Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Декабря 2012 в 19:04, лекция
Это наука о поверхностных явлениях и дисперсных системах. Дисперсными системами называются гетерогенные системы с большой поверхностью раздела фаз. Одна из фаз сплошная и называется дисперсионной средой, другая раздроблена и называется дисперсной фазой. К дисперсным системам относятся коллоидные растворы с диаметром растворенных частиц от десятков до тысяч ангстрем, а также капиллярно-пористые материалы, почвы, порошки, мембраны, нити и т. д.
Измеряется зависимость
равновесного потенциала электрода
от активности определяемого иона.
Зависимость потенциала электрода
от состава раствора используют для
определения конечной точки титрования
(потенциометрическое
Метод основан
на расшифровке кривых
Индикаторными электродами могут быть ртутный, платиновый, графитный. Если ртуть капает из капилляра под давлением своего столба, электрод называется капающим ртутным, а полученные вольтамперограммы называются полярограммами. Вторым электродом может быть донная ртуть. На ячейку подается постоянный потенциал и его медленно изменяют, при этом изменяется ток. Полученный график зависимости тока от потенциала называется полярограммой показан на рисунке 6.1. Он состоит из трех участков: А-Б от начала записи до начала реакции; Б-В резкий подъем тока за счет реакции, В-Г- установление практически постоянного тока. На первом участке идет слабый ток заряжания обновляющейся поверхности капающего ртутного электрода. При достижении Е1 (потенциала выделения) начинается реакция восстановления. Например: Cd+2+2e=Cd.
Предельный ток в точке В ограничен скоростью диффузии ионов к поверхности ртути и называется диффузионным, Id. Он пропорционален концентрации ионов (С) в растворе (уравнение Ильковича):
где n - число электронов,
участвующих в реакции, D - коэффициент
диффузии ионов, m - скорость вытекания
ртути, t - период капания, С - концентрация
ионов. Потенциал в точке
Полярография используется для качественного анализа (Е1/2 и наклон зависят от природы вещества) и количественного анализа (Id пропорционален концентрации ионов).
Измерение электропроводности
используется для определения качества
воды, так как электропроводность
определяется вкладами электропроводностей
всех ионов в растворе. Чаще всего
кондуктометрия используется для кондуктометрического
титрования. Применимо к реакциям
кислотно-основным или осадительным,
которые сопровождаются заметным изменением
электропроводности вследствие образования
слабо диссоциирующих электролитов
или малорастворимых
Хроматография
широко применяется для разделения
и анализа многокомпонентных
смесей (растворов, газов и паров).
Это незаменимый метод
Хроматография
- метод разделения и анализа веществ,
основанный на распределении компонента
между двумя фазами - неподвижной
и подвижной. Неподвижной, или стационарной
фазой служит твердое вещество (сорбент)
либо пленка жидкости, нанесенная на твердое
вещество. Неподвижную фазу обычно
помещают в стеклянную или металлическую
трубку - хроматографическую колонку.
Подвижная фаза - жидкость или газ,
протекающий через неподвижную
фазу. Анализируемая смесь
Для
"торможения" молекул используют
такие свойства, как адсорбируемость,
способность к ионному обмену,
растворимость, окислительно-
Реальный
хроматографический процесс протекает
сложнее. Поскольку подвижная фаза
непрерывно движется, лишь часть каждого
из компонентов разделяемой смеси
успевает взаимодействовать с
Рассмотрим классификацию существующих хроматографических методов по следующим признакам:
1) агрегатному состоянию фаз,
2)
природе элементарного акта
3) способу проведения процесса,
4)
аппаратному оформлению
Газо-твердой
или жидкостно-твердой
Если
подвижная фаза является жидкостью,
то анализировать можно
А. Неподвижная фаза - жидкость.
В
этом случае элементарным актом хроматографического
процесса является растворение анализируемого
вещества в растворителе и распределение
его между подвижной и
В
распределительной газо-
Избирательность растворения газов или паров разделяемой смеси определяется различиями в энергии взаимодействия растворяемого вещества и растворителя, которая складывается из ориентационных, дисперсионных, индукционных и специфических сил (например, водородных связей).
В
основе разделения смеси веществ
в жидкостно-жидкостной распределительной
хроматографии лежит различие в
коэффициентах распределения Кр
Краспр..ж.=Сж.1/Сж.2,
где Сж.1 - концентрация определяемого вещества в подвижной жидкой фазе, Сж.2 - его же концентрация в неподвижной фазе.
В. Неподвижная фаза - твердое вещество.
В этом случае элементарным актом взаимодействия разделяемого вещества (сорбата) с твердой фазой (сорбентом) могут быть или адсорбция сорбата на поверхности сорбента (адсорбционная молекулярная хроматография), или обмен ионов между веществами, содержащимися в растворе и в твердой фазе (ионообменная хроматография), или химическое взаимодействие между фазами с образованием малорастворимого осадка (осадочная хроматография).
Адсорбционная молекулярная хроматография базируется на различии в энергии адсорбции компонентов на твердой фазе (адсорбенте).
В
основе ионообменной хроматографии
лежит обратимый
Подвижную фазу, вводимую вслой неподвижной фазы, называют элюентом, а выходящую из колонки - элюатом. Распределение компонентов в виде отдельных зон в колонке называется внутренней хроматограммой. Графическое изображение распределения веществ в элюате называют внешней, или просто хроматограммой. Существуют три способа проведения хроматографического процесса, называемые проявительной, или элюентной хроматографией, фронтальной хроматографией и вытеснительной хроматографией.
Проявительная хроматография - наиболее распространенная. Колонку промывают растворителем, затем вводят разделяемую смесь. После этого непрерывно пропускают растворитель. Разделяемые вещества продвигаются в колонке с разными скоростями, на выходе сначала появляется наименее сорбируемый компонент, затем следующий и т.д. Хроматограмма имеет ряд пиков, имеющих форму гауссовой кривой (рис.7.1; вещество А слабее всех сорбируется, вещество С - сильнее всех). Можно достичь полного разделения, но недостаток - анализируемые компоненты на выходе разбавлены растворителем.
Вытеснительная хроматография. В колонку вводят немного разделяемой смеси, затем через колонку непрерывно пропускают раствор вещества - вытеснителя, обладающего лучшей сорбируемостью, чем любой из компонентов. По мере продвижения элюент вытесняет ближайшее вещество С, которое в свою очередь вытесняет вещество В. В результате анализируемая смесь перемещается впереди фронта вытеснителя и скорость движения веществ равна скорости движения вытеснителя. Разделяемые вещества идут последовательно друг за другом. Каждый из компонентов выделяется в чистом виде, но не разделены промежутками (рис.7.2).
Фронтальная хроматография. Анализируемый раствор непрерывно подается в колонку. Их колонки сначала вытекает чистый растворитель, затем, когда сорбент насытится компонентом А (установится динамическое равновесие сорбции-десорбции), он появится в элюате. Когда сорбент насытится веществом В, оно появится в элюате вместе с компонентом А, и т.д. Когда сорбент полностью насытится всеми компонентами разделяемой смеси, состав элюата будет совпадать с составом элюента (рис.7.3). Таким образом, в чистом виде можно получить только одно вещество - наименее сорбируемое А, которое первым выйдет из колонки.
Часто
используется комбинированный метод.
Сущность этого метода заключается
в том, что после получения
первичной хроматограммы