≡× MENU

• داخلی
• ویندوز
• دیوارها
• پروژه ها
• ساختمان ها

مشخصات کلی روشهای جداسازی و تغلیظ. روشهای تبادل یونی برای جداسازی مواد در شیمی تجزیه

استخراج به عنوان روشی برای جداسازی و تغلیظ مواد

نمودار کروماتوگراف گازی

طبقه بندی روش های کروماتوگرافی

روش های کروماتوگرافی تجزیه و تحلیل

در سال 1903 M.S. Tsvet اولین کسی بود که اصول کروماتوگرافی (به یونانی "chromo" - رنگ، "grapho" - نوشتن) را تنظیم کرد و روشی را برای جداسازی رنگدانه های گیاهان سبز ایجاد کرد.

روش کروماتوگرافی امکان جداسازی و تجزیه و تحلیل مخلوط های پیچیده را فراهم می کند. جداسازی مواد به دلیل جذب متفاوت اجزای مخلوط صورت می گیرد.

کروماتوگرافی فرآیندی پویا است که در سیستمی متشکل از دو فاز غیرقابل امتزاج رخ می دهد که یکی از آنها متحرک و دیگری غیر متحرک است. فاز متحرک می تواند گاز یا مایع باشد و فاز ساکن می تواند جامد یا لایه نازکی از مایع باشد که روی یک جامد جذب شده است.

1) با توجه به وضعیت تجمع فاز متحرک

کروماتوگرافی گازی (GC)

کروماتوگرافی مایع (LC)

2) با توجه به هندسه لایه فاز ساکن

بلندگو

لایه مسطح (می تواند کاغذ و لایه نازک باشد)

فرآیند کروماتوگرافی را می توان به صورت زیر نشان داد:

ستون پر شد

جاذب جامد

جریانی از مایع از آن عبور می کند. ماده X حل شده در مایع با آن حرکت می کند، اما در عین حال تمایل دارد به دلیل جذب، تبادل یونی و غیره روی سطح جاذب جامد باقی بماند. هر مولکول X بخشی از زمان و بخشی از زمان را حرکت می دهد. توسط فاز ثابت نگه داشته می شود.

امکان جداسازی دو محلول X و Y به دلیل تفاوت در میل ترکیبی آنها برای هر دو فاز است. یکی از آنها بیشتر اوقات در فاز متحرک است، بنابراین سریعتر به انتهای ستون می رسد.

جایی که k ضریب بازیابی است

نسبت تعداد مول های یک ماده در فاز ساکن به تعداد مول های یک ماده در فاز متحرک

ضریب استخراج، میزان احتباس یک ماده را مشخص می کند.

درجه جدایی دو ماده را می توان از طریق ضریب جداسازی (α) بیان کرد:

ضریب استخراج ماده دوم کجاست؟

ضریب بازیابی ماده اول.

یک آشکارساز قرار داده شده در خروجی ستون ثبت می کند و یک ضبط کننده سیگنال های آشکارساز را ثبت می کند.

برنج. 10. سیگنال های آشکارساز

شکل 10 کروماتوگرام یک مخلوط چهار جزئی را نشان می دهد. مساحت هر قله متناسب با کسر جرمی جزء در مخلوط است.

یکی از روش های مهم و رایج تغلیظ، استخراج است. روش جهانی است: اکنون روش هایی برای استخراج تقریباً همه عناصر و بیشتر کلاس های ترکیبات یافت شده است. هم برای جداسازی ریز ناخالصی ها و هم برای جداسازی ماده پایه مناسب است. استخراج معمولاً بازده غلظت بالایی را فراهم می کند. این روش با سرعت و سهولت اجرا مشخص می شود. در اکثر آزمایشگاه های تحلیلی، به ویژه در جایی که با مواد با خلوص بالا کار می کنند، استفاده می شود.

استخراجهمانطور که مشخص است، فرآیند توزیع یک املاح بین دو فاز مایع غیرقابل اختلاط و همچنین روشی برای جداسازی و جداسازی است. رایج ترین حالت زمانی است که یک فاز آب است و فاز دوم یک حلال آلی است.

روش استخراج برای دو منظور استفاده می شود:

1) برای استخراج کمی یکی از مواد محلول - این استخراج جامع است

2) برای جدا کردن دو محلول - این استخراج انتخابی است

در استخراج معمولاً دو فاز غیرقابل اختلاط و یک ماده قابل تقسیم وجود دارد. این بدان معنی است که در دما و فشار ثابت سیستم تک متغیر است. در شرایط تعادل، نسبت غلظت ماده توزیع شده در هر دو فاز (C 0 و C b) یک مقدار ثابت است. این کمیت ثابت توزیع (P) یا ضریب توزیع نامیده می شود.

