Ipadala ang iyong mabuting gawa sa base ng kaalaman ay simple. Gamitin ang form sa ibaba

Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga estudyante, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.

1. Mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon

Pangkalahatang impormasyon tungkol sa paghihiwalay at konsentrasyon

Ang paghihiwalay ay isang operasyon na nagpapahintulot sa mga bahagi ng isang sample na ihiwalay sa isa't isa.

Ito ay ginagamit kung ang ilang bahagi ng sample ay nakakasagabal sa pagpapasiya o pagtuklas ng iba, iyon ay, kapag ang analytical na pamamaraan ay hindi sapat na pumipili at ang overlap ng mga analytical signal ay dapat na iwasan. Sa kasong ito, ang mga konsentrasyon ng mga pinaghiwalay na sangkap ay karaniwang malapit.

Ang konsentrasyon ay isang operasyon na nagbibigay-daan sa iyo upang madagdagan ang konsentrasyon ng isang microcomponent na may kaugnayan sa mga pangunahing bahagi ng sample (matrix).

Ginagamit ito kung ang konsentrasyon ng isang microcomponent ay mas mababa sa limitasyon ng pagtuklas na Cmin, ibig sabihin, kapag ang paraan ng pagsusuri ay hindi sapat na sensitibo. Gayunpaman, ang mga konsentrasyon ng mga sangkap ay lubhang nag-iiba. Ang konsentrasyon ay madalas na pinagsama sa paghihiwalay.

Mga uri ng konsentrasyon.

1. Absolute: ang microcomponent ay inililipat mula sa malaking volume o malaking masa ng sample (Vpr o mpr) sa mas maliit na volume o mas maliit na masa ng concentrate (Vconc o mconc). Bilang resulta, ang konsentrasyon ng microcomponent ay tumataas ng n beses:

kung saan ang n ay ang antas ng konsentrasyon.

Kung mas maliit ang dami ng concentrate, mas malaki ang antas ng konsentrasyon. Halimbawa, ang 50 mg ng cation resin ay sumisipsip ng germanium mula sa 20 L ng tap water, pagkatapos ang germanium ay na-desorbed ng 5 ml ng acid. Dahil dito, ang antas ng konsentrasyon ng germanium ay:

2. Kamag-anak (enrichment): ang microcomponent ay pinaghihiwalay mula sa macrocomponent upang ang ratio ng kanilang mga konsentrasyon ay tumaas. Halimbawa, sa paunang sample ang ratio ng mga konsentrasyon ng micro- at macrocomponents ay 1: 1000, at pagkatapos ng pagpapayaman ito ay 1: 10. Karaniwan itong nakamit sa pamamagitan ng bahagyang pag-alis ng matrix.

Ang paghihiwalay at konsentrasyon ay may magkaparehong paraan; Napaka-diverse nila. Susunod, ang mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon na pinakamahalaga sa analytical chemistry ay isasaalang-alang.

Pag-uuri ng mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon

Mayroong maraming mga klasipikasyon ng mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon batay sa iba't ibang mga katangian. Tingnan natin ang pinakamahalaga sa kanila.

1. Ang pag-uuri ayon sa likas na katangian ng proseso ay ibinibigay sa Fig.

kanin. 1 Pag-uuri ng mga paraan ng paghihiwalay ayon sa likas na katangian ng proseso

Ang mga pamamaraan ng kemikal ng paghihiwalay at konsentrasyon ay batay sa paglitaw ng isang kemikal na reaksyon, na sinamahan ng pag-ulan ng produkto at paglabas ng gas. Halimbawa, sa organic analysis, ang pangunahing paraan ng konsentrasyon ay distillation: sa panahon ng thermal decomposition, ang matrix ay distilled off sa anyo ng CO2, H2O, N2, at ang mga metal ay maaaring matukoy sa natitirang abo.

Ang mga pamamaraan ng physicochemical ng paghihiwalay at konsentrasyon ay kadalasang batay sa pumipili na pamamahagi ng isang sangkap sa pagitan ng dalawang yugto. Halimbawa, sa industriya ng petrochemical, ang chromatography ay pinakamahalaga.

Ang mga pisikal na paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon ay kadalasang batay sa pagbabago ng estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap.

2. Pag-uuri ayon sa pisikal na katangian ng dalawang yugto. Ang pamamahagi ng isang sangkap ay maaaring isagawa sa pagitan ng mga phase na nasa pareho o magkakaibang estado ng pagsasama-sama: gaseous (G), likido (L), solid (S). Alinsunod dito, ang mga sumusunod na pamamaraan ay nakikilala (Fig.).

kanin. 2 Pag-uuri ng mga paraan ng paghihiwalay ayon sa likas na katangian ng mga yugto

Sa analytical chemistry, ang mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon, na batay sa pamamahagi ng isang sangkap sa pagitan ng likido at solidong mga phase, ay natagpuan ang pinakamalaking kahalagahan.

3. Pag-uuri ayon sa bilang ng mga elementarya na kilos (yugto).

§ Mga pamamaraan na may isang yugto - batay sa isang solong pamamahagi ng isang sangkap sa pagitan ng dalawang yugto. Ang paghihiwalay ay nagaganap sa ilalim ng mga static na kondisyon.

§ Multistage method - batay sa maramihang pamamahagi ng isang substance sa pagitan ng dalawang phase. Mayroong dalawang grupo ng mga multi-stage na pamamaraan:

– paulit-ulit na proseso ng pamamahagi (halimbawa, paulit-ulit na pagkuha). Ang paghihiwalay ay nagaganap sa ilalim ng mga static na kondisyon;

– mga pamamaraan batay sa paggalaw ng isang yugto na may kaugnayan sa isa pa (halimbawa, chromatography). Ang paghihiwalay ay nagaganap sa ilalim ng mga dynamic na kondisyon

3. Pag-uuri ayon sa uri ng ekwilibriyo (Fig.).

kanin. 3 Pag-uuri ng mga paraan ng paghihiwalay ayon sa uri ng ekwilibriyo

Ang mga pamamaraan ng paghihiwalay ng thermodynamic ay batay sa mga pagkakaiba sa pag-uugali ng mga sangkap sa isang estado ng balanse. Ang mga ito ay pinakamahalaga sa analytical chemistry.

Ang mga pamamaraan ng kinetic separation ay batay sa mga pagkakaiba sa pag-uugali ng mga sangkap sa panahon ng proseso na humahantong sa isang estado ng balanse. Halimbawa, sa biochemical research, ang electrophoresis ang pinakamahalaga. Ang iba pang mga kinetic na pamamaraan ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga particle ng mga colloidal na solusyon at mga solusyon ng mataas na molecular weight compound. Sa analytical chemistry, ang mga pamamaraang ito ay hindi gaanong ginagamit.

Ang mga pamamaraan ng Chromatographic ay batay sa parehong thermodynamic at kinetic equilibrium. Malaki ang kahalagahan ng mga ito sa analytical chemistry, dahil pinapayagan nila ang paghihiwalay at sabay-sabay na qualitative at quantitative analysis ng multicomponent mixtures.

Ang pagkuha bilang isang paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon

Ang pagkuha ay isang paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon batay sa pamamahagi ng isang sangkap sa pagitan ng dalawang hindi mapaghalo na mga phase ng likido (madalas na may tubig at organiko).

Para sa layunin ng paghihiwalay ng pagkuha, ang mga kundisyon ay nilikha upang ang isang bahagi ay ganap na pumasa sa organikong bahagi, habang ang isa ay nananatili sa may tubig na bahagi. Ang mga phase ay pagkatapos ay pinaghihiwalay gamit ang isang separating funnel.

Para sa layunin ng ganap na konsentrasyon, ang sangkap ay inililipat mula sa isang mas malaking dami ng may tubig na solusyon sa isang mas maliit na dami ng organikong bahagi, bilang isang resulta kung saan ang konsentrasyon ng sangkap sa organikong katas ay tumataas.

Para sa layunin ng kamag-anak na konsentrasyon, ang mga kondisyon ay nilikha upang ang microcomponent ay pumasa sa organic na bahagi, at ang karamihan ng macrocomponent ay nananatili sa may tubig na bahagi. Bilang isang resulta, sa organic extract ang ratio ng mga konsentrasyon ng micro- at macrocomponents ay tumataas sa pabor ng microcomponent.

Mga kalamangan ng pagkuha:

§ mataas na selectivity;

§ kadalian ng pagpapatupad (isang separating funnel lamang ang kailangan);

§ mababang lakas ng paggawa;

§ bilis (3-5 min);

§ ang pagkuha ay pinagsama nang mahusay sa mga pamamaraan ng kasunod na pagpapasiya, bilang isang resulta kung saan ang isang bilang ng mga mahahalagang hybrid na pamamaraan ay lumitaw (pagkuha-photometric, pagkuha-spectral, atbp.).

Co-precipitation bilang isang paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon

Ang co-precipitation ay ang pagkuha ng isang microcomponent ng isang sediment-collector sa panahon ng pagbuo nito, at ang microcomponent ay pumasa sa sediment mula sa isang unsaturated solution (PS< ПР).

Ang mga di-organikong at organikong hindi natutunaw na mga compound na may nabuong ibabaw ay ginagamit bilang mga kolektor. Ang paghihiwalay ng phase ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagsasala.

Ang co-precipitation ay ginagamit para sa mga sumusunod na layunin:

§ konsentrasyon ng mga impurities bilang isang napaka-epektibo at isa sa mga pinakamahalagang pamamaraan, na nagbibigay-daan sa iyo upang madagdagan ang konsentrasyon ng 10-20 libong beses;

§ paghihiwalay ng mga impurities (mas madalas).

Sorption bilang isang paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon

Ang sorption ay ang pagsipsip ng mga gas o dissolved substance sa pamamagitan ng solid o liquid sorbents.

Ang mga activated carbon, Al2O3, silica, zeolite, cellulose, natural at sintetikong sorbents na may mga ionogenic at chelating group ay ginagamit bilang sorbents.

Ang pagsipsip ng mga sangkap ay maaaring mangyari sa ibabaw ng bahagi (adsorption) o sa dami ng bahagi (absorption). Sa analytical chemistry, ang adsorption ay kadalasang ginagamit para sa layunin ng:

§ paghihiwalay ng mga sangkap, kung ang mga kondisyon para sa piling pagsipsip ay nilikha;

§ konsentrasyon (mas madalas).

Bilang karagdagan, ang sorption sa ilalim ng mga dynamic na kondisyon ay bumubuo ng batayan para sa pinakamahalagang paraan ng paghihiwalay at pagsusuri - chromatography.

Pagpapalit ng ion

Ang palitan ng ion ay isang reversible stoichiometric na proseso na nangyayari sa interface sa pagitan ng ionite at ng electrolyte solution.

Ang mga palitan ng ion ay mga high-molecular polyelectrolytes ng iba't ibang mga istraktura at komposisyon. konsentrasyon ng kemikal na sorption gas

Ang pangunahing pag-aari ng mga palitan ng ion ay ang pagsipsip ng mga cation o anion mula sa isang solusyon, na naglalabas sa solusyon ng isang katumbas na bilang ng mga ion ng parehong tanda ng pagsingil.

Ang proseso ng pagpapalitan ng ion ay inilalarawan ng batas ng mass action:

kung saan ang A at B ay mga ion sa solusyon, at mga ion sa bahagi ng ion exchanger.

Ang ekwilibriyong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pare-parehong palitan (K):

kung saan ang a ay ang aktibidad ng mga ion.

Kung K > 1, kung gayon ang B ion ay may higit na pagkakaugnay para sa ion exchanger; kung si K< 1, то ион А обладает бульшим сродством к иониту; если же К? 1, то оба иона одинаково сорбируются ионитом.

Ang mga sumusunod na salik ay nakakaimpluwensya sa kurso ng pagpapalitan ng ion:

1) ang likas na katangian ng ion exchanger;

2) ang likas na katangian ng ion: mas malaki ang ratio ng ion charge sa radius ng hydrated ion (z/r), mas malaki ang affinity para sa ion exchanger;

3) mga katangian ng solusyon:

§ halaga ng pH (tingnan ang mga sumusunod na seksyon);

§ konsentrasyon ng ion: mula sa mga dilute na solusyon, ang ion exchanger ay sumisipsip ng mga ion na may mas malaking singil, at mula sa mga puro solusyon - na may mas maliit;

§ lakas ng ionic ng solusyon: ang mas maliit ang m, mas mahusay ang mga ions ay sorbed.

Mga uri ng ion exchanger

Mayroong isang malaking bilang ng iba't ibang mga ion exchanger. Ang mga ito ay inuri ayon sa kanilang pinagmulan at ang tanda ng singil ng pagpapalitan ng mga ion.

Depende sa pinagmulan, dalawang grupo ang nakikilala
mga palitan ng ion:

1. Mga natural na ion exchanger:

§ inorganic (clays, zeolites, apatite);

§ organiko (cellulose).

2. Mga sintetikong ion exchanger:

§ inorganic (permutites);

§ organic (mataas na molecular weight na materyales).

Sa analytical chemistry, kadalasang ginagamit ang mga synthetic na organic ion exchanger.

Depende sa tanda ng singil ng pagpapalitan ng mga ion, ang mga palitan ng ion ay tinatawag na mga sumusunod:

1. Cation exchangers - exchange cations, naglalaman ng mga acid group:

§ -SO3H (malakas na acid cation exchangers, ang palitan ay nangyayari sa isang malawak na hanay ng mga halaga ng pH);

§ -PO3H2 (medium acid cation exchangers, ang palitan ay nangyayari sa pH > 4);

§ -COOH, -OH (mahinang acid cation exchangers, ang palitan ay nangyayari sa pH > 5).

2. Anion exchangers - exchange anion, naglalaman ng mga pangunahing grupo:

§ quaternary alkylammonium group (highly basic anion exchangers, exchange ay nangyayari sa isang malawak na hanay ng mga pH value);

§ mga grupo ng amino at imino (medium at low basic anion exchangers, ang pagpapalitan ay nangyayari sa pH< 8-9).

3. Ampholytes - pagpapalitan ng parehong mga kasyon at anion depende sa mga kondisyon. Mayroon silang parehong uri ng mga grupo - acidic at basic.

Istraktura ng mga sintetikong organic ion exchanger. Mga reaksyon ng pagpapalitan ng ion

Ang mga sintetikong organic ion exchanger ay may tatlong-dimensional na istraktura ng chain. Binubuo ang mga ito ng isang mataas na molekular na timbang (HM) matrix kung saan ang mga ionogenic na grupo ay naayos.

Halimbawa, para sa isang mataas na pangunahing anion exchanger sa chloride form na R-N(CH3)3Cl

Komposisyon ng ion exchanger

Ang matrix ay karaniwang isang copolymer ng styrene at divinylbenzene (DVB), na isang cross-linking agent: bawat isa sa mga molekula nito, tulad ng isang tulay, ay nag-uugnay sa 2 katabing linear polystyrene chain.

Ang mga mobile low molecular weight (LM) ions na bahagi ng mga ionogenic na grupo ay lumalahok sa palitan ng ion.

Halimbawa, ang isang cation exchange reaction na kinasasangkutan ng isang malakas na acidic na cation exchanger sa hydrogen form ay nakasulat tulad ng sumusunod:

at isang reaksyon ng pagpapalitan ng anion na kinasasangkutan ng isang mataas na pangunahing tagapagpapalit ng anion sa anyong klorido

Mga pangunahing katangiang pisikal at kemikal ng mga palitan ng ion

Ang mga ionite bilang mga materyales ay may maraming katangiang pisikal-kemikal at pisikal-mekanikal. Sa mga ito, tatlong pangunahing pisikal at kemikal na katangian ang pinakamahalaga sa analytical chemist - moisture, pamamaga at exchange capacity.

Ang kahalumigmigan (W, %) ay nagpapakilala sa kakayahan ng ion exchanger na sumipsip ng kahalumigmigan mula sa hangin. Maaari itong kalkulahin batay sa pang-eksperimentong data:

kung saan ang mo at m ay ang masa ng ion exchanger bago at pagkatapos matuyo.

Karaniwan, ang halumigmig ng mga exchanger ng ion ay nasa hanay na 10-15%.

