentracije na osnovu različiti znakovi. Pogledajmo najvažnije od njih.

1. Klasifikacija prema prirodi procesa data je na slici 62.

Rice. 62. Klasifikacija metoda razdvajanja prema prirodi procesa

Hemijski metode odvajanja i koncentracije su zasnovane na protoku hemijska reakcija, što je praćeno taloženjem proizvoda i oslobađanjem gasa. Na primjer, u organskoj analizi glavna metoda koncentracije je destilacija: tokom termičke razgradnje, matrica se destiluje u obliku CO 2, H 2 O, N 2, a metali se mogu odrediti u preostalom pepelu.

Fizičko-hemijski selektivna distribucija supstance između dve faze. Na primjer, u petrohemijskoj industriji hromatografija je od najveće važnosti.

Fizički metode separacije i koncentracije najčešće se zasnivaju na promjena agregatnog stanja supstance.

2. Klasifikacija prema fizičkoj prirodi dvije faze. Distribucija tvari može se vršiti između faza koje su u istim ili različitim fazama agregat stanje: gasovito (G), tečno (L), čvrsto (S). U skladu s tim razlikuju se sljedeće metode (Sl. 63).

Rice. 63. Klasifikacija metoda razdvajanja prema prirodi faza

U analitičkoj hemiji najveća vrijednost pronađene metode odvajanja i koncentriranja koje se temelje na raspodjeli tvari između tečne i čvrste faze.

3. Klasifikacija prema broju osnovnih radnji (etapa).

§ Metode u jednom koraku- na osnovu jednom raspodjela materije između dvije faze. Podjela se odvija u statički uslovima.

§ Metode u više koraka- na osnovu višestruko raspodjela materije između dvije faze. Postoje dva grupe višestepene metode:

– s ponavljanjem procesa jedinstvene distribucije ( Na primjer, ponovljena ekstrakcija). Podjela se odvija u statički uslovi;

– metode zasnovane na kretanju jedne faze u odnosu na drugu ( Na primjer, hromatografija). Podjela se odvija u dinamičan uslovima

3. Klasifikacija prema vrsti bilansa(Sl. 64).

Rice. 64. Klasifikacija metoda razdvajanja prema vrsti ravnoteže

Termodinamički metode odvajanja su zasnovane na razlikama u ponašanju supstanci u stanje ravnoteže. Oni su od najveće važnosti u analitičkoj hemiji.

Kinetic metode odvajanja su zasnovane na razlikama u ponašanju supstanci tokom procesa, što dovodi do stanje ravnoteže. Na primjer, u biohemijskim istraživanjima, elektroforeza je od najveće važnosti. Druge kinetičke metode se koriste za odvajanje čestica koloidnih otopina i otopina spojeva visoke molekularne težine. U analitičkoj hemiji ove metode se rjeđe koriste.

Kromatografski metode se zasnivaju i na termodinamičkoj i na kinetičkoj ravnoteži. Oni su od velikog značaja u analitičkoj hemiji, jer omogućavaju odvajanje i istovremenu kvalitativnu i kvantitativnu analizu višekomponentnih smeša.

Ekstrakcija kao metoda odvajanja i koncentracije

Ekstrakcija je metoda odvajanja i koncentracije zasnovana na raspodjeli tvari između dve tečne faze koje se ne mešaju(najčešće vodene i organske).

U svrhu ekstrakcije razdvajanje stvoriti uslove da jedna komponenta potpuno pređe u organsku fazu, dok druga ostane u vodenoj fazi. Faze se zatim odvajaju pomoću lijevak za odvajanje.

Sa ciljem da apsolutna koncentracija supstanca se prenosi iz više zapremina vodenog rastvora u manje volumen organske faze, zbog čega se povećava koncentracija tvari u organskom ekstraktu.

Sa ciljem da relativna koncentracija stvoriti uslove za to mikrokomponenta prešao u organsku fazu, a većina makro komponenta bi ostao u vodi. Kao rezultat, u organskom ekstraktu omjer koncentracija mikro- i makrokomponenti povećava u korist mikrokomponente.

Prednosti ekstrakcije:

§ visoka selektivnost;

§ jednostavnost implementacije (potreban je samo lijevak za odvajanje);

§ nizak intenzitet rada;

§ brzina (3–5 min);

§ ekstrakcija se veoma dobro kombinuje sa naknadnim metodama određivanja, što rezultira nizom važnih hibridne metode(ekstrakciono-fotometrijski, ekstrakcijsko-spektralni, itd.).

Koprecipitacija kao metoda odvajanja i koncentracije

Ko-precipitacija– ovo je hvatanje mikrokomponente rezervoarski sediment tokom njegovog formiranja, a mikrokomponenta prelazi u sediment iz nezasićeni rješenje (PS< ПР).

As kolekcionari koristiti neorganska i organska slabo rastvorljiva jedinjenja sa razvijena površina. Razdvajanje faza se vrši pomoću filtriranje.

Koristi se ko-precipitacija sa ciljem:

§ koncentracija nečistoće kao vrlo efikasna i jedna od najvažnijih metoda, koja vam omogućava povećanje koncentracije za 10-20 hiljada puta;

§ odjeljenja nečistoće (rjeđe).

Sorpcija kao metoda razdvajanja i koncentracije

Sorpcija– je apsorpcija gasova ili rastvorenih supstanci čvrstim ili tečnim sorbentima.

As sorbenti Koriste aktivni ugljen, Al 2 O 3, silicijum dioksid, zeoliti, celulozu, prirodne i sintetičke sorbente sa jonskim i helatnim grupama.