P = C 0 / C در (15)

Р= (а x) 0 / (а x) w = [X] 0 / [X] w،

که در آن w، o - آب و حلال آلی

P برابر است با نسبت فعالیت های جزء در هر دو فاز (اما از نسبت غلظت نیز استفاده می شود، زیرا معمولاً مولکول ها هستند و نه یون ها). اگر پلیمریزاسیون در سیستم اتفاق بیفتد، ضریب توزیع به غلظت بستگی دارد و محاسبه پیچیده تر می شود.

قانون توزیع Nernst-Shilov زمانی معتبر است که املاح در هر دو فاز به یک شکل باشد. در واقع، یک ماده می تواند تجزیه و مرتبط شود، حل شود و هیدراته شود. بنابراین، قانون ایده آل شده است، اما بسیاری از سیستم های استخراج از این قانون پیروی می کنند. به طور کلی سیستم های استخراج بسیار متنوع هستند. انتخاب صحیح سیستم تا حد زیادی موفقیت جداسازی و تمرکز استخراج را تعیین می کند. در این کار از ترکیبات داخل کمپلکس استفاده شد. این یکی از رایج ترین کلاس های ترکیبات مورد استفاده در غلظت استخراج است. برای اولین بار، عناصر دقیقاً به شکل دی تیزونات ها (ترکیبات درون پیچیده) متمرکز شدند. متعاقباً همراه با دی‌تیزونات، کاپفرونات‌ها، دی تیوکاربامات‌ها، 8-هیدروکسی‌نولین، اکسیم‌ها و غیره کاربرد گسترده‌ای یافتند.

استخراج X مول از املاح (Vwater – V w ml و فاز Vorganic – V 0 ml) را در نظر بگیرید.

ضریب توزیع (P) برابر است

Р = [X] 0 / [X] w = (X –Y) * V w / V 0 * Y،

که در آن Y تعداد مول های باقی مانده در فاز آبی پس از یک بار استخراج است

کسر استخراج نشده است

Y / X = f = 1 / (1 + P * (V 0 / V w)) = V w / (V w + PV 0)

بنابراین، هنگام اجرای n دنباله، f به غلظت اولیه بستگی ندارد

f n = (1+P V 0 / V w) - n

محاسبه مقدار محدود املاح استخراج نشده باقی مانده پس از n استخراج به بی نهایت میل می کند (انجام شده توسط گریفین).

بدیهی است که برای یک نسبت محدود V o / V w حد f n = 0 است. اما چنین استخراجی جالب نیست، زیرا حجم حلال استخراج شده باید به بی نهایت تمایل داشته باشد.

برای یک V o محدود که به n قسمت تقسیم شده است، معادله شکل دارد

f n = (1+P V 0 / nV w) - n،

و با n تمایل به بی نهایت،

f ¥ = e - V 0 P / V W

با تعداد بی نهایت زیاد استخراج، حجم فاز آلی به 0 میل می کند. در عمل، تقسیم عصاره گیری به بیش از 4-5 قسمت چندان مؤثر نیست.

شرایط اساسی فرآیند استخراج

1. ضریب توزیع (یا ثابت توزیع) - به بالا مراجعه کنید.

2. ضریب جداسازی (S) - نسبت ضرایب توزیع دو ماده ای که از هم جدا می شوند، بزرگتر به کوچکتر.

3.٪ استخراج (درجه استخراج) (R) - درصد یک ماده استخراج شده در شرایط معین از مقدار کل. ضریب توزیع درصد استخراج مربوط به رابطه است

R = 100D / (D + V در / V 0)، که در آن V in و V 0 حجم های تعادل فازهای آبی و آلی هستند.

4. ثابت استخراج (K ext) - ثابت تعادل یک واکنش استخراج ناهمگن

به عنوان مثال، برای ترکیبات داخل کمپلکس که استخراج آنها مطابق با معادله Mn + + nHA o MAn (o) + nH + انجام می شود.

ثابت استخراج برابر است با

K ext = o * [ H + ] n / [ M n + ] * n o

4. عصاره - یک فاز آلی جدا شده حاوی ماده استخراج شده از فاز دیگر.

5. استخراج کننده حلال آلی است که ماده ای را از فاز آبی استخراج می کند.

6. استخراج مجدد - فرآیند بازگرداندن ماده استخراج شده از عصاره به فاز آبی.

7. استخراج مجدد - فاز آبی جدا شده حاوی ماده استخراج شده از عصاره.

