Сущность хроматографического анализа.

Хроматографи я – это физико-химический метод разделения, обнаружения и определения смесей веществ, основанный на распределении компонентов между двумя несмешивающимися фазами – неподвижной и подвижной.

Это динамический метод, обеспечивающий многократность актов сорбции-десорбции компонентов, разделяемых в потоке подвижной фазы. Этим обусловлена большая эффективность метода по сравнению с др. методами сорбции и экстракции в статических условиях.

Неподвижной фазой обычно служит твердое вещество (сорбент) или пленка жидкости, нанесенная на твердое вещество. Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающий через неподвижную фазу (используется очищенный азот или гелий, реже - водород или аргон.).

С помощью хроматографии возможны: разделение сложных смесей органических и неорганических веществ на отдельные компоненты, очистка веществ от примесей, концентрирование веществ из сильно разбавленных растворов, качественный и количественный анализ исследуемых веществ.

Достоинства метода: универсальность, экспрессность и высокая чувствительность.

2. Первичная подготовка проб в лаборатории.

Задачами подготовки проб к анализу в лаборатории, как правило, являются:

1. гомогенизация (достижение однородности пробы),

2. обогащение пробы (ее концентрирование),

3. удаление мешающих примесей (повышение селективности будущего анализа) и др.

Гомогенизация пробы особенно важна для твердых (сыпучих) образцов проб и реже жидких. Она обеспечивает представительность анализа (воспро-изводимость повторяемых результатов) и во многом технически облегчает количественный анализ.Гомогенизацию твердых образцов осуществляют путем размола, дробле-ния, измельчения, смешения и т.п.

Подготовка к анализу биологических образцов и пищевых продуктов также включает в себя гомогенизацию. Обычно ее проводят в миксерах с вра-щающимися ножами. Однако они являются главными источниками загрязне-ниябиопроб, поскольку сильно истираются в процессе нагрева при работе. Поэтому рекомендуется применять высокоскоростные миксеры с охлажде-нием.

Концентрирование чаще всего осуществляют сублимацией твердых, дистил-ляцией (упариванием) жидких проб или экстрагированием из них анализи-руемого вещества. Пробу отобранного воздуха пропускают через минималь-ный объем поглотителя или сорбируют на минимальном количестве твердого адсорбента, добиваясь тем самым максимального ее концентрирования

 

Билет № 7

Ионообменная хроматография.

В основе ионообменной хроматографии лежит обратимый стехиометрический обмен ионов, содержащихся в хроматографируемом растворе, на ионы веществ, называемых ионитами (ионобменниками).

Иониты могут быть органические и неорганические, природные и синтетические.

К природным ионитам относятся алюмосиликаты, некоторые сорта каменных углей, мягкие и твердые угли даже без предварительной обработки.

В аналитической практике широко используют синтетические иониты.

Разделение происходит благодаря разному сродству компонентов определяемой смеси к неподвижной фазе и разным скоростям перемещения по колонке. Неподвижной фазой в ионообменной хроматографии являются иониты.

 

По знаку обменивающихся ионов различают катиониты (для обмена катионов) и аниониты (для обмена анионов).

Органические катиониты содержат кислотные функциональные группы: SO3Н, PO3Н2, COOН, OH.

Органические аниониты содержат группы основного характера: NH2+, = NH+, ≡N+, N(CH3)3+.

 

Основные хроматографические разделения с применением ионообменников проводят в водных растворах, смешанных растворителях (вода-метанол) или в водных буферных растворах. Катиониты диссоциирующие с образованием высокомолекулярного аниона и подвижного катиона, легко обменивающегося на другие катионы. Аниониты диссоциируют на высокомолекулярный катион и подвижный анион, способный обмениваться на другие анионы.

 

2. Отбор и подготовка к анализу почвенных проб.

 

При отборе проб почвы необходимо соблюдать два основных требования:

1. Количество отобранного материала должно быть достаточным для анализа.

2. Пробы по составу должны соответствовать среднему составу исследуемого объекта.

 

Этапом, предшествующим отбору проб, является изучение почвенных карт и рекогносцировочный осмотр территории. Точечные пробы (20-40 шт) отбирают на пробной площадке из одного или нескольких слоёв или горизонтов методом конверта, по диагонали или любым другим способом.

