Материал: Гиндуллина Хром-метода анлза

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

Газовая хроматография

Задача №1. Определить массовую долю (%) метана и этана в газовой смеси, если площади хроматографических пиков и поправочные коэффициенты этих компонентов равны, соответственно: 80 мм2 и

1.23мм2, 40 мм2 и 1.15 мм2.

Решение. Массовую долю компонента ω i (%) в методе внутренней

Следует заметить, что при правильном расчете суммарное содержание определяемых компонентов в газовой смеси составляет 100%:

68,14+ 31,86 = 100 (%) .

Задача №2. Реакционную массу 12.7500 г после нитрования толуола проанализировали методом газо-жидкостной хроматографии с применением этилбензола в качестве внутреннего стандарта в количестве 1.2500 г. Определить массовую долю (%) непрореагировавшего толуола по следующим данным:

Решение. В методе внутреннего стандарта массовую долю компонента (ω ) рассчитывают по формуле:

66

хроматографических пиков определяемого компонента и внутреннего стандарта; mст. – масса внутреннего стандарта, г; mпр. – масса анализируемой пробы, г.

1,01307Ч Ч 1,25 Ч Тогда, ω (толуола) = 100 = 8,47 (%) .

1,02Ч352 12,75

Задача №3. Рассчитать время удерживания и удерживаемый объем компонента, элюирующегося из колонки, имеющей 200 теоретических тарелок, при скорости движения диаграммной ленты 720 мм/ч, если полуширина хроматографического пика составляет 3 мм. Объемная скорость газа-носителя равна 30 мл/мин.

Решение: 1. Число т.т. (N) связано с полушириной хроматографического пика (b0.5 ) следующей формулой:

2. Рассчитаем время удерживания tR , зная скорость движения лен-

tR = 1812 = 1.5мин

3. Зная объемную скорость газа-носителя ( FR ), измеренную с помощью расходомера на выходе из колонки, можно вычислить удержива-

емый объем компонента (VR ) по формуле: VR = FR ЧtR , т.е.

VR = 30Ч1.5 = 45 (мл).

Ионообменная хроматография

Задача №1. Через колонку с катионитом в Н+ – форме пропустили 20,00 мл раствора KCl. Элюат оттитровали 15,00 мл 0.1 М раствора NaOH. Определить содержание KCl в анализируемом растворе.

67

Решение. При пропускании через катионит в Н+ – форме раствора KCl в результате ионообменной реакции ( RH+KClЂ RK+HCl) в элюате появляется соляная кислота, количество которой эквивалентно количе-

или (CH ЧV )KCl = (CH ЧV )NaOH . Тогда, содержание KCl в анализируемом растворе рассчитывают следующим образом:

m(KCL) = (CH ЧV )NaOH ЧMЭ(KCl) = 15Ч0,1Ч74,5 = 118,8мг = 0,1188г.

MЭ(KCl) = 74,5г/моль экв.

Задача №2. Какая масса Со(2+) останется в растворе, если через колонку, заполненную 5 г катионита в Н+ – форме, пропустили 200,0 мл 0,1 н раствора CoCl2. Полная динамическая емкость катионита равна 1,60 мэкв/г.

Решение. 1. Рассчитаем количество миллимоль эквивалентов Со2+ – ионов, пропущенных через колонку с катионитом:

n1 = (CH ЧV )Co2+ = 0,1Ч200 = 20 (мэкв).

2. Количество миллимоль эквивалентов Со2+ – ионов, поглощенных

5 г катионита вычисляем из формулы:

3. Количество миллимоль эквивалентов Со2+ – ионов, оставшихся в растворе, равно: n3 = n1 − n2 = 20− 8 = 12 (мэкв).

4. Масса Со2+ – ионов, оставшихся в растворе, составляет:

m(Co2+) = n ЧM (Co2+) = 12Ч29,47 = 353,60мг = 0,3536 г.

3Э

MЭ(Co2+) = M (Co2+)Ч fэкв = 58,93Ч1/ 2 =29,47 (г/моль экв).

