Вопросы к экзамену: 1. Аналитическая химия — это наука, разрабатывающая теоретические основы и практические методы химического анализа. Алхимики в XIV –XVI в.в. ввели взвешивание, создали химические методы различия веществ. В XVII в. число этих способов было увеличено. В аналитической химии предмет исследования называют объектом. Часть объекта, непосредственно используемая для анализа, называется образцом или пробой. Круг объектов, изучаемых в аналитической химии, чрезвычайно широк. В частности, объектами анализа могут быть: — образцы сырья и готовой продукции на производстве (в том числе химическом); — образцы почвы для решения вопроса о необходимости применения удобрений; — пробы природной воды для оценки степени загрязнения; — пробы питьевой воды для сертификации ее чистоты; — пробы руд для оценки содержания металлов и, тем самым, их коммерческой ценности; — образцы крови для определения содержания холестерина; — предметы старинной живописи, содержание в которых определенных пигментов может свидетельствовать о времени их создания и происхождении и т.д. 2. Аналитический процесс — процесс получения и переработки информации о химическом составе вещества. Принцип анализа — явление, свойство или закономерность, положенные в основу метода анализа веществ. Метод анализа — универсальный и теоретически обоснованный способ получения информации о химическом составе вещества на основе принципа или принципов анализа. Методика анализа — подробное описание правил и операций определения состава конкретного объекта с использованием выбранных методов. 3. Чувствительность реакции связана с пределом обнаружения. Чем ниже предел обнаружения, тем выше чувствительность аналитической реакции. Избирательность, или селективность – следующая важная характеристика аналитической реакции. От этой характеристика зависит, много ли других веществ будут мешать обнаружению и определению искомого вещества. Аналитическими реакциями называют химические реакции, используемые для разделения, обнаружения и количественного определения элементов, ионов, молекул. Аналитический сигнал – это изменение свойств пробы, которое мы можем зафиксировать тем или иным способом и которое однозначно свя-зано с присутствием определяемого иона или вещества. За нижнюю границу определяемых содержаний обычно принимают то минимальное количество или концентрацию, которые можно определить с относительным стандартным отклонением. 4. Современная аналитическая химия включает в себя три метода анализа: -качественный -количественный -физико-химические методы анализа (инструментальные) Основные требования, предъявляемые к методам контроля и анали-за веществ – правильность и хорошая воспроизводимость результатов, низкий предел обнаружения нужных компонентов, избирательность, экспрессность, простота анализа, возможность его автоматизации. В от-дельных случаях важна локальность определений, анализ на расстоянии (без непосредственного контакта с анализируемым объектом), анализ без разрушения образца. 5. Наиболее часто в химии используют следующие способы выражения концентрации раствора: массовая доля (процентная концентрация), мольная доля, молярность, нормальность, моляльность, титр, для газов — объёмная доля. Титр - способ выражения концентрации раствора, определивший название метода, и показывающий массу растворенного вещества в граммах в 1 см 3 (или 1 мл) раствора. 6. Коли́чество вещества́ — физическая величина, характеризующая количество однотипных структурных единиц, содержащихся в веществе. Под структурными единицами понимаются любые частицы, из которых состоит вещество (атомы, молекулы, ионы, электроны или любые другие частицы) измеряется в молях. Эквивалент (Э) – реальная или условная частица вещества, которая может присоединить, заместить в кислотно-основных реакциях один ион водорода (или другого одновалентного элемента), а в окислительно-восстановительных реакциях – присоединить или высвободить один электрон. Фактор эквивалентности – это число, показывающее, ка-кая доля реальной частицы эквивалентна одному катиону водо-рода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции. 7. Все методы количественного анализа можно разделить на две большие группы: химические и инструментальные. Закон эквивалентов: массы (или объемы) реагирующих веществ пропорциональны молярным массам эквивалентов (или эквивалентным объемам) этих веществ. m1 / m2 = Mэ (1) / Мэ (2). Если одно из этих веществ представляет собой газ, то закон эквивалентов записывается в виде m1 / Мэ(1) = V2 / Vэ (2). 