8. منحنی های استخراج

شکل 11.منحنی های استخراج

هرچه منحنی ها تندتر باشند، بار یون فلز بیشتر می شود. این بدان معناست که pH 1/2 به ثابت پایداری کلات و غلظت اضافی معرف بستگی دارد، اما به غلظت فلز بستگی ندارد.

روش‌های جداسازی و تغلیظ جایگاه مهمی در میان تکنیک‌های شیمی تحلیلی مدرن دارند. در کلی ترین شکل آن، فرآیند آنالیز شیمیایی شامل انتخاب نمونه و آماده سازی آن برای تعیین، تعیین واقعی و پردازش نتایج است. توسعه مدرن ابزارهای تحلیلی و فناوری رایانه عملکرد قابل اعتماد مراحل دوم و سوم تجزیه و تحلیل را تضمین می کند که اغلب به طور خودکار انجام می شود. برعکس، مرحله آماده سازی نمونه، که بخش جدایی ناپذیر و جدایی ناپذیر آن عملیات جداسازی و تغلیظ است، همچنان پر زحمت ترین و کم دقت ترین عملیات آنالیز شیمیایی است. اگر مدت زمان اندازه‌گیری و پردازش نتایج به ترتیب دقیقه و کمتر از ثانیه باشد، مدت زمان آماده‌سازی نمونه به ترتیب ساعت و کمتر از دقیقه است. به گفته کارشناسان فعال در زمینه کنترل تحلیلی محیطی، تنها 10 درصد از کل خطای آنالیز در مرحله اندازه گیری سیگنال، 30 درصد در آماده سازی نمونه و 60 درصد در نمونه گیری رخ می دهد. خطاهای ایجاد شده در طول جمع آوری و آماده سازی نمونه می تواند نتایج یک تجزیه شیمیایی را کاملاً مخدوش کند.

علاقه به روش‌های جداسازی و تمرکز به دلایل متعددی از بین نمی‌رود، که چند مورد از آن‌ها را می‌توان شناسایی کرد: افزایش نیاز به حساسیت آنالیز و دقت آن، بسته به امکان حذف اثر ماتریس، و همچنین نیاز. برای اطمینان از هزینه قابل قبول تجزیه و تحلیل بسیاری از ابزارهای مدرن امکان تجزیه و تحلیل را بدون جداسازی و تمرکز قبلی فراهم می کنند، اما خود آنها و عملکرد آنها بسیار گران هستند. بنابراین، استفاده از روش های به اصطلاح ترکیبی و ترکیبی که ترکیبی بهینه از جداسازی اولیه و غلظت اجزا را با تعیین بعدی آنها با استفاده از ابزارهای تحلیلی نسبتا ارزان قیمت فراهم می کند، اغلب سودآورتر است.

مفاهیم و اصطلاحات اساسی انواع تمرکز

اجازه دهید مفهوم معنایی اصطلاحات اساسی را که هنگام توصیف روش‌های جداسازی و تمرکز استفاده می‌شوند، روشن کنیم.

زیر تقسیمحاکی از عملیات (فرآیندی) است که در نتیجه چندین بخش از اجزای آن از مخلوط اولیه مواد به دست می آید، یعنی اجزایی که مخلوط اولیه را تشکیل می دهند از یکدیگر جدا می شوند. هنگام جدا شدن، غلظت اجزا ممکن است نزدیک به یکدیگر باشد، اما ممکن است متفاوت باشند.

تمرکز -عملیات (فرآیندی) که منجر به افزایش نسبت غلظت یا کمیت ریز اجزاء نسبت به ماتریس یا اجزای ماتریس می شود. ریز اجزا به اجزای موجود در مواد صنعتی، زمین شناسی، بیولوژیکی و سایر مواد و همچنین در اشیاء محیطی در غلظت های کمتر از 100 میکروگرم بر گرم گفته می شود. در این حالت ماتریس به معنای محیطی است که ریزمولفه ها در آن قرار دارند. اغلب ماتریس آب یا محلول آبی اسیدها یا نمک است. در مورد نمونه های جامد، غلظت پس از انتقال نمونه به محلول انجام می شود، در این حالت محلول حاوی اجزای ماتریسی به همراه ریز اجزاء است. تغلیظ در شرایطی انجام می شود که غلظت اجزاء باشد به شدت متفاوت هستند.