Задача №3. Для определения полной динамической емкости (ПДОЕ) катионита через колонку с 5 г катионита в Н+ – форме пропустили 350,0 мл 0.05 н раствора CaCl2. При определении Са(2+) в элюате в порциях по 50,00 мл были получены следующие значения концентраций: 0,0030; 0,0080; 0,0150; 0,0250; 0,0400; 0,0500 и 0,0500 моль экв/л. Определить ПДОЕ катионита по кальцию.

68

2. Рассчитаем количество миллимоль эквивалентов Са2+ – ионов, содержащихся в элюате:

n2 = iе=n1( CH ЧV )i ,т.е.

n2 = 0,003Ч50+ 0,008Ч50 + 0,015Ч50 + 0,025Ч50 + 0,04Ч50 + 0,05Ч50 = 10,90 (мэкв).

3. Количество миллимоль эквивалентов Са2+ – ионов, поглощен- ных катионитом, равно: n3 = n1 − n2 = 17,50− 10,90 = 6,6 (мэкв).

4. Полная динамическая емкость катионита составляет:

Плоскостная хроматография

Задача №1. При идентификации аминокислот в концентрате из белкового гидролизата фронт растворителя (смесь н-бутанола, уксусной кислоты и воды) переместился от центра хроматографической бумаги на 55 мм. После опрыскивания хроматограммы раствором нингидрина получили три синих концентрических кольца с центрами, удаленными от стартовой линии на 20, 25 и 45 мм. В идентичных условиях хроматографировали растворы аминокислот и получили следующие коэффициенты подвижности: аспарагиновая кислота – 0,24, глутаминовая кислота

– 0,36, лизин – 0,46, валин – 0,64, аланин – 0,82, тирозин – 0,90. Какие аминокислоты содержатся в концентрате из белкового гидролизата?

Решение. 1. Вычислим значения Rf для компонентов смеси:

Rf = li L ,

где li – расстояние от стартовой линии до центра пятна, L – расстояние, пройденное растворителем от стартовой линии до границы фронта растворителя.

Rf ,1 = 5520 = 0,36; Rf ,2 = 5525 = 0, 46; Rf ,3 = 5545 = 0,81;

3.Сравним рассчитанные значения Rf с величинами, полученными для аминокислот. Наиболее близкие значения соответствуют глутаминовой кислоте, лизину и аланину.

69

Задача № 2. При разделении смеси бензойной (1) и пара-аминобен- зойной кислот (2) методом хроматографии в тонком слое в потоке смеси гексана и ацетона установлены значения подвижностей Rf , равные 0,54 и 0,30, соответственно. Вычислить относительные значения коэффициентов подвижности обеих кислот, если для стандарта – орто-хлорбен- зойной кислоты – Rf = 0,48.

Решение. Относительный коэффициент подвижности вычисляют по формуле:

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Способы выражения концентрации

Основная задача химического анализа – определение количества вещества. За единицу количества вещества принят моль. × 1моль вещества содержит 6,02×1023 условных частиц (например, атомов).

В количественном анализе используется и дольная единица – миллимоль (моль), 1моль = 10-3 моль.

Концентрация раствора (c) – это отношение количества растворенного вещества (А) к объему раствора (V). Другими словами, c(А) показывает количество вещества в единице объема раствора.

В системе СИ основной единицей выражения концентрации растворов является молярная концентрации (моль/м3), на практике – моль/дм3, допускается моль/л.

Молярная концентрация c(А), cм – это количество моль вещества А, содержащегося в 1 л раствора:

см = m×1000/М×V,

где m –масса вещества, г; М – относительная молекулярная (молярная) масса вещества, г/моль; V – объем раствора, мл.

При этом используют следующие формы записи: например, 0,1 М HCl, или с(НСl) =0,1 моль/л = 0,1 ммоль/мл.

Молярная концентрация эквивалента сн – это количество моль эквивалентов вещества, находящихся в 1 л раствора.

70