Do apsorpcije tvari može doći kod površine faze ( A d sorpcija) ili u volumen faze ( A b sorpcija). Najčešće se koristi u analitičkoj hemiji adsorpcija sa ciljem:

§ razdvajanje supstance, ako stvorite uslove za selektivno apsorpcija;

§ koncentracija(manje često).

osim toga, sorpcija u dinamičkim uslovimačini osnovu za najvažniji metod razdvajanja i analize – hromatografiju.

Jonska izmjena- Ovo reverzibilni stehiometrijski proces koji se dešava na interfejsu jonit– rješenje electro
lita.

Joniti- Ovo polielektroliti visoke molekularne težine različite strukture i sastava.

Glavna nekretnina jonski izmjenjivači su ono što apsorbiraju iz otopine katjoni ili anjoni, puštajući u rastvor ekvivalentan broj jona isti znak naplate.

Opisan je proces jonske izmjene zakon masovne akcije:

gde su A i B joni u rastvoru, i joni u fazi jonskog izmenjivača.

Ova ravnoteža je karakterizirana konstanta razmene (TO):

Gdje A– aktivnost jona.

Ako TO> 1, tada ion B ima veći afinitet za jonski izmjenjivač; Ako TO < 1, то ион А обладает бóльшим сродством к иониту; если же TO≈ 1, tada se oba jona podjednako sorbuju u jonskom izmenjivaču.

Na tok jonske razmene utiču sledeće: faktori:

1) priroda jonskog izmenjivača;

2) priroda jona: što je veći odnos jonskog naboja i poluprečnika hidratisanog jona (z/r), veći je afinitet za jonski izmenjivač;

3) svojstva rastvora:

§ pH vrijednost(pogledajte sljedeće dijelove);

§ koncentracija jona: iz razblaženih rastvora jonski izmenjivač sorbuje jone sa većim nabojem, a iz koncentrisanih rastvora – sa manjim;

§ jonska snaga rastvora: što je manji μ, to se joni bolje apsorbuju.

Ekstrakcija kao metoda odvajanja i koncentriranja tvari

Dijagram plinskog hromatografa

Klasifikacija hromatografskih metoda

Kromatografske metode analize

Godine 1903. M.S. Tsvet je prvi izložio principe hromatografije (grč. „chromo” – boja, „grapho” – pisati) i stvorio metodu za odvajanje pigmenata zelenih biljaka.

Kromatografska metoda omogućava odvajanje i analizu složenih smjesa. Do razdvajanja tvari dolazi zbog različite adsorptivnosti komponenti smjese.

Kromatografija je dinamički proces koji se odvija u sistemu od dvije faze koje se ne miješaju, od kojih je jedna pokretna, a druga nepokretna. Mobilna faza može biti ili plin ili tekućina, a stacionarna faza može biti čvrsta ili tanak film tečnosti adsorbiran na čvrstu supstancu.

1) prema stanju agregacije mobilne faze

plinska hromatografija (GC)

Tečna hromatografija (LC)

2) prema geometriji stacionarnog faznog sloja

Zvučnik

Ravni sloj (može biti papir i tankoslojni)

Kromatografski proces se može predstaviti na sljedeći način:

Kolona popunjena

čvrsti sorbent

Kroz njega teče mlaz tečnosti. Supstanca X, rastvorena u tečnosti, kreće se sa njom, ali istovremeno teži da ostane na površini čvrstog sorbenta zbog adsorpcije, jonske razmene itd. Svaki molekul X se kreće deo vremena, a deo vremena održava se stacionarnom fazom.

Mogućnost razdvajanja dvije otopljene tvari X i Y je zbog razlike u njihovom afinitetu za obje faze, tj. jedan od njih je većinu vremena u mobilnoj fazi, pa brže stiže do kraja kolone.

gdje je k’ faktor oporavka

Omjer broja molova tvari u stacionarnoj fazi i broja molova tvari u mobilnoj fazi

Koeficijent ekstrakcije karakterizira stupanj zadržavanja tvari.

Stepen razdvajanja dvije supstance može se izraziti kroz koeficijent razdvajanja (α):

gdje je koeficijent ekstrakcije druge supstance,

Koeficijent povrata prve supstance.

Detektor postavljen na izlazu iz kolone registruje, a snimač snima signale detektora.

Rice. 10. Signali detektora.

Slika 10 prikazuje hromatogram četverokomponentne mješavine. Površina svakog vrha je proporcionalna masenom udjelu komponente u smjesi.

Jedna od važnih i uobičajenih metoda koncentracije je ekstrakcija. Metoda je univerzalna: sada su pronađene metode za ekstrakciju gotovo svih elemenata i većine klasa spojeva. Pogodan je i za odvajanje mikronečistoća i za odvajanje osnovne supstance, samo je pitanje pravilnog izbora sistema za ekstrakciju i uslova procesa separacije. Ekstrakcija obično obezbeđuje visoku efikasnost koncentracije. Metoda se odlikuje brzinom i lakoćom implementacije. Koristi se u većini analitičkih laboratorija, posebno tamo gdje rade sa supstancama visoke čistoće.

Ekstrakcija, kao što je poznato, je proces raspodjele otopljene tvari između dvije tečne faze koje se ne miješaju, kao i metoda izolacije i razdvajanja. Najčešći slučaj je kada je jedna faza voda, a druga organski rastvarač.

