3.3.2 Осадова хроматографія

Метод осадової хроматографії ґрунтується на утво­ренні малорозчинних сполук компонентами суміші, що розділя­ють, з осадниками, які знаходяться в порах твердого сорбенту, і на різниці в розчинності осадів, що утворюються.

Як сорбент (носій) використовують високодисперсні речови­ни, індиферентні до осадника і розчину, що хроматографується (алюмінію оксид, силікагель, крохмаль, папір та ін.).

Осадниками є речовини, які здатні реагувати з досліджуваним розчином з утворенням осадів різної розчинності. Хроматографу­вання може проводитися в колонках, у тонкому шарі сорбенту і на папері.

Виявлення іонів в досліджуваній суміші зручно виконувати методом хроматографування на папері

3.3.3 Іонообмінна хроматографія

Цей метод побудований на зворотному (стехіометрич­ному) обміні іонів, які містяться в досліджуваному розчині, на іони, що входять до складу іонообмінника.

У залежності від здатності іонообмінника обмінювати катіони або аніони вони відповідно поділяються на катіоніти і аніоніти. Існують іоніти, що мають амфотерні властивості і здатні обміню­вати і катіони, і аніони. Іонообмінники - органічні високомолекулярні сполуки, які обмежено набрякають у водних розчинах елект­ролітів або в полярних розчинниках і містять іоногенні групи.

Від ступеня дисоціації іоногенних груп залежить ступінь кис­лотності або основності іоніту. У відповідності з цим розрізняють такі групи іонітів:

• сильнокислотні катіоніти, що містять сильнодисоційовані кислотні групи (сульфокислотні, фосфорнокислотні);

• слабокислотні катіоніти, що містять слабкодисоціюючі кис­лотні групи (карбоксильні, фенольні);

• високоосновні аніоніти, що містять четвертинні амонійні або піридинові угруповання;

• низькоосновні аніоніти, що містять первинні, вторинні, третинні аміногрупи.

Якість іонообмінних смол характеризується їх сорбційною єм­ністю і хімічною стійкістю.

Активність сорбенту (ємність) умовно характеризується кіль­кістю електроліту, що поглинається одиницею маси або об'єму сорбенту.

Процес іонного обміну можна представити такими рівняннями:

- катіонообмінний процес:

RH + KtAn = RKt + HAn

- аніонообмінний процес:

ROH + KtAn = RAn + KtOH,

де RH і ROH — робочі форми катіоніту і аніоніту відповідно;

RKt і RAn — сольові форми катіона і аніона відповідно;

KtAn — сіль складу: катіон Kt⁺, аніон An^-, що піддається іон­ному обміну;

HAn, KtOH — кислота і основа, що виділяються в процесі іон­ного обміну відповідно. Кількісний аналіз методом іонообмінної хроматографії склада­ється з таких операцій:

• підготовка іоніту і заповнення колонки;

• регенерація іоніту;

• пропускання досліджуваного розчину через шар іоніту;

• кислотно-основне титрування кислоти або лугу, що виділя­ються.

Дослід № 2 визначення масової відсоткової частки натрію або калію хлориду

Мета роботи: оволодіти методом визначення вмісту натрію або калію хлоріду способом іонообмінної хроматографії.

РЕАКТИВИ

Хлоридна кислота, 2 моль/дм³ розчин;

натрію гідроксид, 2 моль/дм³ розчин;

хлоридна кислота, 0,1 моль/дм³ розчин;

натрію гідроксид, 0,1 моль/дм³ розчин;

індикатори - метиловий оранжевий, спиртовий розчин фенол­фталеїну.

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Для підготовки (регенерації) катіоніту (КУ-1) і аніоніту (AB-17) крізь колонку пропускають по 25 - 30 см³ розчинів 2 моль/дм³ HCl або NaOH відповідно зі швидкістю 1 см³/хв. Потім іоніт відмива­ють від надлишку кислоти або лугу дистильованою водою. Пов­ноту відмивання перевіряють за універсальним індикатором. Для цього одну краплю розчину, який витікає з колонки, поміщають на смужку індикаторного паперу. Забарвлення індикаторного паперу повинно співпадати із за­барвленням, яке дає дистильована вода.

Точну наважку досліджуваного калію або натрію хлориду роз­чиняють у 15 - 20 см³ дистильованої води. Досліджуваний розчин кількісно вносять у підготовлену колонку і пропускають із швид­кістю 1 см³/хв. Розчин, що витікає з колонки, збирають у конічну колбу для титрування.

Для вимивання кислоти або лугу, що виділився, крізь іоніт пропускають окремими порціями 80 - 100 см³ дистильованої води. Нову порцію (5 - 10 см³) додають після того, як рідина в колонці сягне рівня 1 - 2 см над шаром іоніту. Повноту вимивання переві­ряють за універсальним індикатором.

Розчин кислоти або лугу, що виділився, титрують відповідно стандартними розчинами лугу або кислоти. Розрахунки вмісту, %, досліджуваної речовини проводять за формулою:

w[NaCl(KCl)] = c_T · V_T · E_M[NaCl(KCl)] · 100 / 1000· m_н