Восходящая хроматография

пластинку с нанесенными пробами помещают вертикально в камеру, предварительно насыщенную парами ПФ в течение 1 ч при 20–25 °С.уровень ПФ должен быть расположен ниже линии старта. Камеру закрывают и проводят процесс при 20–25°С в защищенном от света месте. После прохождения фронта ПФ расстояния, указанного в частной фармакопейной статье, пластинку вынимают из камеры, сушат и проявляют в предписанных условиях.Г оризонтальная хроматография Пластинку с нанесенными пробами помещают в камеру и направляют поток ПФ из лотка в камеру согласно инструкции к прибору для горизонтального элюирования. Процесс проводят при 20–25 °С (если это указано в частной фармакопейной статье, одновременно с противоположных сторон пластинки). Когда ПФ пройдет расстояние, указанное в частной фармакопейной статье, пластинку вынимают, сушат и проявляют в предписанных условиях.

Способы обнаружения

– наблюдением под УФ-светом;

– опрыскиванием растворами обнаруживающих реагентов;

– выдерживанием в парах обнаруживающего реагента;

– погружением в растворы обнаруживающих реагентов в специальных камерах.

Применениеи спользуется в целях установления подлинности лекарственных веществ, определения примесей в фармакопейных субстанциях и лекарственных формах из них в т.ч. для установления ориентировочного количественного содержания, разделения сложных лекарственных смесей на отдельные компоненты и их идентификации, установления количества и в комбинации с другими методами – строения метаболитов лекарственных веществ в химико-токсикологическом анализе из исследуемого объекта с последующим разделением и обнаружением веществ.

Билет2

1) Концентрацию растворов сильных электролитов можно характеризовать активностью а, и ионной силой. Активность а характеризует концентрацию одного электролита в растворе, а через ионную силу можно выражать концентрацию как одного, так и нескольких электролитов. Таким образом, ионная сила показывает суммарную концентрацию всех электролитов в растворе с учетом взаимодействия между ионами. Ионная сила раствора – это полусумма произведений концентраций всех ионов в растворе на квадрат их заряда.

Теория сильных электролитов Дебая-Хюккеля справедлива только для разбавленных растворов сильных электролитов. Основные положения теории: 1. собственными размерами ионов можно пренебречь по сравнению с расстоянием между ними, поскольку растворы разбавленные.2. учитываются только кулоновские взаимодействия между ионами и не учитываются другие виды взаимодействия (ион-дипольное, образование ассоциатов за счет водородной связи и т. д.)3. электростатическое взаимодействие между ионами рассматривается как взаимодействие между центральным ионом и его ионной атмосферой.4. вследствие кулоновского взаимодействия ионы в растворе расположены упорядочено, а растворы являются неидеальными.

2) Хлориодиметрия, или хлориодиметрическое титрование, - метод определения восстановителей с применением титранта - раствора монохлорида иода(I) ICl. Метод - фармакопейный. Сущность метода. В основе хлориодиметрии лежит полуреакция ICl + 2e = I- + Cl- (1)

Титрант метода- раствор монохлорида йода ICl с молярной концентрацией эквива­лента͵ равной обычно 0,1 моль/л.Монохлорид иода представляет собой твердое вещество красного цвета с температурой плавления 270С. При этом раствор титранта по на­веске монохлорида иода не готовят. Монохлорид иода обычно получают непосредственно в сильнокислом растворе на основе реакции

2KI + KIO3 + 6HCl = 3ICl + 3KCl + 3H2O

между иодидом и иодатом калия в соляно-кислых растворах.Полученный раствор монохлорида иода имеет лимонно-желтый цвет. Стандартизацию раствора монохлорида иода по стандартному раствору тиосульфата натрия.Для этого раствор помещают в колбу для титрования с притёртой пробкой, прибавляют йодид калия и оставляют смесь на ~15 минут в тёмном месте. При этом протекает реакция

ICl + KI = I2 + KClИод, выделившийся в количестве, эквивалентном количеству прореагировавшего монохлорида, титруют стандартным 0,1 моль/л рас­твором тиосульфата натрия в присутствии крахмала до исчезновения синей окраски раствора.Стандартизованный раствор монохлорида иода хранят в сосудах из темного стекла с притертыми пробками в темном месте.Поскольку раствор монохлорида иода при хранении способен не­сколько изменять свой титр, то каждый раз перед применением опреде­ляют заново его титр по стандартному раствору тиосульфата натрия.