Metoda ekstrakcije se koristi u dvije svrhe:

1) za kvantitativnu ekstrakciju jedne od otopljenih supstanci - ovo je iscrpna ekstrakcija

2) odvojiti dvije otopljene tvari - to je selektivna ekstrakcija

U ekstrakciji obično postoje dvije faze koje se ne miješaju i jedna supstanca koja se može podijeliti. To znači da je pri konstantnoj temperaturi i pritisku sistem monovarijantan. U uslovima ravnoteže, odnos koncentracija distribuirane supstance u obe faze (C 0 i C b) je konstantna vrednost. Ova veličina se naziva konstanta distribucije (P) ili koeficijent raspodjele.

P = C 0 / C in (15)

R= (a x) 0 / (a ​​x) w = [X] 0 / [X] w,

gdje je w, o – voda i organski rastvarač

P je jednak omjeru aktivnosti komponente u obje faze (ali se koristi i omjer koncentracija, jer se obično ekstrahiraju molekuli, a ne joni). Ako dođe do polimerizacije u sistemu, koeficijent distribucije će zavisiti od koncentracije i proračun će postati složeniji.

Nernst-Šilov zakon distribucije važi kada je rastvorena materija u obe faze u istom obliku. U stvarnosti, supstanca se može disocirati i povezati, solvati i hidratizirati. Dakle, zakon je idealiziran, ali mnogi sistemi ekstrakcije poštuju ovaj zakon. Generalno, sistemi za ekstrakciju su veoma raznovrsni. Ispravan izbor sistema u velikoj mjeri određuje uspjeh ekstrakcije odvajanja i koncentracije. U ovom radu korišteni su intrakompleksni spojevi. Ovo je jedna od najčešćih klasa spojeva koji se koriste u koncentraciji ekstrakcije. Po prvi put su elementi koncentrirani upravo u obliku ditizonata (intrakompleksnih spojeva). Kasnije su, uz ditizonat, široku upotrebu našli kupferonati, ditiokarbamati, 8-hidroksinolin, oksimi itd.

Razmotrimo ekstrakciju X molova otopljene tvari (Vvoda – V w ml i Vorganska faza – V 0 ml).

Koeficijent raspodjele (P) je jednak

R = [X] 0 / [X] w = (X –Y) * V w / V 0 * Y,

gdje je Y broj molova preostalih u vodenoj fazi nakon jedne ekstrakcije

Neizvučeni razlomak je

Y / X = f = 1 / (1 + P * (V 0 / V w)) = V w / (V w + PV 0)

f ne zavisi od početne koncentracije, dakle, kada se izvodi n sekvenci

f n = (1+P V 0 / V w) - n

Proračun granične količine otopljene tvari koja ostaje neizvađena nakon n ekstrakcija teži beskonačnosti (radio Griffin).

Očigledno je da je za konačan omjer V o / V w granica f n = 0. Ali takvo izvlačenje nije od praktičnog interesa, jer zapremina ekstrahovanog rastvarača treba da teži beskonačnosti.

Za konačan V o podijeljen na n dijelova, jednačina ima oblik

f n = (1+P V 0 / nV w) - n,

i sa n koji teži beskonačnosti,

f ¥ = e - V 0 P / V W

Sa beskonačno velikim brojem ekstrakcija, zapremina organske faze teži 0. U praksi, podela ekstraktanta na više od 4-5 porcija nije baš delotvorna.

Osnovni pojmovi procesa ekstrakcije

1. Koeficijent raspodjele (ili konstanta raspodjele) – vidi gore.

2. Faktor razdvajanja (S) – odnos koeficijenata raspodjele dvije tvari koje se odvajaju, veće prema manjem.

3,% ekstrakcije (stepen ekstrakcije) (R) – procenat supstance ekstrahovane pod datim uslovima od ukupne količine. Koeficijent raspodjele % ekstrakcije povezan je s relacijom

R = 100D / (D + V in / V 0), gdje su V in i V 0 ravnotežni volumeni vodene i organske faze.

4. Konstanta ekstrakcije (K ext) – konstanta ravnoteže heterogene reakcije ekstrakcije

Na primjer, za intrakompleksna jedinjenja, čija se ekstrakcija odvija prema jednadžbi M n + + nHA o MAn (o) + nH +

konstanta ekstrakcije je jednaka

K ekst = o * [ H + ] n / [ M n+ ] * n o

4. Ekstrakt – odvojena organska faza koja sadrži supstancu ekstrahovanu iz druge faze.

5. Ekstraktant je organski rastvarač koji ekstrahuje supstancu iz vodene faze.

6. Ponovna ekstrakcija - proces vraćanja ekstrahirane supstance iz ekstrakta u vodenu fazu.

7. Reekstrakt – odvojena vodena faza koja sadrži supstancu ekstrahovanu iz ekstrakta.

8. Krive ekstrakcije

Slika 11. Krive ekstrakcije

Što su krive strmije, to je veći naboj metalnog jona. To znači da pH 1/2 zavisi od konstante stabilnosti kelata i od viška koncentracije reagensa, ali ne i od koncentracije metala.

IP br. 6 UMS u KazSMA

Državni medicinski univerzitet u Karagandi

Katedra za farmaceutske discipline sa kursom hemije

Tema: Metode izdvajanja, odvajanja i koncentriranja supstanci u analitičkoj hemiji.

