ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
337
большинстве случаев к образованию продукта реакции, который уже
не взаимодействует с реагентом R. Маскирующим агентом тогда слу-
жит окислитель или восстановитель.
Например, количественный анализ кобальта основан на образо-
вании синего роданидного комплекса:
Co
2+
+ 4SCN
−
= Co(SCN)
4
2
−
(X + R = XR).
Определению мешает присутствие железа, которое образует с тем же
реагентом комплекс красного цвета
Fe
3+
+ 3SCN
−
= Fe(SCN)
3
(Y + R = YR).
Тогда железо маскируют восстановлением его до Fe
2+
2 Fe
3+
+ Sn
2+
= 2Fe
2+
+ Sn
IV
(Y + M = YM)
Восстановленный ион Fe
2+
не образует окрашенного роданидного ком-
плекса, что приводит к приемлемым условиям для количественного
определения ионов кобальта.
Другой пример. При комплексонометрическом титровании ио-
нов алюминия или железа для устранения мешающего влияния ионов
Cr
3+
рекомендуется окисление хрома до Cr
VI
.
VII.2. Методы разделения и концентрирования
В случаях, когда:
а) анализируемая проба имеет компоненты, мешающие количе-
ственному определению (приемы маскирования уже рассмотрены);
б) концентрация определяемого вещества столь незначительна,
что она ниже предела обнаружения;
в) анализируемая проба характеризуется высокой токсичностью
или радиоактивна и т.д., возникает необходимость применения таких
приемов, как разделение (в результате которого компоненты одной
смеси отделяются друг от друга) и концентрирование (повышение от-
ношений концентрации или количества микрокомпонентов к концен-
трации или количеству макрокомпонентов).
VII.2.1. Параметры разделения и концентрирования
Если вещество находится в равновесии между двумя фазами
A
I
↔ A
II
,
то отношение концентраций вещества А в обеих рассматриваемых фа-
зах называют коэффициентом распределения D:
338
D = C
II
/C
I
, а эффективность извлечения вещества А из одной фазы в
другую выражают степенью извлечения R:
R = Q
II
/(Q
II
+ Q
I
),
где Q − количество вещества в разных фазах, R − степень извлечения в
процентах. Причем для более полного извлечения вещества А значение
R должно быть как можно больше и ближе к 100 %.
Количественной характеристикой разделения веществ А и В
(при установившемся равновесии между фазами I и II), принят коэф-
фициент разделения α
А/В
:
α
А/В
= D
A
/D
B
.
Для эффективного разделения смесей значение α
А/В
должно быть вы-
соким, в то время как произведение D
A
D
B
- близким к единице.
Предположим, что α
А/В
= 10
4
. Тогда при различных заданных
соотношениях D
A
и D
B
можно получить следующие величины R
A
и R
B
(в процентах):
D
A
D
B
R
A
,% R
B
,%
10
5
10 100 90.9
10
2
10
−2
99.0 0.99
10
−1
10
−5
9.1 0.001
Покажем пример расчета R: D
A
= C
A
/C
B
= 10
5
; D
B
= C
B
/C
A
= 10; из ве-
личины D
A
принимаем C
A
= 10
5
·C
B
; а из величины D
B
= 10 получаем C
B
= 10·C
A
. Тогда R
A
= 10
5
· C
B
/(10
5
·C
B
+C
B
) = 0.99999 или 100%; R
B
=
10·C
A
/(10·C
A
+C
A
) = 0.90909 или 90.9%.
Как видно из приведенных данных, наиболее оптимальное раз-
деление компонентов А и В будет достигнуто при D
A
D
B
= 1, т.е. при
значениях R
A
= 99%, R
B
= 0.99%.
Для оценки же эффективности концентрирования служит коэф-
фициент концентрирования S
к
:
S
к
= (q/Q)/(q
проба
/Q
проба
),
где q и q
проба
− количество микрокомпонента в концентрате и пробе; Q
и Q
проба
− количество макрокомпонента в концентрате и пробе.
Добавим, что коэффициент концентрирования показывает, во
сколько раз изменяется отношение абсолютных количеств микро- и
макрокомпонентов в концентрате по сравнению с этим же отношением
в исходной пробе.