Индикатор метода раствор крахмала.При титровании восстановителей в растворе накапливаются иодид-ионы. После ТЭ первая же капля из­быточного титранта͵ содержащего монохлорид иода, взаимодействует с иодид-ионами с образованием иода, который тотчас же в присутствии крахмала окрашивает раствор в синий цвет; титрование заканчивают. Определение конца титрования проводят также потенциометрически.

Условия хлориодиметрического титрования. Титрование проводят в кислой, нейтральной или слабощелочной среде. В сильнощелочных растворах протекает побочная реакция:

ICl + 2OH- = IO- + Cl- + H2O

Образующиеся гипоиодид-ионы IO- могут сами взаимодействовать с определяемым веществом-восстановителем.

В щелочной среде протекает и другая побочная реакция:

I2 + 2OH- = IO- +I-+ H2O

с участием иода, образующегося при титровании определяемого восстанови­теля. По этой причине титрование в щелочных средах дает неточные результаты.

Применение хлориодиметрии. Метод используют для определения различных восстановителей, ряда органических лекарственных препара­тов - сульфамидных производных, барбитуратов, тиобарбитуратов, но­вокаина, риванола, других органических соединений.При прямом титровании раствором монохлорида иода можно опре­делять ртуть(I), олово(II), мышьяк(III), сурьму(III), железо(II), иодиды сульфиты, тиоцианаты, аскорбиновую кислоту, гидразин и его производные, гидрохинон, метионин, тиокарбамид и его производные и т.д

3) Кинетические методы анализа — методы химического анализа, использующие зависимость между скоростью реакции и концентрацией реагирующих веществ. Определяемое вещество может расходоваться в процессе реакции, быть её катализатором, а также активатором или ингибитором действия катализатора. Кинетические методы анализа характеризуются высокой чувствительностью, что особенно касается определения концентрации ионов некоторых металлов. Кинетические методы применяют для определения микроэлементов, ничтожных концентраций примесей в металлах и их сплавах, в воде и веществах особой чистоты.

Метод тангенсов. В методе тангенсов измеряют скорость реакции обычно по возрастанию концентрации одного из образующихся продуктов и строят график, аналогичный изображенному на рис.1. Если кинетическая кривая в начальный период протекания реакции имеет линейчатый характер, применяют дифференциальный вариант метода тангенсов. Уравнение показывает, что в этом случае скорость реакции dx /dt, характеризуемая тангенсом угла наклона кинетической кривой, пропорциональна концентрации катализатора.График в координатах тангенс угла наклона – концентрация определяемого вещества (отсюда название «метод тангенсов») обычно линеен При анализе неизвестного раствора измеряют скорость реакции в тех же условиях, в каких она определялась для построения градуировочного графика, определяют tg α и по градуировочному графику находят концентрацию анализируемого компонента сх.

Метод фиксированного времени В методе фиксированного времени определяют концентрацию одного из участников реакции за строго определенный промежуток времени. Если, например, продукт реакции окрашен, через определенный промежуток времени измеряют оптическую плотность раствора. При небольшой глубине протекания реакции применяют дифференциальный вариант. Из уравнения (18) получаемC = x / χat = (1/χat) x,где t – заданный промежуток времени.Выражение в скобках постоянно, так как а и t фиксированы. Его числовое значение может быть использовано для последующих расчетов ск по измеренной величине х. Практически можно поступать следующим образом. Готовят серии растворов с переменной и известной концентрацией СА (при СВ = const), измеряют через определенный промежуток времени (t = const) количество прореагировавшего вещества х и строят градуировочный график (рис.3), откладывая на оси ординат х, а на оси абсцисс – концентрацию СА. По этому графику легко установить затем концентрацию СА в анализируемом растворе, поставив аналогичный эксперимент с раствором, в котором содержание СА неизвестно. Вполне понятно, что фиксированный отрезок времени сохраняется один и тот же как при построении градуировочного графика, так и при анализе неизвестного раствора. При большой глубине протекания реакции применяется интегральный вариант, основанный на решении уравнения (19) относительно ск. Метод фиксированного времени, как видно, проще метода тангенсов, однако по точности он ему уступает.

Метод фиксированной концентрации В методе фиксированной концентрации измеряют время, в течение которого концентрация продукта реакции или одного из реагирующих веществ достигает определенного, заранее заданного значения. Этот метод по сути близок методу фиксированного времени. Если глубина протекания реакции невелика, используют дифференциальный вариант, так же как и в методе фиксированного времени, основаной на решении уравнения относительно ск:Ck = x / χat = (x / χa) 1/t, где х – заданная концентрация продукта реакции.Выражение в скобках постоянно, поскольку постоянны х и а, его числовое значение может быть определено по стандартному раствору. Градуировочный график в методе фиксированной концентрации, как показывает уравнение (20), следует строить в координатах ск — 1/t, где ск – определяемая концентрация, а t – время, необходимое для достижения заданной концентрации продукта реакции.При более глубоком протекании реакции испльзуется интегральный вариант, основанный на решении уравнения:Ck = (ln a / (a – x) 1/χ) 1 /t.Градуировочный график, как видно, следует строить также в координатах ск — 1/t. По точности метод фиксированной концентрации близок к методу фиксированного времени и уступает методу тангенсов.

Билет 3

1) Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ, сформулированная Гульдбергом Като Максимилианом– норвежским физикохимиком и математиком и Петером Вааге норвежским физикохимиком и минералогом в 1864 – 1867 г. г. получила название з акона действующих мас с: скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ, возведенных в степени их стехиометрических коэффициентов.

Рассмотрим обратимую реакцию общего вида аА+bВ-->cC+dD

Экспериментальные исследования показывают, что в состоянии равновесия выполняется следующее соотношение:

 

 

(квадратные скобки означают концентрацию).это математическое выражение закона действующих масс, или закона химического равновесия, согласно которому в состоянии химического равновесия при определенной температуре произведение концентраций продуктов реакции в степенях, показатели которых равны соответствующим коэффициентам в стехиометрическом уравнении реакции, деленное на аналогичное произведение концентраций реагентов в соответствующих степенях, представляет собой постоянную величину. Эта постоянная Кс называется константой равновесия. Выражение константы равновесия через концентрации продуктов и реагентов характерно для реакций в растворах.

Отметим, что правая часть выражения для константы равновесия содержит только концентрации растворенных веществ. Она не должна включать никаких членов, относящихся к участвующим в реакции чистым твердым веществам, чистым жидкостям, растворителям, так как эти члены постоянны.

Для реакций с участием газов константа равновесия выражается через парциальные давления газов, а не через их концентрации. В этом случае константу равновесия обозначают символом Кр.

Концентрацию газа можно выразить через его давление при помощи уравнения состояния идеального газа (см. разд. 3.1): pV=nRT

Константа равновесия — величина, определяющая для данной химической реакции соотношение между термодинамическими активностями исходных веществ и продуктов в состоянии химического равновесия. Зная константу равновесия реакции, можно рассчитать равновесный состав реагирующей смеси, предельный выход продуктов, определить направление протекания реакции. Константа химического равновесия не зависит от механизма реакции. Для записи выражения химического равновесия, необходимо знать лишь стехиометрическое уравнение реакции.

В аналитической химии используют:

1. Термодинамические константы химического равновесия (К0) – выражают через активность частиц, принимающих участие в равновесии, которое характеризует соответствующая константа. Для равновесия aA+ bB=cC+dD, термодинамическая константа равновесия описывается

Реальные концентрационные константы хим. равновесия (К)- предполагают использование равновесных концентраций частиц. Для ее расчета используют уравнение

Термодинамич. константа зависит от природы веществ, участвующих в равновесии, температуры, растворителя, давления. Концентрационные константы зависят не только от природы веществ, температуры, давлении и т.д., но и от ионной силы. Связь между концентрационной и термодинамической константами описывается уравнением:

3. Общие константы – сумма равновесных концентраций всех форм существования данного вещества. Отношение равновесной концентрации определенной формы вещества к общей концентрации этого вещества называется молярной долей данной формы вещества

 

4. Условные концентрационные константы хим. равновесия. Отличаются от реальных тем, что в описывающие их выражения входят общие концентрации веществ, участвующих в равновесии:

 

5. Равновесные константы – концентрация определенной формы вещества, участвующего в равновесии. Она представляет собой сумму равновесных концентраций всех форм существования данного вещества

6. Ступенчатые константы – константы, характеризующие каждую ступень.

Произведение ступенчатых констант называется общей константой равновесия.

Существуют также смешанные констант равновесия, в которых, например, содержание одного иона выражено через активность, а остальных – через концентрации. В аналит. химии спользуются несколько типов химического равновесия, отличающихся друг от друга тем, обмен какими частицами происходит в процессе реакции.

Константы равновесий могут быть очень малые или очень большие величины. Часто вместо значений констант равновесия более удобным оказывается использовать десятичные логарифмы. Отрицательный десятичный логарифм константы равновесия называется показателем данной константы и обозначается как рК.

