Аналитическая химия


Краткая характеристика некоторых методов разделения и



Download 2,74 Mb.
bet87/93
Sana21.01.2023
Hajmi2,74 Mb.
#900925
TuriУчебное пособие
1   ...   83   84   85   86   87   88   89   90   ...   93
Bog'liq
Аналитическая химия (исправленный вариант)

11.3. Краткая характеристика некоторых методов разделения и
концентрирования


Осаждение. Разделение путем осаждения основано на различной растворимости соединений, преимущественно в водных растворах. Применяют осаждение, как правило для разделения неорганических веществ органическими и неорганическими осадителями.
Соосаждение – это распределение микрокомпонента между раствором (жидкая фаза) и осадком (твердая фаза), причем микрокомпонент не образует в данных условиях собственной твердой фазы (особенности соосаждения см. в разделе «Гравиметрический анализ»).
Коллекторы (носители) – это малорастворимые неорганические или органические соединения, которые должны полностью захватывать нужные и не захватывать мешающие микрокомпоненты и компоненты матрицы. В качестве неорганических коллекторов используют гидроксиды, сульфиды, фосфаты и др., т.е. соединения, образующие аморфные осадки с большой активной поверхностью.
Среди органических коллекторов различают в основном три вида: малорастворимые ассоциаты, состоящие из объемистого органического катиона и аниона, хелаты и индифферентные органические соединения, которые не содержат комплексообразующих группировок.
Экстракция – это физико-химический процесс распределения вещества между двумя фазами, чаще всего между двумя несмешивающимися жидкостями (обычно между водой и органическим растворителем).
При экстракции одновременно протекают процессы: образование экстрагируемых соединений; распределение экстрагируемых соединений между водной и органической фазами; реакции в органической фазе (диссоциация, ассоциация, полимеризация). Соединение, ответственное за образование экстрагируемого соединения, называют экстрагентом. Органическую фазу, отделенную от водной фазы и содержащую экстрагированные соединения, называют экстрактом.
По закону распределения в равновесной системе, состоящей из двух несмешивающихся жидкостей (фаз), имеющих поверхность раздела, отношение концентраций (или активностей) растворенного в них вещества остается при постоянных температуре и давлении величиной постоянной. Эту величину называют коэффициентом распределения: .
Значения коэффициента распределения определяется условиями экстракции (pH и др.). Коэффициент распределения обычно мало зависит от абсолютного количества растворенного вещества. Экстракция складывается из следующих основных операций: приведения исходной смеси в контакт с экстрагентом, механического разделения образовавшихся фаз, удаления и регенерации экстрагента из каждой фазы. Регенерация может осуществляться при помощи выпаривания, дистилляции, кристаллизации.
Применяемый экстрагент должен быть селективным, мало летучим, безвредным для аналитика, химически инертным и легко регенерирующимся.
Экстракция получила широкое распространение вследствие возможности работать при низких температурах, высокой эффективности, простоте используемой аппаратуры (нередко это обычная делительная воронка) и возможности автоматизировать процесс.
В аналитической химии наиболее распространено экстракционное концентрирование и разделение смесей металлов в виде хелатов. Для получения хелатов применят такие полидентантные реагенты, как дитизон, купферон и 8-оксихинолин. При этом образуются координационно-ненасыщенные нейтральные хелаты, экстрагируемые многими органическими растворителями.
Помимо экстракции внутрикомплексных соединений (хелатов), в целях химического анализа применяют экстрагирование диэтиловым эфиром в виде железохлороводородной кислоты H [FeCl4] желтого цвета. Это позволяет отделить железо от других элементов, не образующих хлоридных комплексов.
Сублимацию (воронку) используют для разделения обычно в тех условиях, когда вещество улетучивается при сравнительно низкой температуре, как, например, иод, хлорид железа (III) в токе хлороводорода.
Методом дистилляции (отгонки) отделяют летучие соединения или вещества, которые легко перевести в летучие (фтороводород, оксид углерода (IV), соединения мышьяка).
Сорбция – процесс поглощения газов, паров и растворенных веществ твердыми или жидкими поглотителями на твердом носителе. В качестве сорбентов для разделения и концентрирования чисто используют активные угли, ионообменные смолы, а также неорганические соединения. Сущность катионного и анионного обмена можно выразить схемами
nRH +Men+ = RnMe + nH+;
nROH + An = RnA + nOH,
где R – нерастворимая органическая матрица смолы; Men+ – катион присутствующий в растворе, An– анион, присутствующий в растворе.
С помощью ионного обмена удается повысить концентрацию определяемых ионов в десятки и сотни раз.
Важной количественной характеристикой ионообменных смол является обменная емкость (Е) которую можно определить из соотношения:
Е = Со · V/m,
где Со – содержание концентрируемых примесей в основном растворе (моль/л); V – объем раствора, пропущенного через ионит, л; m – масса ионита, г.
Пример. Вычислить обменную емкость анионита, если через адсорбционную колонку, содержащую 450 г анионита, было пропущено 537,5 л раствора, содержащего хромат-ионы (Со = 3,6·10-3 моль/л), до появления их в фильтрате.
Решение. Обменную емкость определяет по формуле Е = Со · V/m
Е = 3,6·103 · 537,5/450 = 4,3·103 моль/г.
С практической точки зрения необходимо признать, что ионный обмен не очень селективный процесс. Чаще разделение на ионообменниках проводят путем изменения форм нахождения ионов в растворе, варьируя рН раствора или вводя комплексообразующие вещества, связывающие ионы в комплексы. Например, в щелочных растворах на анионообменниках алюминий, который в этом растворе существует в виде комплекса Al(OH)4, можно отделить от щелочно-земельных элементов. Из солянокислых сред Ni(II), Al(III) не сорбируются анионообменниками, поскольку они не образуют анионных хлоридных комплексов, тогда как большинство металлов сорбируется, проявляя значительные различия в величинах констант обмена.
Ионообменники применяют для сорбции микроэлементов и для поглощения матричных элементов. Их применение затрудняется необходимостью иметь дело с большими объемами растворов. Однако при работе с микроколонками они достаточно широко используются во многих лабораториях для извлечения микроэлементов.
Из других методов разделения и концентрирования можно отметить фильтрацию, диализ, электрофорез. Арсенал методов разделения концентрирования велик и постоянно пополняется.

Download 2,74 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   83   84   85   86   87   88   89   90   ...   93




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish