met_razd_i_konc - Саратовский государственный университет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
ИНСТИТУТ ХИМИИ
УТВЕРЖДАЮ
Проректор
По учебно-методической работе
Проф. Е.Г.Елина
___________________________
"__ " __________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ
Направление подготовки
020100 - ХИМИЯ
Профиль подготовки
Аналитическая химия
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Саратов,
2011
1 Цели освоения дисциплины
Целью
освоения
дисциплины
«Методы
разделения
и
концентрирования» является формирование у студентов понимания
теоретических и практических основ, методологии и областей
практического применения современных методов разделения и
концентрирования для последующего применения полученных знаний и
навыков при освоении вариативных дисциплин профиля «Аналитическая
химия» и выполнения профессиональных задач по выбору конкретных
методов и методик анализа объектов окружающей среды, медицины,
промышленности, науки на основе умения организовать свою
профессиональную деятельность, самостоятельно приобретать конкретные
знания, используя различные источники информации.
2 Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Курс «Методы разделения и концентрирования» относится к
вариативным дисциплинам профессионального ФГОС ВПО по направлению
подготовки «Химия»
Материал дисциплины логически и содержательно-методически связан с
курсами физической, аналитической, органической химии, химии ВМС,
математикой, с методами математической статистики в химии. В результате
изучения этих дисциплин обучающиеся должны обладать входными
знаниями и умениями, необходимыми для освоения курса «Методы
разделения и концентрирования»:
- Уметь дифференцировать, интегрировать, проводить обработки
результатов прямых и косвенных измерений, рассчитывать доверительный
интервал.
- Знать способы выражения концентрации веществ в растворах.
- Знать понятия электропроводности, концентрационной и кинетической
поляризации, обратимых и необратимых электродных процессов.
- Знать понятие сорбции, особенности сорбции на твердой и жидкой
фазах.
Для успешного освоения дисциплины студент должен уметь
определять неорганические и органические компоненты объектов анализа
спектрофотометрическими,
люминесцентными,
электрохимическими,
хроматографическими методами анализа, оценивать правильность и
прецизионность результатов, используя знания и умения, полученные в ходе
изучения дисциплины «Аналитическая химия» и дисциплины «Метрология,
стандартизация и сертификация».
Знания, полученные при изучении курса «Методы разделения и
концентрирования» необходимы для освоения вариативных курсов
«Химические процессы в окружающей среде», «Методы анализа
сельскохозяйственной продукции», а также прохождения химикотехнологической практики в 8 учебном семестре.
2
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения дисциплины «Методы разделения и концентрирования».
В
ходе
освоения
дисциплины
«Методы
разделения
и
концентрирования» формируются следующие компетенции:
- Использование основных законов естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применение методов математического
анализа и моделирования, теоретического и экспериментального
исследования (ОК-6);
- Умение работать с компьютером на уровне пользователя и применять
навыки работы как в социальной сфере, так и в области профессиональной
деятельности (ОК-7).
- Владение основами теории фундаментальных разделов химии
(прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической),
химии высокомолекулярных соединений (ПК-2).
- Владение навыками химического эксперимента, основными
синтетическими и аналитическими методами получения и исследования
химических веществ и реакций (ПК-4).
- Владение навыками работы на современной учебно-научной
аппаратуре при проведении химических экспериментов (ПК-6).
- Умение работать на серийной аппаратуре, применяемой в
аналитических и физико-химических исследованиях (ПК-7).
- Владение методами регистрации и обработки результатов
химических экспериментов (ПК-8).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать основы современных методов разделения и концентрирования
и способы их применения для решения теоретических и практических задач
в любых областях химии.
Уметь самостоятельно ставить задачу физико-химического
исследования в химических системах, выбирать оптимальные пути и методы
решения подобных задач как экспериментальных, так и теоретических;
обсуждать результаты физико-химических исследований, ориентироваться в
современной литературе по методам разделения и концентрирования, вести
научную дискуссию по вопросам этого курса.
Владеть теоретическими основами методов разделения и
концентрирования и навыками химического эксперимента по этому курсу.
4 Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 9 зачетных единиц, 324
часа.
3
4.1 Структура лекционного курса
№
Раздел
дисциплины
Методы
разделения
и
концентрировани
я.
Общая
характеристика
2 Экстракционные
методы.
Количественные
характеристики
3 Экстракционные
системы.
Особенности.
4 Методы
осаждения
и
флотации.
5 Соосаждение.
Варианты, виды,
особенности.
6 Дистилляционные
и
сублимационные
методы
7 Кристаллизацион
ные методы
8 Сорбционные
методы.
Механизмы
количественные
характеристики
9 Хроматографичес
кие
методы.
Теоретические
основы
10 Основные
варианты
хроматографии
1
Семестр
Неделя
семестра
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов и
трудоемкость (в часах)
Лекция
Сам.раб.
Всего
Формы
Текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Формы
промежуточной
аттестации
(по семестрам)
8
1
4
13
17
Устный отчет
8
2
4
13
17
Тестирование
8
3
4
13
17
Устный отчет
8
4
4
13
17
8
5
4
13
17
Контрольная
работа на
решение задач
Устный отчет
8
6
4
13
17
Дискуссия
8
7
4
13
17
Устный отчет
8
8
4
13
17
Защита
реферата с
презентацией,
8
9
4
13
17
Защита
реферата с
презентацией
8
10
4
13
17
Устный отчет
4
11 Электрохимическ
ие методы
12 Электрофоретиче
ские методы
Всего
8
11
4
13
17
Устный отчет
8
12
4
13
17
8
12
48
156
204
Защита
реферата
с
презентацией
Экзамен
Содержание лекционного курса
1. Методы разделения, концентрирования и методы определения – две группы
методов аналитической химии. Комбинированные, гибридные методы. Разделение,
концентрирование, выделение. Абсолютное, относительное, индивидуальное, групповое
концентрирование. Значение концентрирования и области его применения. Место
концентрирования в аналитическом цикле.
Количественные характеристики концентрирования. Способы концентрирования.
Классификации и общая характеристика методов концентрирования и разделения.
Современное состояние методов. Успехи и проблемы.
2. Экстракция. Особенности экстракции как метода разделения и
концентрирования. Количественное описание процессов экстракции. Терминология,
требования к экстрагентам. Экстракционные системы. Неионизированные нейтральные
соединения:
координационно-несольватированные
нейтральные
соединения
с
ковалентными связями; хелаты и внутрикомплексные соединения; координационносольватированные нейтральные (смешанные) комплексы. Ионные ассоциаты:
координационно-несольватированные ионные ассоциаты; минеральные кислоты;
комплексные металлокислоты; другие соединения.
Экстракция неионизированных нейтральных соединений. Координационнонесольватированные нейтральные соединения. Высокая избирательность. Выражение для
коэффициента распределения. Закон Нернста, отклонения от закона. Координационносольватированные нейтральные соединения. Механизм экстракции. Выражения для
коэффициента распределения. Метод сдвига равновесия.
Экстракция внутрикомплескных соединений. Хелаты. Хелатообразующие
реагенты. Правило Л.А. Чугаева. Экстракция координационно-ненасыщенных хелатов.
Уравнения для коэффициента распределения. Установление состава комплексов.
Зависимость экстракции от pH. Константа экстракции.
Экстракция координационно-ненасыщенных хелатов. Синергизм. Описание
синергетической экстракции с помощью закона действующих масс. Особенности
экстракции катионных и анионных хелатов.
Экстракция ионных ассоциатов. Координационно-несольватированные ионные
ассоциаты. Факторы, способствующие росту экстракции: увеличение диэлектрической
проницаемости растворителя, увеличение размера и гидрофобности ионов. Требования к
анионам или катионам-партнёрам. Использование в качестве реагентов краун-эфиров,
серу- и азотосодержащих аналогов.
Комплексные металлокислоты и их соли. Факторы, повышающие коэффициент
распределения. Присутствие сильной минеральной кислоты. Соэкстракция. Подавление
экстракции.
Экстракция комплексных кислот аминами и солями четвертичных аммониевых
оснований. Механизмы: ионный обмен, присоединение, внедрение. Факторы, влияющие
на экстракцию аминами.
Использование экстракции в аналитической химии. Изучение равновесия в
растворах. Разделение смесей. Управление процессами разделения. Маскирование.
Отделение при реэкстракции. Обменная экстракция. Условия обмена. Обменные ряды.
5
Гибридные методы, включающие экстракцию. Экстракционно-фотометрический,
экстракционно-люминисцентный,
экстракционно-атомно-абсорбционный
методы.
Экстракция и вольамперометрия. Прямая потенциометрия. Экстракция в радиохимии.
Способы осуществления экстракции. Экстракция расплавами, использование
трёхфазных систем, гель-экстракция. Экстракционная хроматография.
3. Методы осаждения и соосаждения. Принципы разделения. Достоинства.
Недостатки. Осаждение матрицы.
Соосаждение. Основные варианты. Требования к коллекторам. Изоморфное
соосаждение. Закон распределения (закон В.Т. Хлопина). Соосаждение на гидроксидах.
Соосаждение на сульфидах. Органические соосадители: ионные ассоциаты, хелаты.
Индифферентные органические соосадители.
Флотация. Типы флотационного концентрирования: флотация после соосаждения,
ионная флотация. Использование флотации как метод концентрирования при анализе вод.
4. Сорбционные методы концетрирования. Механизмы взаимодействия вещества с
сорбентом. Количественная оценка сорбции. Степень извлечения. Коэффициент
распределения. Статический и динамический варианты сорбции. Достоинства
сорбционных методов концентрирования. Сорбенты. Требования к сорбентам. Активные
угли. Механизм сорбции на углях. Оксиды, гидроксиды, соли металлов. Синтетические
иониты. Комплексообразующие сорбенты (хелатные смолы).
5. Хроматография. Терминология. История создания метода М.С. Цветом.
Сущность и определение метода. Принципы классификации хроматографических
методов.
Теоретические основы хроматографии. Адсорбция на границе с твёрдой фазой.
Изотерма адсорбции. Уравнение Фрейндлиха. Теория мономолекулярной адсорбции.
Уравнение Ленгмюра. Полимолекулярная адсорбция. Уравнение Брунауэра-ЭмметаТеллера (уравнение БЭТ). Адсорбция на границе с жидкой фазой. Изотерма
распределения. Уравнение Гиббса.
I.
Общее описание хроматографического процесса. Хроматограмма и её
характеристики. Параметры удерживания. Время удерживания.
Удерживаемый объём. Критерии оценки разделения. Критерий
разделения. Критерий селективности. Степень разделения. Факторы,
влияющие на разделения.
II.
II. Теория хроматографии. Теория теоретических тарелок. Число
теоретических тарелок. Высота, эквивалентная теоретической тарелке
(ВЭТТ). Кинетическая теория (теория скоростей). Уравнение ВанДеемтера.
6. Основы газовой хроматографии. Газо-адсорбционная и газожидкостная
хроматография. Подвижная и неподвижная фаза. Использование хелатов металлов.
Оптимальные условия хроматографирования. Капиллярная газовая хроматография.
Блок-схема газового хроматографа. Способы детектирования. Детектор,
основанный на измерении теплопроводности газа. Пламенно-ионизационный и его
модификации.
Качественный анализ. Хроматографические и нехроматографические методы.
Параметры для идентификации: время удерживания, удерживаемый объём,
логарифмический индекс удерживания Ковача.
Сочетание газовой хроматографии с другими инструментальными методами.
Хроматомасс-спектрометрия. ИК-спектроскопия. УФ-спектроскопия. ЯМРспектроскопия.
Количественный анализ. Определение площади пиков. Метод абсолютной
калибровки. Метод внутреннего стандарта. Метод нормировки. Калибровочный
коэффициент. Области применения газовой хроматографии.
6
7. Основы жидкостной хроматографии. Высокоэффективная жидкостная
хроматография (ВЭЖХ) как современный вариант метода. Жидкостно-адсорбционная и
жидкостно-распределительная хроматография. Подвижная и неподвижая фазы.
Требования к растворителям. Элюирующая сила и селективность растворителя.
Элюотропные
ряды.
Нормально-фазовый
и
обращённо-фазовый
варианты
хроматографирования. Ион-парная ВЭЖХ. Изократическое и градиентное элюирование.
Количественные характеристики в жидкостной хроматографии. Параметры
эффективности и селективности удерживания. Блок-схема жидкостного хроматографа.
Основные типы детекторов и их характеристика. Качественный и количественный анализ
в ВЭЖХ.
8. Планарная жидкостная хроматография. Особенности метода. Тонкослойная
(ТСХ) и бумажная хроматография – основные варианты метода. Параметры тонкослойной
хроматографии. Эффективность и селективность разделения в ТСХ. Сорбенты и
пластинки. Способы хроматографирования. Проявление хроматограмм и идентификация
веществ. Количественный анализ в ТСХ. Высокоэффективная ТСХ – современный
вариант метода. Возможности и ограничения.
9. Хемосорбционная хроматография. Ионообменная хроматография.
Ионообменное равновесие. Константа ионного обмена. Коэффициент
распределения. Коэффициент селективности.
Иониты (ионообменники). Классификация ионитов. Неорганические и
органические
ионообменники.
Ионообменные
смолы.
Кислотно-основные
сольватационные и сорбционные свойства ионитов. Статистическая и динамическая
обменная ёмкость. Влияние различных факторов. Аналитическое применение
ионообменной хроматографии. Удаление мешающих ионов. Разделение. Очистка
растворов. Концентрирование (анализ вод в полевых условиях).
10. Ионная хроматография. Особенности метода. Блок-схема ионного
хроматографа. Принцип определения ионов. Достоинства, ограничения, недостатки
метода. Определение анионов. Процессы, происходящие в разделяющей и подавляющей
колонках. Идентификация ионов. Количественный анализ. Концентрирование и
определение неорганических анионов в сточных водах методом ионной хроматографии.
11. Осадочная хроматография. Носители. Формирование осадочных хроматограмм.
Закрепление осадков на колонке. Количественный анализ по высоте зоны. Метод
осадочной хроматографии на бумаге. Количественное определение ионов. Пиковая
хроматография.
12. Сверхкритическая флюидная хроматография. Сверхкритические флюиды.
Условия образования, свойства. Применение флюидной хроматографии в анализе (во
втором курсе: области применения в контроле качества лекарственных веществ).
Подвижные и неподвижные фазы. Блок-схема флюидного хроматографа. Способы
детектирования.
Достоинства и недостатки хроматографии в целом. Основные направления и
перспективы развития.
13. Электрохимические методы концентрирования. Электролитическое выделение.
Электролиз при контролируемом потенциале (потенциостатический режим поляризации).
Электролиз при постоянной силе тока (гальваностатический режим поляризации).
Выделение микроэлементов на твёрдом катоде. Эффективность электровыделения.
Уравнения для расчёта количества выделяемого вещества. Использование электролиза для
группового
концентрирования
микроэлементов.
Ограничения.
Сочетание
электровыделения с атомно-эмиссионным и атомно-абсорбционным методами.
Электролиз на ртутном катоде. Инверсионная вольамперометрия. Цементация.
Цементация амальгамами электроотрицательных металлов. Электродиализ. Электроосмос.
Электродиффузия. Электрофорез (электрохроматография).
7
14. Капиллярный электрофорез. Мицеллярная электрокинетическая хроматография.
Капиллярный гель-электрофорез. Характеристика методов. Достоинства, ограничения,
области применения (во втором курсе: области применения в контроле качества
лекарственных веществ).
15. Дистилляция и сублимация. Классификация по физической сущности
процессов, по наличию или отсутствию химических операций. Коэффициент
распределения. Простая отгонка (выпаривание) и её использование при анализе воды,
кислот, органических растворителей. Отгонка основы. Уравнение Релея. Ректификация.
Сублимация. Удаление матрицы. Отгонка после химических превращений.
Минерализация пробы. Сухая минерализация. Достоинства. Недостатки. Мокрое озоление
16. Химические транспортные реакции. Преимущества. Значение для получения
вещества высокой чистоты.
17. Управляемая кристаллизация. Направленная кристаллизация и зонная плавка.
Достоинства, недостатки. Пирометаллургические методы. Пробирная плавка, как
основной метод концентрирования благородных металлов. Общая характеристика метода.
Возможности и ограничения. Перспективы дальнейшего развития физических методов
разделения и концентрирования.
4.2 Структура лабораторных занятий
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов и
трудоемкость (в часах)
№
Раздел
дисциплины
Семестр
Неделя
семестра
Лаб.
Раб
Сам.раб.
Всего
1
Экстракционно8
фотометрическое
определение
никеля в сталях,
содержащих
медь.
1
8
2
10
2
Экстракционно8
фотометрическое
определение
микропримеси
меди
в
металлическом
цинке
с
применением
метода обменной
экстракции
Экстракционно8
фотометрическое
определение
анионных ПАВ в
2
8
2
10
3
8
2
10
3
8
Формы
Текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Формы
промежуточной
аттестации
(по семестрам)
Отчет
по
лабораторным
работам.
Проверка
оформления
лабораторного
журнала
Проверка
оформления
лабораторного
журнала
Отчет по
работе.
Проверка
оформления
водах.
лабораторного
журнала
Отчет по
лабораторной
работе.
Концентрировани 8
е и определение
микропримеси
свинца в латуни с
применением
метода
изоморфного
соосаждения
Определение
8
динамической
обменной
ёмкости
катионита КУ-2-8
в
условиях
сорбции меди (II),
железа
(III),
кадмия, цинка.
4
8
2
10
5
8
2
10
Проверка
оформления
лабораторного
журнала
Разделение ионов 8
железа
(III),
кобальта
(II),
никеля
(II)
методом
бумажной
хроматографии с
последующим
фотометрическим
определением
железа (III).
Количественное
8
определение
никеля методом
пиковой
осадочной
хроматографии
Разделение
и 8
идентификация
дикарбоновых
кислот методом
тонкослойной
хроматографии.
6
8
2
10
Отчет по
работе.
Проверка
оформления
лабораторного
журнала
7
8
2
10
8
8
2
10
Фотометрической 8
определение
примеси марганца
в
оксиде
и
хлориде сурьмы
(III)
с
применением
метода отгонки.
10 Количественное
8
9
8
2
10
Отчет
по
работе.
Проверка
оформления
лабораторного
журнала
Отчет по
лабораторным
работам
Проверка
оформления
лабораторного
журнала
Проверка
оформления
лабораторного
журнала.
10
8
2
10
4
5
6
7
8
9
9
Отчет по
определение
бензойной
кислоты
во
фруктовых соках
методом ВЭЖХ.
11 Определение
доксициклина
методом ВЭЖХ.
8
11
8
2
10
12 Определение
аскорбиновой
кислоты
витаминах
8
12
8
2
10
8
12
96
24
120
в
лабораторной
работе
Проверка
оформления
лабораторного
журнала
Отчет по
работе.
Проверка
оформления
лабораторного
журнала
Проверка
оформления
лабораторного
журнала.
Подведение
итогов
выполнения
практикума
5 Образовательные технологии
Используются следующие образовательные технологии:
- технология решения исследовательских задач (ТРИЗ);
- технология коллективной системы обучения;
- технология «Дебаты»;
- технология решения исследовательских и проектных задач;
- технология проведения ролевых игр.
6 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
№
1
2
3
Виды самостоятельной работы
Освоение теоретического материала
Подготовка к текущему тестированию
Оформление лабораторных работ
4
Выполнение
письменных
заданий
Подготовка реферата
5
домашних
Формы контроля
Коллоквиум, дискуссия
Тестирование
Отчет по лабораторным
работам
Проверка
домашних
заданий
Защита реферата
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости –
выставление оценок «удов», «хорошо», «отлично» за отдельные виды
занятий (рейтинговая система»)
10
Примеры рефератов к курсу «Методы разделения и концентрирования»
Гель- хроматография в биохимии.
Мембранная дистилляция как метод очистки воды.
Газовая экстракция в анализе природных и сточных вод.
Пробирная плавка как эффективный метод очистки благородных
металлов.
5. Химические транспортные реакции в анализе металлических
соединений.
1.
2.
3.
4.
Вопросы для самостоятельной подготовки
к курсу «Методы разделения и концентрирования»
1. Методы разделения и концентрирования в системе методов
аналитической химии.
2. Классификация и общая характеристика методов разделения и
концентрирования.
3. Сочетание методов разделения и концентрирования с методами
определения. Комбинированные и гибридные методы.
4. Основные понятия. Виды и способы концентрирования.
5. Количественные характеристики разделения и концентрирования.
6. Сорбция. Виды сорбции. Особенности сорбционных методов
разделения и концентрирования.
7. Адсорбция в системе газ – твердое тело, жидкость – твердое тело.
Изотерма адсорбции.
8. Уравнение Фрейндлиха.
9. Теория мономолекулярной адсорбции. Уравнение Ленгмюра.
Уравнение Генри.
10. Полимолекулярная адсорбция. Теория Поляни и БрунауэраЭммета-Тэллера (БЭТ).
11. Адсорбция в системе жидкость – жидкость, газ – жидкость.
Изотерма распределения. Уравнение Гиббса.
12. Хроматограмма и её характеристики.
13. Параметры удерживания и их значения.
14. Критерии оценки разделения.
15. Теории хроматографии. Теория теоретических тарелок. Параметры
эффективномти разделения.
16. Кинетическая теория (теория скоростей).
17. Уравнение Ван-Дееметра и его значения.
18. Газовая хроматография. Общая характеристика метода.
Достоинства и ограничения.
19. Характеристика подвижной фазы, сорбентов, носителей
неподвижной жидкой фазы в газовой хроматографии.
11
20. Аппаратурное оформление газовой хроматографии. Блок-схема
газового хроматографа.
21. Типы детекторов и их характеристика.
22. Детектор по теплопроводности. Пламенно-ионизационный детектор
и его модификации.
23. Капиллярная газовая хроматография. Общая характеристика.
24.
Методы
идентификации
в
газовой
хроматографии.
Хроматографические методы. Идентификация по времени удерживания,
удерживаемому объему. Индексы удерживания Ковача.
25. Нехроматографические методы. Хромато-масс-спектрометрия.
Теоретические основы.
26. Способы ионизации молекул в хромато-масс-спектрометрии. Метод
электродного удара. Химическая ионизация.
27. Блок-схема масс-спектрометра.
28. Интерпретация масс-спектров.
29. Методы количественного определения в газовой хроматографии.
30. Жидкостная хроматография. Особенности метода в сравнении с
газовой хроматографией.
31. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ).
Сравнение с жидкостной колоночной хроматографией. Сходство и отличие.
32. Механизмы разделения в ВЭЖХ.
33. Нормально-фазовая и обращено-фазовая ВЭЖХ. Особенности
метода.
34. Неподвижные фазы в жидкостно-адсорбционной хроматографии.
Полярные сорбенты. Силикагель и оксид алюминия.
35. Гидрофильно-модифицированные сорбенты. Амино-, циано- и
диольные сорбенты на основе силикагеля.
36. Неполярные сорбенты. Гидрофобно-модифицированные сорбенты.
37. Подвижные фазы в жидкостно-адсорбционной хроматографии.
Требования к подвижным фазам.
38. Элюирующая сила растворителя – основа эффективного разделения
в ВЭЖХ. Элюотропные ряды в нормально-фазовой и обращено-фазовой
ВЭЖХ.
39. Основные хроматографические параметры в ВЭЖХ.
40. Блок-схема жидкостного хроматографии. Основные типы
детекторов.
41. Ионообменная хроматография. Теоретические основы ионного
обмена.
Ионообменное
равновесие.
Коэффициент
селективности,
коэффициент распределения и коэффициент разделения.
42. Физико-химические свойства ионитов: протолитические,
сорбционные, сольватационные. Селективность ионитов.
43. Ионная хроматография. Особенности метода. Аппаратурное
оформление процесса. Области применения метода.
44. Ион-парная хроматография. Характеристика и особенности метода.
12
45. Тонкослойная хроматография. Количественные характеристики
метода. Параметры эффективности и селективности разделения. Подвижные
фазы. Сорбенты. Пластинки.
46. Идентификация и количественный анализ в тонкослойной
хроматографии.
47. Тонкослойная и высокоэффективная тонкослойная хроматография.
Сходство и отличие.
48. Бумажная хроматография. Гидрофильная и гидрофобная бумага.
Области применения бумажной хроматографии.
49. Осадочная хроматография. Физико-химические основы метода.
Области применения.
50. Гель-хроматография. Характеристика метода. Применение в
анализе.
51. Сверхкритическая флюидная хроматография. Характеристика и
аппаратурное оформление метода. Применение в анализе.
52. Экстракция как метод разделения и концентрирования. Равновесие
экстракции. Закон распределения в экстракции.
53. Количественные характеристики в экстракции: константа
распределения, коэффициент распределения, степень извлечения.
54. Типы экстракционных систем. Экстракция координационнонесольватированных нейтральных соединений.
55. Экстракция внутрикомплексных соединений.
56. Экстракция координационно-сольватированных нейтральных
соединений.
57. Экстракция ионных ассоциатов.
58. Экстракция комплексных металлокислот.
59. Электрохимические методы разделения и концентрирования.
Основы варианта. Характеристика и применение в анализе.
60. Капиллярный электрофорез. Количественные характеристики
метода. Блок-схема прибора. Способы детектирования веществ.
Качественный и количественный анализ.
61. Мицеллярная электрокинетическая хроматография. Особенность
метода. Количественные характеристики эффективности и селективности
разделения.
62. Общая характеристика дистилляционных методов разделения и
концентрирования. Количественные характеристики. Области применения.
63. Кристаллизационные методы разделения и концентрирования.
Управляемая кристаллизация и зонная плавка.
64. Пробирная плавка. Характеристика и области применения метода.
65. Отгонка после химических превращений. Особенности метода.
Применение в анализе.
ТЕСТЫ
Тест 1
13
1. Какой принцип позволяет отнести распределительную и ионообменную
хроматографию в разные группы хроматографических методов?
1) природа контактирующих фаз;
2) механизм элементарного акта;
3) способ выполнения;
4) все ответы правильные.
2. Укажите физический смысл фактора удерживания в
методе жидкостной
хроматографии.
1) время пребывания компонента А в подвижной фазе (tп)
2) время пребывания компонента А в неподвижной фазе (tн)
3) скорость прохождения растворённого вещества А через колонку
(Vn)
4) скорость прохождения элюента через колонку (Vn)
5) доля времени пребывания растворённого вещества А в подвижной фазе, т.е.
относительная скорость передвижения растворённого вещества (tп/(tп+tн)).
3. Какой величиной лучше оценивать эффективность хроматографической колонки?
1) числом теоретических тарелок (N);
2) временем удерживания (tR);
3) удерживаемым объёмом (VR);
4) высотой эквивалентной теоретической тарелки (Н);
5) коэффициентом разделения.
4. Какой величине пропорциональна высота хроматографического пика?
1) концентрации растворённого вещества;
2) количеству вещества на N-ой теоретической тарелке;
3) времени удерживания (tR);
4) удерживаемому объёму (VR);
5) скорости подвижной фазы (Vn).
5. Во сколько раз нужно изменить число теоретических тарелок, чтобы увеличить
степень разрешения вдвое?
1) увеличить в 2 раза;
2) уменьшить в 2 раза;
3) степень разрешения не зависит от N;
4) уменьшить в 4 раза;
5) увеличить в 4 раза.
6. Какой фактор не влияет на величину Rf?
1) природа носителя;
2) состав подвижной фазы;
3) температура;
4) концентрация определяемого вещества.
7. Для определения диоксидифенилметана в пищевых продуктах использовали метод
тонкослойной хроматографии. Для стандартных образцов получены следующие
результаты:
Концентрация диоксидифенилметана,
мкг/0,02 мл……………………………… 5,0
Площадь пятна, мм2………………………… 7,94
10,0
12,59
15,0
15,85
35,0
27,10
Для построения градуировочного графика использована зависимость lg S- lg c.
Навеску овощей массой m=100 г обработали V мл спирта, который затем упарили до
5,00 мл. Затем 0,02 мл его хроматографировали методом ТСХ и получили пятно
площадью S=20,42 мм2.
14
Определить концентрацию диоксидифенилметана в овощах (мг/кг)
1) 34,40мг/кг;
2) 36,50 мг/кг;
3) 16,48 мг/кг.
1.
Тест 2
Какой принцип определяет различие
хроматографии?
1) механизм элементарного акта;
2) природа контактирующих фаз;
3) используемая техника.
колоночной
и
тонкослойной
2.
Укажите время пребывания вещества А в неподвижной фазе tн , если время
прохождения элюента равно 15 мин, а время прохождения зоны растворённого
вещества составляет 1ч.
1) 15 мин;
2) 60 мин;
3) 75 мин;
4) 45 мин;
5) Нет правильного ответа.
3.
При проверке хроматографической колонки получены следующие параметры: tR=
25 мин, пик имеет форму распределения Гаусса и ширину 40 сек. Найти число
теоретических тарелок.
1) 1401;
2) 22500;
3) для ответа не хватает ещё одного параметра;
4) для ответа не хватает ещё двух параметров.
Какое из перечисленных ниже допущений является общим для концепции
теоретических тарелок и кинетической теории?
1) диффузия и распределение растворённого вещества происходит мгновенно;
2) размывание зоны происходит вследствие продольной диффузии;
3) линейность изотермы распределения (D=const)
4) размывание зоны происходит вследствие неравномерности потока;
Что характеризует величина Rf в планарной хроматографии?
1) концентрацию вещества;
2) относительную скорость передвижения вещества в данной системе;
3) относительное содержание вещества в смеси соединений;
4) знак и величину заряда разделяемых соединений.
Чем объяснить тот факт, что в жидкостно-жидкостной хроматографии
целесообразнее использовать скорость подвижной фазы значительно меньшую,
чем в газо-жидкостной?
1) различным устройством хроматографической колонки;
2) меньшим коэффициентом диффузии растворённого вещества в жидкости,
чем в газе;
3) разным объёмом пробы;
4) температурой;
5) разной длиной колонок.
4.
5.
6.
7.
При определении адипиновой кислоты в продукте гидрокарбоксилирования
бутадиена методом бумажной хроматографии полученные пятна, проявленные
15
метиловым красным, вырезали, высушили и взвесили. Для стандартных смесей с
различным содержанием адипиновой кислоты получили данные:
Масса кислоты, мкг ……………………… 5
Масса бумаги с пятном, мг……………….61
10
106
15
146
20
186
Навеску анализируемого образца m=150 мг растворили в V= 20 мл воды и порции
полученного раствора по 0,05 мл хроматографировали. Масса полученных пятен
составила m2= 107 мг.
Определить массовую долю (%) адипиновой кислоты в анализируемом продукте.
1) 1,60 %;
2) 2,93 %;
3) 4,37 %.
Тест 3
1. Какой принцип лежит в различии газовой и жидкостной хроматографии?
1) природа контактирующих фаз;
2) используемая техника;
3) механизм элементарного акта.
2. В хроматографической колонке вещество А имеет коэффициент распределения
D=10, а вещество В имеет D=15. Для данной колонки
VH= 0.5мл, а Vn=1.5 мл.
Сравните значения VR для этих веществ.
1) (VR)A > (VR)B;
2) (VR)A = (VR)B;
3) (VR)A < (VR)B;
3. От каких факторов зависит эффективность хроматографической колонки по
концепции теоретических тарелок?
1) эффективность колонки прямо пропорциональна высоте, эквивалентной
теоретической тарелке;
2) эффективность колонки возрастает с увеличением числа теоретических
тарелок;
3) эффективность колонки зависит от скорости потока.
4. Следуя кинетической теории укажите, на каком рисунке правильно отражена
зависимость эффективности колонки от скорости подвижной фазы?
1)
2)
3)
4)
5)
5. Какой из перечисленных ионов будет сильнее удерживаться на катионобменнике
при прочих равных условиях?
1) Na+
16
2)
3)
4)
5)
K+
Al3+
Ca2+
Mg2+
6. Укажите правильное определение понятия «константа распределения»
1) отношение равновесных концентраций соединения, распределяющегося
между двумя фазами;
2) отношение
общих
(аналитических)
концентраций
соединения,
распределяющегося между двумя фазами;
3) отношение коэффициентов активности разделяемых веществ в разных
фазах;
4) отношение активностей разделяемых веществ в разных фазах.
7. Какая масса кобальта останется в растворе, если через колонку, заполненную m=
10 г катионита, пропустили V= 250 мл раствора CoSO4 с концентрацией снач= 0,050
моль/л. Полная динамическая ёмкость в условиях разделения равна 1,6 ммоль/г
[молярная масса эквивалента равна М(1/2 М2+)].
1) 0,29 г/л;
2) 2,53 г/л;
3) 2,00 г/л.
Тест 4
1. Каков механизм элементарного акта в методе распределительной хроматографии?
1) сорбция вещества в неподвижной фазе;
2) обмен ионов;
3) распределение вещества между двумя жидкими фазами.
2. Укажите правильное выражение коэффициента распределения D в хроматографии.
1) CН/CП;
2) CП/CН;
3) tП/tН;
4) tН/tП;
5) tП/(tН+tП).
3. Какой из перечисленных ниже параметров не учитывает концепция теоретических
тарелок?
1) время удерживания (tR);
2) скорость подвижной фазы (Vn);
3) скорость перемещения растворённого вещества (VA);
4) линейность изотермы распределения;
5) наличие идеального диффузионного режима (не происходит размывание
зоны вследствие продольной диффузии).
4. Какой из факторов не влияет на разрешение Rs?
1) коэффициент распределения;
2) число теоретических тарелок;
3) относительное удерживание;
4) скорость подвижной фазы;
5) нет правильного ответа
17
5. Какой из перечисленных ионов будет сильнее удерживаться на катионообменнике
при прочих равных условиях?
1) Be2+
2) Mg2+
3) Ca2+
4) Sr2+
5) Ba 2+
6. Укажите правильное определение понятия «фактор разделения»
1) отношение констант распределения разделяемых веществ;
2) отношение коэффициентов распределения разделяемых веществ;
3) отношение коэффициентов активности разделяемых веществ в разных
фазах;
4) отношение активностей разделяемых веществ в разных фазах.
7. Реакционную массу после нитрования толуола проанализировали методом газожидкостной хроматографии с применением этил бензола в качестве внутреннего
стандарта.
Определить массовую долю (%) непрореагировавшего толуола по следующим
экспериментальным данным:
Взято
m(толуола), m(этилбензола),
г
г
25,16
1,28
Sтолуола , мм2
k
Sэтилбензола ,
мм2
k
80
0,79
109
0,82
1) 8,47 %;
2) 4,70 %;
3) 3,60 %.
Тест 5
1. Каков механизм элементарного акта в методе эксклюзионной хроматографии?
1) сорбция вещества на неподвижной фазе;
2) распределение вещества между двумя жидкими фазами в соответствии со
способностью к ионному обмену;
3) распределение вещества между двумя жидкими фазами в соответствии с
размером молекул.
2. Какое из приведённых ниже уравнений является уравнением Ван- Деемтера:
1) N= A+B/V +CV
2) N= A+B/V
3) H= A+CV
4) H= A+B/V+CV
3. При хроматографировании веществ методом тонкослойной хроматографии
получены следующие данные: подвижность хроматографической зоны (Rf)- 7,
ширина зоны в направлении движения элюента- 0,6 см, L- расстояние, пройденное
элюентом от линии старта до линии фронта элюента- 10см. Рассчитать высоту
эквивалентную теоретической тарелке
18
1)
2)
3)
4)
1,12
0,0003
0,05
Для ответа не хватает одного параметра.
4. Укажите правильное выражение для константы распределения KD(A) в жидкостной
хроматографии:
1) VП/VН
2) VН/VП
3) VП/VП+VН
4) [AН]/[AП]
5) [AП]/[AН]
5.
Какой из перечисленных анионов при прочих равных условиях обладает
наибольшим сродством к анионобменнику:
1) F2) Cl3) Br4) NO35) ClO4-
6. В газовой хроматографии используется следующие детекторы:
1) фотометрический;
2) флуориметрический;
3) детектор по теплопроводности (катарометр);
4) рефрактометр.
7. Для определения диоксидифенилметана в пищевых продуктах
использовали
метод тонкослойной хроматографии. Для стандартных образцов получены
следующие результаты:
Концентрация диоксидифенилметана,
мкг/0,02 мл……………………………… 5,0
Площадь пятна, мм2………………………… 7,94
10,0
12,59
15,0
15,85
35,0
27,10
Для построения градуировочного графика использована зависимость lg S- lg c.
Навеску овощей массой m=38 г обработали V мл спирта, который затем упарили до
5,00 мл. Затем 0,02 мл его хроматографировали методом ТСХ и получили пятно
площадью S=14,79 мм2.
Определить концентрацию диоксидифенилметана в овощах (мг/кг)
1) 34,4 мг/кг;
2) 36,5 мг/кг;
3) 16,48 мг/кг.
Тест 6
1. Какой величиной лучше оценивать эффективность хроматографической колонки?
1) числом теоретических тарелок (N);
2) временем удерживания (tR);
3) удерживаемым объёмом (VR);
4) высотой эквивалентной теоретической тарелки (Н);
19
5) коэффициентом разделения.
2. Какое из перечисленных ниже допущений является общим для концепции
теоретических тарелок и кинетической теории?
1) диффузия и распределение растворённого вещества происходит мгновенно;
2) размывание зоны происходит вследствие продольной диффузии;
3) линейность изотермы распределения (D=const)
4) размывание зоны происходит вследствие неравномерности потока;
3. В хроматографической колонке вещество А имеет коэффициент распределения D=15, а
вещество В имеет D=20. Для данной колонки
VH= 1,0 мл, а Vn=3 мл. Сравните
значение VR для этих веществ.
1) (VR)A > (VR)B;
2) (VR)A = (VR)B;
3) (VR)A < (VR)B;
4. Укажите правильное выражение коэффициента распределения D в хроматографии.
1) CН/CП;
2) CП/CН;
3) tП/tН;
4) tН/tП;
5) tП/(tН+tП).
5. Какое из приведённых ниже уравнений является уравнением Ван- Деемтера:
1) N= A+B/V +CV
2) N= A+B/V
3) H= A+CV
4) H= A+B/V+CV
6. Во сколько раз нужно изменит число теоретических тарелок, чтобы увеличить степень
разрешения вдвое?
1) увеличить в 4 раза;
2) уменьшить в 4 раза;
3) степень разрешения не зависит от N;
4) уменьшить в 16 раза;
5)увеличить в 16 раза.
1,2- дихдорэтилен в винилиденхлориде определяли методом газовой
хроматографии, используя толуол в качестве внутреннего стандарта, и получили
следующие данные для градуировочного графика:
Sx/ST………….. 0.72
0.90 1.08 1.28
w , % ………… 0.5
1.0
1.5
2.0
7.Цис-
Рассчитать массовую долю (%) цис-1,2- дихлорэтилена в исследуемом образце по
следующим данным о пиках определяемого и стандартного вещества (принять k=1) :
Пик цис-1,2- дихлорэтилена
Пик толуола
Высота
Основание
Высота
Основание
14
42
18
1) 0,75%
2) 0,55%
3) 1,15%
20
45
Ответы
Тест Баллы
1
2
1- 2
2
2- 5
2
3- 4
2
4- 1
2
5- 5
2
6- 4
6
7- 2
Тест
2
1- 3
2- 4
3- 2
4- 3
5- 2
6- 2
7- 2
Баллы
2
2
2
2
2
2
6
Тест
3
1- 1
2- 3
3- 2
4- 1
5- 3
6- 1
7- 2
Баллы
2
2
2
2
2
2
6
Тест
4
1- 3
2- 2
3- 2
4- 5
5- 1
6- 2
7- 3
Баллы
2
2
2
2
2
2
6
Тест
5
1- 3
2- 4
3- 2
4- 4
5- 5
6- 3
7- 3
Баллы
2
2
2
2
2
2
6
Тест
6
1- 4
2-3
3- 3
4-1
5-4
6- 5
7- 2
Баллы
2
2
2
2
2
2
6
Тест 6
1.Константа экстракции Кэкс не зависит:
1. от устойчивости хелата, экстрагируемого в органическую фазу
2. от концентрации экстракционного реагента
3. от рН
4. от температуры
2. Для экстракции ионов металлов из водных растворов лучше использовать
экстракционный реагент
1.ЭДТА
2.8-годроксихинолин
3.метиловый оранжевый
4.эриохром черный Т
3. В экстракционном разделении и концентрировании используется органический
разбавитель:
1. этанол
2.метанол
3.ацетонитрил
4.тетрахлорид углерода
4.Какие соединения не используются в качестве экстракционных систем:
1.[М(Н20)6 ]3+
2.внутрикомплексные соединения
3.ионные ассоциаты
4.хелаты
5.Коэффициент распределения D выражает
1.отношение общих концентраций вещества в водной и органической фазах
2.отношение общих концентраций вещества в органической и водной фазах
3.отношение растворимости вещества в органической и водной фазах
4.зависимость распределения вещества в органической и водной фазах от
температуры
6.Разделение элементов возможно при использовании групповых экстрагентов, если
варьировать условия экстракции
1. рН
2. объем разбавителя
3.число экстракций
21
4.объем пробы
7.Какой общий объем бутилацетата необходим для понижения концентрации бензойной
кислоты до 1 10-3 М , если 25.0 мл 0.05 М раствора бензойной кислоты проэкстрагировали
порциями растворителя по 5.0 мл? Коэффициент распределения бензойной кислоты в
системе вода бутилацетат равен 30.
1. 30.0 мл
2. 50.0 мл
3. 60.0 мл
4 100 мл
8. По какому механизму извлекается соединение алюминия с гидроксихинолином в
бензол?
1.координационно-насыщенное внутрикомплексное соединение
2.координационно ненасыщенное внутрикомплексное соединение
3. комплексная металлокислота
4. координационно несольватированный ионный ассоциат
Тест 7
1.Экстракционный реагент - это:
1.вещество, необходимое для связывания выделяемого из смеси компонента с
последующей экстракцией его в органическую фазу
2.вещество, которое экстрагируют в органическую фазу для последующего
определения
3.вещество, несмешивающееся с водой и хорошо растворимое в органической фазе
4.аналитический реагент для определения компонента
2.Периодическая экстракция - это:
1.экстракция вещества из водной фазы отдельными порциями экстрагента
2.экстракция при непрерывном перемещении органической фазы относительно
водной
3.органическая фаза переносится последовательно через серию порций водной
фазы до установления равновесия
4.нет правильного ответа
3.Фактор (степень) извлечения это
1. R=n(A)o/ n(A)в, А – количество вещества в органической и водной фазах
2. R=n(S)o/ n(S)в, S- растворимость вещества в органической и водной фазах
3. R=[А]o/[А]в, [А] равновесная концентрация вещества в органической и водной
фазах
4. R=[А]o/(1-[А]в)
4.От какого фактора не зависит экстракция внутрикомплексных соединений
1. устойчивость комплекса
2. интенсивность окраски
3. соотношения водной и органической фаз
4. плотности разбавителя
5.Скорость экстракции зависит от:
1. концентрации реагента
2 объема пробы
3. числа экстракций
4. нет правильного ответа
6. Ионы железа (П) экстрагируются из водных растворов хлороформом в виде комплекса:
1. с 1,10-фенантролином
2. с салициловой кислотой
22
3. с роданид-ионом
7. Железо (Ш) экстрагировали в виде H[FeCl4] из 6М HCl равным объемом
метилизобутилкетона. Рассчитайте коэффициент распределения и степень извлечения (%)
железа при условии, что в водной фазе его исходная концентрация равна 10.0 мкг/мл, а
концентрация после экстракции 0.1 мкг/мл.