Ang pamamaga ay nagpapakilala sa antas ng pagtaas sa dami ng ion exchanger sa pakikipag-ugnay sa tubig o iba pang solvent. Ang halaga ng pamamaga ay depende sa antas ng cross-linking ng mataas na molecular weight ion exchanger matrix (% ​​​​DVB). Dahil sa pamamaga, mabilis na nangyayari ang pagpapalitan ng ion. Ang dahilan ng pamamaga ay ang pagkakaroon ng mga polar ionogenic group na may kakayahang hydration o solvation. Exchange capacity (EC) ay ang pinakamahalagang quantitative na katangian ng isang ion exchanger. Ito ay nagpapakilala sa kakayahan ng ion exchanger sa ion exchange. Ang kabuuang exchange capacity (TEC) ng isang ibinigay na ion exchanger ay isang pare-parehong halaga at tinutukoy ng bilang ng mga fixed ions sa ion exchanger matrix. Depende ito sa mga sumusunod na kadahilanan: ang likas na katangian ng ion exchanger;

§ halaga ng pH ng solusyon;

§ mga kondisyon ng kahulugan (static o dynamic);

§ likas na katangian ng ipinagpapalit na ion;

§ radius ng ion (epekto ng salaan).

Ang kapasidad ng pagpapalit ng masa ay nagpapakita kung gaano karaming mga katumbas ng millimole ng isang ion - n(1/z ion) - ang maaaring makipagpalitan ng 1 gramo ng dry ion exchanger. Kinakalkula ito gamit ang formula:

Ipinapakita ng volumetric exchange capacity kung ilang millimole equivalents ng isang ion - n(1/z ion) - ang makakapagpalit ng 1 milliliter ng namamagang ion exchanger. Kinakalkula ito gamit ang formula:

Depende sa mga kondisyon ng pagpapasiya, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng static (SOE) at dynamic (DOE) exchange capacity, at paano naman ang SOE? DOE.

Mga uri ng dynamic exchange capacity:

§ bago ang breakthrough ng absorbed ion, o working (DOE), ay nagpapakita kung gaano karaming mga ion ang maaaring ma-absorb ng ion exchanger bago sila lumitaw sa eluate (breakthrough);

§ kabuuan (PDOE) - nagpapakita kung gaano karaming mga ion ang maa-absorb ng ion exchanger hanggang ang mga ionogenic na grupo ay ganap na puspos sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga halaga ng DOE at PDOE ay ipinakita sa figure:

Na-post sa http://www.allbest.ru/

kanin. 4 Kabuuang dynamic exchange capacity (TDEC) at capacity before breakthrough (DEC)

Application ng ion exchangers sa analytical chemistry

Ang mga Ion exchanger ay ginagamit upang malutas ang mga sumusunod na problema sa analytical practice.

§ Paghihiwalay ng mga sangkap. Ang palitan ng ion ay isang maginhawa at epektibong paraan para sa paghihiwalay ng mga sangkap. Halimbawa, sa tulong nito posible na paghiwalayin ang kahit na mga elemento na may katulad na mga katangian ng kemikal, tulad ng lanthanides.

§ Konsentrasyon ng mga sangkap. Una, ang isang malaking dami ng dilute na solusyon ay dumaan sa isang haligi na naglalaman ng resin ng palitan ng ion. Pagkatapos nito, ang mga sorbed ions ay hugasan sa labas ng haligi na may isang minimum na halaga ng isang angkop na eluent.

§ Pagpapasiya ng "hindi komportable" na mga kasyon at anion. Madalas na kinakailangan upang pag-aralan ang nilalaman ng tinatawag na "hindi maginhawa" na mga ion. Ang mga naturang ion ay walang mga kemikal na analitikal na katangian na magbibigay-daan sa kanila na madaling matukoy gamit ang mga kemikal o instrumental na pamamaraan ng pagsusuri. Sa mga cation, kabilang dito ang mga ions ng alkali metals (Na+, K+, atbp.), ng mga anion - , atbp. Ang pagpapasiya ng "inconvenient" na mga cation ay batay sa unang pagpasa ng sample sa isang column na may cation exchanger sa hydrogen form at kasunod na titration na may alkali:

Ang pagpapasiya ng "hindi maginhawa" na mga anion ay batay sa paunang pagpasa ng sample sa isang haligi na may isang anion exchanger sa hydroxide form at kasunod na titration ng inilabas na alkali na may acid:

§ Pagkuha ng deionized na tubig. Ang tubig ay ipinapasa nang sunud-sunod sa pamamagitan ng isang column na may cation exchanger sa hydrogen form, pagkatapos ay sa pamamagitan ng isang column na may anion exchanger sa hydroxide form. Bilang resulta, ang lahat ng mga cation at anion ay pinananatili ng mga palitan ng ion at nakuha ang tubig na hindi naglalaman ng mga ion.

Chromatographic na pamamaraan ng pagsusuri

Ang chromatographic na paraan ng pagsusuri ay unang ginamit ng Russian botanist na si M. S. Tsvet para sa pagsusuri ng chlorophyll. Ang pangalan ng pamamaraan ay nagmula sa salitang Griyego na "chromatos" - kulay, bagaman pinapayagan ka ng pamamaraan na paghiwalayin ang anumang mga compound, kabilang ang mga walang kulay.

Sa kasalukuyan, ang chromatography ay isa sa mga pinaka-promising na paraan ng pagsusuri. Ito ay malawakang ginagamit sa iba't ibang industriya at siyentipikong pananaliksik para sa pagsusuri ng mga pinaghalong gas, likido at solido.

Sa industriya ng petrochemical at gas, 90% ng lahat ng pagsusuring ginawa ang chromatography. Ginagamit ang gas chromatography sa biology at medisina, teknolohiya sa pagproseso ng kahoy, kimika ng kagubatan at industriya ng pagkain at iba pang mga lugar. Humigit-kumulang 30% ng mga pagsusuri sa pagsubaybay sa kapaligiran (polusyon sa hangin, pagtatasa ng wastewater, atbp.) ay isinasagawa gamit ang mga pamamaraan ng gas chromatographic.

Ang kakanyahan ng chromatographic na pamamaraan ng pagsusuri

Ang Chromatography ay isang dynamic na paraan para sa paghihiwalay at pagtukoy ng mga substance, batay sa maramihang distribusyon ng mga bahagi sa pagitan ng dalawang phase - mobile at stationary.

Ang sangkap ay pumapasok sa sorbent layer kasama ang daloy ng mobile phase. Sa kasong ito, ang sangkap ay na-sorbed at pagkatapos, sa pakikipag-ugnay sa mga sariwang bahagi ng mobile phase, na-desorbed. Ang paggalaw ng mobile phase ay nangyayari nang tuluy-tuloy, kaya ang sorption at desorption ng substance ay nangyayari nang tuluy-tuloy. Sa kasong ito, ang bahagi ng sangkap ay nasa nakatigil na yugto sa isang sorbed na estado, at ang bahagi ay nasa mobile phase at gumagalaw kasama nito. Bilang resulta, ang bilis ng paggalaw ng substance ay mas mababa kaysa sa bilis ng paggalaw ng mobile phase. Ang mas maraming sangkap ay nasorbed, mas mabagal ang paggalaw nito.

Kung ang isang halo ng mga sangkap ay chromatographed, kung gayon ang bilis ng paggalaw ng bawat isa sa kanila ay naiiba dahil sa iba't ibang mga pagkakaugnay para sa sorbent, bilang isang resulta kung saan ang mga sangkap ay pinaghiwalay: ang ilang mga sangkap ay naantala sa simula ng paglalakbay, ang iba ay gumagalaw. karagdagang.

Pag-uuri ng mga chromatographic na pamamaraan ng pagsusuri

Ang mga pamamaraan ng pagsusuri ng kromatograpiko ay magkakaiba na walang iisang pag-uuri ng mga ito. Kadalasan, maraming mga pag-uuri ang ginagamit, na batay sa mga sumusunod na katangian:

§ estado ng aggregation ng mobile at stationary phase;

§ mekanismo ng pakikipag-ugnayan ng sangkap sa sorbent;

§ diskarte sa pagsusuri (paraan ng pagdidisenyo ng proseso);

§ paraan ng chromatography (paraan ng paglipat ng isang sangkap sa pamamagitan ng isang haligi);

§ layunin ng chromatography.

Depende sa estado ng pagsasama-sama ng mga phase, ang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng gas chromatography (mobile phase - gas o vapor) at liquid chromatography (mobile phase - liquid).

Ayon sa mekanismo ng pakikipag-ugnayan ng isang sangkap na may sorbent, ang mga sumusunod na uri ng chromatography ay nakikilala: adsorption, pamamahagi, palitan ng ion, sedimentation, redox, complexing, atbp.

SA dependencies mula sa paraan pagpaparehistro proseso magkaiba kolumnar At planar kromatograpiya. SA kolumnar kromatograpiya proseso paghihiwalay nangunguna V mga hanay, napuno sorbent. Planar kromatograpiya kasama ang V sarili ko dalawa uri: kromatograpiya sa papel At manipis na layer kromatograpiya sa mga tala.

SA dependencies mula sa paraan kromatograpiya magkaiba sumusunod mga uri chromatography:

§ maliwanag (pag-unlad) kromatograpiya;

§ mapanupil kromatograpiya;

§ pangharap kromatograpiya.

Mas madalas Sa pangkalahatan, ginagamit ang paraan ng pagbuo ng chromatography. Binubuo ito sa pagpapapasok sa isang tuluy-tuloy na daloy ng mobile phase (eluent) ng pinaghalong mga substance na mas mahusay kaysa sa eluent. Habang gumagalaw ang eluent sa column na may mga sorbed substance, gumagalaw sila kasama ang sorbent layer sa iba't ibang bilis at sa wakas ay iniiwan ito sa magkahiwalay na mga zone na pinaghihiwalay ng eluent.

Ayon sa layunin ng proseso ng chromatographic, ang mga ito ay nakikilala: analytical chromatography - isang independiyenteng paraan ng paghihiwalay, husay at dami ng pagsusuri ng mga sangkap; preparative chromatography upang ihiwalay ang mga purong sangkap mula sa isang timpla.

Gas chromatography

Ang pamamaraan ng gas chromatography ay naging pinakalaganap dahil ang teorya at kagamitan para dito ay lubos na nabuo.

Ang gas chromatography ay isang hybrid na paraan na nagbibigay-daan sa sabay-sabay na paghihiwalay at pagtukoy ng mga bahagi ng isang halo.

Ang mga gas, ang kanilang mga mixture o compound na nasa estado ng gas o singaw sa ilalim ng mga kondisyon ng paghihiwalay ay ginagamit bilang mobile phase (carrier gas).

Ang mga solid sorbents (gas adsorption chromatography) o isang likidong inilapat sa isang manipis na layer sa ibabaw ng isang inert carrier (gas-liquid chromatography) ay ginagamit bilang isang nakatigil na yugto.

Mga kalamangan ng analytical gas chromatography:

§ ang kakayahang kilalanin at tumyak ng dami ang mga indibidwal na bahagi ng mga kumplikadong pinaghalong;

§ mataas na kalinawan ng paghihiwalay at pagpapahayag;

§ ang kakayahang mag-aral ng mga microsample at awtomatikong magrekord ng mga resulta;

§ ang kakayahang pag-aralan ang isang malawak na hanay ng mga bagay - mula sa mga magaan na gas hanggang sa mataas na molekular na timbang na mga organikong compound;

Pangunahing teoretikal na diskarte

Ang gawain ng teorya ng chromatography ay ang magtatag ng mga batas ng paggalaw at paglabo ng mga chromatographic zone. Kadalasan, ang mga sumusunod na diskarte ay ginagamit para dito:

§ teorya ng theoretical plates;

§ teoryang kinetiko.

Ang teorya ng teoretikal na mga plato ay batay sa palagay na ang haligi ay nahahati sa maliliit na seksyon - mga plato. Ang mga ito ay makitid na mga layer ng column kung saan ang equilibrium ay itinatag sa pamamahagi ng substance sa pagitan ng mobile at stationary phase.

Iniuugnay ng kinetic theory ang kahusayan sa paghihiwalay sa mga proseso ng diffusion ng substance sa column dahil sa paggalaw ng carrier gas flow. Kapag gumagalaw ang isang substance sa kahabaan ng column, ito ay nasa mobile phase o nasa stationary phase, ibig sabihin, stepwise ang proseso ng chromatography. Ang oras na ginugugol ng isang sangkap sa parehong mga yugto ay tumutukoy sa bilis ng paggalaw nito sa pamamagitan ng haligi.

Mga Parameter ng Chromatographic Peak

kanin. 5 Chromatogram ng pinaghalong tatlong sangkap

1. Ang retention time (tR) ay ang oras mula sa sandaling ipinakilala ang nasuri na sample hanggang sa naitala ang maximum ng chromatographic peak. Ito ay nakasalalay sa likas na katangian ng sangkap at isang katangian ng husay.

2. Taas (h) o lugar (S) ng tuktok

S = ½ oras. (4)

Ang taas at lugar ng rurok ay nakasalalay sa dami ng sangkap at mga quantitative na katangian.

Ang oras ng pagpapanatili ay binubuo ng dalawang bahagi - ang oras ng paninirahan ng mga sangkap sa mobile phase (tm) at ang oras ng paninirahan sa nakatigil na yugto (ts):

Schematic diagram ng isang gas chromatograph at ang layunin ng mga pangunahing bahagi

Ang sample injection device 3 ay nagbibigay-daan sa isang tiyak na halaga ng pinag-aralan na timpla sa isang gas na estado na ipasok kaagad sa daloy ng carrier gas bago ang column. May kasama itong evaporator at dosing device.

Ang daloy ng carrier gas ay nagpapakilala sa nasuri na sample sa column 5, kung saan ang pinaghalong pinaghihiwalay sa mga indibidwal na bahagi nito.

kanin. 6 Block diagram ng isang gas chromatograph: 1 - cylinder na may carrier gas; 2 - yunit ng paghahanda ng gas; 3 - sample na aparato ng iniksyon; 4 - termostat; 5 - chromatographic column; 6 - detektor; 7 - amplifier; 8 - tagapagtala

Ang huli, sa isang halo na may isang carrier gas, ay ibinibigay sa detector 6, na nagko-convert ng kaukulang mga pagbabago sa pisikal o physico-kemikal na mga katangian ng pinaghalong mga bahagi - carrier gas kumpara sa purong carrier gas sa isang de-koryenteng signal. Ang isang detector na may kaukulang power supply ay bumubuo sa detection system.

Ang mga kinakailangang kondisyon ng temperatura ng evaporator, column at detector ay nakakamit sa pamamagitan ng paglalagay ng mga ito sa kaukulang mga thermostat 4, na kinokontrol ng thermostat. Kung kinakailangan upang madagdagan ang temperatura ng haligi sa panahon ng pagsusuri, gumamit ng isang programmer ng temperatura. Ang mga thermostat at isang thermostat na may programmer ay bumubuo ng isang thermostating system, na kinabibilangan din ng isang device para sa pagsukat ng temperatura.

Ang signal ng detector, na na-convert ng amplifier 7, ay naitala sa anyo ng isang chromatogram ng recorder 8.

Kadalasan ang isang electronic integrator o data processing computer ay kasama sa circuit.

Mga kondisyon para sa pagsusuri ng chromatographic

Kapag nagsasagawa ng pagsusuri ng chromatographic, kinakailangan upang pumili ng pinakamainam na mga kondisyon para sa paghihiwalay ng mga nasuri na bahagi. Bilang isang patakaran, kapag tinutukoy ang mga ito, ginagabayan sila ng data ng panitikan. Batay sa kanila, ang mga sumusunod ay eksperimento na pinili:

§ nakatigil na bahagi sa gas-liquid o adsorbent sa gas adsorption chromatography;

§ solid inert carrier sa gas-liquid chromatography;

§ tagadala ng gasolina;

§ pagkonsumo ng gas ng carrier;

§ dami ng sample;

§ temperatura ng haligi.

kwalitatibong pagsusuri

Mga pangunahing pamamaraan ng pagkilala sa mga sangkap:

1. Paraan ng tag

Ang unang bersyon ng pamamaraan ay batay sa katotohanan na, sa ilalim ng parehong mga kondisyon, ang mga oras ng pagpapanatili ng sanggunian (label) at mga sangkap ng analyte ay eksperimento na tinutukoy at inihambing. Ang pagkakapantay-pantay ng mga parameter ng pagpapanatili ay nagpapahintulot sa substance na matukoy.

