1. К 100мл 0,10н соляной кислоты добавили 5г катионита в Na+ - форме. После установления равновесия концентрация ионов уменьшилась до 0,015н. Определите статическую обменную емкость для ионов водорода.
2. Рассчитать Rf (коэффициент пробега) для 3-х окрашенных веществ при хроматографировании их на пластине в закрепленном слое силикагеля по следующим данным: расстояние до центра 3-х пятен от стартовой линиидо фронта растворителя равна 15см.
3. При определении метилового спирта методом газовой хроматографии получены следующие хроматографические пики в зависимости от содержания:
| С,мг | 0,3 | 0,6 | 0,9 | 0,12 | 0,15 |
| h, мм |
Для исследуемой пробы этого раствора объемом в 0,02мл получен пик высотой 33мм, определить содержание метилового спирта в исследуемом растворе (в %), если плотность раствора 0,85г/см3.
4.При определении этилового спирта методом газовой хроматографии измерили высоту пиков в зависимости от массы спирта и получили следующие результаты:
m, мг…………….0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
h, мм…………….18 37 48 66 83
Для 0,02г исследуемого раствора получен пик высотой 57 мм. Вычислить массовую долю (%) этилового спирта.
5. Рассчитать % состав газов по данным, полученным при газохроматографическом разделении смеси:
| Газ | Площадь пика, S,мм2 | Поправочный коэффициент, К |
| Пропан | 1,13 | |
| Бутан | 1,11 | |
| Пентан | 1,11 | |
| Циклогексан | 1,08 |
6. Для определения диоксидифенилметана в пищевых продуктах используют метод тонкослойного хроматографического разделения и количественного определения веществ по площади пятна S и интенсивности фототока I. Для стандартных образцов были получены данные:
| Концентрация диоксидифенилметана, мкг/0,02мл | 1,25 | 2,56 | 6,40 | 18,2 | 33,1 | 77,3 |
| Площадь пятна,S, мм2 | ||||||
| Интенсивность фототока, I,мА | 2,3 | 2,8 | 3,4 | 4,3 | 5,1 | 7,2 |
Для построения градуировочного графика использована зависимость lgS·I – lgC.
Обработали 150г овощей 100мл спирта, который затем упарили до 10 мл. От 0,02мл этого раствора при хроматографировании получено пятно площадью 35,0мм2 с интенсивностью фототока отражения 2,5мА. Определить содержание диоксифенилметана в овощах (мкг/кг).
7. Для определения никеля в ферритах методом бумажной хроматографии по площади пятна на бумаге, пропитанной диметилглиоксимом с водой в качестве растворителя, были получены следующие площади пятен в зависимости от концентрации никеля:
| С, мг/0,2мл | 0,12 | 0,45 | 0,90 | 1,20 | 1,65 |
| S, мм2 | 66,5 |
При анализе феррита навеску 500мг растворили в кислоте и разбавили до 25 мл. Пипеткой на хроматографическую бумагу нанесли 0,20мл раствора и после хроматографического разделения определили площадь пятна, которая оказалась равной 52,5мм2. Определить содержание никеля в феррите (%).
8. При определении этилового спирта методом газовой хроматографии были получены следующие пики в зависимости от содержания:
| С,мг | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 |
| h, мм |
Для 0,02мл исследуемого раствора получен пик высотой 57мм. Определить содержание спирта в исследуемом растворе (%), если плотность раствора 0,95г/см3.
9. Смесь катионов, содержащаяся в молоке, при разделении в тонком слое оксида алюминия с помощью ацетона, содержащего 8% воды и 8% конц. НСl дала после проявления K4[Fe(CN)6] три пятна со значением Rf 0,27, 0,58, 0,70 соответственно. Пробы катионов-свидетелей, помещенных на ту же пластинку имеют следующие значения Rf: Ni2+ -0.26; Co2+ - 0.44; Cu2+ - 0.57; Fe3+ - 0.69. Определить катионы, входящие в состав молока, а также их нормальную концентрацию в продукте по формуле С = КDS, если известно, что К=0,2; а площади пятен на хроматограмме для Ni2+ - 40; Co2+ - 42; Cu2+ - 50; Fe3+ - 45мм2; а их оптические плотности D: 0,0125; 0.0120; 0.0200; 0.0165 соответственно.