8. Классическими методами химического количественного анализа являются гравиметрический (весовой) анализ и титриметрический (объемный) анализ. Титрование – это процесс определения вещества, при котором к нему постепенно прибавляют небольшие порции реагирующего с ним другого вещества до того момента, пока всё определяемое вещество не вступит в реакцию. Реагент, используемый для титрования, называется титрантом. Момент титрования, при котором количество прибавленного титранта становится химически эквивалентным количеству определяемого вещества, называется точкой эквивалентности. Индикаторы — вещества, которые, изменяя цвет позволяют возможно точнее установить момент эквивалентности между титруемыми растворами. Конечная точка титрования — момент титрования, при котором изменение свойства системы указывает на достижение эквивалентности. Индикаторной ошибкой титрования называют погрешность, которая вызывается несовпадением показателя титрования, используемого индикатора с величиной рН в точке эквивалентности. Индикатор Интервал pH Изменение окраски Тимоловый синий 1,2 – 2,8 Красная - желтая Метиловый оранжевый3,1 – 4,0 Красная – оранжево-желтая Метиловый красный 4,2 – 6,2 Красная - желтая Лакмус 5,0 – 8,0 Красная - синяя Тимоловый синий 8,0 – 9,6 Желтая - синяя Фенолфталеин 8,2 – 10 Бесцветная - красная Тимолфталеин 9,3 – 10,5 Бесцветная - синяя 9.В титриметрии используются реакции следующих типов: 1) Кислотно-основные – реакции с переносом протонов Н+. 2) Окислительно-восстановительные (ОВР) – реакции с пере-носом электронов. 3) Комплексообразования – реакции с переносом электронных пар и образованием связей по донорноакцепторному механизму. Требования к реакциям, положенным в основу титриметрического определения: 1). Стехиометричность; ( соединения, в которых химические элементы присутствуют в строго определенных соотношениях.) 2). Отсутствие побочных процессов; 3). Практическая необратимость; 4). Достаточная скорость; 5). Возможность фиксации точки эквивалентности; 6). Доступность и низкая стоимость реагентов; 7). Возможность точного определения концентрации раствора титранта. Преимущеста Преимущества титриметрического метода анализа: – быстрота проведения (обычно несколько минут); – простота выполнения (всего одна операция) и оборудования (бюретка); – достаточная точность, равная 0,5% (зависит от точности определения концентрации и точности измерения объема); – возможность использования реакций всех 4 типов, протекающих в растворах, поэтому метод применяется чаще, чем гравиметрический; – низкая стоимость; – универсальность (метод пригоден для анализа органических. Недостатки Недостатки метода невысокая точность анализа, ограниченную погрешностью визуального считывания показаний с бюретки, где ошибка достигает 0,1 мл. 9. Прямое титрование - это простейший прием титрования, заключающийся в том, что к определенному объему раствора определяемого вещества (А) по каплям приливают титрант (рабочий раствор) вещества (В). Зная концентрацию и объем рабочего раствора (В), израсходованного на реакцию с определяемым веществом (А), можно легко вычислить концентрацию последнего: Если основная реакция идет медленно, или нет подходящего индикатора для фиксирования точки эквивалентности, особенно при работе с неустойчивыми веществами, то применяют обратное или заместительное титрование. Обратное титрование - это процесс титрования, при котором к определенному объему раствора определяемого вещества (А) приливают точно известный объем титранта (В1), взятого в избытке. Избыток, не вошедшего в реакцию вещества (В1), оттитровывают раствором другого титранта (В2) точно известной концентрации. Расчеты производят по формулам: nэ(A) = nэ(B1) - nэ(B2) ; Титрование заместителя. Сущность этого метода заключается в том, что к определяемому веществу (А) прибавляют вспомогательное вещество (Р), реагирующее с ним с выделением эквивалентного количества нового вещества (А1), которое оттитровывают соответствующим титрантом (В). Другими словами, вместо непосредственного титрования определяемого вещества (А) титруют его заместитель (А1). Так как количества А и А1 эквивалентны, то количество вещества эквивалента определяемого вещества nэ(А) равно количеству вещества эквивалента титранта nэ(В): nэ(A) = nэ(А1) = nэ(B) ; 10.