Ang pangalawang bersyon ng paraan ng pag-label ay ang isang reference na bahagi (label), ang pagkakaroon nito ay ipinapalagay na nasa pinaghalong, ay ipinakilala sa pinaghalong sinusuri. Ang pagtaas sa taas ng kaukulang peak kumpara sa taas ng peak bago ang pagdaragdag ng additive ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng tambalang ito sa pinaghalong.

2. Paggamit ng mga halaga ng panitikan ng mga parameter ng pagpapanatili.

Pagsusuri ng Dami

Ang quantitative analysis ay batay sa dependence ng peak area sa dami ng substance (sa ilang mga kaso, ang peak height ay ginagamit).

Mayroong iba't ibang mga paraan upang matukoy ang peak area:

§ ayon sa formula, bilang lugar ng isang tatsulok;

§ gamit ang isang planimeter;

§ pagtimbang ng mga ginupit na taluktok (ang mga taluktok sa chromatogram ay kinokopya sa unipormeng papel, ginupit at tinitimbang);

§ gamit ang isang electronic integrator;

§ paggamit ng kompyuter.

Ang katumpakan ng quantitative chromatographic analysis ay higit na natutukoy sa pamamagitan ng pagpili ng pinaka-makatwirang paraan para sa pagkalkula ng konsentrasyon ng mga sangkap. Ang mga pangunahing pamamaraan ay:

§ ganap na paraan ng pagkakalibrate,

§ panloob na paraan ng normalisasyon,

§ panloob na pamantayang pamamaraan.

Ganap na paraan ng pagkakalibrate

Ang kakanyahan ng pamamaraan ay ang mga kilalang dami ng isang karaniwang substansiya ay ipinapasok sa isang chromatographic column at ang mga lugar ng tuktok ay tinutukoy.

Batay sa data na nakuha, ang isang calibration graph ay binuo. Pagkatapos ang pinag-aralan na timpla ay chromatographed at ang nilalaman ng bahaging ito ay tinutukoy ayon sa graph.

Upang kalkulahin ang mga coefficient na ito, ang mga peak area ng hindi bababa sa 10 karaniwang mixtures na may iba't ibang nilalaman ng isang partikular na substance i ay tinutukoy. Pagkatapos ay gamitin ang formula.

ki = shi q / (S 100),

kung saan ang ki ay ang absolute correction factor ng i-th substance; ui ay ang nilalaman ng i-th na bahagi sa karaniwang pinaghalong (%); S - tugatog na lugar;

q ay ang sample size (volume, cm3 - para sa mga gas, μL - para sa mga likido, o mass, μg - para sa mga likido at solids).

Ang mga coefficient na nakuha sa ganitong paraan ay naa-average. Pagkatapos ay susuriin ang pinaghalong pagsubok at kinakalkula ang resulta gamit ang formula

shi = ki S 100/q.

Ang ganap na paraan ng pagkakalibrate ay medyo simple, ngunit ang mga kinakailangang kondisyon para sa paggamit nito ay ang katumpakan at muling paggawa ng sample na dosing, mahigpit na pagsunod sa pare-pareho ng mga parameter ng chromatographic mode kapag nag-calibrate ng device at kapag tinutukoy ang nilalaman ng chromatographed substance.

Ang ganap na paraan ng pagkakalibrate ay lalo na malawakang ginagamit kapag tinutukoy ang isa o higit pang mga bahagi ng isang pinaghalong, lalo na kapag gumagamit ng isang chromatograph upang ayusin ang teknolohikal na proseso ng mode batay sa nilalaman ng isa o isang maliit na bilang ng mga sangkap sa mga produkto. Ang pamamaraang ito ay ang pangunahing isa para sa pagtukoy ng mga bakas na dumi.

Kamag-anak na mga kadahilanan sa pagwawasto

Dahil sa mababang katumpakan ng sample dosing, isang bilang ng mga pamamaraan ang binuo kung saan ang laki ng sample ay hindi ginagamit sa mga kalkulasyon. Ang mga pamamaraang ito ay gumagamit ng mga relatibong salik sa pagwawasto. Isinasaalang-alang nila ang mga pagkakaiba sa sensitivity ng detector na ginamit sa mga bahagi ng nasuri na sample at kaunti lamang ang nakasalalay sa mga parameter ng proseso. Ang mga ito ay matatagpuan nang maaga para sa bawat bahagi ng sample.

Upang matukoy ang mga kamag-anak na pagwawasto (pagkakalibrate) na mga coefficient, isang serye ng mga binary mixtures ng kilalang komposisyon ay inihanda at, batay sa mga nagresultang chromatograms, ang mga kalkulasyon ay isinasagawa gamit ang formula

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

Maaari kang gumamit ng mga paghahalo ng pagkakalibrate mula sa mas malaking bilang ng mga sangkap, gayunpaman, ang katumpakan ng pagpapasiya ay maaaring bumaba.

Ang mga kamag-anak na kadahilanan ng pagwawasto ay ginagamit sa mga pamamaraan ng panloob na normalisasyon, panloob na pamantayan, atbp.

Panloob na paraan ng normalisasyon

Ang kakanyahan ng pamamaraan ay ang kabuuan ng mga rurok na lugar ng lahat ng mga bahagi ng pinaghalong ay kinuha bilang 100%.

Ang isang kinakailangang kondisyon para sa paggamit ng pamamaraan ay ang pagpaparehistro ng lahat ng mga bahagi (ang chromatogram ay naglalaman ng mga hiwalay na taluktok ng lahat ng mga bahagi ng pinaghalong).

Ang konsentrasyon ng i-th na bahagi ay kinakalkula gamit ang formula

i = ki Si 100/ У(ki Si).

Kapag kinakalkula ang mga kadahilanan ng pagwawasto gamit ang formula (4) para sa pamamaraang ito, ang isa sa mga compound na kasama sa pinaghalong pinag-aaralan ay maaaring mapili bilang isang pamantayan. Ang calibration factor para sa isang karaniwang substance ay katumbas ng 1.

Panloob na pamantayang pamamaraan

Ang kakanyahan ng pamamaraan ay ang isang tiyak na halaga ng isang karaniwang sangkap (paghahambing na sangkap) ay ipinakilala sa pinag-aralan na pinaghalong.

i = ki Si 100 r/Sst..

kung saan ang ki ay ang relative correction factor ng i-th component, na kinakalkula ayon sa formula (4); Sina Si at Sst. - tuktok na mga lugar ng i-th na bahagi at panloob na pamantayan; r ay ang ratio ng masa ng panloob na pamantayan sa masa ng pinag-aralan na pinaghalong (walang pamantayan): r = mst./mmixture.

Mga kinakailangan para sa isang sangkap na ginagamit bilang isang panloob na pamantayan:

§ hindi ito dapat maging bahagi ng pinaghalong sinusuri;

§ dapat itong hindi gumagalaw na may paggalang sa mga bahagi ng pinaghalong sinusuri at ganap na nahahalo sa kanila;

§ Ang tuktok ng pamantayan ay dapat na maayos na nalutas at matatagpuan malapit sa mga taluktok ng mga compound na tinutukoy.

Ang panloob na pamantayan ay pinili mula sa mga compound na magkapareho sa istraktura at physicochemical properties sa mga bahagi ng pinaghalong sinusuri. Ang mga kamag-anak na kadahilanan ng pagwawasto para sa mga bahagi ng pinaghalong ay tinutukoy na may kaugnayan sa panloob na pamantayan.

Ang pamamaraan ay ginagamit kapwa kapag ang lahat ng mga bahagi ng pinag-aralan na pinaghalong ay naitala sa chromatogram, at sa kaso ng mga hindi kumpletong natukoy na mga mixture. Ang pangunahing kahirapan ay nakasalalay sa pagpili at tumpak na dosis ng karaniwang sangkap.

Na-post sa Allbest.ru

Mga katulad na dokumento

Pagsusuri ng mga pamamaraan para sa paghihiwalay ng mga sangkap bilang isang hanay ng mga kemikal at pisikal na proseso na katangian ng mga ito at mga pamamaraan ng kanilang pagpapatupad: pagkuha, lamad, intraphase. Ang coprecipitation ay isang paraan ng pag-concentrate ng mga bakas na halaga ng iba't ibang elemento.

course work, idinagdag noong 10/16/2011


Pangkalahatang diskarte sa synthesis ng mga teknolohikal na pamamaraan ng paghihiwalay. Multivariate na organisasyon ng proseso ng teknolohikal na paghihiwalay. Mga pamamaraan para sa synthesis ng mga teknolohikal na scheme ng paghihiwalay. Integral-hypothetical na pamamaraan. Mga produkto ng paghihiwalay. Chlorobenzene at dichlorobenzenes.

thesis, idinagdag noong 01/04/2009


Mga pamamaraan para sa pagsusuri ng husay ng mga sangkap. Magnetic na paghihiwalay ng iron at sulfur at synthesis ng iron sulfide. Paglutang, pagsasala at pagsingaw ng mga pinaghalong. Ang paggamit ng chromatography bilang isang paraan ng paghihiwalay at paglilinis ng mga sangkap. Pisikal at kemikal na pamamaraan ng pagsusuri.

abstract, idinagdag noong 02/15/2016


Pangkalahatang diskarte sa synthesis ng mga teknolohikal na pamamaraan ng paghihiwalay. Multivariate na organisasyon ng proseso ng teknolohikal na paghihiwalay. Pamantayan sa pag-optimize. Mga pamamaraan para sa synthesis ng mga teknolohikal na scheme ng paghihiwalay. Mga pamamaraan ng synthesis batay sa mga panuntunang heuristic.

thesis, idinagdag noong 01/04/2009


Physico-chemical na katangian ng cobalt. Mga kumplikadong zinc compound. Pag-aaral ng sorption concentration ng Co sa pagkakaroon ng zinc mula sa mga solusyon sa chloride sa isang ion exchanger outfit. Ang teknikal na resulta na nakamit sa pagpapatupad ng imbensyon.

abstract, idinagdag noong 10/14/2014


Ang mga sorbents na hindi kumikilos ng mga substance ay isang bagong klase ng mga epektibong sorbents. 8-hydroxyquinoline at mga analytical application nito. Chelating sorbents na may 8-hydroxyquinoline group. Pag-aaral ng Cu concentration sa anion exchanger AV-17 at ang mga resulta nito.

course work, idinagdag noong 09/27/2010


Ang paraan ng chromatographic para sa paghihiwalay at pagsusuri ng mga kumplikadong mixture ay natuklasan ng Russian botanist na si M.S. Kulay. Ang Chromatography ay ang paulit-ulit na pag-uulit ng mga pagkilos ng sorption at desorption ng isang substance habang ito ay gumagalaw sa daloy ng mobile phase kasama ang isang nakatigil na sorbent.

course work, idinagdag noong 03/13/2011


Mga pamamaraan para sa paghihiwalay ng azeotropic at zeotropic mixtures. Azeotropic at heteroazeotropic na pagwawasto. Extractive rectification. Mga pamamaraan para sa synthesis ng mga teknolohikal na mga scheme ng paghihiwalay. Ang ilang mga katangian, nakakalason na epekto, paghahanda at paggamit ng mga bahagi.

thesis, idinagdag noong 01/04/2009


Equation ng isang chemical reaction gamit ang electron-ion method. Ang pagpapasiya ng mga potensyal ng oxidizer at reducer, ang direksyon ng proseso, ang mga thermodynamic na katangian ng H, S, G. Electronic formula ng mga elemento sa pamamagitan ng 2 at 4 na mga numerong quantum.

course work, idinagdag noong 11/25/2009


Ang thermal effect ng isang kemikal na reaksyon o ang pagbabago sa enthalpy ng isang sistema dahil sa paglitaw ng isang kemikal na reaksyon. Impluwensya ng mga panlabas na kondisyon sa ekwilibriyong kemikal. Ang impluwensya ng presyon, konsentrasyon at temperatura sa posisyon ng balanse. Mga uri ng mga bono ng kemikal.

4.3. MGA PARAAN NG KEMIKAL

4.8. MGA PARAAN NG THERMAL

5. KONGKLUSYON

6. LISTAHAN NG MGA GINAMIT NA SANGGUNIAN

PANIMULA

Ang pagsusuri ng kemikal ay nagsisilbing paraan ng pagsubaybay sa produksyon at kalidad ng produkto sa ilang sektor ng pambansang ekonomiya. Ang paggalugad ng mineral ay batay sa iba't ibang antas sa mga resulta ng pagsusuri. Ang pagsusuri ay ang pangunahing paraan ng pagsubaybay sa polusyon sa kapaligiran. Ang pagtukoy sa kemikal na komposisyon ng mga lupa, pataba, feed at produktong pang-agrikultura ay mahalaga para sa normal na paggana ng agro-industrial complex. Ang pagsusuri ng kemikal ay kailangang-kailangan sa mga medikal na diagnostic at biotechnology. Ang pag-unlad ng maraming agham ay nakasalalay sa antas ng pagsusuri ng kemikal at mga kagamitan ng laboratoryo na may mga pamamaraan, instrumento at reagents.

Ang siyentipikong batayan ng pagsusuri ng kemikal ay analytical chemistry, isang agham na naging bahagi, at kung minsan ang pangunahing bahagi, ng kimika sa loob ng maraming siglo.

Ang analytical chemistry ay ang agham ng pagtukoy ng kemikal na komposisyon ng mga sangkap at, bahagyang, ang kanilang kemikal na istraktura. Ginagawang posible ng mga pamamaraan ng analytical chemistry na masagot ang mga tanong tungkol sa kung ano ang binubuo ng isang substance at kung anong mga bahagi ang kasama sa komposisyon nito. Ang mga pamamaraang ito ay kadalasang ginagawang posible upang malaman kung anong anyo ang isang partikular na sangkap na naroroon sa isang sangkap, halimbawa, upang matukoy ang estado ng oksihenasyon ng isang elemento. Minsan posible na tantiyahin ang spatial na pag-aayos ng mga bahagi.

Kapag bumubuo ng mga pamamaraan, madalas kang humiram ng mga ideya mula sa mga kaugnay na larangan ng agham at iakma ang mga ito sa iyong mga layunin. Kasama sa gawain ng analytical chemistry ang pagbuo ng mga teoretikal na pundasyon ng mga pamamaraan, pagtatatag ng mga limitasyon ng kanilang kakayahang magamit, pagtatasa ng metrological at iba pang mga katangian, at paglikha ng mga pamamaraan para sa pagsusuri ng iba't ibang mga bagay.

Ang mga pamamaraan at paraan ng pagsusuri ay patuloy na nagbabago: ang mga bagong diskarte ay kasangkot, ang mga bagong prinsipyo at phenomena ay ginagamit, madalas mula sa malalayong larangan ng kaalaman.

Ang paraan ng pagsusuri ay nauunawaan bilang isang medyo unibersal at theoretically justified na pamamaraan para sa pagtukoy ng komposisyon, anuman ang bahagi na tinutukoy at ang bagay na sinusuri. Kapag pinag-uusapan nila ang isang paraan ng pagsusuri, ang ibig nilang sabihin ay ang pinagbabatayan na prinsipyo, isang quantitative expression ng relasyon sa pagitan ng komposisyon at anumang nasusukat na ari-arian; napiling mga diskarte sa pagpapatupad, kabilang ang pagkilala at pag-aalis ng panghihimasok; mga aparato para sa praktikal na pagpapatupad at mga pamamaraan para sa pagproseso ng mga resulta ng pagsukat. Ang isang diskarte sa pagsusuri ay isang detalyadong paglalarawan ng pagsusuri ng isang ibinigay na bagay gamit ang napiling pamamaraan.

Tatlong tungkulin ng analytical chemistry bilang isang larangan ng kaalaman ay maaaring makilala:

1. paglutas ng mga pangkalahatang tanong ng pagsusuri,

2. pagbuo ng mga pamamaraang analitikal,

3. paglutas ng mga tiyak na problema sa pagsusuri.

Maaari mo ring i-highlight husay At dami mga pagsubok. Ang una ay malulutas ang tanong kung aling mga bahagi ang kasama sa nasuri na bagay, ang pangalawa ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa dami ng nilalaman ng lahat o indibidwal na mga bahagi.

2. KLASIFIKASYON NG MGA PARAAN

Ang lahat ng umiiral na pamamaraan ng analytical chemistry ay maaaring hatiin sa mga paraan ng sampling, sample decomposition, separation of components, detection (identification) at determinasyon. May mga hybrid na pamamaraan na pinagsasama ang paghihiwalay at pagpapasiya. Ang mga paraan ng pagtuklas at pagtukoy ay magkapareho.

Ang mga pamamaraan ng pagpapasiya ay pinakamahalaga. Maaari silang uriin ayon sa likas na katangian ng pag-aari na sinusukat o ang paraan ng pagtatala ng kaukulang signal. Ang mga pamamaraan ng pagpapasiya ay nahahati sa kemikal, pisikal At biyolohikal. Ang mga pamamaraan ng kemikal ay batay sa mga reaksiyong kemikal (kabilang ang electrochemical). Kasama rin dito ang mga pamamaraang tinatawag na physico-chemical. Ang mga pisikal na pamamaraan ay batay sa mga pisikal na phenomena at proseso, ang mga biological na pamamaraan ay batay sa kababalaghan ng buhay.

Ang mga pangunahing kinakailangan para sa mga pamamaraan ng analytical chemistry ay: katumpakan at mahusay na reproducibility ng mga resulta, mababang limitasyon ng pagtuklas ng mga kinakailangang sangkap, selectivity, bilis, kadalian ng pagsusuri, at ang posibilidad ng automation nito.

Kapag pumipili ng isang paraan ng pagsusuri, kailangan mong malinaw na malaman ang layunin ng pagsusuri, ang mga gawain na kailangang lutasin, at suriin ang mga pakinabang at disadvantages ng mga magagamit na pamamaraan ng pagsusuri.

3. ANALYTICAL SIGNAL

Pagkatapos ng sampling at paghahanda ng sample, magsisimula ang yugto ng pagtatasa ng kemikal, kung saan natukoy ang bahagi o natutukoy ang dami nito. Para sa layuning ito, sinusukat nila analytical signal. Sa karamihan ng mga pamamaraan, ang analytical signal ay ang average ng mga sukat ng isang pisikal na dami sa huling yugto ng pagsusuri, na may kaugnayan sa nilalaman ng sangkap na tinutukoy.

Kung ito ay kinakailangan upang makita ang anumang bahagi, ito ay karaniwang naayos hitsura analytical signal - ang hitsura ng isang precipitate, kulay, linya sa spectrum, atbp. Ang hitsura ng isang analytical signal ay dapat na mapagkakatiwalaang naitala. Kapag tinutukoy ang dami ng isang bahagi, ito ay sinusukat magnitude analytical signal - sediment mass, kasalukuyang lakas, spectrum line intensity, atbp.

4. PARAAN NG ANALYTICAL CHEMISTRY

4.1. PARAAN NG MASKING, SEPARATION AT CONCENTRATION

Masking.

Ang masking ay ang pagsugpo o kumpletong pagsugpo sa isang kemikal na reaksyon sa pagkakaroon ng mga sangkap na maaaring magbago ng direksyon o bilis nito. Sa kasong ito, walang bagong yugto na nabuo. Mayroong dalawang uri ng masking: thermodynamic (equilibrium) at kinetic (nonequilibrium). Sa thermodynamic masking, ang mga kondisyon ay nilikha kung saan ang conditional reaction constant ay nabawasan sa isang lawak na ang reaksyon ay nagpapatuloy nang hindi gaanong mahalaga. Ang konsentrasyon ng naka-mask na bahagi ay nagiging hindi sapat upang mapagkakatiwalaang maitala ang analytical signal. Ang kinetic masking ay batay sa pagtaas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga rate ng reaksyon ng masked at analyte substance na may parehong reagent.

Paghihiwalay at konsentrasyon.

Ang pangangailangan para sa paghihiwalay at konsentrasyon ay maaaring dahil sa mga sumusunod na salik: ang sample ay naglalaman ng mga sangkap na nakakasagabal sa pagpapasiya; ang konsentrasyon ng sangkap na tinutukoy ay mas mababa sa limitasyon ng pagtuklas ng pamamaraan; ang mga sangkap na tinutukoy ay hindi pantay na ipinamamahagi sa sample; walang karaniwang mga sample para sa pagkakalibrate ng mga instrumento; ang sample ay lubhang nakakalason, radioactive at mahal.

paghihiwalay ay isang operasyon (proseso) bilang isang resulta kung saan ang mga sangkap na bumubuo sa paunang timpla ay pinaghihiwalay mula sa isa't isa.

Konsentrasyon ay isang operasyon (proseso) na nagreresulta sa pagtaas ng ratio ng konsentrasyon o dami ng microcomponents sa konsentrasyon o dami ng macrocomponents.

Precipitation at coprecipitation.

Karaniwang ginagamit ang ulan upang paghiwalayin ang mga di-organikong sangkap. Ang pag-ulan ng mga microcomponents na may mga organikong reagents, at lalo na ang kanilang coprecipitation, ay nagbibigay ng isang mataas na koepisyent ng konsentrasyon. Ang mga pamamaraang ito ay ginagamit kasama ng mga pamamaraan ng pagtukoy na idinisenyo upang makakuha ng isang analytical signal mula sa mga solidong sample.

Ang paghihiwalay sa pamamagitan ng pag-ulan ay batay sa iba't ibang solubilities ng mga compound, pangunahin sa mga may tubig na solusyon.

Ang co-precipitation ay ang pamamahagi ng isang microcomponent sa pagitan ng isang solusyon at isang sediment.

Extraction.

Ang pagkuha ay isang physicochemical na proseso ng pamamahagi ng isang substance sa pagitan ng dalawang phase, kadalasan sa pagitan ng dalawang hindi mapaghalo na likido. Isa rin itong proseso ng mass transfer na may mga reaksiyong kemikal.

Ang mga pamamaraan ng pagkuha ay angkop para sa konsentrasyon, pagkuha ng mga microcomponents o macrocomponents, indibidwal at pangkat na paghihiwalay ng mga bahagi sa pagsusuri ng iba't ibang pang-industriya at natural na mga bagay. Ang pamamaraan ay simple at mabilis na gumanap, nagbibigay ng mataas na paghihiwalay at kahusayan sa konsentrasyon, at tugma sa iba't ibang paraan ng pagpapasiya. Ang pagkuha ay nagpapahintulot sa iyo na pag-aralan ang estado ng mga sangkap sa solusyon sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon at matukoy ang mga katangian ng physicochemical.

Sorption.

Ang sorption ay mahusay na ginagamit para sa paghihiwalay at pag-concentrate ng mga sangkap. Ang mga paraan ng pagsorption ay karaniwang nagbibigay ng mahusay na separation selectivity at mataas na concentration coefficient.

Sorption– ang proseso ng pagsipsip ng mga gas, singaw at mga dissolved substance ng solid o liquid absorbers sa solid carrier (sorbents).

Electrolytic separation at cementation.

Ang pinakakaraniwang paraan ay electrolysis, kung saan ang hiwalay o puro substance ay nakahiwalay sa solid electrodes sa isang elemental na estado o sa anyo ng ilang uri ng compound. Electrolytic separation (electrolysis) batay sa deposition ng isang substance sa pamamagitan ng electric current sa isang kinokontrol na potensyal. Ang pinakakaraniwang opsyon ay cathodic deposition ng mga metal. Ang materyal ng elektrod ay maaaring carbon, platinum, pilak, tanso, tungsten, atbp.

Electrophoresis ay batay sa mga pagkakaiba sa bilis ng paggalaw ng mga particle ng iba't ibang singil, hugis at sukat sa isang electric field. Ang bilis ng paggalaw ay depende sa singil, lakas ng field at radius ng mga particle. Mayroong dalawang mga opsyon para sa electrophoresis: frontal (simple) at zone (sa isang carrier). Sa unang kaso, ang isang maliit na dami ng solusyon na naglalaman ng mga sangkap na ihihiwalay ay inilalagay sa isang tubo na may isang electrolyte solution. Sa pangalawang kaso, ang paggalaw ay nangyayari sa isang nagpapatatag na kapaligiran, na humahawak sa mga particle sa lugar pagkatapos patayin ang electric field.

Pamamaraan pagsemento ay binubuo sa pagbabawas ng mga bahagi (karaniwan ay maliliit na dami) sa mga metal na may sapat na negatibong potensyal o mga almagams ng mga electronegative na metal. Sa panahon ng sementasyon, dalawang proseso ang nangyayari nang sabay-sabay: cathodic (component release) at anodic (dissolution of the cementing metal).

Mga paraan ng pagsingaw.

Paraan paglilinis batay sa iba't ibang pagkasumpungin ng mga sangkap. Ang isang substansiya ay nagbabago mula sa isang likido patungo sa isang gas na estado at pagkatapos ay nag-condense upang bumuo ng isang likido o kung minsan ay isang solidong bahagi muli.

Simpleng distillation (pagsingaw)– isang hakbang na paghihiwalay at proseso ng konsentrasyon. Ang pagsingaw ay nag-aalis ng mga sangkap na nasa anyo ng mga handa na pabagu-bagong compound. Ang mga ito ay maaaring maging mga macrocomponents at microcomponents sa huli ay hindi gaanong ginagamit.

Sublimation (sublimation)- paglipat ng isang sangkap mula sa isang solidong estado sa isang gas na estado at ang kasunod na pag-ulan nito sa solidong anyo (bypassing ang likidong yugto). Ang paghihiwalay sa pamamagitan ng sublimation ay ginagamit, bilang panuntunan, kung ang mga sangkap na pinaghihiwalay ay mahirap matunaw o mahirap matunaw.

Kinokontrol na pagkikristal.

Kapag ang isang solusyon, matunaw o gas ay pinalamig, ang pagbuo ng nuclei ng solid phase ay nangyayari - crystallization, na maaaring hindi makontrol (volumetric) at kontrolado. Sa hindi makontrol na pagkikristal, ang mga kristal ay kusang bumangon sa buong volume. Sa kinokontrol na pagkikristal, ang proseso ay itinakda ng mga panlabas na kondisyon (temperatura, direksyon ng paggalaw ng bahagi, atbp.).

Mayroong dalawang uri ng kinokontrol na pagkikristal: direksyon na pagkikristal(sa isang ibinigay na direksyon) at pagkatunaw ng zone(paggalaw ng isang likidong zone sa isang solid sa isang tiyak na direksyon).

Sa itinuro na pagkikristal, lumilitaw ang isang interface sa pagitan ng solid at likido—ang harapan ng crystallization. Sa zone melting mayroong dalawang hangganan: ang crystallization front at ang melting front.

4.2. MGA PARAAN NG KROMATOGRAPIK

Ang Chromatography ay ang pinakakaraniwang ginagamit na paraan ng analitikal. Ang pinakabagong mga pamamaraan ng chromatographic ay maaaring matukoy ang mga gas, likido at solidong mga sangkap na may molekular na timbang mula sa mga yunit hanggang 10 6. Ang mga ito ay maaaring hydrogen isotopes, metal ions, synthetic polymers, proteins, atbp. Gamit ang chromatography, malawak na impormasyon ang nakuha sa istruktura at katangian ng mga organic compound ng maraming klase.

Chromatography ay isang physicochemical na paraan para sa paghihiwalay ng mga sangkap, batay sa pamamahagi ng mga bahagi sa pagitan ng dalawang phase - nakatigil at mobile. Ang nakatigil na yugto ay karaniwang isang solidong sangkap (madalas na tinatawag na sorbent) o isang likidong pelikula na idineposito sa isang solidong sangkap. Ang mobile phase ay isang likido o gas na dumadaloy sa nakatigil na bahagi.

Ang pamamaraan ay nagbibigay-daan sa iyo upang paghiwalayin ang isang multicomponent mixture, kilalanin ang mga bahagi at matukoy ang dami ng komposisyon nito.

Ang mga pamamaraan ng Chromatographic ay inuri ayon sa mga sumusunod na pamantayan:

a) ayon sa pinagsama-samang estado ng pinaghalong, kung saan ito ay nahahati sa mga bahagi - gas, likido at gas-likido chromatography;

b) ayon sa mekanismo ng paghihiwalay - adsorption, pamamahagi, palitan ng ion, sedimentation, redox, adsorption - complexing chromatography;

c) ayon sa anyo ng proseso ng chromatographic - haligi, maliliit na ugat, planar (papel, manipis na layer at lamad).

4.3. MGA PARAAN NG KEMIKAL

Ang mga pamamaraan ng pagtuklas at pagtukoy ng kemikal ay batay sa tatlong uri ng mga reaksiyong kemikal: acid-base, redox, at complexation. Minsan sila ay sinamahan ng isang pagbabago sa estado ng pagsasama-sama ng mga bahagi. Ang pinakamahalaga sa mga pamamaraan ng kemikal ay gravimetric at titrimetric. Ang mga analytical na pamamaraan na ito ay tinatawag na classical. Ang pamantayan para sa pagiging angkop ng isang kemikal na reaksyon bilang batayan ng isang analytical na pamamaraan sa karamihan ng mga kaso ay ang pagkakumpleto at mataas na bilis.

Mga pamamaraan ng gravimetric.

Ang pagsusuri ng gravimetric ay nagsasangkot ng paghihiwalay ng isang sangkap sa dalisay nitong anyo at pagtimbang nito. Kadalasan, ang gayong paghihiwalay ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-ulan. Hindi gaanong karaniwan, ang sangkap na tinutukoy ay nakahiwalay sa anyo ng isang pabagu-bago ng isip na tambalan (mga pamamaraan ng distillation). Sa ilang mga kaso, ang gravimetry ay ang pinakamahusay na paraan upang malutas ang isang analytical na problema. Ito ang absolute (reference) na pamamaraan.

Ang kawalan ng mga pamamaraan ng gravimetric ay ang tagal ng pagpapasiya, lalo na sa mga serial analysis ng isang malaking bilang ng mga sample, pati na rin ang non-selectivity - precipitating reagents, na may ilang mga pagbubukod, ay bihirang tiyak. Samakatuwid, ang mga paunang paghihiwalay ay madalas na kinakailangan.

Ang analytical signal sa gravimetry ay masa.

Mga pamamaraan ng titrimetric.

Ang titrimetric method ng quantitative chemical analysis ay isang paraan batay sa pagsukat ng halaga ng reagent B na ginugol sa reaksyon na may tinutukoy na component A. Sa pagsasagawa, ito ay pinaka-maginhawa upang magdagdag ng reagent sa anyo ng isang solusyon ng isang tiyak na kilalang konsentrasyon . Sa embodiment na ito, ang titration ay ang proseso ng patuloy na pagdaragdag ng kontroladong dami ng isang reagent solution ng tiyak na kilalang konsentrasyon (titran) sa isang solusyon ng component na tinutukoy.

Sa titrimetry, tatlong paraan ng titration ang ginagamit: direct, reverse, at substituent titration.

Direktang titration- ito ang titration ng isang solusyon ng analyte A nang direkta sa isang titran solution B. Ito ay ginagamit kung ang reaksyon sa pagitan ng A at B ay mabilis na nagpapatuloy.

Balik titration Binubuo ng pagdaragdag sa analyte A ng labis sa isang tiyak na kilalang halaga ng karaniwang solusyon B at, pagkatapos makumpleto ang reaksyon sa pagitan ng mga ito, titrating ang natitirang halaga ng B na may titran na solusyon B'. Ang pamamaraang ito ay ginagamit sa mga kaso kung saan ang reaksyon sa pagitan ng A at B ay hindi nagpapatuloy nang mabilis, o walang angkop na tagapagpahiwatig upang ayusin ang equivalence point ng reaksyon.

Titration ayon sa substituent binubuo ng titrating na may titrant B hindi isang tiyak na dami ng substance A, ngunit isang katumbas na halaga ng substituent A’ na nagreresulta mula sa isang naunang ginawang reaksyon sa pagitan ng tinutukoy na substance A at ilang reagent. Karaniwang ginagamit ang paraan ng titration na ito sa mga kaso kung saan hindi posible ang direktang titration.

Mga pamamaraan ng kinetic.

Ang mga pamamaraan ng kinetic ay batay sa paggamit ng pag-asa ng rate ng isang reaksyong kemikal sa konsentrasyon ng mga reactant, at sa kaso ng mga reaksyon ng catalytic, sa konsentrasyon ng katalista. Ang analytical signal sa kinetic method ay ang rate ng proseso o isang value na proporsyonal dito.

Ang reaksyon na pinagbabatayan ng kinetic method ay tinatawag na indicator. Ang isang sangkap, sa pamamagitan ng pagbabago sa konsentrasyon kung saan ang bilis ng proseso ng tagapagpahiwatig ay hinuhusgahan, ay isang tagapagpahiwatig.

Mga pamamaraan ng biochemical.

Kabilang sa mga modernong pamamaraan ng pagsusuri ng kemikal, ang mga biochemical na pamamaraan ay sumasakop sa isang mahalagang lugar. Ang mga pamamaraan ng biochemical ay kinabibilangan ng mga pamamaraan batay sa paggamit ng mga prosesong nagaganap sa pakikilahok ng mga biological na bahagi (mga enzyme, antibodies, atbp.). Sa kasong ito, ang analytical signal ay kadalasang ang paunang rate ng proseso o ang huling konsentrasyon ng isa sa mga produkto ng reaksyon, na tinutukoy ng anumang instrumental na paraan.

Mga pamamaraan ng enzymatic ay batay sa paggamit ng mga reaksyon na na-catalyze ng mga enzyme - mga biological catalyst na nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na aktibidad at selectivity ng pagkilos.

Mga pamamaraan ng immunochemical Ang mga pagsusuri ay batay sa tiyak na pagbubuklod ng nakitang tambalan - antigen - ng kaukulang antibodies. Ang immunochemical reaction sa solusyon sa pagitan ng mga antibodies at antigens ay isang kumplikadong proseso na nangyayari sa ilang yugto.

4.4. MGA PARAAN NG ELECTROCHEMICAL

Ang mga pamamaraan ng electrochemical ng pagsusuri at pananaliksik ay batay sa pag-aaral at paggamit ng mga prosesong nagaganap sa ibabaw ng electrode o sa malapit na electrode space. Anumang parameter ng kuryente (potensyal, kasalukuyang, paglaban, atbp.), na gumaganang nauugnay sa konsentrasyon ng nasuri na solusyon at pumapayag sa tamang pagsukat, ay maaaring magsilbi bilang isang analytical signal.

Mayroong direkta at hindi direktang electrochemical na pamamaraan. Ang mga direktang pamamaraan ay gumagamit ng pag-asa ng kasalukuyang lakas (potensyal, atbp.) Sa konsentrasyon ng sangkap na tinutukoy. Sa mga hindi direktang pamamaraan, ang kasalukuyang lakas (potensyal, atbp.) ay sinusukat upang mahanap ang dulo ng titration ng analyte na may angkop na titrant, i.e. Ang pag-asa ng sinusukat na parameter sa dami ng titrant ay ginagamit.

Para sa anumang uri ng electrochemical measurements, isang electrochemical circuit o electrochemical cell ay kinakailangan, kung saan ang nasuri na solusyon ay isang mahalagang bahagi.

Mayroong iba't ibang mga paraan upang pag-uri-uriin ang mga pamamaraan ng electrochemical, mula sa napakasimple hanggang sa napakakumplikado, na kinasasangkutan ng pagsasaalang-alang sa mga detalye ng mga proseso ng elektrod.

4.5. MGA PARAAN NG SPECTROSCOPIC

Kasama sa spectroscopic na pamamaraan ng pagsusuri ang mga pisikal na pamamaraan batay sa pakikipag-ugnayan ng electromagnetic radiation sa bagay. Ang pakikipag-ugnayan na ito ay humahantong sa iba't ibang mga paglipat ng enerhiya, na naitala sa eksperimento sa anyo ng pagsipsip ng radiation, pagmuni-muni at scattering ng electromagnetic radiation.

4.6. MGA PARAAN NG MASS SPECTROMETRIC

Ang mass spectrometric na paraan ng pagsusuri ay batay sa ionization ng mga atoms at molecules ng emitted substance at ang kasunod na paghihiwalay ng mga resultang ions sa espasyo o oras.

Ang pinakamahalagang aplikasyon ng mass spectrometry ay upang matukoy at matukoy ang istraktura ng mga organikong compound. Maipapayo na magsagawa ng pagsusuri sa molekular ng mga kumplikadong paghahalo ng mga organikong compound pagkatapos ng kanilang chromatographic na paghihiwalay.

4.7. MGA PARAAN NG PAGSUSURI BATAY SA RADIOACTIVITY

Ang mga pamamaraan ng pagsusuri batay sa radyaktibidad ay lumitaw sa panahon ng pag-unlad ng nuclear physics, radiochemistry, at nuclear technology at matagumpay na ginagamit ngayon sa pagsasagawa ng iba't ibang pagsusuri, kabilang ang sa industriya at serbisyong geological. Ang mga pamamaraang ito ay napakarami at iba-iba. Apat na pangunahing grupo ang maaaring makilala: radioactive analysis; isotope dilution at iba pang paraan ng radiotracer; mga pamamaraan batay sa pagsipsip at pagkakalat ng radiation; puro radiometric na pamamaraan. Ang pinakalaganap paraan ng radioactivation. Ang pamamaraang ito ay lumitaw pagkatapos ng pagtuklas ng artipisyal na radyaktibidad at nakabatay sa pagbuo ng radioactive isotopes ng elementong tinutukoy sa pamamagitan ng pag-iilaw ng sample na may mga nuclear o g particle at pagtatala ng artipisyal na radyaktibidad na nakuha sa panahon ng pag-activate.

4.8. MGA PARAAN NG THERMAL

Ang mga pamamaraan ng thermal analysis ay batay sa pakikipag-ugnayan ng isang sangkap na may thermal energy. Ang pinakadakilang aplikasyon sa analytical chemistry ay mga thermal effect, na siyang sanhi o kinahinatnan ng mga reaksiyong kemikal. Sa mas mababang lawak, ginagamit ang mga pamamaraan batay sa pagpapalabas o pagsipsip ng init bilang resulta ng mga pisikal na proseso. Ito ay mga prosesong nauugnay sa paglipat ng isang sangkap mula sa isang pagbabago patungo sa isa pa, na may pagbabago sa estado ng pagsasama-sama at iba pang mga pagbabago sa intermolecular na interaksyon, halimbawa, na nagaganap sa panahon ng paglusaw o pagbabanto. Ipinapakita ng talahanayan ang pinakakaraniwang pamamaraan ng thermal analysis.

Matagumpay na ginagamit ang mga thermal na pamamaraan para sa pagsusuri ng mga metalurhiko na materyales, mineral, silicate, pati na rin ang mga polimer, para sa pagsusuri ng bahagi ng mga lupa, at pagtukoy ng nilalaman ng kahalumigmigan sa mga sample.

4.9. MGA PARAAN NG BIOLOHIKAL NA PAGSUSURI

Ang mga biological na pamamaraan ng pagsusuri ay batay sa katotohanan na para sa aktibidad ng buhay - paglago, pagpaparami at sa pangkalahatan ay normal na paggana ng mga nabubuhay na nilalang, ang isang kapaligiran ng isang mahigpit na tinukoy na komposisyon ng kemikal ay kinakailangan. Kapag nagbago ang komposisyon na ito, halimbawa, kapag ang anumang bahagi ay hindi kasama sa kapaligiran o isang karagdagang (nakikita) na tambalan ay ipinakilala, ang katawan ay nagpapadala ng isang naaangkop na signal ng pagtugon pagkatapos ng ilang oras, kung minsan ay halos kaagad. Ang pagtatatag ng isang koneksyon sa pagitan ng kalikasan o intensity ng signal ng pagtugon ng katawan at ang dami ng isang sangkap na ipinasok sa kapaligiran o hindi kasama sa kapaligiran ay nagsisilbi upang makita at matukoy ito.

Ang mga tagapagpahiwatig ng analitikal sa mga biological na pamamaraan ay iba't ibang mga nabubuhay na organismo, ang kanilang mga organo at tisyu, mga pag-andar ng physiological, atbp. Ang mga mikroorganismo, invertebrates, vertebrates, at halaman ay maaaring kumilos bilang mga organismong tagapagpahiwatig.

5. KONGKLUSYON

Ang kahalagahan ng analytical chemistry ay tinutukoy ng pangangailangan ng lipunan para sa analytical na mga resulta, upang maitaguyod ang husay at dami ng komposisyon ng mga sangkap, ang antas ng pag-unlad ng lipunan, ang panlipunang pangangailangan para sa mga resulta ng pagsusuri, pati na rin ang antas ng pag-unlad ng analytical chemistry mismo.

Sipi mula sa aklat-aralin sa analytical chemistry ni N.A. Menshutkin, na inilathala noong 1897: "Pagkatapos na ipakita ang buong kurso ng mga klase sa analytical chemistry sa anyo ng mga problema, ang solusyon kung saan ay ibinibigay sa mag-aaral, dapat nating ituro na para sa gayong isang solusyon ng mga problema, ang analytical chemistry ay magbibigay ng isang mahigpit na tinukoy na landas. Ang katiyakan na ito (sistematikong solusyon ng mga problema sa analytical chemistry) ay may malaking kahalagahan sa pedagogical. Natututo ang mag-aaral na ilapat ang mga katangian ng mga compound upang malutas ang mga problema, makakuha ng mga kondisyon ng reaksyon, at pagsamahin ang mga ito. Ang buong serye ng mga proseso ng pag-iisip ay maaaring ipahayag sa ganitong paraan: ang analytical chemistry ay nagtuturo sa iyo na mag-isip ng kemikal. Ang pagkamit ng huli ay tila ang pinakamahalaga para sa mga praktikal na pag-aaral sa analytical chemistry."

LISTAHAN NG MGA GINAMIT NA SANGGUNIAN

1. K.M. Olshanova, S.K. Piskareva, K.M. Barashkov "Analytical chemistry", Moscow, "Chemistry", 1980

2. "Analytical chemistry. Mga pamamaraan ng kemikal ng pagsusuri", Moscow, "Chemistry", 1993.

3. "Mga Batayan ng analytical chemistry. Book 1", Moscow, "Higher School", 1999.

4. "Mga Batayan ng analytical chemistry. Book 2", Moscow, "Higher School", 1999.

Mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon

Pangkalahatang impormasyon tungkol sa paghihiwalay at konsentrasyon

paghihiwalay ay isang operasyon na nagpapahintulot magkahiwalay sample na mga bahagi mula sa bawat isa.

Ginagamit ito kung ang ilang bahagi ng sample ay nakakasagabal sa pagtukoy o pagtuklas ng iba, ibig sabihin, kapag ang analytical method hindi sapat na pumipili at ang overlap ng mga analytical signal ay dapat iwasan. Sa kasong ito, ang mga konsentrasyon ng mga pinaghiwalay na sangkap ay karaniwang malapit na.

Konsentrasyon ay isang operasyon na nagpapahintulot dagdagan ang konsentrasyon microcomponent na may kaugnayan sa mga pangunahing bahagi ng sample (matrix).

Ginagamit ito kung ang konsentrasyon ng isang microcomponent ay mas mababa sa limitasyon ng pagtuklas SA min , ibig sabihin, kapag ang paraan ng pagsusuri hindi sapat na sensitibo. Kasabay nito, ang mga konsentrasyon ng mga bahagi malaki ang pagkakaiba. Ang konsentrasyon ay madalas na pinagsama sa paghihiwalay.

Mga uri ng konsentrasyon.

1. Ganap: ang microcomponent ay inililipat mula sa malaki dami o malaking sample mass ( V pr o m pr) sa mas mababa dami o mas kaunting masa ng concentrate ( V conc o m conc). Bilang resulta, ang konsentrasyon ng microcomponent ay tumataas ng n beses:

saan n – antas ng konsentrasyon.

Kung mas maliit ang dami ng concentrate, mas malaki ang antas ng konsentrasyon. Halimbawa, 50 mg ng cation resin ang sumisipsip ng germanium mula sa 20 L ng tap water, pagkatapos ay ang germanium ay na-desorbed na may 5 ml ng acid. Dahil dito, ang antas ng konsentrasyon ng germanium ay:

2. Kamag-anak (pagpayaman): Ang microcomponent ay pinaghihiwalay mula sa macrocomponent upang ang ratio ng kanilang mga konsentrasyon ay tumaas. Halimbawa, sa paunang sample ang ratio ng mga konsentrasyon ng micro- at macrocomponents ay 1: 1000, at pagkatapos ng pagpapayaman - 1: 10. Karaniwan itong nakakamit sa pamamagitan ng bahagyang pagtanggal ng matris.

Ang paghihiwalay at konsentrasyon ay marami pangkalahatan, ay ginagamit para sa mga layuning ito ang parehong mga pamamaraan. Napaka-diverse nila. Susunod, ang mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon na pinakamahalaga sa analytical chemistry ay isasaalang-alang.

Pag-uuri ng mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon

Umiiral isang grupo ng klasipikasyon ng mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon batay sa iba't ibang palatandaan. Tingnan natin ang pinakamahalaga sa kanila.

1. Ang pag-uuri ayon sa uri ng proseso ay ibinibigay sa Fig. 62.

kanin. 62. Pag-uuri ng mga paraan ng paghihiwalay ayon sa katangian ng proseso

Kemikal ang mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon ay batay sa daloy kemikal na reaksyon, na sinamahan ng pag-ulan ng produkto at ebolusyon ng gas. Halimbawa, sa organic analysis ang pangunahing paraan ng konsentrasyon ay paglilinis: sa panahon ng thermal decomposition, ang matrix ay distilled off sa anyo ng CO 2, H 2 O, N 2, at ang mga metal ay maaaring matukoy sa natitirang abo.

Physico-kemikal piling pamamahagi mga sangkap sa pagitan ng dalawang yugto. Halimbawa, sa industriya ng petrochemical, ang chromatography ay pinakamahalaga.

Pisikal ang mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon ay kadalasang nakabatay sa pagbabago sa estado ng pagsasama-sama mga sangkap.

2. Pag-uuri ayon sa pisikal na katangian ng dalawang yugto. Ang pamamahagi ng isang sangkap ay maaaring isagawa sa pagitan ng mga phase na pareho o magkaiba pinagsama-sama estado: gaseous (G), likido (L), solid (S). Alinsunod dito, ang mga sumusunod na pamamaraan ay nakikilala (Larawan 63).

kanin. 63. Pag-uuri ng mga paraan ng paghihiwalay ayon sa likas na katangian ng mga yugto

Sa analytical chemistry pinakamataas na halaga natagpuan ang mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon na batay sa pamamahagi ng sangkap sa pagitan ng likido at solidong bahagi.

3. Pag-uuri ayon sa bilang ng mga elementarya na kilos (yugto).

§ Isang hakbang na pamamaraan- batay sa isang beses pamamahagi ng bagay sa pagitan ng dalawang yugto. Nagaganap ang dibisyon sa static kundisyon.

§ Mga pamamaraan ng maraming hakbang- batay sa maramihan pamamahagi ng bagay sa pagitan ng dalawang yugto. Mayroong dalawang mga pangkat multi-stage na pamamaraan:

– na may pag-uulit ng iisang proseso ng pamamahagi ( Halimbawa, paulit-ulit na pagkuha). Nagaganap ang dibisyon sa static kundisyon;

- mga pamamaraan batay sa paggalaw ng isang yugto na may kaugnayan sa isa pa ( Halimbawa, chromatography). Nagaganap ang dibisyon sa pabago-bago kundisyon

3. Pag-uuri ayon sa uri ng balanse(Larawan 64).

kanin. 64. Pag-uuri ng mga paraan ng paghihiwalay ayon sa uri ng ekwilibriyo

Thermodynamic Ang mga paraan ng paghihiwalay ay batay sa mga pagkakaiba sa pag-uugali ng mga sangkap sa estado ng ekwilibriyo. Ang mga ito ay pinakamahalaga sa analytical chemistry.

Kinetic Ang mga paraan ng paghihiwalay ay batay sa mga pagkakaiba sa pag-uugali ng mga sangkap sa panahon ng proseso, humahantong sa estado ng ekwilibriyo. Halimbawa, sa biochemical research, ang electrophoresis ay pinakamahalaga. Ang iba pang mga kinetic na pamamaraan ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga particle ng mga colloidal na solusyon at mga solusyon ng mataas na molecular weight compound. Sa analytical chemistry, ang mga pamamaraang ito ay hindi gaanong ginagamit.

Chromatographic Ang mga pamamaraan ay batay sa parehong thermodynamic at kinetic equilibrium. Malaki ang kahalagahan ng mga ito sa analytical chemistry, dahil pinapayagan nila ang paghihiwalay at sabay-sabay na qualitative at quantitative analysis ng multicomponent mixtures.

Ang pagkuha bilang isang paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon

Extraction ay isang paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon batay sa pamamahagi ng isang sangkap sa pagitan ng dalawang immiscible liquid phase(madalas na tubig at organiko).