2)Цериметрическое титрование - титриметрический метод анализа, в котором титрантом является соль Сe(+4), обычно Сe(SO4)2.

В процессе титрования происходит восстановление Сe4+ до Сe3+: Ce4+ + e→Ce3+ E0 = +1,74 В Гидратированые ионы церия, особенно Сe4+, обладают выраженными кислотными свойствами и образуют малорастворимые гидроксокомплексы, поэтому цериметрическое титрование проводится в сильнокислой среде. Формальный электродный потенциал пары Се4+/ Се3+ зависит от природы кислоты.

В цериметрическом титровании обычно используют серную кислоту. Растворы Ce4+ в HNO3 и HClO4 при хранении менее устойчивы, потому что Ce4+ в таких растворах является более сильным окислителем и может окислять воду. Растворы церия Ce4+ в HCl также недостаточно устойчивы вследствие возможного окисления хлоридионов.

Стандартный раствор Ce(SO4)2 готовят из Ce(SO4)2⋅4H2O или Ce(SO4)2⋅2(NH4)2SO4⋅2H2O путём растворения навески в 1 М серной кислоте. Стандартный раствор Ce(SO4)2 обычно является вторичным.

Для его стандартизации используют Na2C2O4,соль Мора, заместительное иодометрическое титрование.

Обнаружение конечной точки цериметрического титрования может проводиться по собственной окраске титранта (гидратированный ион Ce4+ - жёлтый, а Ce3+ - бесцветный). Однако чаще для этой цели используют окислительно-восстановительные индикаторы - дифениламин, ферроин и др.

Прямое цериметрическое титрование используется для определения различных восстановителей: как неорганических (Fe2+, H2O2,SO32- и др.), так и органических. В отличие от перманганатометрического или дихроматометрического титрования окисление органических веществ Сe4+ протекает более мягко и может быть использовано для определения конкретной функциональной группы.

Например, цериметрическое титрование, основанное на окислении фенола до хинона, используется для определения витамина Е

В случае обратного цериметрического титрования вторым стандартным раствором обычно является раствор Fe2+. Известны методики цериметрического титрования, в которых проводится титрование заместителя. Таким образом определяют сильные восстановители, легко окисляющиеся кислородом воздуха. Цериметрическое титрование может быть использовано и для определения некоторых окислителей, например, персульфат-ионов. К исследуемому раствору вначале добавляют избыток стандартного раствора Fe2+, а затем титруют избыток Fe2+ стандартным раствором Ce(SO4)2.

3) ОСАДОЧНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ (ОХ), разновидность жидкостной хроматографии, основанная на разл. р-римости осадков, образующихся при взаимод. компонентов анализируемой смеси в подвижной фазе с реагентом-осадителем, к-рый в смеси с носителем составляет неподвижную фазу. Напр., при разделении галогенид-ионов реагентом-осадителем служит соль серебра. В качестве носителя используют дисперсное в-во (в частности, Аl2О3, силикагель,целлюлозу, крахмал, уголь, иониты) или фильтровальную бумагу, а в качестве подвижной фазы - чистый р-ритель или р-р, в к-ром р-римость осадков разного состава различна (напр., р-р к-ты или щелочи). Разделение смеси в ОХ происходит в результате многократного повторения актов образования ирастворения осадков; скорость перемещения осадков пропорциональна их р-римости в данном элюенте и определяется произведением активностейобразующихся малорастворимых соединений. Хроматограммой в ОХ называют картину распределения хроматографич. зон по слою неподвижной фазы после завершения разделения. Различают колоночную и плоскостную ОХ. В первом случае анализируемый р-р вводят в колонку, наполненную смесью носителя и осадителя. Выделяют капиллярную ОХ, в к-рой смесью носителя и осадителя заполняют капилляр,запаянный с одного конца; при анализе капилляр открытым концом погружают в анализируемый р-р. К плоскостной ОХ относят бумажную (ОБХ) и тонкослойную (ОТСХ). В ОБХ используют пропитанную осадителем фильтровальную бумагу. В ОТСХ суспензией носителя и осадителя покрывают стеклянную или металлич. пластинку; полученный слой высушивают на воздухе или в сушильном шкафу. На пластинку или фильтровальную бумагу наносят каплю анализируемого р-ра объемом 1-10 мкл; край пластинки (бумаги) погружают в р-ритель, к-рый перемещается вдоль неподвижной фазы под действием капиллярных сил. В плоскостной ОХ возможно разделение сразу неск. смесей; для увеличения эффективности используют многократное элюирова-ние в том же или перпендикулярном направлении, тем же или др. р-рителем.