Методы титриметрического анализа: Существуют следующие способы приготовления растворов с точно известной концентрацией: растворение точно взвешенной массы чистого реагента и разбавление до точно известного объема. приготовление раствора приблизительной концентрации и установление его точной концентрации с помощью первичного стандартного вещества. метод фиксаналов. 10. Теория Бренстеда-Лоури: кислотой называют всякое вещество, молекулярные частицы которого(в том числе и ионы) способны отдавать протон, т.е. быть донором протонов; основанием называют всякое вещество, молекулярные частицы которого(в том числе и ионы) способны присоединить протоны, т.е. быть акцептором протонов. Например: HNO3 + H2O= H3O+ + NO3- Автопротолиз — гомофазный процесс самоионизации, обратимый процесс передачи протона от одной нейтральной молекулы жидкости к другой и образования в результате равного числа катионов и анионов. 14. 15. Буферными называют растворы, рН которых не изменяется при разбавлении или добавлении небольших количеств сильной кислоты или сильного основания. Значения рН буферного раствора, состоящего из слабой кислоты и ее соли, рассчитывают по формуле: рН= рКНА - lg Буферный раствор характеризуется значением создаваемого рН и буферной емкостью. Расчет рН в растворе гидролизующейся соли. рН в растворе гидролизующейся соли определяется природой слабого электролита. При гидролизе соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой, гидролизуется анион слабой кислоты. В растворе появляются ионы ОН, поэтому среда щелочная, рН > 7. Если соль, образована слабым основанием и сильной кислотой, то гидролизуется катион слабого основания, в растворе появляются ионы Н+, поэтому среда кислая, рН < 7. Гидролиз является обратимым процессом и имеет ступенчатый характер. Термодинамической характеристикой гидролиза является его константа равновесия – константа гидролиза. Константу гидролиза проще всего вычислить через значение константы диссоциации слабого электролита по уравнению: 16.Кислотно-основное титрование Общая характеристика метода Кислотно-основное титрование - метод определения кислот и оснований, основанный на использовании протолитических реакций между определяемым веществом и титрантом. Титрантами метода являются растворы сильных кислот (обычно серной и хлороводородной) и сильных оснований (обычно натрия гидроксида, калия гидроксида). Протолитические реакции - реакции, в которых переносимой частицей является протон. Классификация метода в зависимости от титранта. – перманганатометрическое титрование (перманганатометрия), в котором титрантом является перманганат калия KMnO4, играющий в реакциях роль окислителя; –иодометрическое титрование (иодометрия), в котором используются реакции окисления иодом I2 и восстановления ионом I-, индикатором служит крахмал; –бихроматометрическое титрование (бихроматометрия), в котором используется реакция окисления бихроматом калия K2Cr2O7; –броматометрическое титрование (броматометрия) в котором используется реакция окисления броматом калия KBrO4. Индикаторы метода кислотно-основного титрования Индикаторами в методе кислотно-основного титрования служат вещества, меняющие свою окраску при изменении рН среды. Их называют кислотно-основными, или рН-индикаторами. Наиболее широко используются в анализе: метиловый оранжевый, фенолфталеин, лакмус, метиловый красный, тимолфталеин, бромтимоловый синий. Ионно-хромофорная теория индикаторов. Ионная теория достаточно просто и хорошо объясняет изменение цветов индикаторов: при изменении pH среды кислотно-основные индикаторы участвуют в протолитических равновесиях, сопровождающихся изменением структуры индикаторов, что приводит к исчезновению, появлению или изменению окраски. Теория имеет недостаток: она не связывает изменение цвета индикатора с молекулярной структурой индикатора. При выборе индикатора для кислотно-основного титрования необходимо придерживаться следующих правил: 1).ΔpH – должен частично или полностью совпадать со скачком титрования; 2).pT – должен быть внутри скачка титрования. 17. Построение кривых титрования Кривые титрования помогают выбрать индикатор, оценить погрешность титрования, наглядно проследить за ходом титрования. В процессе кислотно-основного титрования изменяется рН раствора, поэтому кривые титрования строят в координатах рН – V или рН – f, где V – объем прибавляемого титранта (мл), f – степень оттитрованности (%). Кривые окислительно-восстановительного титрования строят в координатах – потенциал системы (Е) от объема (V) прибавленного реагента. При построении кривой титрования необходимо провести расчеты величины рН или Е для четырех этапов титрования: 1. 