Para sa layunin ng pagkuha paghihiwalay lumikha ng mga kondisyon na ang isang bahagi ay ganap na pumasa sa organikong bahagi, habang ang isa ay nananatili sa may tubig na bahagi. Ang mga phase ay pagkatapos ay pinaghihiwalay gamit separatory funnel.

Sa layunin ng ganap na konsentrasyon ang sangkap ay inililipat mula sa higit pa dami ng may tubig na solusyon sa mas mababa ang dami ng organikong yugto, bilang isang resulta kung saan ang konsentrasyon ng sangkap sa organikong katas ay tumataas.

Sa layunin ng relatibong konsentrasyon lumikha ng mga kondisyon upang microcomponent pumasa sa organic phase, at karamihan sa macro component nanatili sana sa tubig. Bilang isang resulta, sa isang organic extract ang ratio ng mga konsentrasyon ng micro- at macrocomponents nadadagdagan pabor sa microcomponent.

Mga kalamangan ng pagkuha:

§ mataas na selectivity;

§ kadalian ng pagpapatupad (isang separating funnel lamang ang kailangan);

§ mababang lakas ng paggawa;

§ bilis (3–5 min);

§ napakahusay na pinagsama ng pagkuha sa mga kasunod na pamamaraan ng pagpapasiya, na nagreresulta sa ilang mahahalagang bagay hybrid na pamamaraan(extraction-photometric, extraction-spectral, atbp.).

Co-precipitation bilang isang paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon

Co-precipitation– ito ay ang pagkuha ng isang microcomponent reservoir sediment sa panahon ng pagbuo nito, at ang microcomponent ay pumasa sa sediment mula sa hindi puspos solusyon (PS< ПР).

Bilang mga kolektor gumamit ng mga inorganic at organic na hindi natutunaw na mga compound na may binuo ibabaw. Ang phase separation ay isinasagawa ng pagsasala.

Ginagamit ang co-precipitation na may layuning:

§ konsentrasyon ang mga impurities bilang isang napaka-epektibo at isa sa mga pinakamahalagang pamamaraan, na nagbibigay-daan sa iyo upang madagdagan ang konsentrasyon ng 10-20 libong beses;

§ mga kagawaran mga impurities (mas madalas).

Sorption bilang isang paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon

Sorption– ay ang pagsipsip ng mga gas o dissolved substance sa pamamagitan ng solid o liquid sorbents.

Bilang mga sorbents Gumagamit sila ng activated carbons, Al 2 O 3, silica, zeolites, cellulose, natural at synthetic sorbents na may mga ionic at chelating group.

Ang pagsipsip ng mga sangkap ay maaaring mangyari sa ibabaw mga yugto ( A d pagsipsip) o sa dami mga yugto ( A b pagsipsip). Kadalasang ginagamit sa analytical chemistry adsorption na may layuning:

§ paghihiwalay mga sangkap, kung gagawa ka ng mga kundisyon para sa pumipili pagsipsip;

§ konsentrasyon(mas madalas).

Bukod sa, sorption sa ilalim ng mga dynamic na kondisyon bumubuo ng batayan para sa pinakamahalagang paraan ng paghihiwalay at pagsusuri - chromatography.

Pagpapalit ng ion- Ito reversiblestoichiometric proseso na nangyayari sa interface ionite– solusyon electro
lita.

Ionites- Ito mataas na molekular na timbang polyelectrolytes iba't ibang istraktura at komposisyon.

Pangunahing ari-arian Ang mga ion exchanger ay ang kanilang sinisipsip mula sa solusyon mga kasyon o mga anion, ilalabas sa solusyon katumbas bilang ng mga ion parehong tanda ng bayad.

Ang proseso ng palitan ng ion ay inilarawan batas ng aksyong masa:

kung saan ang A at B ay mga ion sa solusyon, at mga ion sa bahagi ng ion exchanger.

Nailalarawan ang ekwilibriyong ito pare-pareho ang palitan (SA):

saan A- aktibidad ng ion.

Kung SA> 1, pagkatapos ay ang ion B ay may mas malaki affinity para sa ion exchanger; Kung SA < 1, то ион А обладает бóльшим сродством к иониту; если же SA≈ 1, pagkatapos ang parehong mga ion ay pantay na nasorbed ng ion exchanger.

Ang kurso ng pagpapalitan ng ion ay apektado ng mga sumusunod: mga kadahilanan:

1) likas na katangian ng ion exchanger;

2) kalikasan ng ion: mas malaki ang ratio ng ion charge sa radius ng hydrated ion (z/r), mas malaki ang affinity para sa ion exchanger;

3) mga katangian ng solusyon:

§ halaga ng pH(tingnan ang mga sumusunod na seksyon);

§ konsentrasyon ng ion: mula sa mga dilute na solusyon, ang ion exchanger ay sumisipsip ng mga ion na may mas mataas na singil, at mula sa mga puro solusyon - na may mas maliit;

§ lakas ng ionic ng solusyon: ang mas maliit na μ, mas mahusay ang mga ions ay sorbed.

Ang pagkuha bilang isang paraan ng paghihiwalay at pag-concentrate ng mga sangkap

Diagram ng gas chromatograph

Pag-uuri ng mga pamamaraan ng chromatographic

Chromatographic na pamamaraan ng pagsusuri

Noong 1903 M.S. Si Tsvet ang unang nagtakda ng mga prinsipyo ng chromatography (Greek "chromo" - kulay, "grapho" - sumulat) at lumikha ng isang paraan para sa paghihiwalay ng mga pigment ng berdeng halaman.

Ang paraan ng chromatographic ay nagpapahintulot sa paghihiwalay at pagsusuri ng mga kumplikadong mixture. Ang paghihiwalay ng mga sangkap ay nangyayari dahil sa iba't ibang adsorbability ng mga bahagi ng pinaghalong.

Ang Chromatography ay isang dynamic na proseso na nangyayari sa isang sistema ng dalawang immiscible phase, isa sa mga ito ay mobile, ang isa ay immobile. Ang mobile phase ay maaaring maging isang gas o isang likido, at ang nakatigil na bahagi ay maaaring isang solid o isang manipis na pelikula ng likido na na-adsorbed sa isang solid.

1) ayon sa estado ng pagsasama-sama ng mobile phase

Gas chromatography (GC)

Liquid chromatography (LC)

2) ayon sa geometry ng stationary phase layer

Tagapagsalita

Flat-layer (maaaring papel at thin-layer)

Ang proseso ng chromatographic ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod:

Napuno ang column

solid sorbent

Isang daloy ng likido ang dumadaloy dito. Ang sangkap X, na natunaw sa isang likido, ay gumagalaw kasama nito, ngunit sa parehong oras ay may posibilidad na manatili sa ibabaw ng solidong sorbent dahil sa adsorption, ion exchange, atbp. Ang bawat molekula X ay gumagalaw sa bahagi ng oras, at bahagi ng oras ay hawak ng nakatigil na yugto.

Ang posibilidad ng paghihiwalay ng dalawang solute X at Y ay dahil sa pagkakaiba sa kanilang pagkakaugnay para sa parehong mga phase, i.e. ang isa sa kanila ay nasa mobile phase kadalasan, kaya mas mabilis itong umabot sa dulo ng column.

kung saan ang k’ ay ang recovery factor

Ang ratio ng bilang ng mga moles ng isang substance sa stationary phase sa bilang ng mga moles ng isang substance sa mobile phase

Ang koepisyent ng pagkuha ay nagpapakilala sa antas ng pagpapanatili ng isang sangkap.

Ang antas ng paghihiwalay ng dalawang sangkap ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng separation coefficient (α):

nasaan ang extraction coefficient ng pangalawang substance,

Recovery coefficient ng unang sangkap.

Ang isang detektor na inilagay sa labasan ng haligi ay nagrerehistro, at ang isang recorder ay nagtatala ng mga signal ng detektor.

kanin. 10. Mga signal ng detector.

Ipinapakita ng Figure 10 ang isang chromatogram ng isang halo na may apat na bahagi. Ang lugar ng bawat peak ay proporsyonal sa mass fraction ng bahagi sa pinaghalong.

Isa sa mga mahalaga at karaniwang paraan ng konsentrasyon ay ang pagkuha. Ang pamamaraan ay pangkalahatan: ang mga pamamaraan ay natagpuan na ngayon para sa pagkuha ng halos lahat ng mga elemento at karamihan sa mga klase ng mga compound. Ito ay angkop para sa parehong paghihiwalay ng mga microimpurities at ang paghihiwalay ng base substance; ito ay isang bagay lamang ng tamang pagpili ng sistema ng pagkuha at ang mga kondisyon ng proseso ng paghihiwalay. Ang pagkuha ay karaniwang nagbibigay ng mataas na kahusayan sa konsentrasyon. Ang pamamaraan ay nailalarawan sa pamamagitan ng bilis at kadalian ng pagpapatupad. Ginagamit ito sa karamihan ng mga laboratoryo ng analytical, lalo na kung saan gumagana ang mga ito sa mga high-purity substance.

Extraction, gaya ng nalalaman, ay ang proseso ng pamamahagi ng isang solute sa pagitan ng dalawang hindi mapaghalo na mga phase ng likido, pati na rin ang isang paraan ng paghihiwalay at paghihiwalay. Ang pinakakaraniwang kaso ay kapag ang isang bahagi ay tubig, ang pangalawa ay isang organikong solvent.

Ang paraan ng pagkuha ay ginagamit para sa dalawang layunin:

1) para sa quantitative extraction ng isa sa mga dissolved substance - ito ay exhaustive extraction

2) para paghiwalayin ang dalawang solute - ito ay selective extraction

Sa pagkuha ay karaniwang may dalawang immiscible phase at isang partitionable substance. Nangangahulugan ito na sa pare-pareho ang temperatura at presyon ang sistema ay monovariant. Sa ilalim ng mga kondisyon ng equilibrium, ang ratio ng mga konsentrasyon ng ipinamahagi na sangkap sa parehong mga phase (C 0 at C b) ay isang pare-parehong halaga. Ang dami na ito ay tinatawag na distribution constant (P) o distribution coefficient.

P = C 0 / C sa (15)

Р= (а x) 0 / (а x) w = [X] 0 / [X] w,

kung saan w, o – tubig at organikong solvent

Ang P ay katumbas ng ratio ng mga aktibidad ng sangkap sa parehong mga yugto (ngunit ang ratio ng mga konsentrasyon ay ginagamit din, dahil kadalasan ay mga molekula, hindi mga ion, ang kinukuha). Kung ang polymerization ay nangyayari sa system, ang distribution coefficient ay depende sa konsentrasyon at ang pagkalkula ay magiging mas kumplikado.

Ang batas ng pamamahagi ng Nernst-Shilov ay may bisa kapag ang solute ay nasa parehong mga yugto sa parehong anyo. Sa katotohanan, ang isang substansiya ay maaaring mag-dissociate at mag-ugnay, mag-solve at mag-hydrate. Kaya, ang batas ay idealized, ngunit maraming extraction system ang sumusunod sa batas na ito. Sa pangkalahatan, ang mga sistema ng pagkuha ay magkakaiba. Ang tamang pagpili ng sistema ay lubos na tumutukoy sa tagumpay ng paghihiwalay at konsentrasyon ng pagkuha. Sa gawaing ito, ginamit ang mga intracomplex compound. Ito ay isa sa mga pinakakaraniwang klase ng mga compound na ginagamit sa konsentrasyon ng pagkuha. Sa unang pagkakataon, ang mga elemento ay tiyak na puro sa anyo ng mga dithizonates (intracomplex compound). Kasunod nito, kasama ng dithizonate, cupferonates, dithiocarbamates, 8-hydroxynoline, oxime, atbp. ay malawak na ginagamit.

Isaalang-alang ang pagkuha ng X moles ng solute (Vwater - V w ml at Vorganic phase - V 0 ml).

Ang distribution coefficient (P) ay katumbas ng

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

kung saan ang Y ay ang bilang ng mga moles na natitira sa aqueous phase pagkatapos ng isang extraction

Ang unextracted fraction ay

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

Ang f ay hindi nakasalalay sa paunang konsentrasyon, samakatuwid, kapag nagsasagawa ng mga n sequence

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

Ang pagkalkula ng naglilimita sa dami ng solute na natitira hindi na-extract pagkatapos ng n mga pagkuha ay may posibilidad na infinity (ginawa ni Griffin).

Malinaw na para sa isang may hangganang ratio V o / V w ang limitasyon ay f n = 0. Ngunit ang naturang pagkuha ay hindi praktikal na interes, dahil ang dami ng na-extract na solvent ay dapat na infinity.

Para sa isang may hangganang V o nahahati sa n bahagi, ang equation ay may anyo

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

at may n tending to infinity,

f ¥ = e - V 0 P / V W

Sa isang walang katapusang malaking bilang ng mga pagkuha, ang dami ng organic na bahagi ay may posibilidad na 0. Sa pagsasagawa, ang paghahati ng extractant sa higit sa 4-5 na bahagi ay hindi masyadong epektibo.

Mga pangunahing tuntunin ng proseso ng pagkuha

1. Distribution coefficient (o distribution constant) – tingnan sa itaas.

2. Separation factor (S) - ang ratio ng distribution coefficients ng dalawang substance na pinaghihiwalay, ang mas malaki sa mas maliit.

3.% extraction (degree of extraction) (R) – ang porsyento ng isang substance na nakuha sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon mula sa kabuuang halaga. Ang % extraction distribution coefficient ay nauugnay sa kaugnayan

R = 100D / (D + V in / V 0), kung saan ang V in at V 0 ay ang equilibrium volume ng aqueous at organic phases.

4. Extraction constant (K ext) – equilibrium constant ng isang heterogenous extraction reaction

Halimbawa, para sa mga intracomplex compound, ang pagkuha nito ay nagpapatuloy ayon sa equation na M n + + nHA o MAn (o) + nH +

ang extraction constant ay katumbas ng

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

4. Extract – isang hiwalay na organikong bahagi na naglalaman ng isang sangkap na nakuha mula sa isa pang bahagi.

5. Ang extractant ay isang organic solvent na kumukuha ng substance mula sa aqueous phase.

6. Re-extraction - ang proseso ng pagbabalik ng nakuhang substance mula sa extract sa aqueous phase.

7. Re-extract – isang hiwalay na aqueous phase na naglalaman ng substance na nakuha mula sa extract.

8. Extraction curves

Larawan 11. Mga kurba ng pagkuha

Ang mas matarik na mga kurba, mas malaki ang singil ng metal ion. Nangangahulugan ito na ang pH 1/2 ay nakasalalay sa stability constant ng chelate at sa labis na konsentrasyon ng reagent, ngunit hindi sa konsentrasyon ng metal.

IP No. 6 UMS sa KazSMA

Karaganda State Medical University

Department of Pharmaceutical Disciplines na may Chemistry Course

Paksa: Mga pamamaraan para sa paghihiwalay, paghihiwalay at pag-concentrate ng mga sangkap sa analytical chemistry.

Disiplina Analytical Chemistry

Specialty 051103 "Parmasya"

Oras (tagal) 50 minuto

Karaganda 2011

Naaprubahan sa isang pulong ng kurso sa kimika

"29". 08.2011 Protocol No. 1

Responsable para sa kurso ______________L.M. Vlasova
Paksa: Mga pamamaraan para sa paghihiwalay, paghihiwalay at pag-concentrate ng mga sangkap sa analytical chemistry.
Target: Upang bumuo ng mga ideya tungkol sa paggamit ng mga pamamaraan para sa paghihiwalay, paghihiwalay at pag-concentrate ng mga sangkap sa analytical chemistry upang matiyak ang maaasahang analytical na mga resulta, upang pag-aralan ang masking method na ginagamit upang maalis ang mga nakakasagabal na bahagi.
Plano:

1. 
   Masking.
2. 
   Paghihiwalay at konsentrasyon.
3. 
   Dami ng mga katangian ng paghihiwalay at konsentrasyon.
4. 
   Precipitation at coprecipitation.
5. 
   Adsorption, occlusion, polymorphism.

Mapaglarawang materyal: pagtatanghal.

