Задачи самостоятельной работы. 1. Провели разделение смеси, включающей α-токоферилацетат и изофитол
1. Провели разделение смеси, включающей α-токоферилацетат и изофитол, на капиллярной хроматографической колонке длиной L-20 м. Полученные пики α-токоферилацетата и изофитола на хроматограмме характеризуются следующими параметрами (l-расстояние удерживания,
а1/2 - полуширина пика, выраженные в одинаковых единицах измерения):
α-токоферилацетат: l=153 мм, а=2,5 мм; изофитол: l=61 мм; а1/2=l мм. Охарактеризуйте эффективность капиллярной колонки, рассчитав число теоретических тарелок n и величину, эквивалентную теоретической тарелке – ВЭТТ.
2. Рассчитайте число теоретических тарелок n, величину ВЭТТ, степень разделения Rx, и массовую долю W в процентах (методом внутренней нормализации) при ГЖХ-разделении смеси изопропанола и н-пропанола в наполненной колонке длиной 1000 мм, если на хроматограмме получены следующие характеристики пиков разделяемых компонентов (l-расстояние удерживания а1/2 - высота и полуширина пиков, h – высота пика соответственно), выраженные в одних и тех же единицах измерения: для изопропанола 1=17,5 мм, h=52,5 мм, а1/2=2,5 мм; для н-пропанола 1=32 мм,5, h=40 мм, а1/2=3,75 мм.
3. Провели ГЖХ-анализ смеси, состоящей из ацетона, бензола и гексана, с использованием наполненной колонки длиной L=1000 мм, на полученной хроматограмме определили характеристики пиков всех трех компонентов - расстояние удерживания 1, высоту h, полуширину а1/2 пика и нашли:
| Компонент | 1 мм | h, мм | а1/2, мм |
| Ацетон Гексан Бензол |
Рассчитайте параметры, характеризующие эффективность хроматографической колонки, - число теоретических тарелок п, величину ВЭТТ. Вычислите степень разделения Rx двух пар компонентов: ацетон-гексан и гексан-бензол. Определите массовую долю W (в процентах) каждого компонента в смеси методом внутренней нормализации.
V. Литература для самоподготовки студента.
1. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн. Кн. 2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа. М.: Высшая школа, 2001. С. 402-413.
2. Алексеев В.Н. Количественный анализ. М.: Химия, 1972. С. 284-287.
3. Шемякин Ф.М., Карпов А.Н., Брусенцов А.Н. Аналитическая химия. М.: Высшая школа, 1973. С. 516-520.
4. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 1. Физико-химические методы анализа. М.: Высшая школа, 2004. С. 331-341.
5. Конспект лекций.
З А Н Я Т И Е № 15
I. Тема: Электрохимические методы анализа.
Потенциометрический анализ (потенциометрия)
II. Мотивация цели:
Электроаналитическая химия включает электрохимические методы анализа, основанные на электродных реакциях и на переносе электричества через растворы.
Применение электрохимических методов в количественном анализе базируется на использовании зависимостей величин измеряемых параметров электрохимических (разность электрических потенциалов, ток, количество электричества) от содержания определяемого вещества в анализируемом растворе, участвующего в данном электрохимическом процессе. По способу применения электрохимические методы классифицируют на прямые и косвенные.
А) Прямые методы. Измеряют электрохимический параметр как известную функцию концентрации раствора и по показанию соответствующего измерительного прибора находят содержание определяемого вещества в растворе.
Б) Косвенные методы – это методы титрования, в которых окончание титрования фиксируют на основании измерения электрических параметров системы.
В соответствии с данной классификацией различают, например, прямую кондуктометрию и кондуктометрическое титрование, прямую потенциометрию и потенциометрическое титрование и другие.
Потенциометрический анализ (потенциометрия) основан на измерении ЭДС и электродных потенциалов как функции концентрации анализируемого раствора. Метод фармакопейный. Метод прямой потенциометрии применяется для определения концентрации ионов водорода (рН растворов), анионов, катионов металлов (ионометрия).
Потенциометрическое титрование – универсальный метод, его можно применять для индикации конца титрования во всех типах титрования: кислотно-основном, окислительно-восстановительном, комплексиметрическом, осадительном, при титровании в неводных средах.
Метод обладает высокой точностью, большой чувствительностью: позволяет проводить титрование в мутных, окрашенных, неводных средах, раздельно определять компоненты смеси в одном анализируемом растворе, например, раздельно определять хлорид и иодид-ионы при аргентометрическом титровании.
Методами потенциометрического титрования анализируют многие лекарственные вещества, например, аскорбиновую кислоту, сульфаниламидные препараты, барбитураты, алкалоиды и другие.
III. Исходный уровень.
- знание основных понятий: ЭДС, электродные потенциалы, гальванический элемент, водородный показатель.
- уравнение Нернста.
IV. Содержание занятия.
1. Контроль выполнения домашнего задания.
2. Практическая часть.
Учебно-целевые вопросы.
2.1. Электрохимические методы анализа. Общие понятия. Классификация электрохимических методов анализа.
2.2. Методы без наложения и с наложением внешнего потенциала: прямые и косвенные электрохимические методы.
2.3. Потенциометрический анализ (потенциометрия). Принцип метода.
2.4. Определение концентрации анализируемого раствора в прямой потенциометрии (метод градуировочного графика, метод стандартных добавок).
2.5. Применение прямой потенциометрии.
2.6. Потенциометрическое титрование. Сущность метода.
2.7. Кривые потенциометрического титрования (интегральные, дифференциальные, кривые титрования по методу Грана).
2.8. Применение потенциометрического титрования.