1.- 75%; 2 – 80%; 3 – 85% 4 – 99%
8.Какой тип экстрагирующегося соединения магния с гидроксихинолином?
1.координационно насыщенное внутрикомплексное соединение
2. координационно ненасыщенное внутрикомплексное соединение
3. координационно несольватированный ионный ассоциат
4. координационно сольватированное нейтральное соединение
Тест 8
1.К органическим растворителям в экстракции предъявляют требование:
1. хорошая растворимость в воде
2.малая токсичность
3.плотность, близкая к 1
4. интенсивная окраска
2. Преимущество экстракционно-фотометрического определения перед фотометрическим
заключается в:
1. экспрессности
2. точности
3. чувствительности
4. нет правильного ответа
3.Какая величина характеризует коэффициент распределения:
1. RA/Rв
2. DA/Dв
3. Co/Cв
4. Cв/Co
4.Скорость экстракции зависит от:
1. скорости образования экстрагируемого комплекса
2. числа экстракций
3. плотности разбавителя
4. соотношения водной и органической фаз
5. Какая из форм лучше экстрагируется бензолом?
1.Н3R+
2. Н2R
3. НR4. R26. Непрерывная экстракция осуществляется:
1. из водной фазы отдельными порциями экстрагента
2. при относительном перемещении органической фазы относительно водной
3. когда органическая фаза переносится последовательно через серию порций
водной фазы до установления равновесия
4.нет правильного ответа
7. Кобальт экстрагировали из 4.7 М раствора роданида аммония изоамиловым спиртом.
Коэффициент распределения кобальта равен 5.2. Рассчитайте его концентрацию,
оставшуюся в водной фазе, после экстракции из 20 мл его 0.01 М раствора одной порцией
20.0 мл изоамилового спирта.
1. 1.6 10-3 М
2. 3.2 10-5 М
3 . 1.0 10-1 М
23
8. По какому механизму извлекается As(Ш) из раствора НCl высокой концентрации с
помощью хлороформа?
1. координационно сольватированное нейтральное соединение
2. координационно несольватированное нейтральное соединение
3.комплексная металлокислота
4.координационно сольватированный смешанный комплекс
Тест 9
1. Укажите правильное определение понятия «константа распределения»
1.отношение равновесных концентраций распределяющегося между двумя фазами
индивидуального химического соединения;
2.отношение общих (аналитических) концентраций распределяющегося между двумя
фазами индивидуального химического соединения;
3.отношения активностей индивидуального химического соединения в разных фазах;
4.отношение равновесной концентрации химического соединения в одной из фаз к общей
(аналитической) концентрации того же соединения во второй фазе.
2. На коком рисунке изотерма распределения вещества А правильно отражает
зависимость [А]0 от [А]в в том случае, когда коэффициент распределения остается
постоянным?
3. Укажите правильное значение степени извлечения (R, %), если коэффициент
распределения (D)
и соотношение объемов водной и органической фаз при
экстракции равны 10?
1. 99; 2. 1; 3. 50; 4. 75; 5. 25.
4. Какая из форм лучше экстрагируется бензолом:
1. ионный ассоциат
2. внутрикомплексное соединение
3. соли металлов
5. Какая величина из указанных характеризует коэффициент концентрирования?
1. RA/ RB
2. DA/DB
3. CA(в) /CВ(в)
4.CА(о) / CВ(o)
6. Какие факторы не влияют на величину коэффициента распределения
1.объем органической фазы
2. рН
3. соотношение объемов фаз
4. интенсивность окраски органической фазы
7. Рассчитайте коэффициент распределения Ni2+ в форме диметилглиоксимата никеля
между водой и хлороформом, если его исходная концентрация в водной фазе 82.0
мкг/мл, а концентрация после экстракции – 0.2 мкг/мл. Отношение объемов
органической и водной фаз равно 1:1
1. -200
2.-409
3. -509
4. -100
8. Какой тип экстрагирующегося соединения кальция с гидроксихинолином?
1. координационно ненасыщенное внутрикомплексное соединение
2. координационно насыщенное внутрикомплексное соединение
3. координационно несольватированный ионный ассоциат
4. координационно сольватированное нейтральное соединение
Тест 10
1.Степень извлечения вещества экстракционным методом можно повысить:
1. добавляя в водную фазу индифферентный сильный электролит
2. увеличивая объем водной фазы разбавлением водой
24
3. уменьшая концентрацию реагента
2. Укажите правильное значение степени извлечения (R, %), если коэффициент
распределения (D) и соотношение объемов водной и органической фаз при
экстракции равны 10?
1. - 99; 2. -1 3.-50 4.-75 5. -25
3. Каково правильное выражение коэффициента распределения при экстракции
металла по реакции
Ме2+(в) + 2НА(0)
МеА2(0) + 2Н+(в)?
1. [МеА2](о) 2. [МеА2](о)[H+]2 (в)
[МеА2](в)+1
[Ме2+](в) [НА]2(о)
3.
[МеА2](о)________
[Ме2+](в) + [МеА2](в)
4. Варьированием каких условий можно провести разделение ряда металлов с
помощью гидроксихинолина
1. температуры
2. рН
3. объема органической фазы
4. концентрация реагента
5. Фактор (степень) извлечения это
1. R=n(A)o/ n(A)в, А – количество вещества в органической и водной фазах
2. R=n(S)o/ n(S)в, S- растворимость вещества в органической и водной фазах
3. R=[А]o/[А]в, [А] - равновесная концентрация вещества в органической и водной
фазах
4. R=[А]o/1-[А]в
6. Какие из указанных комплексов можно использовать экстракционном
концентрировании ионов металлов:
1. аммиакаты 2. цианидные
3. роданидные
4. гидроксихинолинаты
7. Рассчитайте степень извлечения иона никеля в форме диметилглиоксимата между
водой и хлороформом, если исходная концентрация в водной фазе 82.0 мкг/мл, а
концентрация после экстракции 0.2 мкг/мл. Отношение объемов органической и
водной фаз 1:1.
1. – 89.8%
2. -99.8%
3. -79.8%
4. 69.8%
8. По какому механизму извлекается As(Ш) из раствора НCl высокой концентрации
с помощью хлороформа?
1. координационно сольватированное нейтральное соединение
2. координационно несольватированное нейтральное соединение
3.комплексная металлокислота
4.координационно сольватированный смешанный комплекс
Ответы
Тест6
вопрос
1
2
3
4
5
6
7
8
ответ
2
2
4
1
2
1
2
2
баллы
2
2
2
2
2
2
6
2
Тест 7
вопрос
1
2
3
4
5
6
7
8
ответ
1
1
1
1
1
1
4
2
баллы
2
2
2
2
2
2
6
2
25
Тест 8
вопрос
ответ
баллы
Тест 9
вопрос
ответ
баллы
Тест 10
вопрос
ответ
баллы
1
2
2
2
3
2
3
3
2
4
1
2
5
2
2
6
2
2
7
1
6
8
2
2
1
1
2
2
2
2
3
3
2
4
4
2
5
1
2
6
2
2
7
2
6
8
1
2
1
1
2
2
3
2
3
3
2
4
2
2
5
1
2
6
4
2
7
2
6
8
2
2
Форма итогового контроля – экзамен (билеты в приложении 1)
7
Учебно-методическое
дисциплины
и
информационное
обеспечение
Основная литература
1. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 2. Физико-химические методы
анализа. М.: Дрофа, 2007. 384 с.
2. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. / Под ред.
А.А. Ищенко. В 2 томах. Том 2. Изд-во “Академия”. 2010. - 416 с.