Disciplina Analitička hemija

Specijalitet 051103 “Apoteka”

Vrijeme (trajanje) 50 minuta

Karaganda 2011

Odobreno na sastanku kursa hemije

"29". 08. 2011. Protokol br. 1

Odgovorni za kurs ______________L.M. Vlasova
Predmet: Metode izdvajanja, odvajanja i koncentriranja supstanci u analitičkoj hemiji.
Cilj: Formirati ideje o upotrebi metoda za izolovanje, odvajanje i koncentriranje supstanci u analitičkoj hemiji u cilju obezbeđivanja pouzdanih analitičkih rezultata, proučavati metode maskiranja koje se koriste za eliminaciju ometajućih komponenti.
Plan:

1. 
   Maskiranje.
2. 
   Odvajanje i koncentracija.
3. 
   Kvantitativne karakteristike odvajanja i koncentracije.
4. 
   Padavine i suprecipitacije.
5. 
   Adsorpcija, okluzija, polimorfizam.

Ilustrativni materijal: prezentacija.

Metode maskiranja, odvajanja i koncentracije.
Često u praksi hemijske analize, metoda koja se koristi za otkrivanje ili određivanje potrebnih komponenti ne daje pouzdane rezultate bez prethodnog eliminisanja uticaja ometajućih komponenti (uključujući one glavne koje čine „matricu“ analiziranog uzorka). Postoje dva načina da se eliminišu komponente koje ometaju. Jedan od njih je maskiranje - prenošenje ometajućih komponenti u oblik koji više nema ometajući efekat. Ova operacija se može izvršiti direktno u sistemu koji se analizira, pri čemu komponente koje ometaju ostaju u istom sistemu, na primjer u istom rješenju.

Maskiranje nije uvijek moguće, posebno kada se analiziraju višekomponentne mješavine. U ovom slučaju koristi se druga metoda - odvajanje tvari (ili koncentracija).

1. 
   Maskiranje

Maskiranje- je inhibicija ili potpuno potiskivanje hemijske reakcije u prisustvu supstanci koje mogu promeniti njen smer ili brzinu. U ovom slučaju se ne formira nova faza, što je glavna prednost maskiranja u odnosu na razdvajanje, jer se eliminiraju operacije povezane s razdvajanjem faza jedne od druge. Postoje dvije vrste maskiranja: termodinamičko (ravnotežno) i kinetičko (neravnotežno). Termodinamičkim maskiranjem stvaraju se uvjeti pod kojima se uvjetna konstanta reakcije smanjuje do te mjere da se reakcija odvija beznačajno. Koncentracija maskirane komponente postaje nedovoljna da pouzdano detektuje analitički signal. Kinetičko maskiranje se zasniva na povećanju razlike između brzina reakcije maskiranih i analitnih supstanci sa istim reagensom. Na primjer, inducirana reakcija MnO - 4 sa CI - u prisustvu Fe (II) usporava se u prisustvu fosfatnih jona.

Može se razlikovati nekoliko grupa maskirnih supstanci.

1. 
   Supstance koje formiraju stabilnija jedinjenja sa supstancama koje ometaju nego sa onima koje se određuju. Na primjer, stvaranje kompleksa Fe (II) sa crvenim tiocijanat ionom može se spriječiti uvođenjem natrijum fluorida u otopinu. Joni fluorida vezuju gvožđe (III) u bezbojni kompleks FeF 3-6, stabilniji od Fe (SCN) n (n -3), što eliminiše ometajući uticaj Fe (III) pri detekciji Co (II) u obliku kompleksni plavi Co (SCN) n (n -2). Trietanolamin je koristan za maskiranje Mn(II), Fe(III) i AI(III) u alkalnim rastvorima u kompleksometrijskim titracijama kalcijuma, magnezijuma, nikla i cinka.
2. 
   Supstance koje sprečavaju kiselo-bazne reakcije sa stvaranjem slabo rastvorljivih hidroksida. Na primjer, u prisustvu vinske kiseline, Fe(III) oksid hidrat se ne taloži amonijakom do pH 9-10.
3. 
   Supstance koje mijenjaju stanje oksidacije interferentnog jona. Na primer, da bi se eliminisao ometajući uticaj Cr (III) tokom kompleksometrijske titracije aluminijuma i gvožđa, preporučuje se da se oksidira u Cr (VI).
4. 
   Supstance koje talože interferentne ione, ali talog nije potrebno odvajati. Na primjer, tokom kompleksometrijske titracije kalcija u prisustvu magnezija, koji se istaloži kao hidroksid, ali se ne odvaja.
5. 
   Supstance sa specifičnim dejstvom. Na primjer, polarografski valovi su potisnuti u prisustvu određenih surfaktanata.

Za procjenu efikasnosti maskiranja koristite indeks maskiranja. Ovo je logaritam omjera ukupne koncentracije ometajuće tvari da njegova koncentracija ostane nevezana. Indeks maskiranja se može izračunati poznavanjem konstanti uslovne ravnoteže odgovarajućih reakcija maskiranja.

Sljedeće maskirne supstance se često koriste u hemijskim analizama: kompleksoni; hidroksi kiseline (vinska, limunska, malonska, salicilna); polifosfati sposobni da formiraju komplekse sa šesteročlanom helatnom strukturom (natrijum piro- i tripolifosfati); piliamini; glicerol; tiourea; halogenid, cijanid, tiosulfat – jon; amonijak, kao i mješavina supstanci (na primjer, KI u mješavini sa NH 3 tokom kompleksometrijske titracije Cu (II) u prisustvu Hg (II)).