10. Рассчитать состав газов по данным, полученным при газохроматографическом разделении смеси:
| Газ | Площадь пика, S,мм2 | Поправочный коэффициент, К |
| Бензол | 1,00 | |
| Гексан | 1,11 | |
| Пропилен | 1,08 | |
| Этанол | 1,77 |
11. В первую из серии одинаковых хроматографических колонок (диаметром 0,3см, высота 10см), наполненную смесьюAl2O3 и раствором K4[Fe(CN)6], внесли 0,5мл пробы, полученной экстрагированием гречневой крупы. Во вторую колонку было внесено 0,5мл контрольного раствора FeCl3, содержащего 1мг Fe3+ в 1мл. В третью колонку внесено 0,5мл раствора, содержащего 2,0мг Fe3+ в 1мл. Длина пробега окрашенной зоны составила для пробы – 5см (1-ая колонка), во второй колонке – 1,5см; в 3-ей – 3см; в 4-ой – 4,5см; в 5-ой – 6,0см;в 6-ой – 7,5см. Определите содержание Fe3+ в мг/мл в экстракте гречневой крупы.
12. Через колонку заполненную катионитом массой 10 г, пропустили 250,0 мл 0,08 М раствора сульфата меди. Выходящие из колонки порции раствора по 50,0 мл титровали 0,1Н раствором тиосульфата натрия (fэкв=1) и получили следующие результаты:
Порция раствора………1 2 3 4 5
V(Na2S2O3),мл...……….0 12,00 25,00 39,20 39,2
Вычислить динамическую емкость (моль/г) катионита по меди, если молярная масса эквивалента составляет М(1/2Cu2+).
12. Цис-1,2-дихлорэтилен в винилиденхлориде определили методом газовой хроматографии используя толуол в качестве внутреннего стандарта, и получили следующие данные для градуировочного графика:
Sx/STol ………………..0.72…………0.90…………..1.08……………1.28
ω , %.............................0.5…………..1.0……………1.5……………..2.0
Рассчитать массовую долю(%) цис-1,2-дихлорэтилена в исследуемом образце по следующим данным о пиках определяемого и стандартного вещества (принять k=1).
| Вариант | Пик цис-1,2-дихлорэтилена | Пик толуола | ||
13. Навеску природного продукта массой m(г) растворили в V мл спирта и 0,05 мл раствора нанесли на бумагу. После хроматографического разделения полученные пятна вырезали, сплавили с KOH и K2S2O3; после растворения плава определили фосфор фотометрически, получив значения оптической плотности Аурил, Ариб, Ааденил соответственно; из стандартного раствора фосфата, содержащего 20 мкг Р/мл, приготовили раствор с оптической плотностью Аст. Определить массовую долю (%) этих производных в природном продукте.
| Вариант | m , г | V,мл | Аурил | Ариб | Ааденил | Аст |
| 0,560 | 0,350 | 0,520 | 0,120 | 0,730 | ||
| 0,780 | 0,450 | 0,630 | 0,180 | 0,850 | ||
| 1,050 | 0,580 | 0,790 | 0,230 | 0,950 |
Аналитическая химия
Часть II Физико-химические методы анализа
Введение. Общая характеристика физико-химических и физических методов анализа. Значение физико-химических и физических методов анализа в современной науке, промышленности и технике.
Классификация физико-химических методов анализа. Математическая обработка экспериментальных данных. Какие свойства вещества практически реализуются в качестве аналитического сигнала? Какие основные приемы анализа используются в качестве прямых методов определения вещества? В чем состоит метод градуировочного графика? Каковы его достоинства и недостатки? В чем состоит метод добавок? В чем заключаются достоинства и недостатки метода добавок?
