ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.04.2021
Просмотров: 1256
Скачиваний: 1
36
Ла б ора т орна я
ра б от а
№
2.
Ра зде ле ни е
и онов
ц и нка
и
ни ке ля
на
а ни онооб ме нни ке
Ц е ль
ра бот ы
:
раз д еление
смеси
катионов
цинка
Zn
2+
и
никеля
Ni
2+
на
анионообменнике
А В
-17-8
в
хлорид ной
форме
метод ом
ионообменной
хроматографии
с
послед ующ им
опред елением
комплексонометрическим
титрованием
.
Сущ ност ь
ра бот ы
.
В
д анном
метод е
раз д еление
катионов
цинка
и
никеля
основано
на
способности
ионов
цинка
Zn
2+
образовы в ать
в
раств оре
хлористовод ород ной
кислоты
комплексы
состав а
[ZnCl
3
]
-
.
И оны
никеля
Ni
2+
в
э тих
же
услов ия х
под обны х
комплексов
не
образ уют
.
П ри
пропускании
через
колонку
с
анионообменником
в
хлорид ной
форме
соля нокислого
раств ора
,
сод ержащ его
комплексны е
анионы
[ZnCl
3
]
-
и
катионы
никеля
Ni
2+
,
перв ы е
поглощ аются
сорбентом
,
а
катионы
никеля
остаются
в
раств оре
.
П оглощ ение
хлорид ного
комплекса
цинка
анионообменником
в
хлорид ной
форме
можно
пред став ить
урав нением
:
RCl + [ZnCl
3
]
-
⇔
R[ZnCl
3
] + Cl
-
Н е
поглощ енны е
анионообменником
катионы
никеля
,
не
з ад ержив ая сь
,
в ы ход я т
из
колонки
.
П ослед ующ ее
из в лечение
ионов
цинка
из
анионообменника
осущ еств ля ют
,
промы в ая
его
д истиллированной
в од ой
.
П ри
э том
хлорид ны й
комплекс
цинка
раз руш ается
и
катионы
цинка
д есорбируются
(
переход я т
в
фильтрат
).
О борудова ни е
и
ре а кт и вы
:
1.
Х роматографическая
колонка
в ы сотой
не
менее
30
см
,
д иаметр
1
см
.
2.
М ерны е
колбы
емкостью
25,00
мл
(12
ш т
.).
3.
Стакан
емкостью
100
мл
.
4.
А нионообменник
А В
-17-8
в
хлорид ной
форме
.
5.
Соля ная
кислота
,
Н С
l, 2
М
(300
мл
)
и
4
М
(50
мл
)
раств оры
.
6.
Сульфат
цинка
, ZnSO
4
, 0,25
М
раств ор
.
7.
Сульфат
никеля
, NiSO
4
, 0,25
М
раств ор
.
8.
Т рилон
Б
, 0,25
М
раств ор
.
9.
Д иметилглиоксим
, (
СН
3
)
2
C
2
N
2
(OH)
2.
10.
А ммиак
NH
3
, 5%-
ны й
раств ор
.
11.
Гексацианоферрат
(II)
калия
,
К
4
[Fe(CN)
6
].
12.
А ммонийная
буферная
смесь
.
13.
А цетатная
буферная
смесь
.
14.
М урексид
(
сухой
инд икатор
–
смесь
с
хлорид ом
натрия
в
отнош ении
1:100).
15.
К силенолов ы й
оранжев ы й
(
сухой
инд икатор
–
смесь
с
хлорид ом
натрия
в
отнош ении
1:100).
37
Вы полне ни е
ра бот ы
В
стакан
емкостью
100
мл
помещ ают
по
10,0
мл
(
пипеткой
) 0,25
М
раств оров
ZnS
О
4
и
NiS
О
4
и
прилив ают
50
мл
(
цилинд ром
) 4
М
раств ора
Н С
l.
П олученны й
раств ор
я в ля ется
2
М
по
хлористовод ород ной
кислоте
.
И оны
цинка
наход я тся
в
нем
в
в ид е
отрицательно
з аря женны х
комплексны х
анионов
.
В
колонку
з агружают
15
мл
анионообменника
в
Cl-
форме
и
промы в ают
его
50
мл
2
М
раств ора
хлористовод ород ной
кислоты
,
чтобы
концентрация
ее
в
колонке
бы ла
не
менее
2
моль
/
л
.