2. 3. 4. до начала титрования (исключается в случае окислительно-восстановительного титрования); до точки эквивалентности; в точке эквивалентности; после точки эквивалентности. Скачком титрования называется участок кривой титрования, соответствующий резкому изменению свойств системы(в случае кислотно-основного титрования - резкому изменению рН) вблизи точки эквивалентности(обычно в интервале значений степени оттитрованности 0,999 - 1,001). К факторам, влияющим на величину скачка на кривых кислотно-основного титрования и положение Т.Э. можно отнести: 1.концентрации титруемого раствоpa и титранта 2.силу титруемых кислот и оснований 3.температуру среды 4.присутствие посторонних веществ в растворе. 18. Кривая титрования слабой кислоты сильным основанием. При расчете кривой титрования слабой кислоты щелочью следует учитывать тот факт, что до точки эквивалентности в растворе присутствует буферная смесь, состоящая из неоттитрованной слабой кислоты и ее соли, образованной за счет взаимодействия слабой кислоты со щелочью. В точке эквивалентности в растворе присутствует соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием, она подвергается гидролизу и среда становится щелочной, в отличие от точки эквивалентности в случае титрования сильной кислоты щелочью.За точкой эквивалентности в растворе, как и в случае титрования сильной кислоты, будет находиться в избытке щелочь, и ее содержание в растворе будет определять рН. 19. Титрование многопротонных кислот. При титровании многопротонных кислот сначала должна вступать в реакцию более сильная кислота, а затем - более слабая. Ступенчатое титрование становится возможным, если выполняются следующие условия: 1)КА > 10-7 2)К1/K2 ≥ 104 20. Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ. Степень окисления – это условный электрический заряд, который получил бы данный атом в соединении, если бы каждая общая пара электронов, связывающих его с другим атомом, полностью переместилась бы к более электроотрицательному атому. Метод полуреакций (электронно-ионного баланса) Данный метод применяется для составления уравнений ОВР в водных растворах с участием электролитов. В этом методе не используется понятие степень окисления, а рассматривается обмен электронами между реальными частицами, присутствующими в растворе - ионами и молекулами. Метод полуреакций позволяет использовать в качестве исходных неполные схемы реакций. К недостаткам этого метода следует отнести его некоторую громоздкость и ограниченность в применении только растворами электролитов. 21. Уравнение Нернста. Это уравнение позволяет рассчитать электродный потенциал любой окислительно-восстановительной системы, находящейся в нестандартных условиях, от концентрации окисленной и восстановленной форм веществ и температуры. Е = Е0 + RT/nF lnCxox/Cyred , Е – электродный потенциал любой; Е0 – стандартный электродный потенциал; F = 96485Кл/моль; n – число передаваемых в электронной полуреакции электронов; R = 8,31Дж/мольК – универсальная газовая постоянная; Т – температура, К; Cxox и Cyred – концентрации окисленной и восстановленной форм; х и у – стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции. Формальный электродный потенциал - это потенциал полуреакции, измеренный при условии, что концентрации окисленной и восстановленной формы равны 1 моль/л, а концентрации посторонних ионов известны. Для определения направления ОВР нужно рассчитать ЭДС = Е (Окислителя) - Е (Восстановителя): если ЭДС больше 0, реакция идет в прямом направлении, если ЭДС меньше 0 - в обратном, если равна 0 - не возможна. 22. Окислительно-восстановительное титрование Окислительновосстановительное титрование (ОВТ) – это метод анализа, который используется для определения концентрации окислителя или восстановителя в растворе. В овт происходит реакция между окислителем и восстановителем, при которой происходит перенос электронов. Реакции ОВТ могут быть классифицированы как реакции окисления-восстановления, где одно вещество окисляется, а другое вещество восстанавливается. Методы окислительно-восстановительного титрования классифицируют обычно по названиям применяемых титрантов: – перманганатометрия – метод, в котором используются реакции окисления перманганатом калия KMnO4; – дихроматометрия – метод, в котором используются реакции окисления дихроматом калия K2Cr2O7; – йодометрия – метод, в котором используются реакции окисления йодом или восстановления йодидионами; – броматометрия – метод, в котором используются реакции окисления броматом калия KBrO3; – цериметрия – метод, в котором используются реакции окисления сульфатом церия (IV) Ce(SO4)2; – ванадатометрия – метод, в котором используются реакции окисления ванадатом аммония NH4VO3; – титанометрия – метод, в котором используются реакции восстановления солями титана (III); – хромометрия – метод, в котором используются реакции восстановления соединиями хрома (II). 23. Инструментальные (физические и физико-химические) методы анализа основаны на использовании зависимости между измеряемыми физическими свойствами веществ и их качественным и количественным составом. Классификация основана на учете измеряемых физико-химических свойств веществ: Оптические методы основаны на измерении оптических свойств веществ; Хроматографические методы основаны на использовании способности различных веществ к избирательной сорбции; Электрохимические методы основаны на измерении электрохимических свойств системы; Радиометрические методы основаны на измерении радиоактивных свойств веществ; Термические методы основаны на измерении тепловых эффектов соответствующих процессов Масс-спектрометрические методы основаны на изучении ионизированных фрагментов веществ Достоинства: Недостатки: Низкий предел обнаружения и малая предельная концентрации определяемого вещества Иногда воспроизводимость результатов хуже, чем при Высокая чувствительность использовании классических химических методов анализа Высокая селективность (гравиметрии, титриметрии) Малая продолжительность проведения анализа, Высокие погрешности определений (до 20%) возможность их автоматизации и Сложность применяемой аппаратуры, ее высокая стоимость компьютеризации 24. Электрохимические методы анализа- это совокупность методов качественного и количественного анализа, основанных на электрохимических явлениях, происходящих в исследуемой среде или на границе раздела фаз и связанных с изменением структуры, химического состава или концентрации анализируемого вещества. Электролитическая ячейка — электрохимическое устройство, служащее для проведения электрохимических реакций и представляющее собой сосуд с электролитом, в который погружены два электрода. Индикаторный электрод – электрод, потенциал которого зависит от активности (концентрации) определяемого иона в растворе. Электрод сравнения – электрод, относительно которого измеряется потенциал индикаторного электрода. Он имеет известный, постоянный по-тенциал, который не зависит от состава изучаемого раствора. 25. Потенциометрия- это метод анализа, основанный на определении электродного потенциала и нахождении зависимости между его величиной и активностью (концентрацией) потенциалоопределяющего компонента в растворе. Аналитическим сигналом в потенциометрии является электродный потенциал. Зависимость потенциала электрода Е от активности веществ в растворе была установлена в 1889 г. Вальтером Нернстом и носит название уравнение Нернста. В случае металлического электрода, на котором протекает электродная реакция: в растворе находится окисленная форма металлаи восстановленная форма (металлический электрод)– если принять активность равной концентрации. Виды потенциометрии: 1. Прямая потенциометрия – определение концентрации ионов, в частности [H+], с помощью уравнения Нернста по ЭДС гальванического элемента. Самое известное приложение этого вида потенциометрии – рН-метрия. 2. Потенциометрическое титрование основано на использовании измерений ЭП для нахождения точки эквивалентности в различных реакциях. Потенциометрическое титрование основано на регистрации изменения потенциала индикаторного электрода в процессе титрования в соответствии с изменением концентрации титруемого вещества в процессе прибавления титранта. В ходе потенциометрического титрования протекают две реакции: основная химическая реакция титрования и электрохимическая реакция на индикаторном электроде. Выбор индикаторного электрода определяется типом протекающей реакции, природой определяемых ионов или ионов титранта, а также удобством работы с электродом. 26. Классификация электродов По свойствам веществ, участвующих в электродной реакции, по природе потенциалоопределяющих ионов принята следующая классификация электродов: электроды первого рода;электроды второго рода;газовые электроды;окислительновосстановительные электроды;ионноселективные электроды Стеклянный индикаторный электрод относится к электродам I рода с жесткой мембраной (обратим по катиону) и является наиболее часто используемым типом электродов, как для прямой потенциометрии, так и для потенциометрического титрования. 