В т. наз. диффузионной ОХ неподвижной фазой служит гель желатины или агар-агара, в к-рый заранее введен осадитель. Анализируемый р-р вносят в чашку Петри (плоскостной вариант) или в пробирку (колоночный вариант) с застывшимгелем; разделение осуществляется благодаря диффузии.

После завершения хроматографич. процесса устанавливают положение зон на хроматограмме разл. способом, напр. опрыскиванием окрашивающимиреагентами или облучением УФ светом. Идентификацию компонентов смеси проводят по окраске зон или по величине Rf к-рая равна отношению пути, пройденного компонентом, к пути, пройденному элюентом. Кол-во компонента в зоне определяют по высоте или объему зоны в колоночной ОХ, по площади пятна или интенсивности его окрашивания - в плоскостной. Для количеств.анализа применяют также разновидность плоскостной ОХ-т. наз. пиковую ОХ, в к-рой хроматографич. зона проявляется на плоскости в форме пика; тогда кол-во в-ва в зоне пропорционально высоте или площади этого пика. ОХ применяют для анализа неорг. (в т. ч. катионов переходных, редкоземельных и рассеянных элементов, галоге-нидов, роданидов) и орг. в-в, образующих с осадителем или элюентом осадки разл. р-римости, а также для определения р-римости в-в в разл. средах.

Билет 4

1. Аналитическая химия – наука, развивающая теоретические основы анализа химического состава веществ, разрабатывающая методы идентификации и обнаружения, определения и разделения химических элементов и их соединений, а также методы установления химического строения соединений.

Предметом аналитической химии является разработка методов анализа и практическое выполнение анализов, а также широкое исследование теоретических основ аналитических методов.

Теоретическую основу самой науки составляют фундаментальные законы естествознания, такие, как периодический закон Д. И. Менделеева, законы сохранения массы вещества и энергии, постоянства состава вещества, действующих масс и др.

Аналитическая химия тесно взаимосвязана со многими науками: всеми химическими, физикой, электроникой, математикой, информатикой и т. д. С одной стороны использование достижений этих наук приводит к усовершенствованию методической и технической базы аналитической химии. С другой – аналитическая химия вооружает эти науки инструментарием для интенсификации и исследований и предоставляет данные своих исследований.

Две основные практические задачи, решаемые аналитической химией: Установление химического состава анализируемого объекта – качественный анализ, который включает обнаружение и идентификацию тех или иных компонентов. Обнаружение (открытие) – проверка присутствия в анализируемом объекте тех или иных основных (макро-), примесей, микрокомпонентов и следов веществ, наличия функциональных групп и т. д.

. Количественный анализ – решает задачу определения – установления содержания (количества) или концентрации того или иного компонента в анализируемом объекте. Виды анализа определяются конкретными задачами: Элементный анализ – установление качества и определение отдельных элементов в данном веществе, т. е. нахождение его элементного состава; Фазовый анализ – установление наличия и содержания отдельных фаз в исследуемом материале; Молекулярный (вещественный) анализ – обнаружение и определение различных соединений в объекте исследований; Структурный – установление взаимного расположения и связей элементарных составных частей в молекулах, т. е. структуры соединения;Локально-распределительный – установление изменения состава объекта по поверхности или в объеме и другие.
Методы определения можно разделить на химические, физико-химические, физические и биологические.В химических методах качественного анализа определяемый элемент или ион переводят в какое-либо соединение, обладающее характерными свойствами. Количественные соотношения выводят на основе изменения массы или объема. Происходящее химическое превращение называется аналитической реакцией, а вещество, его вызывающее, - реагентом. Это классические методы анализа (гравиметрия, титриметрия и т.п.).
Иногда за протеканием химической реакции следят не по изменению массы или объема, а измеряя определенные характеристики - электропроводность, светопоглощение и т. п. Такие методы называются физико-химическими. Это, например, колориметрия – зависимость интенсивности окраски от концентрации, электрохимические методы и др.
Если для аналитических целей используются физические явления – люминесценция, оптическое поглощение, электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и др., то такие методы называются физическими. Иногда физические и физико-химические методы, между которыми не всегда можно установить строгую границу, называют инструментальными, подчеркивая значение измерительной аппаратуры в этих методах.
В биологических методах анализа используют отклик живых организмов на изменения в окружающей среде.

Анал р-я - Хим р-я, сопр-ся анал сигналом (признаком), по которому можно судить о наличии определяемого вещества.