У ровень
жид кости
в
колонке
,
готовой
к
работе
,
д олжен
бы ть
на
0,3
см
в ы ш е
слоя
ионообменника
. (
Н еобход имо
помнить
,
что
в
слой
ионообменника
не
д олжен
попад ать
в озд ух
!).
Затем
через
слой
сорбента
пропускают
раств ор
,
сод ержащ ий
ионы
цинка
и
никеля
,
прилив ая
его
небольш ими
порция ми
.
Скорость
пропускания
раств ора
д олжна
бы ть
1
мл
/
мин
(1-2
капли
в
сек
.).
Стакан
,
в
котором
наход ился
анализ ируемы й
раств ор
,
несколько
раз
ополаскив ают
небольш ими
порция ми
2
М
раств ора
Н С
l
и
тоже
пропускают
через
ионообменник
.
В ы текающ ий
из
колонки
раств ор
собирают
в
мерны е
колбы
на
25
мл
и
в
кажд ой
из
них
опред еля ют
концентрацию
ионов
никеля
комплексонометрическим
метод ом
.
Д ля
полного
в ы мы в ания
Ni
2+
из
анионообменника
через
колонку
пропускают
2
М
раств ор
Н С
l,
которы й
тоже
собирают
в
мерны е
колбы
.
П ромы в ку
кислотой
прекращ ают
,
как
только
в
в ы текающ ем
из
колонки
раств оре
ионов
никеля
не
буд ет
обнаружено
.
П олноту
в ы мы в ания
из
анионообменника
ионов
никеля
проверя ют
по
реакции
с
д иметилглиоксимом
.
Д ля
э того
отбирают
на
часовое
стекло
или
в
пробирку
1-2
капли
в ы текающ его
из
колонки
раств ора
,
добав ля ют
2-3
капли
раств ора
аммиака
и
каплю
раств ора
д иметилглиоксима
.
В
присутств ии
ионов
никеля
в ы пад ает
красны й
осад ок
д иметилглиоксимата
никеля
.
Д ля
из в лечения
ионов
цинка
анионообменник
промы в ают
д истиллированной
в од ой
.
Ф ильтрат
также
собирают
в
мерны е
колбы
на
25
мл
и
в
них
опред еля ют
концентрацию
ионов
цинка
метод ом
комплексонометрии
.
П ромы в ку
в од ой
слоя
сорбента
провод я т
д о
полного
уд аления
из
него
ионов
цинка
.
П олноту
из в лечения
ионов
цинка
из
анионообменника
проверя ют
реакцией
с
гексацианоферратом
(II)
калия
К
4
[Fe(CN)
6
].
В
присутств ии
Zn
2+
в ы пад ает
белы й
осад ок
Zn
2
[Fe(CN)
6
].
К омплексонометрическое
опред еление
катионов
никеля
и
цинка
О пред еление
ионов
никеля
Ni
2+
.
К
10,0
мл
фильтрата
прибав ля ют
50
мл
д истиллированной
в од ы
, 5
мл
5%-
ного
раств ора
аммиака
(
д ля
нейтрализ ации
кислоты
), 10
мл
аммиачного
буферного
раств ора
(
рН
∼
10),
немного
сухого
инд икатора
мурексид а
и
титруют
раств ором
трилона
Б
д о
переход а
желто
-
оранжев ой
окраски
раств ора
в
я рко
-
сиренев ую
.
О пред еление
ионов
цинка
Zn
2+
.
К
5,0
мл
фильтрата
прибав ля ют
50
мл
д истиллированной
в од ы
, 10
мл
ацетатной
буферной
смеси
(
рН
∼
5),
38
немного
сухого
инд икатора
ксиленолов ого
оранжев ого
и
титруют
д о
переход а
малиновой
окраски
раств ора
в
желтую
.
Расчет
концентрации
ионов
никеля
и
цинка
в
раств оре
(
ммоль
/
мл
)
провод я т
по
формуле
:
С
х
= V
т
С
т
/ V
х
,
где
V
т
–
объем
титранта
(
мл
);
С
т
–
концентрация
титранта
; V
х
–
объем
титруемого
раств ора
.
Рез ультаты
титрования
ионов
никеля
и
цинка
пред став ля ют
в
в ид е
таблицы
:
О бъем
раств ора
,
прош ед ш его
через
колонку
,
мл
О бъем
раств ора
трилона
Б
,
пош ед ш его
на
титрование
аликв оты
,
мл
К онцентрация
ионов
Ni
2+
или
Zn
2+
в
раств оре
,
ммоль
/
мл
П о
полученны м
э кспериментальны м
д анны м
строят
в ы ход ную
крив ую
в
коорд инатах
С
ф
–
V,
где
С
ф
–
концентрация
опред еля емы х
ионов
в
фильтрате
, V
–
объем
раств ора
,
пропущ енны й
через
колонку
.