Uz maskiranje, kemijska analiza ponekad pribjegava demaskiranju - transformaciji maskirane supstance u oblik sposoban da uđe u reakcije koje su za nju uobičajene. To se postiže protoniranjem maskirnog spoja (ako je slaba baza), njegovim nepovratnim uništavanjem ili uklanjanjem (na primjer, zagrijavanjem), promjenom oksidacijskog stanja ili vezivanjem u jače jedinjenje. Na primjer, demaskiranje metalnih jona iz kompleksa sa NH 3, OH -, CN -, F - može se postići smanjenjem pH. Kompleksi kadmijuma i cinka sa cijanidnim jonom uništavaju se dejstvom formaldehida, koji reaguje sa cijanidnim jonom da bi se formirao nitril glikolne kiseline. Peroksidni kompleksi, na primjer titan (IV), razgrađuju se ključanjem u kiselim otopinama. Demaskiranje se također može postići oksidacijom maskirajućeg spoja (na primjer, EDTA oksidacija) ili promjenom oksidacijskog stanja maskirane tvari (Fe 3- ↔ Fe 2-).

2. Odvajanje i koncentracija.
Potreba za odvajanjem i koncentracijom može biti uzrokovana sljedećim faktorima: 1) uzorak sadrži komponente koje ometaju određivanje; 2) je koncentracija komponente koja se utvrđuje ispod granice detekcije metode; 3) su komponente koje se određuju neravnomerno raspoređene u uzorku; 4) ne postoje standardni uzorci za etaloniranje instrumenata; 5) uzorak je visoko toksičan, radioaktivan ili skup.

Odvajanje je operacija (proces) u kojoj se komponente koje čine početnu smjesu određuju jedna od druge.

Koncentracija– operacija (proces) koja rezultira povećanjem omjera koncentracije ili količine mikrokomponenti prema koncentraciji ili količini makrokomponenti.

Kada su odvojene, koncentracije komponenti mogu biti bliske jedna drugoj, ali se mogu i razlikovati. Koncentracija se vrši u uslovima u kojima se koncentracije komponenti naglo razlikuju.

Prilikom koncentriranja, tvari prisutne u malim količinama ili se skupljaju u manjem volumenu ili masi ( apsolutna koncentracija), ili su odvojeni od makrokomponente na način da se povećava omjer koncentracije mikrokomponente i koncentracije makrokomponente ( relativna koncentracija). Relativna koncentracija se može smatrati razdvajanjem s tom razlikom što su početne koncentracije komponenti oštro različite. Primjer apsolutne koncentracije je isparavanje matrice u analizi voda, otopina mineralnih kiselina i organskih otapala. Glavni cilj relativne koncentracije je zamijeniti matricu, koja iz ovih ili onih razloga otežava analizu, drugom organskom ili neorganskom. Na primjer, pri određivanju mikronečistoća u srebru visoke čistoće, matrični element se ekstrahuje sa O - izopropil - N - etil tiokarbinatom u hloroformu, a zatim, nakon isparavanja vodene faze do male zapremine, mikrokomponente se određuju bilo kojom metodom.

Razlikovati grupni i individualni izolacija i koncentracija: kod grupne metode nekoliko komponenti se odvaja u jednom koraku; kod individualne metode jedna komponenta ili više komponenti se izoluju uzastopno iz uzorka. Kada se koriste višeelementne metode određivanja (atomska emisija, rendgenska fluorescencija, spektrometrija mase iskre, neutronska aktivacija), poželjnije su razdvajanje grupa i koncentracija. Prilikom određivanja fotometrijskim, fluorimetričnim i atomskim apsorpcijskim metodama, naprotiv, svrsishodnije je pojedinačno izolirati komponentu.

Razdvajanje i koncentracija imaju mnogo zajedničkog kako u teorijskom aspektu tako iu tehničkom izvođenju. Metode rješavanja problema su iste, ali su u svakom konkretnom slučaju moguće modifikacije vezane za relativne količine supstanci, način dobijanja i mjerenja analitičkog signala. Na primjer, za odvajanje i koncentriranje koriste se metode ekstrakcije, koprecipitacije, hromatografije itd. Kromatografija se uglavnom koristi za razdvajanje složenih smjesa na komponente, koprecipitacija za koncentriranje (npr. izomorfno koprecipitiranje radijuma sa barij sulfatom). Možete razmotriti klasifikaciju metoda na osnovu broja faza, njihovog stanja agregacije i prijenosa materije iz jedne faze u drugu. Preferirane metode se zasnivaju na distribuciji supstance između dve faze kao što su tečnost-tečnost, tečnost-čvrsta materija, tečnost-gas i čvrsta-gas. U ovom slučaju, homogeni sistem se može transformisati u dvofazni sistem bilo kojom pomoćnom operacijom (taloženje i koprecipitacija, kristalizacija, destilacija, isparavanje itd.), ili uvođenjem pomoćne faze - tečne, čvrste, gasovite (to su metode hromatografije, ekstrakcije, sorpcije).

Postoje metode zasnovane na razdvajanju komponenti u jednoj fazi, na primjer, elektrodijaliza, elektroforeza, difuzijska i termička difuzijska metoda. Međutim, i ovdje se uslovno može govoriti o raspodjeli komponenata između dvije „faze“, budući da se komponente, pod utjecajem eksterno primijenjene energije, dijele na dva dijela, koji se mogu izolovati jedan od drugog, npr. polupropusna membrana.

Svako područje primjene kemijske analize ima svoj vlastiti izbor metoda odvajanja i koncentracije. U petrohemijskoj industriji - uglavnom hromatografske metode, u toksikološkoj hemiji - ekstrakcija i hromatografija, u elektronskoj industriji - destilacija i ekstrakcija.