Mga pamamaraan ng masking, paghihiwalay at konsentrasyon.
Kadalasan sa pagsasagawa ng pagsusuri ng kemikal, ang paraan na ginamit upang makita o matukoy ang mga kinakailangang sangkap ay hindi nagbibigay ng maaasahang mga resulta nang hindi muna inaalis ang impluwensya ng mga nakakasagabal na sangkap (kabilang ang mga pangunahing bumubuo sa "matrix" ng nasuri na sample). Mayroong dalawang paraan upang maalis ang mga nakakasagabal na sangkap. Ang isa sa mga ito ay masking - paglilipat ng mga nakakasagabal na bahagi sa isang form na wala nang nakakasagabal na epekto. Ang operasyong ito ay maaaring isagawa nang direkta sa system na sinusuri, kasama ang mga nakakasagabal na bahagi na natitira sa parehong sistema, halimbawa sa parehong solusyon.

Hindi laging posible ang masking, lalo na kapag sinusuri ang mga multicomponent mixture. Sa kasong ito, isa pang paraan ang ginagamit - paghihiwalay ng mga sangkap (o konsentrasyon).

1. 
   Masking

Masking- ay ang pagsugpo o kumpletong pagsugpo ng isang kemikal na reaksyon sa pagkakaroon ng mga sangkap na maaaring magbago ng direksyon o bilis nito. Sa kasong ito, walang bagong yugto na nabuo, na siyang pangunahing bentahe ng masking sa paghihiwalay, dahil ang mga operasyon na nauugnay sa paghihiwalay ng mga phase mula sa bawat isa ay inalis. Mayroong dalawang uri ng masking: thermodynamic (equilibrium) at kinetic (nonequilibrium). Sa thermodynamic masking, ang mga kondisyon ay nilikha kung saan ang conditional reaction constant ay nabawasan sa isang lawak na ang reaksyon ay nagpapatuloy nang hindi gaanong mahalaga. Ang konsentrasyon ng naka-mask na bahagi ay nagiging hindi sapat upang mapagkakatiwalaang makita ang analytical signal. Ang kinetic masking ay batay sa pagtaas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga rate ng reaksyon ng masked at analyte substance na may parehong reagent. Halimbawa, ang sapilitan na reaksyon ng MnO - 4 na may CI - sa presensya ng Fe (II) ay bumabagal sa pagkakaroon ng mga phosphate ions.

Maaaring makilala ang ilang mga grupo ng mga masking substance.

1. 
   Mga sangkap na bumubuo ng mas matatag na mga compound na may mga nakakasagabal na sangkap kaysa sa mga tinutukoy. Halimbawa, ang pagbuo ng isang complex ng Fe (II) na may pulang thiocyanate ion ay mapipigilan sa pamamagitan ng pagpasok ng sodium fluoride sa solusyon. Ang mga fluoride ions ay nagbubuklod sa bakal (III) sa isang walang kulay na kumplikadong FeF 3-6, mas matatag kaysa sa Fe (SCN) n (n -3), na nag-aalis ng nakakasagabal na impluwensya ng Fe (III) kapag nakita ang Co (II) sa anyo ng isang kumplikadong asul na Co (SCN) n (n -2). Ang Triethanolamine ay kapaki-pakinabang para sa pag-mask ng Mn(II), Fe(III) at AI(III) sa mga alkaline na solusyon sa complexometric titrations ng calcium, magnesium, nickel at zinc.
2. 
   Mga sangkap na pumipigil sa mga reaksyon ng acid-base sa pagbuo ng mga hindi natutunaw na hydroxides. Halimbawa, sa pagkakaroon ng tartaric acid, ang Fe(III) oxide hydrate ay hindi na-precipitate ng ammonia hanggang pH 9-10.
3. 
   Mga sangkap na nagbabago sa estado ng oksihenasyon ng isang nakakasagabal na ion. Halimbawa, upang maalis ang nakakasagabal na impluwensya ng Cr (III) sa panahon ng complexometric titration ng aluminyo at bakal, inirerekumenda na i-oxidize ito sa Cr (VI).
4. 
   Ang mga sangkap na namuo ay nakakasagabal sa mga ion, ngunit ang namuo ay hindi kailangang paghiwalayin. Halimbawa, sa complexometric titration ng calcium sa pagkakaroon ng magnesium, na kung saan ay precipitated bilang hydroxide ngunit hindi pinaghihiwalay.
5. 
   Mga sangkap na may tiyak na epekto. Halimbawa, ang mga polarographic wave ay pinipigilan sa pagkakaroon ng ilang mga surfactant.

Upang suriin ang pagiging epektibo ng masking, gamitin masking index. Ito ang logarithm ng ratio ng kabuuang konsentrasyon ng nakakasagabal na substance sa konsentrasyon nito na hindi nakatali. Ang masking index ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng pag-alam sa conditional equilibrium constants ng kaukulang masking reactions.

Ang mga sumusunod na masking substance ay kadalasang ginagamit sa chemical analysis: complexones; hydroxy acids (tartaric, citric, malonic, salicylic); polyphosphates na may kakayahang bumuo ng mga complex na may anim na miyembro na istraktura ng chelate (sodium pyro- at tripolyphosphates); piliamine; gliserol; thiourea; halide, cyanide, thiosulfate - ion; ammonia, pati na rin ang isang halo ng mga sangkap [halimbawa, KI sa isang halo na may NH 3 sa panahon ng complexometric titration ng Cu (II) sa pagkakaroon ng Hg (II)].

Kasama ng masking, ang pagsusuri ng kemikal kung minsan ay gumagamit ng pag-unmask - ang pagbabago ng isang nakamaskara na sangkap sa isang anyo na may kakayahang pumasok sa mga reaksyon na karaniwang katangian nito. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pag-protonate ng masking compound (kung ito ay isang mahinang base), hindi maibabalik na pagsira o pag-alis nito (halimbawa, sa pamamagitan ng pag-init), pagbabago ng estado ng oksihenasyon, o pagbubuklod sa isang mas malakas na tambalan. Halimbawa, ang pag-unmask ng mga metal ions mula sa mga complex na may NH 3, OH -, CN -, F - ay maaaring magawa sa pamamagitan ng pagpapababa ng pH. Ang mga complex ng cadmium at zinc na may cyanide ion ay nawasak sa pamamagitan ng pagkilos ng formaldehyde, na tumutugon sa cyanide ion upang bumuo ng glycolic acid nitrile. Ang mga peroxide complex, halimbawa titanium (IV), ay nabubulok sa pamamagitan ng pagpapakulo sa mga acidic na solusyon. Ang pag-unmask ay maaari ding makamit sa pamamagitan ng pag-oxidize sa masking compound (halimbawa, EDTA oxidation) o pagbabago ng oxidation state ng masked substance (Fe 3- ↔ Fe 2-).

2. Paghihiwalay at konsentrasyon.
Ang pangangailangan para sa paghihiwalay at konsentrasyon ay maaaring dahil sa mga sumusunod na salik: 1) ang sample ay naglalaman ng mga sangkap na nakakasagabal sa pagpapasiya; 2) ang konsentrasyon ng sangkap na tinutukoy ay mas mababa sa limitasyon ng pagtuklas ng pamamaraan; 3) ang mga sangkap na tinutukoy ay hindi pantay na ipinamamahagi sa sample; 4) walang karaniwang mga sample para sa pagkakalibrate ng mga instrumento; 5) ang sample ay lubhang nakakalason, radioactive o mahal.

paghihiwalay ay isang operasyon (proseso) bilang isang resulta kung saan ang mga sangkap na bumubuo sa paunang timpla ay tinutukoy mula sa isa't isa.

Konsentrasyon– isang operasyon (proseso) na nagreresulta sa pagtaas ng ratio ng konsentrasyon o dami ng microcomponents sa konsentrasyon o dami ng macrocomponents.

Kapag pinaghiwalay, ang mga konsentrasyon ng mga bahagi ay maaaring malapit sa isa't isa, ngunit maaari rin silang magkaiba. Ang konsentrasyon ay isinasagawa sa ilalim ng mga kondisyon kung saan ang mga konsentrasyon ng mga sangkap ay naiiba nang husto.

Kapag nag-concentrate, ang mga sangkap na naroroon sa maliit na dami ay kinokolekta sa mas maliit na dami o masa ( ganap na konsentrasyon), o nahihiwalay sa macrocomponent sa paraang tumataas ang ratio ng konsentrasyon ng microcomponent sa konsentrasyon ng macrocomponent ( relatibong konsentrasyon). Ang kamag-anak na konsentrasyon ay maaaring ituring bilang paghihiwalay na may pagkakaiba na ang mga paunang konsentrasyon ng mga sangkap ay lubhang naiiba. Ang isang halimbawa ng ganap na konsentrasyon ay ang pagsingaw ng isang matrix sa pagsusuri ng mga tubig, mga solusyon ng mga mineral na acid, at mga organikong solvent. Ang pangunahing layunin ng kamag-anak na konsentrasyon ay upang palitan ang matrix, na para sa isang kadahilanan o iba pa ay nagpapahirap sa pagsusuri, sa isa pang organiko o hindi organiko. Halimbawa, kapag tinutukoy ang mga microimpurities sa high-purity na pilak, ang elemento ng matrix ay nakuha na may O - isopropyl - N - ethyl thiocarbinate sa chloroform at pagkatapos, pagkatapos ma-evaporate ang aqueous phase sa isang maliit na volume, ang mga microcomponents ay tinutukoy ng anumang paraan.

Makilala grupo at indibidwal paghihiwalay at konsentrasyon: sa isang paraan ng grupo, ilang mga bahagi ay pinaghihiwalay sa isang hakbang na may isang indibidwal na pamamaraan, isang bahagi o ilang mga bahagi ay nakahiwalay sa isang sample. Kapag gumagamit ng mga multi-element na paraan ng pagpapasiya (atomic emission, X-ray fluorescence, spark mass spectrometry, neutron activation), ang paghihiwalay ng grupo at konsentrasyon ay mas gusto. Kapag tinutukoy sa pamamagitan ng photometry, fluorimetry, at mga paraan ng pagsipsip ng atomic, sa kabaligtaran, mas kapaki-pakinabang na indibidwal na ihiwalay ang bahagi.

Ang paghihiwalay at konsentrasyon ay may maraming pagkakatulad kapwa sa teoretikal na aspeto at sa teknikal na pagpapatupad. Ang mga pamamaraan para sa paglutas ng mga problema ay pareho, ngunit sa bawat partikular na kaso ang mga pagbabago ay posible na may kaugnayan sa mga kamag-anak na halaga ng mga sangkap, ang paraan ng pagkuha at pagsukat ng analytical signal. Halimbawa, ang mga paraan ng pagkuha, coprecipitation, chromatography, atbp. ay ginagamit para sa paghihiwalay at konsentrasyon ay ginagamit pangunahin para sa paghihiwalay ng mga kumplikadong mixtures sa mga bahagi, coprecipitation para sa konsentrasyon (halimbawa, isomorphic coprecipitation ng radium na may barium sulfate). Maaari mong isaalang-alang ang pag-uuri ng mga pamamaraan batay sa bilang ng mga yugto, ang kanilang estado ng pagsasama-sama at ang paglipat ng bagay mula sa isang yugto patungo sa isa pa. Ang mga ginustong pamamaraan ay batay sa pamamahagi ng isang sangkap sa pagitan ng dalawang yugto tulad ng likido-likido, likido-solid, likido-gas at solid-gas. Sa kasong ito, ang isang homogenous na sistema ay maaaring mabago sa isang two-phase system sa pamamagitan ng anumang auxiliary operation (precipitation at coprecipitation, crystallization, distillation, evaporation, atbp.), O sa pamamagitan ng pagpapakilala ng auxiliary phase - likido, solid, gas (ito ay pamamaraan ng chromatography, extraction, sorption).

Mayroong mga pamamaraan batay sa paghihiwalay ng mga bahagi sa isang yugto, halimbawa, electrodialysis, electrophoresis, diffusion at thermal diffusion na pamamaraan. Gayunpaman, kahit na dito maaari nating kondisyon na pag-usapan ang pamamahagi ng mga bahagi sa pagitan ng dalawang "phase", dahil ang mga sangkap, sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na inilapat na enerhiya, ay nahahati sa dalawang bahagi, na maaaring ihiwalay sa bawat isa, halimbawa, sa pamamagitan ng isang semipermeable lamad.

Ang bawat lugar ng aplikasyon ng pagsusuri ng kemikal ay may sariling pagpili ng mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon. Sa industriya ng petrochemical - pangunahin ang mga pamamaraan ng chromatographic, sa toxicological chemistry - pagkuha at chromatography, sa industriya ng electronics - paglilinis at pagkuha.

Ang arsenal ng mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon ay malaki at patuloy na lumalawak. Upang malutas ang mga problema, halos lahat ng kemikal at pisikal na katangian ng mga sangkap at ang mga prosesong nagaganap sa kanila ay ginagamit.
3. Dami ng mga katangian ng paghihiwalay at konsentrasyon.
Karamihan sa mga paraan ng paghihiwalay ay batay sa pamamahagi ng sangkap sa pagitan ng dalawang yugto (I at II). Halimbawa, para sa substance A ang ekwilibriyo ay

A I ↔ A II (1.1)
Ang ratio ng kabuuang konsentrasyon ng sangkap A sa parehong mga yugto ay tinatawag koepisyent ng pamamahagi D:

D= C II / C I (1.2)
Ang ganap na kumpletong pagkuha, at samakatuwid ang paghihiwalay, ay imposible sa teorya. Ang kahusayan ng pagkuha ng sangkap A mula sa isang yugto patungo sa isa pa ay maaaring ipahayag rate ng pagbawi R:
R = Q II / Q II + Q I , (1.3)
kung saan ang Q ay ang dami ng sangkap; Ang R ay karaniwang ipinahayag bilang isang porsyento.

Malinaw, para sa kumpletong pagbawi ng isang bahagi, ang halaga ng R ay dapat na malapit sa 100% hangga't maaari.

Sa pagsasagawa, ang pagbawi ay itinuturing na quantitative kung R A ≥ 99.9%. Nangangahulugan ito na 99.9% ng substance A ay dapat pumunta sa phase II. Para sa nakakasagabal na bahagi B, ang kundisyong 1/R B ≥ 99.9 ay dapat matugunan, i.e. Hindi hihigit sa 0.1% ng substance B ang dapat lumipat sa phase II.

Ang isang quantitative na katangian ng paghihiwalay ng mga sangkap A at B, kung saan ang equilibria ay itinatag sa pagitan ng mga phase I at II, ay salik ng paghihiwalayά A/B:
ά A/B = D A / D B (1.4)

Para sa paghihiwalay kinakailangan na ang halaga ng ά A/B ay mataas at ang produkto D A D B ay malapit sa isa. Hayaan ang ά A/B = 10 4. Sa kasong ito, posible ang mga sumusunod na kumbinasyon ng mga halaga D A at 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
Tulad ng makikita, ang paghihiwalay ay maaaring makamit sa D A D B =1.

Upang masuri ang kahusayan ng konsentrasyon, gamitin kadahilanan ng konsentrasyon S kay:
S k = q/Q / q sample /Q sample, (1.5)
kung saan q, q sample - ang dami ng microcomponent sa concentrate at sample; Q, Q sample - ang dami ng macrocomponent sa concentrate at sample.

Ipinapakita ng koepisyent ng konsentrasyon kung gaano karaming beses ang ratio ng mga ganap na halaga ng micro- at macrocomponents sa concentrate ay nagbabago kumpara sa parehong ratio sa orihinal na sample.
4.Precipitation at coprecipitation
Ang mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon ay kinabibilangan ng pag-ulan na may pagbuo ng mala-kristal at amorphous na mga precipitate.

Mga kondisyon para sa pagbuo ng mga depositong mala-kristal.

kailangan:

1. 
   Magsagawa ng pag-ulan mula sa mga dilute na solusyon na may dilute na solusyon ng precipitant;
2. 
   Idagdag ang precipitant nang dahan-dahan, patak ng patak;
3. 
   Gumalaw nang tuluy-tuloy gamit ang isang glass rod;
4. 
   Namuo mula sa isang mainit na solusyon (kung minsan ang precipitant solution ay pinainit din);
5. 
   I-filter ang namuo lamang pagkatapos na lumamig ang solusyon;
6. 
   Sa panahon ng pag-ulan, magdagdag ng mga sangkap na nagpapataas ng solubility ng precipitate.