تمرکز ریز اجزاء در طول تعیین آنها، اول از همه، در مواردی که حساسیت روش ها برای تعیین مستقیم این اجزا کافی نیست، متوسل می شود. مزیت اصلی غلظت، کاهش حدود نسبی و گاهی مطلق تشخیص ریزمولفه ها به دلیل حذف یا کاهش شدید تأثیر اجزای درشت بر نتایج تعیین است. همچنین اگر جزء به طور ناهمگن در نمونه تجزیه و تحلیل شده توزیع شده باشد، غلظت لازم است. علاوه بر این، غلظت این امکان را فراهم می کند که بدون تعداد زیادی نمونه مرجع، از جمله نمونه های استاندارد، انجام شود، زیرا در نتیجه غلظت، می توان کنسانتره ها را به صورت واحد به دست آورد، به عنوان مثال، در پودر زغال سنگ در صورت انتشار اتمی. تجزیه و تحلیل در طول فرآیند غلظت، در صورت نیاز، معرفی استانداردهای داخلی به اصطلاح راحت است. با این حال، غلظت معایبی نیز دارد: تجزیه و تحلیل را طولانی و پیچیده می کند، در برخی موارد تلفات و آلودگی افزایش می یابد و گاهی اوقات تعداد اجزای تعیین شده کاهش می یابد.

جدایی و تمرکز، هم در بعد نظری و هم در تکنیک اجرا، اشتراکات زیادی دارند. بدیهی است که تمرکز یک مورد خاص از جدایی است. طبقه بندی "غلظت" به عنوان یک مفهوم مستقل از شیمی تجزیه به دلیل اهمیت عملی این عملیات در تجزیه و تحلیل شیمیایی و تفاوت در هدف آن در مقایسه با جداسازی موجه است. به لطف استفاده از جداسازی، می توان تجزیه و تحلیل را ساده کرد و تأثیر اجزای مزاحم را از بین برد، در حالی که هدف اصلی تمرکز افزایش حساسیت تعیین است.

(سوال 1). متمایز کردن مطلقو نسبیتمرکز در غلظت مطلقریز اجزاء از یک توده نمونه بزرگ به یک توده کنسانتره کوچک منتقل می شوند. در همان زمان، غلظت ریز اجزاء افزایش می یابد. نمونه ای از غلظت مطلق تبخیر یک ماتریس در آنالیز آب ها، محلول های اسیدهای معدنی و حلال های آلی است. مثلاً وقتی 20 میلی لیتر محلول سرب را به 1 میلی لیتر تبخیر می کنیم، نسبت جرم جزء تعیین شده به جرم کل نمونه را 20 برابر افزایش می دهیم (به شرط اینکه جزء تعیین شده کاملاً در محلول باقی بماند). یعنی 20 بار تمرکز کردیم.

در نتیجه غلظت نسبیماتریسی که به دلایلی تحلیل را پیچیده می‌کند، با ماتریس آلی یا معدنی دیگری جایگزین می‌شود و نسبت بین میکرو و اجزای درشت مداخله‌کننده اصلی افزایش می‌یابد. در این مورد، نسبت نمونه های اولیه و نهایی چندان مهم نیست، فرض کنیم همان 20 میلی لیتر محلول سرب نیز حاوی روی بوده و 100 برابر بیشتر از سرب بوده است. ما سرب را تغلیظ کردیم، مثلاً با استخراج، در حالی که مقدار روی 20 برابر کاهش یافت، اکنون فقط 5 برابر سرب است. می توانیم کنسانتره ای به همان حجم 20 میلی لیتر به دست آوریم، در حالی که غلظت سرب تغییر نکرده است، اما غلظت روی تغییر کرده است و مقادیر روی باقی مانده در محلول دیگر با تعیین بعدی سرب تداخلی نخواهد داشت. . در عمل، تمرکز مطلق و نسبی اغلب با هم ترکیب می شوند. آنها عناصر ماتریس را با ماتریس آلی یا معدنی دیگری جایگزین می کنند و با اقدامات اضافی، به عنوان مثال، تبخیر ساده، کنسانتره عنصر کمیاب را به جرم مورد نیاز "فشرده" می کنند.

عمل تجزیه و تحلیل شیمیایی به هر دو مورد نیاز دارد فردی، بنابراین گروهتمرکز تمرکز فردیعملیاتی است که در نتیجه آن یک ریز جزء یا چند ریز جزء به طور متوالی از شی مورد تجزیه و تحلیل جدا می شود، در حالی که وقتی تمرکز گروهیچندین ریز جزء به طور همزمان جدا می شوند. هر دو روش در عمل استفاده می شود. انتخاب روش به ماهیت جسم مورد تجزیه و تحلیل و روش غلظت مورد استفاده بستگی دارد. غلظت گروهی معمولاً با تعیین بعدی توسط کروماتوگرافی، کروماتوگرافی- طیف سنجی جرمی، ولتامتری سلب و غلظت فردی با روش های آنالیز تک عنصری مانند اسپکتروفتومتری، طیف سنجی جذب اتمی و فلورمتری ترکیب می شود.