27. Спектроскопические методы анализа. Спектроскопические методы анализа основаны на избирательном поглощении электромагнитного излучения анализируемым веществом и служат для исследования строения, идентификации и количественного определения светопоглощающих соединений. Электромагнитное излучение подразделяется на: 1.радиоволны (начиная со сверхдлинных), 2.инфракрасное излучение3.видимый свет, 4.ультрафиолетовое излучение5.рентгеновское излучение. Явления, происходящие при взаимодействии вещества с электромагнитным излучением: 1)поглощение (абсорбция). 2)испускание (эмиссия). 3)люминесценция (флуоресценция). 4)Рассеяние. Классификация спектроскопических методов:визуальная колориметрия, адсорбционная спектроскопия,инфракрасная спектроскопия, молекулярная люминесценция, нефелометрия, турбидиметрия, спектроскопия диффузионного отражения, оптико-акустическая спектроскопия, термолинзовая спектроскопия. 28. Молекулярная абсорбционная спектроскопия в УФ- и видимой областях спектра называют спектрофотометрией Спектрофотометрия основана на избирательном поглощении света молекулами или ионами анализируемого вещества в оптическом диапазоне длин волн: УФ область : 200 - 380 нм Видимая область: 380 - 750 нм Ближняя ИК область: 750 - 2500 нм физический закон, определяющий ослабление параллельного монохрома- тического пучка света при распространении его в поглощающей среде. 29. Молекулярная абсорбционная спектроскопия. основана на поглощении электромагнитного излучения веществами. В зависимости от энергии поглощаемых фотонов различают абсорбционную спектроскопию в видимой и УФ, инфракрасной, микроволновой, рентгеновской областях 30. Хроматография физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на распределении их компонентов между двумя фазами - неподвижной и подвижной, протекающей через неподвижную. Принципиальным отличием хроматографических методов от других физико-химических методов анализа является возможность разделения близких по свойствам веществ. После разделения компоненты анализируемой смеси можно идентифицировать (установить природу) и количественно определять (массу, концентрацию) любыми химическими, физическими и физико-химическими методами. История метода:Хроматографический метод анализа был впервые применён русским учёным-ботаником Михаилом Семеновичем Цветом в 1900 году. Он использовал колонку, заполненную карбонатом кальция для разделения пигментов растительного происхождения. В основу классификации многочисленных хроматографических методов положены следующие признаки: 1. 2. 3. 4. 5. агрегатное состояние фаз; механизм взаимодействия сорбент – сорбат; способы проведения хроматографического анализа; аппаратурное оформление (техника выполнения) процесса хроматографирования; цель хроматографирования. 31.Общая характеристика метода хроматографии Хроматографией называется физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на равновесном распределении их компонентов между двумя несмешивающимися фазами – неподвижной и подвижной. Фронтальный метод наиболее прост по выполнению. Через хроматографическую колонку с сорбентом непрерывным потоком пропускают раствор или газовую смесь исследуемых веществ, сорбируемость которых увеличивается в ряду А < В < С. Соответственно этому компоненты располагаются в колонке. Однако они разделяются не полностью. В чистом виде может быть выделен лишь первый, наиболее слабо сорбирующийся компонент, который движется вдоль слоя сорбента впереди остальных. За зоной первого компонента следует в непосредственном контакте зона, содержащая первый и второй компоненты. Третья зона содержит смесь первого, второго и третьего компонентов. В некоторый момент времени сорбент насыщается, и наступает «проскок», т.е. из колонки начинают выходить компоненты в соответствии с их сорбируемостью. Если пропускать жидкость или газ, выходящие из колонки, через детектор концентраций и наносить показания его в течение всего опыта на график, то полученная выходная кривая будет иметь форму ступенчатой кривой. Вытеснительный метод отличается от фронтального и проявительного тем, что после введения пробы исследуемой смеси колонку промывают растворителем или газом-носителем, к которым добавляют раствор вещества (вытеснитель), обладающего большей сорбируемостью, чем любое из разделяемых веществ. По мере продвижения по колонке элюент вытесняет вещество С, которое в свою очередь вытесняет вещество В и т.