Mga kondisyon para sa pagbuo ng amorphous sediments.
Ang mga amorphous na sediment ay lumitaw bilang isang resulta ng coagulation, ibig sabihin, ang pagdikit ng mga particle at ang kanilang pagsasama-sama. Ang proseso ng coagulation ay maaaring sanhi ng pagdaragdag ng isang electrolyte. Dapat mong kubkubin:

1. 
   Mula sa mga mainit na solusyon;
2. 
   Sa pagkakaroon ng isang electrolyte (ammonium salt, acid);
3. 
   Upang makakuha ng isang siksik na sediment na madaling hugasan at mabilis na tumira, ang pag-ulan ay isinasagawa mula sa mga puro solusyon na may puro solusyon ng precipitant.

Ang kontaminasyon ng isang sediment na may mga sangkap na dapat ay nanatili sa solusyon ay tinatawag corecipitation .

Halimbawa, kung ang isang solusyon na naglalaman ng pinaghalong BaCL 2 na may FeCL 3 ay nakalantad sa H 2 SO 4, kung gayon ang isa ay aasahan na ang BaSO 4 lamang ang mamumuo, dahil Ang Fe 2 (SO4) 3 na asin ay natutunaw sa tubig. Sa katotohanan, ang asin na ito ay bahagyang umuubo. Maaari itong ma-verify kung ang namuo ay sinala, hinugasan at na-calcine. Ang BaSO 4 precipitate ay lumalabas na hindi purong puti, ngunit kayumanggi dahil sa Fe 2 O 3 na nabuo bilang resulta ng calcination ng Fe 2 (SO 4) 3

Fe 2 (SO 4) 3 → Fe 2 O 3 + 3SO 3

Ang kontaminasyon ng mga sediment sa pamamagitan ng coprecipitation na may mga natutunaw na compound ay nangyayari dahil sa kemikal na pag-ulan, at ang kasunod na pag-ulan ay nakikilala, kung saan ang kontaminasyon ng mga sediment na may mahinang natutunaw na mga sangkap ay nangyayari. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nangyayari dahil malapit sa ibabaw ng sediment, dahil sa mga puwersa ng adsorption, ang konsentrasyon ng mga precipitant ions ay tumataas at ang PR ay lumampas. Halimbawa, kapag ang mga ion ng Ca 2+ ay na-precipitate ng ammonium oxalate sa presensya ng Mg 2+, ang isang precipitate ng CaC 2 O 4 ay inilabas, ang magnesium oxalate ay nananatili sa solusyon. Ngunit kapag ang CaC 2 O 4 precipitate ay itinatago sa ilalim ng mother liquor, pagkaraan ng ilang oras ito ay nahawahan ng bahagyang natutunaw na MgC 2 O 4, na dahan-dahang inilalabas mula sa solusyon.

Malaki ang kahalagahan ng coprecipitation sa analytical chemistry. Ito ay isa sa mga pinagmumulan ng mga error sa gravimetric determination. Ngunit ang corecipitation ay maaari ding maglaro ng isang positibong papel. Halimbawa, kapag ang konsentrasyon ng bahagi ng analyte ay napakababa na halos imposible ang pag-ulan, kung gayon ang pagkopya ng analyte microcomponent ay isinasagawa kasama ang ilang angkop na kolektor (carrier). Ang pamamaraan ng co-precipitation ng microcomponents na may isang kolektor ay madalas na ginagamit sa paraan ng konsentrasyon. Ang kahalagahan nito ay lalong mahusay sa kimika ng mga bakas at mga bihirang elemento.

1. 
   Mayroong ilang mga uri ng coprecipitation, kabilang ang adsorption, occlusion, at isomorphism.

Ang pagsipsip ng isang sangkap ng isa pa, na nagaganap sa interface, ay tinatawag adsorption . Pollutant – mag-adsorbate , na-adsorbed ng isang solidong ibabaw - adsorbent .
Ang adsorption ay nagpapatuloy ayon sa mga sumusunod na patakaran:

1. 
   Advantage ang precipitate (halimbawa, BaSO 4) ay unang nag-adsorb ng sarili nitong mga ion, i.e. Ba 2+ at SO 4 2-, depende kung alin sa mga ito ang naroroon nang labis sa solusyon;
2. 
   Sa kabaligtaran, ang mga ions na may mataas na singil na nasa isang solusyon ng parehong konsentrasyon ay mas gusto na i-adsorbed;
3. 
   Sa mga ions na may parehong singil, ang mga ions na ang konsentrasyon sa solusyon ay mas mataas ay mas gusto na adsorbed;
4. 
   Sa mga ions na pantay na sinisingil at may parehong konsentrasyon, ang mga ion na mas malakas na naaakit ng mga ion ng kristal na sala-sala (Paneto-Faience rule) ay mas gustong i-adsorb.

Ang adsorption equilibrium ay nakasalalay sa mga sumusunod na salik:

1. Epekto ng adsorbent surface area

Dahil ang mga substance o ion ay na-adsorbed sa ibabaw ng isang adsorbent, ang dami ng substance na na-adsorbed ng isang ibinigay na adsorbent ay direktang proporsyonal sa laki ng kabuuang ibabaw nito. Ang kababalaghan ng adsorption sa panahon ng pagsusuri ay kailangang isaalang-alang kapag nakikitungo sa mga amorphous na sediment, dahil ang kanilang mga particle ay nabuo bilang isang resulta ng pagdirikit ng isang malaking bilang ng mga maliliit na pangunahing particle sa bawat isa at samakatuwid ay may isang malaking kabuuang ibabaw.

Para sa mga mala-kristal na sediment, ang adsorption ay gumaganap ng isang mas mababang papel.

2. Epekto ng konsentrasyon.

Mula sa isotherm ng adsorption posible na maitatag

1. 
   bumababa ang antas ng adsorption sa pagtaas ng konsentrasyon ng sangkap sa solusyon
2. 
   sa pagtaas ng konsentrasyon ng isang sangkap sa solusyon, ang ganap na dami ng adsorbed na sangkap ay tumataas
3. 
   sa pagtaas ng konsentrasyon ng isang sangkap sa solusyon, ang dami ng na-adsorbed na sangkap ay may posibilidad sa isang tiyak na huling halaga

mga sangkap sa

konsentrasyon ng isang sangkap sa solusyon

3. Epekto ng temperatura

Ang adsorption ay isang exothermic na proseso, at ang daloy nito ay pinadali ng pagbaba ng temperatura. Ang pagtaas ng temperatura ay nagtataguyod ng desorption.

1. 
   Impluwensya ng likas na katangian ng mga adsorbed ions.

1. 
   Ang mga ion na may malaking singil ay na-adsorbed
2. 
   Mula sa mga ions na may parehong singil, ang mga ion na ang konsentrasyon sa solusyon ay mas mataas ay na-adsorbed
3. 
   mula sa mga ion na pantay ang singil at may parehong konsentrasyon, ang mga ion ay mas gustong i-adsorbed na mas malakas na naaakit ng mga ion ng kristal na sala-sala (Panet-Faience rule.)

Occlusion. Sa occlusion, contaminants ay nakapaloob sa loob ng sediment particle. Ang occlusion ay naiiba sa adsorption dahil ang mga corecipitated impurities ay hindi matatagpuan sa ibabaw, ngunit sa loob ng sediment particle.

Mga sanhi ng occlusion.

Mechanical na pagkuha ng mga dayuhang impurities. Ang prosesong ito ay napupunta nang mas mabilis habang ang mas mabilis na pagkikristal ay nangyayari.

1) walang "ideal" na mga kristal; Ang pinakamaliit na mga kristal ay maaaring magkadikit, na nakakulong sa ina na alak.

2) Adsorption sa panahon ng pagbuo ng sediment crystallization.

Sa panahon ng paglaki ng isang kristal, ang iba't ibang mga impurities mula sa solusyon ay patuloy na na-adsorbed mula sa pinakamaliit na mga kristal ng binhi sa isang bagong ibabaw, habang ang lahat ng mga patakaran ng adsorption ay sinusunod.

3) Pagbubuo ng mga kemikal na compound sa pagitan ng sediment at corecipitated impurity.

Ang pagkakasunud-sunod kung saan ang mga solusyon ay pinatuyo ay napakahalaga sa panahon ng occlusion. Kapag ang solusyon sa panahon ng pag-ulan ay naglalaman ng labis na mga anion na bahagi ng sediment, pagkatapos ay ang occlusion ng extraneous na mga cation ay nangyayari, at vice versa, kung ang solusyon ay naglalaman ng labis na mga cation ng parehong pangalan, pagkatapos ay ang occlusion ng mga extraneous anion ay nangyayari.

Halimbawa, kapag ang BaSO 4 (BaCL 2 + NaSO 4) ay nabuo, ang Na + ions ay naka-occluded sa labis na SO 4 2-, at sa labis na Ba 2 + - CL -

Upang pahinain ang mga occlusion ng mga extraneous na cation, dapat isagawa ang precipitation upang ang mga sediment crystal ay lumaki sa isang medium na naglalaman ng labis sa sariling mga cation ng sediment. Sa kabaligtaran, kung gusto mong makakuha ng precipitate na libre mula sa occluded foreign anion, kailangan mong magsagawa ng precipitation sa isang medium na naglalaman ng labis sa mga sariling anion ng precipitated compound.

Ang dami ng occlusion ay apektado ng rate ng pagbubuhos ng precipitant. Kapag ang precipitant ay idinagdag nang dahan-dahan, ang mga dalisay na sediment ay karaniwang nakukuha. Ang co-precipitation ay nangyayari lamang sa panahon ng pagbuo ng sediment.

Isomorphism ay ang pagbuo ng mga halo-halong kristal.

Ang mga isomorphic na sangkap ay ang mga sangkap na may kakayahang mag-kristal upang bumuo ng magkasanib na kristal na sala-sala, at ang tinatawag na mga pinaghalong kristal ay nakuha.

Ang isang tipikal na halimbawa ay iba't ibang alum. Kung natunaw mo ang walang kulay na mga kristal ng aluminyo - potassium alum KAl (SO 4) 2 12H 2 O na may matinding violet chromium - potassium...KSr (SO 4) 2 12H 2 O, pagkatapos ay ang mga halo-halong kristal ay nabuo bilang isang resulta ng pagkikristal. Ang kulay ng mga kristal na ito ay mas matindi, mas mataas ang konsentrasyon ng KCr(SO 4) 2.

Ang mga isomorphic compound ay karaniwang bumubuo ng mga kristal na may parehong hugis.

Ang kakanyahan ng isomorphism ay ang mga ion na may katulad na radii ay maaaring palitan ang bawat isa sa kristal na sala-sala. Halimbawa, ang mga Ra at Ba ion ay may malapit na radii, samakatuwid, kapag ang BaSO 4 ay nadeposito, ang mga isomorphic na kristal ay mauna mula sa isang solusyon na naglalaman ng maliit na halaga ng Ra 2+. Sa kaibahan sa KCr(SO 4) 2 ions, na may mas maliit na atomic radius.

3. Ang co-precipitation ay isang pangunahing pinagmumulan ng error sa gravimetric analysis.

Maaaring bawasan ang co-precipitation sa pamamagitan ng pagpili ng tamang kurso ng pagsusuri at pagpili ng precipitant nang makatwiran. Kapag umuulan gamit ang mga organikong precipitant, mas kaunting co-precipitation ng mga dayuhang sangkap ang sinusunod kaysa kapag gumagamit ng mga inorganic na precipitant. Ang pag-ulan ay dapat isagawa sa ilalim ng mga kondisyon kung saan ang isang magaspang na mala-kristal na namuo ay nabuo. Panatilihin ang sediment sa ilalim ng solusyon ng ina sa mahabang panahon.

Upang linisin ang sediment mula sa adsorbed impurities, dapat itong lubusan na hugasan. Upang alisin ang mga impurities na nagreresulta mula sa occlusion at isomorphism, ang sediment ay sumasailalim sa reprecipitation.

Halimbawa, kapag tinutukoy ang Ca 2+, nauuna ang mga ito sa anyo ng CaC 2 O 4 kung ang Mg 2+ ay naroroon sa solusyon, kung gayon ang sediment ay labis na nahawahan ng mga impurities ng MgC 2 O 4. Upang mapupuksa ang mga impurities, ang namuo ay natunaw sa HCL. Ito ay gumagawa ng isang solusyon kung saan ang konsentrasyon ng Mg 2+ ay mas mababa kaysa sa orihinal na solusyon. Ang resultang solusyon ay neutralisado at ang pag-ulan ay paulit-ulit na muli. Ang sediment ay lumalabas na halos walang Mg 2+.

4. Ang mga amorphous precipitates ay nabuo mula sa mga colloidal solution sa pamamagitan ng coagulation, i.e. Ang mga kumbinasyon ng mga particle sa mas malalaking aggregates, na, sa ilalim ng impluwensya ng grabidad, ay tumira sa ilalim ng sisidlan.

Ang mga colloidal solution ay matatag dahil sa pagkakaroon ng parehong singil, solvation o hydration shell = Upang magsimula ang pag-ulan, kinakailangan na neutralisahin ang singil sa pamamagitan ng pagdaragdag ng ilang electrolyte. Sa pamamagitan ng pag-neutralize ng singil, pinapayagan ng electrolyte ang mga particle na sumunod sa isa't isa.

Upang alisin ang mga shell ng solvation, ang isang pamamaraan tulad ng pag-aasin ay ginagamit, ibig sabihin, pagdaragdag ng isang mataas na konsentrasyon ng electrolyte, ang mga ions kung saan sa solusyon ay pumili ng mga solvent na molekula mula sa mga colloidal na particle at solvate ang kanilang mga sarili.

Ang coagulation ay itinataguyod ng pagtaas ng temperatura. Gayundin, ang pag-ulan ng mga amorphous na sediment ay dapat isagawa mula sa mga puro solusyon, kung gayon ang mga sediment ay mas siksik, mas mabilis na tumira at mas madaling hugasan ang mga impurities.

Ang mga amorphous precipitates pagkatapos ng pag-ulan ay hindi itinatago sa ilalim ng mother liquor, ngunit mabilis na sinala at hinugasan, dahil ang precipitate kung hindi man ay lumalabas na gelatinous.

Ang kabaligtaran ng proseso ng coagulation ay ang proseso ng peptization. Kapag ang mga amorphous na sediment ay hinugasan ng tubig, maaari silang muling mapunta sa isang colloidal state na ito ay dumadaan sa filter at bahagi ng sediment kaya dumaan. Nawawala. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang mga electrolyte ay hugasan sa labas ng sediment, kaya ang mga coagulated particle ay muling tumatanggap ng isang singil at nagsimulang itaboy ang bawat isa. Bilang isang resulta, ang malalaking aggregate ay naghiwa-hiwalay sa maliliit na colloidal particle, na malayang dumaan sa filter.

Upang maiwasan ang peptization, ang sediment ay hugasan hindi ng purong tubig, ngunit may isang dilute na solusyon ng ilang electrolyte.

Ang electrolyte ay dapat na isang pabagu-bago ng isip na sangkap at ganap na maalis sa pag-aapoy. Ang mga ammonium salt o volatile acid ay ginagamit bilang mga electrolyte.

Panitikan:
1. Kharitonov Yu.A. Analytical chemistry.aklat 1,2. M.; VS, 2003

2. Tsitovich I.K. Kursong analitikal na kimika. M., 2004.

3. Vasiliev V.P. Analytical chemistry. aklat 1.2. M., Bustard, 2003.

4. Kellner R., Merme J.M., Otto M., Widmer G.M. Analytical chemistry. vol. 1, 2. Pagsasalin mula sa Ingles. wika M., Mir, 2004.

5. Otto M. Mga modernong pamamaraan ng analytical chemistry vol.1,2. M., Tekhnosphere, 2003.

6. Ponomarev V.D. Analytical chemistry, bahagi 1, 2. M., VSh, 1982.

7. Zolotov Yu.A. Fundamentals of Analytical Chemistry, vol 1, 2, VSh, 2000.

Mga tanong sa seguridad (feedback)

1. 
   Ilista ang mga salik kung saan nakasalalay ang koepisyent ng pamamahagi.
2. 
   Magbigay ng halimbawa ng mga masking substance na ginagamit sa pagsusuri ng kemikal.
3. 
   Ano ang maaaring mauri bilang mga paraan ng paghihiwalay at konsentrasyon.
4. 
   Anong mga kadahilanan ang tumutukoy sa antas ng pagkuha ng isang sangkap?
5. 
   Ipaliwanag ang mga pakinabang ng isang amorphous na sediment kaysa sa isang mala-kristal sa pag-deposito ng mga microcomponents.
6. 
   Anong mga uri ng pakikipag-ugnayan ang umiiral sa pagitan ng substance at ng sorbent?