Эмиссионный спектральный анализ. Основные характеристики электромагнитного излучения. Теоретические основы эмиссионной спектроскопии. Происхождение атомно-эмиссионных спектров. Источники возбуждения. Почему атомные спектры имеют линейчатый характер? Что называют «последними » линиями? Для чего они служат? Основы качественного и количественного эмиссионного спектрального анализа. Чувствительность и точность метода. Зависимость интенсивности линий элемента от концентрации его в исследуемой пробе. Аналитические пары линий. Визуальные методы спектрального анализа. Фотографические методы. Метод трех эталонов. Фотоэлектрические методы спектрального анализа. Химико-спектральный анализ. Основные узлы спектральных приборов. Конструкция спектральных приборов. Фотометрия пламени (плазменная эмиссионная спектроскопия). Общая характеристика метода. Приборы и техника выполнения.
Абсорбционный анализ. Теоретические основы метода. Спектры поглощения. УФ- и ИК-спектроскопии. Законы поглощения световых лучей и их применение к абсорбционной спектроскопии. Оптическая плотность растворов. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Основные приемы фотометрических измерений. Метод градуировочного графика. Метод молярного коэффициента поглощения. Метод добавок. Метод дифференциальной фотометрии. Экстракционно-фотометрические методы. Фотометрическое титрование. Приборы. Техника выполнения.
Рефрактометрический метод анализа. Общая характеристика метода. Качественный и количественный анализ. Удельная и молярная рефракция. Приборы и техника выполнения.
Люминесцентный анализ. Общая характеристика метода. Спектры люминесценции. Энергетический и квантовый выходы люминесценции. Интенсивность люминесценции. Качественный и количественный анализ. Схема прибора для люминесцентного анализа.
Ядерные процессы в физико-химических методах анализа. Масс-спектральный анализ. Рентгеноспектральный анализ. Ядерный магнитный резонанс. Электронный парамагнитный резонанс.
Потенциометрия. Электродный потенциал. Схема установки для потенциометрических методов. Электроды: индикаторные, сравнения, ион-селективные. Прямая потенциометрия. Качественный и количественный анализ. Потенциометрическое титрование. Кривые потенциометрического титрования.
Кондуктометрия. Общая характеристика метода. Электрическая проводимость растворов. Схема установки. Качественный и количественный анализ. Прямая кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование. Кривые кондуктометрического титрования.
Вольтамперометрия. Кривая ток-потенциал. Прямая полярография. Качественный и количественный анализ. Схема полярографической установки. Электролиз и кулонометрия. Законы электролиза. Потенциал разложения и перенапряжения. Электрогравиметрический анализ. Кулонометрический метод анализа. Общая характеристика метода. Кулонометрия при постоянно контролируемом потенциале. Кулонометрия при постоянно контролируемой силе тока (кулонометрическое титрование). Схема установки и техника выполнения.
Хроматография. Теоретические основы хроматографии. Классификация методов хроматографии. Основные узлы приборов для хроматографического анализа. Газовая, газожидкостная, жидкостная хроматографии. Практическое применение. Бумажная, тонкослойная хроматография. Ионообменная хроматография. Качественный и количественный анализ. Метод калибровочного графика, метод внутреннего стандарта, метод абсолютной нормировки. Практическое применение.
Литература
Васильев В. П. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа.
-М.: Высшая школа,1989, т.2, 384с..
Логинов Н. Я., Воскресенский А. Г., Аналитическая химия. –М.: Просвещение, 1979, 479с..
Ляликов Ю. С. Физико-химические методы. –М.: Химия, 1973, 536с..
Ляликов Ю. С. Сборник задач по физико-химическим методам анализа. –М.: Химия, 1972, 220с..
Крешков А. П. Основы аналитической химии. –М.: Химия, 1970, 471с..
Цитович И. Е. Курс аналитической химии. –М.: Высшая школа, 1994, 495с..