Arsenal metoda separacije i koncentracije je velik i stalno se širi. Za rješavanje problema koriste se gotovo sva kemijska i fizička svojstva tvari i procesa koji se s njima odvijaju.
3. Kvantitativne karakteristike odvajanja i koncentracije.
Većina metoda razdvajanja zasniva se na raspodjeli tvari između dvije faze (I i II). Na primjer, za supstancu A ravnoteža je

A I ↔ A II (1.1)
Omjer ukupnih koncentracija tvari A u obje faze naziva se koeficijent raspodjele D:

D= C II / C I (1.2)
Apsolutno potpuna ekstrakcija, a samim tim i odvajanje, teoretski je nemoguće. Efikasnost ekstrakcije supstance A iz jedne faze u drugu može se izraziti stopa oporavka R:
R = Q II / Q II + Q I , (1.3)
gdje je Q količina supstance; R se obično izražava u postocima.

Očigledno, za potpuni oporavak komponente, R vrijednost mora biti što je moguće bliže 100%.

U praksi, oporavak se smatra kvantitativnim ako je R A ≥ 99,9%. To znači da 99,9% supstance A mora preći u fazu II. Za ometajuću komponentu B mora biti zadovoljen uslov 1/R B ≥ 99,9, tj. Ne više od 0,1% supstance B ne bi trebalo da pređe u fazu II.

Kvantitativna karakteristika razdvajanja supstanci A i B, za koje su uspostavljene ravnoteže između faza I i II, je faktor razdvajanjaά A/B:
ά A/B = D A / D B (1.4)

Za razdvajanje potrebno je da vrijednost ά A/B bude visoka, a proizvod D A D B blizu jedan. Neka je ά A/B = 10 4. U ovom slučaju moguće su sljedeće kombinacije vrijednosti D A i D B:
D A D B R A , % R B , %

10 5 10 100 90,9

10 2 10 -2 99,0 0,99

10 -1 10 -5 9,1 0,001
Kao što se može vidjeti, razdvajanje se može postići sa D A D B =1.

Za procjenu efikasnosti koncentracije koristite faktor koncentracije S do:
S k = q/Q / q uzorak /Q uzorak, (1.5)
gdje je q, q uzorak - količina mikrokomponente u koncentratu i uzorku; Q, Q uzorak - količina makrokomponente u koncentratu i uzorku.

Koeficijent koncentracije pokazuje koliko se puta mijenja odnos apsolutnih količina mikro- i makrokomponenti u koncentratu u odnosu na isti omjer u originalnom uzorku.
4.Padavine i suprecipitacije
Metode odvajanja i koncentriranja uključuju taloženje sa stvaranjem kristalnih i amorfnih precipitata.

Uslovi za stvaranje kristalnih naslaga.

potrebno:

1. 
   Izvršiti taloženje iz razblaženih rastvora razblaženim rastvorom taložnika;
2. 
   Dodajte talog polako, kap po kap;
3. 
   Kontinuirano miješajte staklenom šipkom;
4. 
   Precipitat iz vrućeg rastvora (ponekad se i taložni rastvor zagreva);
5. 
   Filtrirajte talog tek nakon što se rastvor ohladi;
6. 
   U toku taloženja dodajte supstance koje povećavaju rastvorljivost taloga.

Uslovi za nastanak amorfnih sedimenata.
Amorfni sedimenti nastaju kao rezultat koagulacije, odnosno sljepljivanja čestica i njihovog agregiranja. Proces koagulacije može biti uzrokovan dodatkom elektrolita. Trebali biste opsjedati:

1. 
   Od vrućih otopina;
2. 
   U prisustvu elektrolita (amonijumove soli, kiseline);
3. 
   Da bi se dobio gusti sediment koji se lako pere i brzo taloži, taloženje se vrši iz koncentriranih otopina koncentriranim otopinama taložnika.

Kontaminacija sedimenta tvarima koje su trebale ostati u otopini naziva se koprecipitacija .

Na primjer, ako se otopina koja sadrži smjesu BaCL 2 sa FeCL 3 izloži H 2 SO 4, onda bi se očekivalo da će se taložiti samo BaSO 4, jer Fe 2 (SO4) 3 sol je rastvorljiva u vodi. U stvarnosti, ova so takođe delimično taloži. To se može provjeriti ako se precipitat filtrira, opere i kalcinira. Ispostavlja se da talog BaSO 4 nije čisto bijeli, već smeđi zbog Fe 2 O 3 koji nastaje kao rezultat kalcinacije Fe 2 (SO 4) 3

Fe 2 (SO 4) 3 → Fe 2 O 3 + 3SO 3

Kontaminacija sedimenata koprecipitacijom sa rastvorljivim jedinjenjima nastaje usled hemijskog taloženja, a razlikuje se naknadna taloženja u kojoj dolazi do kontaminacije sedimenata slabo rastvorljivim materijama. Ova pojava nastaje jer se u blizini površine sedimenta, zbog adsorpcionih sila, povećava koncentracija precipitirajućih jona i prekoračuje se PR. Na primjer, kada se ioni Ca 2+ precipitiraju amonijum oksalatom u prisustvu Mg 2+, oslobađa se talog CaC 2 O 4, a magnezijum oksalat ostaje u rastvoru. Ali kada se talog CaC 2 O 4 zadrži ispod matične tečnosti, nakon nekog vremena postaje kontaminiran slabo rastvorljivim MgC 2 O 4, koji se polako oslobađa iz rastvora.