VII.2.2. Разделение осаждением и соосаждением
В основе всех разделений методом осаждения лежит различие в
растворимости соединений определяемого и мешающего (нежелатель-
ного) элементов. Возможность и условия эффективного разделения
большинстве случаев к образованию продукта реакции, который уже D = CII/CI, а эффективность извлечения вещества А из одной фазы в
не взаимодействует с реагентом R. Маскирующим агентом тогда слу- другую выражают степенью извлечения R:
жит окислитель или восстановитель. R = QII/(QII + QI),
Например, количественный анализ кобальта основан на образо- где Q − количество вещества в разных фазах, R − степень извлечения в
вании синего роданидного комплекса: процентах. Причем для более полного извлечения вещества А значение
Co2+ + 4SCN− = Co(SCN)42− R должно быть как можно больше и ближе к 100 %.
(X + R = XR). Количественной характеристикой разделения веществ А и В
Определению мешает присутствие железа, которое образует с тем же (при установившемся равновесии между фазами I и II), принят коэф-
реагентом комплекс красного цвета фициент разделения αА/В:
Fe3+ + 3SCN− = Fe(SCN)3 αА/В = DA/DB .
(Y + R = YR). Для эффективного разделения смесей значение αА/В должно быть вы-
Тогда железо маскируют восстановлением его до Fe2+ соким, в то время как произведение DADB - близким к единице.
2 Fe3+ + Sn2+ = 2Fe2+ + SnIV Предположим, что αА/В = 104. Тогда при различных заданных
(Y + M = YM) соотношениях DA и DB можно получить следующие величины RA и RB
Восстановленный ион Fe2+ не образует окрашенного роданидного ком- (в процентах):
плекса, что приводит к приемлемым условиям для количественного DA DB RA,% RB,%
определения ионов кобальта. 105 10 100 90.9
Другой пример. При комплексонометрическом титровании ио- 10 2
10−2
99.0 0.99
нов алюминия или железа для устранения мешающего влияния ионов 10−1 10−5 9.1 0.001
Cr3+ рекомендуется окисление хрома до CrVI. Покажем пример расчета R: DA = CA/CB = 105; DB = CB/CA = 10; из ве-
личины DA принимаем CA = 105·CB; а из величины DB = 10 получаем CB
VII.2. Методы разделения и концентрирования = 10·CA. Тогда RA = 105· CB/(105·CB+CB) = 0.99999 или 100%; RB =
10·CA/(10·CA+CA) = 0.90909 или 90.9%.
В случаях, когда: Как видно из приведенных данных, наиболее оптимальное раз-
а) анализируемая проба имеет компоненты, мешающие количе- деление компонентов А и В будет достигнуто при DADB = 1, т.е. при
ственному определению (приемы маскирования уже рассмотрены); значениях RA = 99%, RB = 0.99%.
б) концентрация определяемого вещества столь незначительна, Для оценки же эффективности концентрирования служит коэф-
что она ниже предела обнаружения; фициент концентрирования Sк:
в) анализируемая проба характеризуется высокой токсичностью Sк = (q/Q)/(qпроба/Qпроба),
или радиоактивна и т.д., возникает необходимость применения таких где q и qпроба − количество микрокомпонента в концентрате и пробе; Q
приемов, как разделение (в результате которого компоненты одной
и Qпроба − количество макрокомпонента в концентрате и пробе.
смеси отделяются друг от друга) и концентрирование (повышение от-
Добавим, что коэффициент концентрирования показывает, во
ношений концентрации или количества микрокомпонентов к концен-
сколько раз изменяется отношение абсолютных количеств микро- и
трации или количеству макрокомпонентов).
макрокомпонентов в концентрате по сравнению с этим же отношением
в исходной пробе.
VII.2.1. Параметры разделения и концентрирования
VII.2.2. Разделение осаждением и соосаждением
Если вещество находится в равновесии между двумя фазами
AI ↔ AII , В основе всех разделений методом осаждения лежит различие в
то отношение концентраций вещества А в обеих рассматриваемых фа- растворимости соединений определяемого и мешающего (нежелатель-
зах называют коэффициентом распределения D: ного) элементов. Возможность и условия эффективного разделения
337 338
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 167
- 168
- 169
- 170
- 171
- …
- следующая ›
- последняя »