Дополнительная литература
1.
Вершинин В.И., Власова И.В., Никифорова И.А. Основы
аналитической химии / Под ред. В.И. Вершинина. Омск: Изд-во Омск. гос.
ун-та, 2007. 592 с.
2.
Аналитическая химия. проблемы и подходы: В 2 т: пер. с англ . Под
ред. Р. Кельнера, Ж.-М. Мерме, М. Отто, М. Видмера. – М.: Мир ООО « Издво» АСТ, 2004. Т.2. – 728 с.
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
http://www.zhdanov.ru/classified-catalogue/manufacturers-anduppliers/chromatography-oftware-and-data-systems.htm
http://window.edu.ru/window/catalog?p_rid=4803
образовательный портал «Аналитическая химия»
http://www.wssanalytchem.org/default.aspx__
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для чтения лекций
26
Аудитории, оборудованные современной презентационной техникой
(проектор, экран, ноутбук), оверхед-проектора.
Для выполнения лабораторных работ – химические реактивы,
лабораторная посуда, приборы (газовый хроматограф «Кристалл -2000 М»,
жидкостной
хроматограф
«СтайерUV/VIS»
фирмы
«Аквилон»,
видеоденситометр
«Сорбфил»
для
количественной
жидкостной
хроматографии в УФ- и видимой областях спектра, рН –метры,
фотоэлектроколориметры КФК, спектрофотометры СФ- 26, СФ -46).
Программ составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю
подготовки «аналитическая химия».
Автор
Д.х.н., профессор
Е.Г. Сумина
Программа одобрена на заседании кафедры аналитической химии и
химической экологии от «____» ___________ 2011 года, протокол № ____ .
Зав. кафедрой
Д.х.н., профессор,
Заслуженный деятель науки
Р.К. Чернова
Директор Института химии
(где разрабатывалась программа)
Д.х.н., профессор
О.В. Федотова
Директор Института химии
(где реализуется программа)
Д.х.н., профессор
О.В. Федотова
27
ПРИЛОЖЕНИЕ
28
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №1
1. Основные
понятия.
Виды
и
способы
концентрирования.
Количественные
характеристики разделения и концентрирования.
2. Теории хроматографии. Теория теоретических тарелок. Параметры эффективности
разделения. Кинетическая теория (теория скоростей). Уравнение Ван-Дееметра и его
значения.
3. Ион-парная хроматография. Характеристика и особенности метода.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №2
1. Элюирующая сила растворителя – основа эффективного разделения в ВЭЖХ.
Элюотропные ряды в нормально-фазовой и обращено-фазовой ВЭЖХ.
2. Подвижные фазы в жидкостно-адсорбционной хроматографии. Требования к
подвижным фазам.
3. Отгонка после химических превращений. Особенности метода. Применение в анализе.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
29
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №3
1. Теории хроматографии. Теории теоретических тарелок. Параметры эффективномти
разделения.
2. Ионообменная хроматография. Теоретические основы ионного обмена. Ионообменное
равновесие. Коэффициент селективности, коэффициент распределения и коэффициент
разделения.
3. Экстракция как метод разделения и концентрирования. Равновесие экстракции. Закон
распределения в экстракции.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №4
1.
Полимолекулярная адсорбция. Теория Поляни и Брунауэра-Эммета-Тэллера
(БЭТ).
2.
Блок-схема масс-спектрометра.Интерпретация масс-спектров.
3.
Кристаллизационные методы разделения и концентрирования. Управляемая
кристаллизация и зонная плавка.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
30
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №5
1. Мицеллярная
электрокинетическая
хроматография.
Особенность
метода.
Количественные характеристики эффективности и селективности разделения.
2. Неподвижные фазы в жидкостно-адсорбционной хроматографии. Полярные сорбенты.
Силикагель и оксид алюминия.
3. Пробирная плавка. Характеристика и области применения метода.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №6
1. Сочетание методов разделения и концентрирования с методами определения.
Комбинированные и гибридные методы.
2. Газовая хроматография. Общая характеристика метода. Достоинства и ограничения.
3. Элюирующая сила растворителя – основа эффективного разделения в ВЭЖХ.
Элюотропные ряды в нормально-фазовой и обращено-фазовой ВЭЖХ.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
31
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №7
1. Неподвижные фазы в жидкостно-адсорбционной хроматографии. Полярные сорбенты.
Силикагель и оксид алюминия.
2. Экстракция
внутрикомплексных
соединений.
Экстракция
координационно-
сольватированных нейтральных соединений.
3. Количественные характеристики разделения и концентрирования.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №8
1. Адсорбция в системе газ – твердое тело, жидкость – твердое тело. Изотерма
адсорбции. Уравнение Фрейндлиха.
2. Нормально-фазовая и обращено-фазовая ВЭЖХ. Особенности метода.
3. Сверхкритическая
флюидная
хроматография.
Характеристика
и
аппаратурное
оформление метода. Применение в анализе.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
32
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №9
1. Кинетическая теория (теория скоростей). Уравнение Ван-Дееметра и его значения.
2. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). Сравнение с жидкостной
колоночной хроматографией. Сходство и отличие.
3. Электрохимические методы разделения и концентрирования. Основы варианта.
Характеристика и применение в анализе.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №10
1. Теория мономолекулярной адсорбции. Уравнение Ленгмюра. Уравнение Генри.
2. Методы идентификации в газовой хроматографии. Хроматографические методы.
Идентификация
по
времени
удерживания,
удерживаемому объему.
Индексы
удерживания Ковача.
3. Бумажная
хроматография.
Гидрофильная
и
гидрофобная
бумага.
Бумажной
хроматографии. Осадочная хроматография. Физико-химические основы метода.
Области применения
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
33
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №11
1. Тонкослойная хроматография. Количественные характеристики метода. Параметры
эффективности и селективности разделения. Подвижные фазы. Сорбенты. Пластинки.
2. Способы ионизации молекул в хромато-масс-спектрометрии. Метод электродного
удара. Химическая ионизация.
3. Капиллярный электрофорез. Количественные характеристики метода. Блок-схема
прибора. Способы детектирования веществ. Качественный и количественный анализ.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №12
1. Аппаратурное оформление газовой хроматографии. Блок-схема газового хроматографа.Типы
детекторов и их характеристика.
2. . Хроматограмма и её характеристики. Параметры удерживания и их значения. Критерии
оценки разделения.
3. Физико-химические свойства ионитов: протолитические, сорбционные, сольватационные.
Селективность ионитов.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
34
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №13
1. Гидрофильно-модифицированные сорбенты. Амино-, циано- и диольные сорбенты на
основе силикагеля.Неполярные сорбенты. Гидрофобно-модифицированные сорбенты.
2. Идентификация
и
количественный
анализ
в
тонкослойной
хроматографии.
Тонкослойная и высокоэффективная тонкослойная хроматография. Сходство и
отличие.
3. Количественные
характеристики
в
экстракции:
константа
распределения,
коэффициент распределения, степень извлечения.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
Кафедра
Аналитической химии и химической экологии
Направление
Химия
Дисциплина
Методы разделения и концентрирования
Экзаменационный билет №14
1. Детектор
по
теплопроводности.
Пламенно-ионизационный
детектор
и
его
модификации.
2. Жидкостная
хроматография.
Особенности
метода
в
сравнении
с
газовой
хроматографией.
3. Основные понятия. Виды и способы концентрирования.
Зав. кафедрой
Р.К. Чернова
35