تمرکز را می توان به دو روش انجام داد: حذف ماتریس و جداسازی ریز عناصرانتخاب روش بستگی به ماهیت شی مورد تجزیه و تحلیل دارد. اگر ماتریس ساده باشد (یک یا دو عنصر)، حذف ماتریس آسان تر است. اگر پایه چند عنصری باشد (مواد معدنی و آلیاژهای پیچیده، خاک)، عناصر کمیاب آزاد می شوند. انتخاب همچنین به روش غلظت مورد استفاده بستگی دارد. به عنوان مثال، رسوب همزمان تنها برای جداسازی عناصر کمیاب و تبخیر برای جداسازی ماتریسی از اجسام نسبتا ساده استفاده می‌شود: آب‌های طبیعی، اسیدها و حلال‌های آلی.

F KSMU 4/3-04/01

IP شماره 6 UMS در KazSMA

مورخ 14 ژوئن 2007

دانشگاه پزشکی دولتی کاراگاندا

گروه رشته های دارویی با دوره شیمی

موضوع: روش های جداسازی، جداسازی و تغلیظ مواد در شیمی تجزیه.

رشته شیمی تجزیه

تخصص 051103 داروسازی

زمان (مدت زمان) 50 دقیقه

کاراگاندا 2011

در جلسه درس شیمی تایید شد

"29". 08. پروتکل شماره 1 2011

مسئول دوره ______________L.M. ولاسوا
موضوع:روشهای جداسازی، جداسازی و تغلیظ مواد در شیمی تجزیه.
هدف:برای ایجاد ایده هایی در مورد استفاده از روش های جداسازی، جداسازی و تغلیظ مواد در شیمی تجزیه به منظور اطمینان از نتایج تحلیلی قابل اعتماد، مطالعه روش های پوششی مورد استفاده برای از بین بردن اجزای مزاحم.
طرح:

1. 
   نقاب زدن.
2. 
   جدایی و تمرکز.
3. 
   ویژگی های کمی جداسازی و غلظت.
4. 
   بارش و بارش همزمان.
5. 
   جذب، انسداد، پلی مورفیسم.

مطالب گویا:ارائه

روش های پوشش، جداسازی و تغلیظ.
اغلب در عمل تجزیه و تحلیل شیمیایی، روشی که برای شناسایی یا تعیین اجزای مورد نیاز استفاده می‌شود، بدون از بین بردن تأثیر اجزای مزاحم (از جمله موارد اصلی که "ماتریس" نمونه آنالیز شده را تشکیل می‌دهند، نتایج قابل اعتمادی ارائه نمی‌دهد. دو راه برای از بین بردن اجزای مزاحم وجود دارد. یکی از آنها پوشاندن است - انتقال اجزای مزاحم به شکلی که دیگر اثر تداخلی ندارد. این عملیات را می توان به طور مستقیم در سیستم مورد تجزیه و تحلیل انجام داد، با اجزای مداخله گر در همان سیستم، به عنوان مثال در همان محلول باقی می ماند.

پوشاندن همیشه امکان پذیر نیست، به خصوص هنگام تجزیه و تحلیل مخلوط های چند جزئی. در این مورد، روش دیگری استفاده می شود - جداسازی مواد (یا غلظت).

1. 
   نقاب زدن

نقاب زدن- مهار یا سرکوب کامل یک واکنش شیمیایی در حضور موادی است که می توانند جهت یا سرعت آن را تغییر دهند. در این حالت، فاز جدیدی تشکیل نمی‌شود، که مزیت اصلی ماسک نسبت به جداسازی است، زیرا عملیات مربوط به جداسازی فازها از یکدیگر حذف می‌شوند. دو نوع پوشش وجود دارد: ترمودینامیکی (تعادل) و جنبشی (غیر تعادلی). با پوشش ترمودینامیکی، شرایطی ایجاد می شود که در آن ثابت واکنش شرطی به حدی کاهش می یابد که واکنش به طور ناچیز پیش می رود. غلظت جزء پوشانده شده برای تشخیص قابل اعتماد سیگنال تحلیلی کافی نیست. پوشش جنبشی مبتنی بر افزایش تفاوت بین سرعت واکنش مواد ماسک‌دار و آنالیت با یک معرف است. به عنوان مثال، واکنش القایی MnO - 4 با CI - در حضور Fe (II) در حضور یون‌های فسفات کند می‌شود.