Масса объединённой пробы должна быть не менее 1 кг. При отборе точечных проб и составлении объединённой пробы должна быть исключена возможность их вторичного загрязнения.

Все объединённые пробы должны быть зарегистрированы в журнале и пронумерованы. На каждую пробу должен быть заполнен сопроводительный талон.

В процессе транспортировки и хранения почвенных проб должны быть приняты меры по пресечению возможности их вторичного загрязнения.

Пробы почвы для химического анализа высушивают до воздушно-сухого состояния. Воздушно-сухие пробы хранят в матерчатых мешочках, в картонных коробках или в стеклянной таре.

Для определения химических веществ пробу почвы в лаборатории рассыпают на бумаге или кальке и разминают пестиком крупные комки. Затем удаляют включения – корни растений, насекомых. Почву растирают в ступке пестиком и просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм.

Для определения валового содержания минеральных компонентов из просеянной пробы отбирают представительную пробу массой не более 20 г и растирают ее до пудрообразного состояния.

 

Билет № 8

1. Общая характеристика спектроскопических методов анализа.

 

Спектральный анализ – это физический метод определения состава вещества, основанный на изучении спектров испускания, поглощения, отражения и люминесценции. Атомы каждого элемента испускают излучение определенных длин волн, это в свою очередь, позволяет определить, какие элементы входят в состав данного вещества. Все спектроскопические методы основаны на взаимодействии атомов, молекул или ионов, входящих в состав анализируемого вещества, с электромагнитным излучением. Это взаимодействие проявляется в поглощении или испускании фотонов (квантов). В зависимости от того, какие частицы формируют аналитический сигнал, различают методы атомной и молекулярной спектроскопии(атомные спектры - линейчатые, в то время как молекулярные состоят из широких полос поглощения или испускания).

Классификация:

-В эмиссионных методах анализируемая проба в результате ее возбуждения излучает фотоны (кванты).

-В абсорбционных методах излучениепостороннего источника пропускают через пробу, при этом часть квантов избирательно поглощается атомами или молекулами.

-Комбинационные методы – используют спектры комбинационного рассеяния жидких, твердых и газообразных проб.

- Люминесцентные методы – используют спектры люминесценции вещества, возбуждаемые УФ и ИК излучениями.

- Рентгеновские методы – используют рентгеновские спектры атомов, получающиеся при переходах внутренних электронов.

- Радиоспектроскопические методы – использующие спектры поглощения молекул на участке спектра с длинами волн больше 1мм.

 

2. Методы получения хроматограмм. Типы стационарных и подвижных фаз.

 

Хроматография - физико-хим. метод разделения, обнаружения и определения смесей веществ, основанный на распределении компонентов между двумя несмешивающимися фазами - неподвижной и подвижной. Это динамический метод, обеспечивающий многократность актов сорбции-десорбции компонентов, разделяемых в потоке подвижной фазы. Этим обусловлена большая эффективность этого метода по сравнению с методами сорбции и экстракции в статических условиях.

По способу получения хроматоргамм различают фронтальный, элюентный и вытеснительный способ.

Элюентная (проявительная) хроматография. Метод разделения, анализа и физико-химического исследования веществ, в котором через слой сорбента непрерывно проходит поток элюента и периодически в слой сорбента вводится разделяемая смесь веществ. Через определенное время происходит деление исходной смеси на чистые вещества, располагающиеся отдельными зонами на сорбенте, между которыми находятся зоны элюента. Этот метод – наиболее распространенный, особенно часто применяется в газовой и в газо-жидкостной хроматографии.

Вытеснительная хроматография. метод разделения, анализа и физико-химического исследования веществ, при котором в сорбент вводится разделяемая смесь, а затем поток газа-носителя, содержащего вытеснитель (элюент), при движении которого смесь через некоторый период времени разделится на зоны чистых веществ, между которыми окажутся зоны их смеси. В ходе вытеснительного анализа образуются отдельные примыкающие друг к другу зоны компонентов, которые располагаются в порядке увеличения их сорбируемости.

Фронтальная хроматография. метод разделения, анализа и физико-химического исследования веществ, в котором анализируемая смесь непрерывно протекает через слой сорбента.