В ы ход ная
крив ая
д олжна
иметь
д в а
пика
,
принад лежащ ие
инд ив ид уальны м
ионам
.
О б
э ффекте
раз д еления
ионов
никеля
и
цинка
на
анионообменнике
А В
-17-8
в
хлорид ной
форме
можно
суд ить
,
сопостав ив
общ ие
количеств а
раз д еля емы х
ионов
,
опред еленны е
в
фильтрате
Q
Zn
и
Q
Ni
с
их
количеств ами
,
в з я ты ми
д ля
раз д еления
Q
oZn
и
Q
oNi
(
ммоль
),
т
.
е
.
рассчитать
массовы й
коэффициент
распред еления
D
m
=Q/Q
o
д ля
ионов
цинка
и
никеля
.
Степень
раз д еления
д в ух
компонентов
можно
количеств енно
оценить
критерием
раз д еления
К
разд
:
)
2
(
5
,
0
)
1
(
5
,
0
1
2
2
1
1
2
µ
µ
+
−
=
+
−
=
V
V
W
W
V
V
К
ра зд
,
где
W
–
ш ирина
пика
;
µ
0,5
–
ш ирина
пика
на
половине
его
в ы соты
.
Д ля
успеш ного
раз д еления
ионов
критерий
раз д еления
д олжен
бы ть
больш е
ед иницы
.
39
БУ М А Ж НАЯ
И
ТО НКО С ЛО Й НАЯ
Х РО М А ТО ГРАФ И Я
К
плоскостны м
в ид ам
хроматографии
относя т
бумажную
(
БХ
)
и
тонкослойную
(
Т СХ
).
Э ти
д в а
в ид а
жид костной
хроматографии
просты
по
технике
в ы полнения
,
э кспрессны
,
не
требуют
д орогостоящ его
оборуд ования
.
Х роматографическое
раз д еление
в
плоскостны х
в ид ах
хроматографии
,
как
и
в
колонке
,
обусловлено
переносом
компонентов
под в ижной
фаз ы
в д оль
слоя
непод в ижной
фаз ы
с
раз личны ми
скоростя ми
в
соотв етств ии
с
коэффициентами
распред еления
раз д еля емы х
компонентов
.
Носи т е ли
,
ра ст вори т е ли
Н осители
.
В
распред елительной
хроматографии
д олжны
применя ться
такие
носители
,
которы е
хорош о
уд ержив ают
непод в ижны й
раств оритель
и
инертны
к
под в ижному
раств орителю
и
хроматографируемы м
в ещ еств ам
.
И д еальны х
носителей
не
сущ еств ует
.
Более
или
менее
уд овлетв оря ют
э тим
требования м
особо
под готовленны е
силикагель
,
крахмал
,
тальк
,
целлюлоза
и
д р
.
В
бумажном
в арианте
носителем
я в ля ется
фильтровальная
бумага
.
П ри
в ы боре
сорбентов
-
носителей
на
практике
исход я т
из
св ойств
раз д еля емы х
в ещ еств
.
Си ли ка ге ль
образ ует
прочно
прилипающ ий
в ы сокоактив ны й
кислы й
слой
носителя
.
Е го
получают
д ейств ием
минеральны х
кислот
,
например
HCL,
на
концентрированны е
раств оры
силиката
натрия
.
О кси д
а люми ни я
образ ует
прочно
уд ержив ающ ийся
слабо
основной
слой
носителя
,
пригод ны й
д ля
раз д еления
нейтральны х
и
основ ны х
соед инений
.
Св ойств а
э того
сорбента
можно
из менить
под бором
раств орителя
,
суш кой
и
д обав кой
примесей
.
Ки зе льгур
д ает
практически
неактив ны й
,
прочно
уд ержив ающ ийся
слой
носителя
,
пред наз наченны й
д ля
четкого
раз д еления
гид рофильны х
соед инений
,
а
также
амфотерны х
ионов
.
Кра х ма л
.
Д ля
распред елительной
хроматографии
применя ют
очищ енны й
крахмал
.
Сы рой
картофельны й
крахмал
отмы в ают
на
в оронке
д о
отрицательной
реакции
с
нингид рином
,
в ы суш ив ают
при
комнатной
температуре
,
з атем
промы в ают
н
-
бутиловы м
спиртом
,
насы щ енны м
в од ой
.