چندین گروه از مواد پوشاننده را می توان تشخیص داد.

1. 
   موادی که با مواد مداخله گر ترکیبات پایدارتری نسبت به مواد در حال تعیین تشکیل می دهند. برای مثال، با وارد کردن فلوراید سدیم به محلول، می توان از تشکیل کمپلکس Fe (II) با یون تیوسیانات قرمز جلوگیری کرد. یون های فلوراید آهن (III) را به یک کمپلکس بی رنگ FeF 3-6 متصل می کنند که پایدارتر از Fe (SCN) n (n-3) است که تأثیر تداخلی Fe (III) را هنگام تشخیص Co (II) به صورت حذف می کند. یک شرکت آبی پیچیده (SCN) n (n -2). تری اتانولامین برای پوشاندن منگنز (II)، آهن (III) و AI (III) در محلول های قلیایی در تیتراسیون های کمپلکس سنجی کلسیم، منیزیم، نیکل و روی مفید است.
2. 
   موادی که از واکنش های اسید و باز با تشکیل هیدروکسیدهای کم محلول جلوگیری می کنند. به عنوان مثال، در حضور اسید تارتاریک، هیدرات اکسید آهن (III) توسط آمونیاک تا pH 9-10 رسوب نمی کند.
3. 
   موادی که حالت اکسیداسیون یک یون مداخله گر را تغییر می دهند. به عنوان مثال، برای از بین بردن تأثیر تداخلی کروم (III) در طی تیتراسیون کمپلکس سنجی آلومینیوم و آهن، توصیه می شود آن را به کروم (VI) اکسید کنید.
4. 
   موادی که یون های مزاحم را رسوب می دهند، اما رسوب نیازی به جداسازی ندارد. به عنوان مثال، در طی تیتراسیون کمپلکس سنجی کلسیم در حضور منیزیم که به صورت هیدروکسید رسوب می کند اما جدا نمی شود.
5. 
   موادی با اثرات خاص به عنوان مثال، امواج پلاروگرافی در حضور سورفکتانت های خاص سرکوب می شوند.

گاهی اوقات ماسک کردن این تکنیک ها را ترکیب می کند. برای مثال، یون‌های مس (II) را می‌توان با یون‌های سیانید و تیوسولفات پوشانید. در این مورد، Cu (II) به Cu (I) کاهش می یابد، و سپس، با مقدار بیش از حد ماده پوشاننده، مجتمع هایی از ترکیب Cu (CN) 4 3-، Cu (S 2 O 3) 2 3- را تشکیل می دهد. .

برای ارزیابی اثربخشی ماسک، استفاده کنید شاخص پوشاندن. این لگاریتم نسبت غلظت کل ماده تداخلی است تا غلظت آن بدون محدودیت باقی بماند. شاخص پوشش را می توان با دانستن ثابت های تعادل شرطی واکنش های پوششی مربوطه محاسبه کرد.

مواد پوشاننده زیر اغلب در تجزیه و تحلیل شیمیایی استفاده می شود: کمپلکس ها. اسیدهای هیدروکسی (تارتاریک، سیتریک، مالونیک، سالیسیلیک)؛ پلی فسفات هایی که قادر به تشکیل کمپلکس هایی با ساختار کلات شش عضوی (سدیم پیرو و تری پلی فسفات) هستند. پیلیامین ها؛ گلیسرول؛ thiourea; هالید، سیانید، تیوسولفات - یون؛ آمونیاک، و همچنین مخلوطی از مواد [به عنوان مثال، KI در مخلوط با NH 3 در طی تیتراسیون کمپلکس سنجی Cu (II) در حضور جیوه (II)].

همراه با پوشاندن، تجزیه و تحلیل شیمیایی گاهی اوقات به نقاب زدایی متوسل می شود - تبدیل یک ماده پوشانده شده به شکلی که قادر به وارد شدن به واکنش هایی است که معمولاً مشخصه آن است. این امر با پروتونه کردن ترکیب پوشاننده (اگر یک باز ضعیف باشد)، از بین بردن یا حذف غیرقابل برگشت آن (مثلاً با حرارت دادن)، تغییر حالت اکسیداسیون یا اتصال به یک ترکیب قوی‌تر به دست می‌آید. به عنوان مثال، جداسازی یون های فلزی از کمپلکس های NH 3، OH -، CN -، F - را می توان با کاهش pH انجام داد. مجتمع های کادمیوم و روی با یون سیانید در اثر عمل فرمالدئید از بین می روند که با یون سیانید واکنش داده و نیتریل اسید گلیکولیک را تشکیل می دهد. کمپلکس های پراکسید، به عنوان مثال تیتانیوم (IV)، با جوشاندن در محلول های اسیدی تجزیه می شوند. همچنین می توان با اکسیداسیون ترکیب پوشاننده (به عنوان مثال اکسیداسیون EDTA) یا با تغییر حالت اکسیداسیون ماده پوشانده شده (Fe 3- ↔ Fe 2-) نقاب زدایی به دست آورد.