Koprecipitacija je od velikog značaja u analitičkoj hemiji. Ovo je jedan od izvora grešaka u gravimetrijskom određivanju. Ali koprecipitacija također može igrati pozitivnu ulogu. Na primjer, kada je koncentracija analitne komponente toliko niska da je taloženje praktično nemoguće, tada se koprecipitacija analitne mikrokomponente vrši pomoću nekog odgovarajućeg kolektora (nosača). U metodi koncentracije vrlo se često koristi tehnika koprecipitacije mikrokomponenti sa kolektorom. Njegova važnost je posebno velika u hemiji tragova i rijetkih elemenata.

1. 
   Postoji nekoliko vrsta koprecipitacije, uključujući adsorpciju, okluziju i izomorfizam.

Apsorpcija jedne supstance drugom, koja se dešava na granici, naziva se adsorpcija . Zagađivač – adsorbat , adsorbiran čvrstom površinom – adsorbent .
Adsorpcija se odvija prema sljedećim pravilima:

1. 
   Prednost talog (na primjer, BaSO 4) prvo adsorbira vlastite ione, odnosno Ba 2+ i SO 4 2-, ovisno o tome koji od njih su prisutni u višku u otopini;
2. 
   Naprotiv, joni sa visokim nabojem koji se nalaze u rastvoru iste koncentracije će se prvenstveno adsorbovati;
3. 
   Od jona sa istim nabojem, prednostno se adsorbuju ioni čija je koncentracija u rastvoru veća;
4. 
   Od jona koji su jednako nabijeni i imaju istu koncentraciju, prvenstveno se adsorbiraju ioni koje jače privlače joni kristalne rešetke (Paneto-Faienceovo pravilo).

Ravnoteža adsorpcije zavisi od sledećih faktora:

1. Utjecaj površine adsorbenta

Budući da se tvari ili ioni adsorbiraju na površini adsorbenta, količina tvari koju adsorbira dati adsorbent je direktno proporcionalna veličini njegove ukupne površine. Fenomen adsorpcije tokom analize mora se najviše uzeti u obzir kada se radi o amorfnim sedimentima, jer njihove čestice nastaju kao rezultat prianjanja velikog broja malih primarnih čestica jedna na drugu i stoga imaju ogromnu ukupnu površinu.

Za kristalne sedimente, adsorpcija igra manju ulogu.

2. Učinak koncentracije.

Iz izoterme adsorpcije moguće je utvrditi

1. 
   stepen adsorpcije opada sa povećanjem koncentracije supstance u rastvoru
2. 
   sa povećanjem koncentracije supstance u rastvoru, apsolutna količina adsorbovane supstance raste
3. 
   sa povećanjem koncentracije supstance u rastvoru, količina adsorbovane supstance teži određenoj konačnoj vrednosti

supstance uključene

koncentracija supstance u rastvoru

3. Utjecaj temperature

Adsorpcija je egzotermni proces, a njen tok je olakšan smanjenjem temperature. Povećanje temperature pospješuje desorpciju.

1. 
   Utjecaj prirode adsorbiranih jona.

1. 
   joni sa velikim nabojem se adsorbuju
2. 
   Od jona sa istim nabojem adsorbuju se oni ioni čija je koncentracija u rastvoru veća
3. 
   iz jona koji su jednako nabijeni i imaju istu koncentraciju, prvenstveno se adsorbiraju ioni koje jače privlače ioni kristalne rešetke (Panet-Faienceovo pravilo).

Okluzija. U okluziji, kontaminanti su sadržani u česticama sedimenta. Okluzija se razlikuje od adsorpcije po tome što se koprecipitirane nečistoće nalaze ne na površini, već unutar čestice sedimenta.

Uzroci okluzije.

Mehaničko hvatanje stranih nečistoća. Ovaj proces ide brže što brže dolazi do kristalizacije.

1) ne postoje “idealni” kristali, oni imaju sitne pukotine i praznine koje su ispunjene matičnom tečnošću. Najmanji kristali se mogu zalijepiti zajedno i zarobiti matičnu tečnost.

2) Adsorpcija tokom formiranja kristalizacije sedimenta.

Tokom rasta kristala, razne nečistoće iz rastvora se kontinuirano adsorbuju iz najsitnijih kristala semena na novoj površini, pri čemu se poštuju sva pravila adsorpcije.

3) Formiranje hemijskih jedinjenja između sedimenta i koprecipitirane nečistoće.

Redosled kojim se rastvori dreniraju je veoma važan tokom okluzije. Kada otopina tijekom taloženja sadrži višak aniona koji su dio sedimenta, tada dolazi do okluzije stranih kationa, i obrnuto, ako otopina sadrži višak kationa istog imena, tada dolazi do okluzije stranih aniona.

Na primjer, kada se formira BaSO 4 (BaCL 2 + NaSO 4), ioni Na + su okludirani u višku SO 4 2-, a u višku Ba 2 + - CL -

Da bi se oslabila okluzija stranih kationa, taloženje se mora provesti tako da kristali sedimenta rastu u mediju koji sadrži višak vlastitih kationa sedimenta. Naprotiv, ako želite da dobijete precipitat bez okludiranih stranih aniona, potrebno je izvršiti precipitaciju u mediju koji sadrži višak vlastitih aniona istaloženog spoja.

Na količinu okluzije utiče brzina infuzije precipitanta. Kada se taložnik dodaje polako, obično se dobijaju čistiji sedimenti. Ko-precipitacija se javlja samo tokom formiranja sedimenta.

Izomorfizam je formiranje mješovitih kristala.

Izomorfne supstance su one supstance koje su sposobne kristalizacijom da formiraju zajedničku kristalnu rešetku, a dobijaju se takozvani mešani kristali.