О чистку
крахмала
от
з ольны х
примесей
провод я т
с
помощ ью
э лектрод иализ а
.
Ц е ллюлоза
.
В
лабораторны х
условия х
целлюлозную
массу
можно
приготовить
из
фильтровальной
бумаги
марки
«
без з ольны й
фильтр
»
.
Б ума га
.
Д ля
распред елительной
хроматографии
применя ют
специальную
бумагу
,
приготовленную
из
в ы сокосортного
хлопка
.
О на
д олжна
отв ечать
след ующ им
требования м
:
•
бы ть
химически
чистой
.
С
э той
целью
бумагу
пред в арительно
обрабаты в ают
раз личны ми
реагентами
(
трилоном
Б
, 8-
оксихинолином
,
аминоуксусной
кислотой
),
которы е
образ уют
раств оримы е
комплексны е
40
соед инения
с
неорганическими
примеся ми
бумаги
,
которы е
в ы мы в аются
в од ой
;
•
бы ть
по
в озможности
химически
и
ад сорбционно
инертной
по
отнош ению
к
хроматографируемому
раств ору
и
под в ижному
раств орителю
;
•
бы ть
од нород ной
по
плотности
;
•
д ав ать
четкое
раз д еление
станд артного
набора
аминокислот
;
•
обеспечив ать
опред еленную
скорость
д в ижения
раств орителя
при
нисход я щ ей
хроматограмме
.
Раств орители
.
П ри
в ы боре
раств орителя
необход имо
учиты в ать
след ующ ие
прав ила
.
В ы бирают
такой
под в ижны й
раств оритель
,
в
котором
компоненты
,
под в ергающ иеся
раз д елению
,
имеют
небольш ую
раств оримость
.
В
качеств е
под в ижны х
раств орителей
д ля
в од ораств оримы х
в ещ еств
использ уются
органические
раств орители
или
их
смеси
,
насы щ енны е
в од ой
.
Д ля
в ещ еств
,
раств оримы х
в
органических
раств орителя х
,
но
нераств оримы х
в
в од е
,
использ уют
насы щ енны е
раств оры
органических
раств орителей
.
Состав
раств ора
д олжен
бы ть
постоянны м
при
д в ижении
раств орителя
по
бумаге
.
Раств оритель
не
д олжен
бы ть
в ред ны м
в ещ еств ом
.
П ри
под боре
раств орителей
след ует
учиты в ать
след ующ ие
требования
:
•
раств оритель
д олжен
полностью
раз д еля ть
в ещ еств а
близ кого
строения
,
причем
раз личие
в
в еличине
R
f
д олжно
бы ть
не
менее
0,05;
•
из отерма
распред еления
в ещ еств а
в
в ы бранном
раств орителе
д олжна
бы ть
линейной
,
пя тна
д олжны
иметь
круглую
форму
и
после
раз д еления
з анимать
ту
же
площ ад ь
,
что
и
при
нанесении
.
Ф орма
пя тен
не
д олжна
из меня ться
с
концентрацией
;
•
раств оритель
не
д олжен
в ы з ы в ать
химических
из менений
анализ ируемы х
в ещ еств
;
•
раств оритель
не
д олжен
в з аимод ейств овать
с
реактив ом
,
применя емы м
д ля
прояв ления
,
или
понижать
чувств ительность
реакции
прояв ления
;
•
состав
раств орителя
д олжен
бы ть
постоянны м
и
легко
в оспроиз в од имы м
;
•
анализ ируемы е
в ещ еств а
д олжны
иметь
раз личны е
з начения
R
f
и
распред еля ться
по
в сей
д лине
хроматограммы
.
Ка ч е ст ве нн ы й
а на ли з
П рощ е
в сего
ид ентификация
в ещ еств а
в
Т СХ
может
бы ть
сд елана
,
если
пя тно
опред еля емого
в ещ еств а
имеет
характерную
окраску
.
О д нако
число
таких
в ещ еств
,
особенно
органических
,
нев елико
.
Н аиболее
общ ий
под ход
к
качеств енному
анализ у
основ ан
на
з начения х
R
f
.
Х роматографическая
под в ижность
я в ля ется
чувств ительной
характеристикой
в ещ еств а
,
од нако
она
сущ еств енно
з ав исит
от
условий
опред еления
.
Э та
труд ность
преод олев ается
путем
провед ения
опы та
в
строг
о
фиксированны х
станд артны х
условия х
,
которы е
регламентируют