2. جدایی و تمرکز.
نیاز به جداسازی و غلظت ممکن است به دلیل عوامل زیر باشد: 1) نمونه حاوی اجزایی است که در تعیین تداخل دارند. 2) غلظت جزء تعیین شده کمتر از حد تشخیص روش است. 3) اجزای تعیین شده به طور نابرابر در نمونه توزیع شده اند. 4) هیچ نمونه استانداردی برای کالیبراسیون ابزار وجود ندارد. 5) نمونه بسیار سمی، رادیواکتیو یا گران است.

جداییعملیات (فرآیندی) است که در نتیجه آن اجزای تشکیل دهنده مخلوط اولیه از یکدیگر مشخص می شوند.

تمرکز- عملیات (فرآیندی) که منجر به افزایش نسبت غلظت یا مقدار ریز اجزاء به غلظت یا مقدار درشت اجزاء می شود.

هنگام جدا شدن، غلظت اجزا ممکن است نزدیک به یکدیگر باشد، اما ممکن است متفاوت باشند. غلظت در شرایطی انجام می شود که غلظت اجزا به شدت متفاوت است.

هنگام تغلیظ، مواد موجود در مقادیر کم یا در حجم یا جرم کمتری جمع آوری می شوند. غلظت مطلق، یا به گونه ای از ماکرو جزء جدا می شوند که نسبت غلظت ریز جزء به غلظت ماکرو جزء افزایش می یابد ( غلظت نسبی). غلظت نسبی را می توان جداسازی در نظر گرفت با این تفاوت که غلظت اولیه اجزا به شدت متفاوت است. نمونه ای از غلظت مطلق تبخیر یک ماتریس در آنالیز آب ها، محلول های اسیدهای معدنی و حلال های آلی است. هدف اصلی از غلظت نسبی جایگزینی ماتریسی است که به دلایلی تجزیه و تحلیل را دشوار می کند، با ماتریس آلی یا معدنی دیگر. به عنوان مثال، هنگام تعیین ریز ناخالصی ها در نقره با خلوص بالا، عنصر ماتریکس با O - ایزوپروپیل - N - اتیل تیوکاربینات در کلروفرم استخراج می شود و سپس پس از تبخیر فاز آبی به حجم کم، ریز اجزا به هر روشی تعیین می شود.

متمایز کردن گروهی و فردیجداسازی و تغلیظ: با روش گروهی، چندین جزء در یک مرحله با روش فردی جدا می شوند، یک جزء یا چند جزء به ترتیب از یک نمونه جدا می شوند. هنگام استفاده از روش های تعیین چند عنصری (گسیل اتمی، فلورسانس اشعه ایکس، طیف سنجی جرمی جرقه، فعال سازی نوترون)، جداسازی گروهی و غلظت ترجیح داده می شود. برعکس، هنگام تعیین با روش های فتومتری، فلوئوریمتری و جذب اتمی، جداسازی جداگانه جزء مفیدتر است.

جداسازی و تمرکز هم در جنبه های نظری و هم در اجرای فنی اشتراکات زیادی دارند. روش های حل مسائل یکسان است، اما در هر مورد خاص، تغییراتی در رابطه با مقادیر نسبی مواد، روش به دست آوردن و اندازه گیری سیگنال تحلیلی امکان پذیر است. برای مثال، روش‌های استخراج، هم‌رسوب، کروماتوگرافی و غیره برای جداسازی و تغلیظ استفاده می‌شود. می توانید طبقه بندی روش ها را بر اساس تعداد فازها، وضعیت تجمع آنها و انتقال ماده از یک فاز به فاز دیگر در نظر بگیرید. روش‌های ترجیحی مبتنی بر توزیع یک ماده بین دو فاز مانند مایع-مایع، مایع-جامد، مایع-گاز و جامد-گاز هستند. در این حالت، یک سیستم همگن را می توان با هر عملیات کمکی (رسوب و رسوب همزمان، تبلور، تقطیر، تبخیر و غیره) یا با معرفی یک فاز کمکی - مایع، جامد، گاز (اینها به یک سیستم دو فاز تبدیل کرد. روش های کروماتوگرافی، استخراج، جذب).