Tipičan primjer su razne stipse. Ako rastvorite bezbojne kristale aluminijum - kalijum alum KAl (SO 4) 2 12H 2 O sa intenzivno ljubičastim hrom - kalijum...KSr (SO 4) 2 12H 2 O, tada se kao rezultat kristalizacije formiraju mešani kristali. Boja ovih kristala je intenzivnija što je veća koncentracija KCr(SO 4) 2.

Izomorfna jedinjenja obično formiraju kristale istog oblika.

Suština izomorfizma je da ioni sličnih radijusa mogu zamijeniti jedni druge u kristalnoj rešetki. Na primjer, ioni Ra i Ba imaju bliske polumjere, stoga, kada se taloži BaSO 4, izomorfni kristali će se taložiti iz otopine koja sadrži male količine Ra 2+. Za razliku od KCr(SO 4) 2 jona, koji imaju manji atomski radijus.

3. Koprecipitacija je glavni izvor greške u gravimetrijskoj analizi.

Koprecipitacija se može smanjiti odabirom pravog toka analize i racionalnim odabirom taložnika. Kod taloženja organskim taložnicima uočava se mnogo manje koprecipitacije stranih supstanci nego kod upotrebe neorganskih precipitanata. Taloženje se mora vršiti pod uslovima pod kojima se formira krupni kristalni talog. Držite sediment pod matičnim rastvorom dugo vremena.

Da bi se sediment očistio od adsorbiranih nečistoća, mora se temeljito oprati. Da bi se uklonile nečistoće koje nastaju zbog okluzije i izomorfizma, sediment se podvrgava ponovnoj precipitaciji.

Na primjer, pri određivanju Ca 2+ oni se talože u obliku CaC 2 O 4; ako je Mg 2+ prisutan u otopini, tada je sediment jako kontaminiran nečistoćama MgC 2 O 4. Da bi se uklonile nečistoće, talog se rastvara u HCL. Time nastaje otopina u kojoj je koncentracija Mg 2+ niža od izvorne otopine. Dobijeni rastvor se neutrališe i taloženje se ponovo ponavlja. Ispostavilo se da je sediment praktički bez Mg 2+.

4. Od koloidnih rastvora koagulacijom nastaju amorfni precipitati, tj. Kombinacije čestica u veće agregate, koji će se pod uticajem gravitacije taložiti na dno posude.

Koloidne otopine su stabilne zbog prisustva istog naboja, solvatacije ili hidratacijske ljuske = Da bi počelo taloženje, potrebno je neutralizirati naboj dodavanjem nekog elektrolita. Neutralizirajući naboj, elektrolit omogućava česticama da se prianjaju jedna za drugu.

Za uklanjanje solvatacijskih ljuski koristi se tehnika kao što je soljenje, odnosno dodavanje visoke koncentracije elektrolita čiji ioni u otopini odabiru molekule otapala iz koloidnih čestica i sami solvatiraju.

Koagulacija se potiče povećanjem temperature. Također, taloženje amorfnih sedimenata mora se vršiti iz koncentriranih otopina, tada su sedimenti gušći, brže se talože i lakše se ispiru nečistoće.

Amorfni precipitati nakon taloženja se ne zadržavaju pod matičnom tečnošću, već se brzo filtriraju i ispiru, jer talog inače ispada želatinast.

Obrnuti proces koagulacije je proces peptizacije. Kada se amorfni sedimenti isperu vodom, oni ponovo mogu preći u koloidno stanje; ta otopina prolazi kroz filter i dio sedimenta tako prolazi. izgubi se. To se objašnjava činjenicom da se elektroliti ispiru iz sedimenta, tako da koagulirane čestice ponovno dobivaju naboj i počinju se međusobno odbijati. Kao rezultat, veliki agregati se raspadaju u sitne koloidne čestice, koje slobodno prolaze kroz filter.

Da bi se spriječila peptizacija, sediment se ne ispere čistom vodom, već razrijeđenom otopinom nekog elektrolita.

Elektrolit mora biti hlapljiva tvar i potpuno se ukloniti nakon paljenja. Kao takvi elektroliti koriste se amonijeve soli ili hlapljive kiseline.

književnost:
1. Kharitonov Yu.A. Analitička hemija.knjiga 1,2. M.; VS, 2003

2. Tsitovich I.K. Kurs analitičke hemije. M., 2004.

3. Vasiliev V.P. Analitička hemija. knjiga 1.2. M., Drfa, 2003.

4. Kellner R., Merme J.M., Otto M., Widmer G.M. Analitička hemija. tom 1, 2. Prevod s engleskog. jezik M., Mir, 2004.

5. Otto M. Moderne metode analitičke hemije vol.1,2. M., Tehnosfera, 2003.

6. Ponomarev V.D. Analitička hemija, delovi 1, 2. M., VŠ, 1982.

7. Zolotov Yu.A. Osnovi analitičke hemije, tom 1, 2, VSh, 2000.

Sigurnosna pitanja (povratne informacije)

1. 
   Navedite faktore od kojih zavisi koeficijent raspodjele.
2. 
   Navedite primjer maskirnih supstanci koje se koriste u kemijskoj analizi.
3. 
   Što se može klasificirati kao metode razdvajanja i koncentracije.
4. 
   Koji faktori određuju stepen ekstrakcije supstance?
5. 
   Objasniti prednosti amorfnog sedimenta u odnosu na kristalni u taloženju mikrokomponenti.
6. 
   Koje vrste interakcija postoje između supstance i sorbenta?