д. В результате вытесняемая смесь перемещается впереди фронта вытеснителя и скорость движения вещества равна скорости движения вытеснителя. Разделяемые вещества и на колонке, и в элюате располагаются последовательно друг за другом. Каждый из компонентов выделяется в чистом виде, но не количественно, так как зоны компонентов не разделены промежутками чистого сорбента. Проявительный (элюентный) метод выгодно отличается от фронтального тем, что он позволяет полностью разделить много-компонентную смесь. Хроматографическую колонку промывают растворителем или газом-носителем (элюентом), обладающим меньшей сорбируемостью, чем любое из разделяемых веществ. Затем в колонку вводят исследуемую смесь в виде порции раствора или газа, а не непрерывно, и продолжают пропускать элюент. При этом разделяемые вещества перемещаются вдоль колонки с разными скоростями в соответствии с их сорбируемостью. На выходе из колонки детектор фиксирует непрерывно концентрацию компонентов, а связанный с ним регистрирующий прибор записывает выходную кривую в виде ряда пиков, число которых соответствует числу разделенных компонентов . 32. Характеристики хроматограммы. Хроматограмма - кривая, описывающая зависимость концентрации анализируемых веществ в элюате от времени. Хроматограммой можно назвать зависимость отклика детектора хроматографа от времени при прохождении элюата через ячейку детектора. Хроматограмма состоит из ряда пиков, каждый из которых при полном разделении соответствует одному компоненту анализируемой пробы. Площадь пика при небольшой нагрузке колонки прямо пропорциональна концентрации компонента в элюате. Основными хроматографическими параметрами, характеризующими поведение вещества в колонке, являются время удерживания компонента смеси и удерживаемый объем. 33. Теория теоретических тарелок является формальной и основана на представлении, что хроматографируемое вещество проходит через слой сорбента не непрерывным потоком, а порциями, распределяясь между подвижной и неподвижной фазами на отдельных элементарных участках слоя так называемых «тарелках». Через каждую такую тарелку вещество проходит периодическими толчками. При этом предполагается, что за время каждого толчка, т. е. практически мгновенно, на тарелках успевает установиться равновесие распределения всех компонентов между подвижной и неподвижной фазами. 34. Газовая хроматография – метод разделения летучих термостабильных соединений, основанный на распределении веществ между фазами, одна из которых – газ, другая – твердый сорбент (газоадсорбционная хроматография, ГАХ) или вязкая жидкость, закрепленная на твердом носителе (газожидкостная хроматография, ГЖХ). Газ, с помощью которого анализируемая смесь вводится в колонку, является элюентом. Разделение компонентов смеси происходит вследствие различной адсорбционной способности или растворимости анализируемых веществ при движении их газообразной смеси в колонке с потоком подвижной фазы вдоль неподвижной фазы. 35. В газоадсорбционной хроматографии (ГАХ) разделение анализируемых компонентов основано на различном сродстве их к твёрдому адсорбенту. При хроматографировании многократно повторяется процесс адсорбции разделяемых компонентов зёрнами адсорбента и их десорбции в подвижную газообразную фазу. Селективность адсорбента определяется характером и прочностью взаимодействий разделяемых веществ с поверхностью адсорбента. В этой связи для разделения полярных соединений используются адсорбенты с пониженной адсорбционной активностью, а для разделения неполярных веществ – адсорбенты с высокой адсорбционной способностью. В основе газожидкостной хроматографии (ГЖХ) лежит явление селективной абсорбции (растворения) компонентов смеси неподвижной жидкой фазой – абсорбентом. Неподвижную жидкую фазу в виде плёнки наносят на внутренние стенки капиллярной колонки или на зёрна твёрдого носителя, которым заполняется насадочная колонка. Метод ГЖХ имеет более широкие аналитические возможности по сравнению с ГАХ, т. к. избирательность растворения газов в плёнке жидкости гораздо больше, чем различие в их адсорбционных свойствах. Существенным преимуществом ГЖХ перед ГАХ является то, что изотерма абсорбции линейна в более широком интервале концентраций, чем изотерма адсорбции.