روش هایی بر اساس جداسازی اجزا در یک فاز وجود دارد، به عنوان مثال روش های الکترودیالیز، الکتروفورز، انتشار و انتشار حرارتی. با این حال، در اینجا نیز می توان به طور مشروط در مورد توزیع اجزاء بین دو "فاز" صحبت کرد، زیرا اجزا، تحت تأثیر انرژی اعمال شده خارجی، به دو قسمت تقسیم می شوند که می توانند از یکدیگر جدا شوند، به عنوان مثال، توسط یک غشای نیمه تراوا

هر منطقه کاربردی تجزیه و تحلیل شیمیایی انتخاب خاص خود را از روش های جداسازی و غلظت دارد. در صنعت پتروشیمی - عمدتاً روشهای کروماتوگرافی، در شیمی سم شناسی - استخراج و کروماتوگرافی، در صنایع الکترونیک - تقطیر و استخراج.

زرادخانه روش های جداسازی و غلظت زیاد است و دائماً در حال گسترش است. برای حل مسائل، تقریباً از تمام خواص شیمیایی و فیزیکی مواد و فرآیندهای رخ داده در آنها استفاده می شود.
3. ویژگی های کمی جداسازی و تمرکز.
بیشتر روش های جداسازی بر اساس توزیع ماده بین دو فاز (I و II) است. به عنوان مثال، برای ماده A تعادل است

A I ↔ A II (1.1)
نسبت غلظت کل ماده A در هر دو فاز نامیده می شود ضریب توزیعد:

D= C II / C I (1.2)
استخراج کاملاً کامل، و در نتیجه جداسازی، از لحاظ نظری غیرممکن است. راندمان استخراج ماده A از یک فاز به فاز دیگر قابل بیان است نرخ بازیابیر:
R = Q II / Q II + Q I، (1.3)
که در آن Q مقدار ماده است. R معمولاً به صورت درصد بیان می شود.

بدیهی است که برای بازیابی کامل یک جزء، مقدار R باید تا حد امکان نزدیک به 100٪ باشد.

در عمل، اگر R A ≥ 99.9٪ باشد، بازیابی کمی در نظر گرفته می شود. این بدان معنی است که 99.9٪ از ماده A باید وارد فاز II شود. برای جزء تداخلی B، شرط 1/R B ≥ 99.9 باید برآورده شود، یعنی. بیش از 0.1٪ از ماده B نباید وارد فاز II شود.

یک مشخصه کمی جداسازی مواد A و B که برای آنها تعادل بین فازهای I و II برقرار است، عامل جداییά A/B:
ά A/B = D A / D B (1.4)

برای جداسازی لازم است که مقدار ά A/B زیاد و حاصلضرب D A D B نزدیک به یک باشد. اجازه دهید ά A/B = 10 4. در این مورد، ترکیب های زیر از مقادیر D A و D B امکان پذیر است:
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
همانطور که مشاهده می شود، جداسازی را می توان با D A D B =1 به دست آورد.

برای ارزیابی کارایی تمرکز، استفاده کنید عامل تمرکز S به:
S k = q/Q / q نمونه / Q نمونه، (1.5)
که در آن نمونه q، q - مقدار ریز جزء در کنسانتره و نمونه. نمونه Q، Q - مقدار درشت جزء در کنسانتره و نمونه.

ضریب غلظت نشان می دهد که نسبت مقادیر مطلق ریز و درشت اجزای کنسانتره چند برابر نسبت به همان نسبت در نمونه اصلی تغییر می کند.
4. بارش و بارش همزمان
روش های جداسازی و تغلیظ شامل رسوب با تشکیل رسوبات کریستالی و بی شکل است.

شرایط تشکیل رسوبات کریستالی.

لازم:

1. 
   رسوب را از محلول های رقیق با محلول رقیق رسوب دهنده انجام دهید.
2. 
   رسوب دهنده را به آرامی، قطره قطره اضافه کنید.
3. 
   به طور مداوم با یک میله شیشه ای هم بزنید؛
4. 
   رسوب از محلول داغ (گاهی اوقات محلول رسوب دهنده نیز گرم می شود).
5. 
   تنها پس از سرد شدن محلول، رسوب را فیلتر کنید.
6. 
   در طول بارش، موادی را اضافه کنید که حلالیت رسوب را افزایش می دهد.

شرایط تشکیل رسوبات آمورف.
رسوبات آمورف در نتیجه انعقاد، یعنی چسبیدن ذرات به هم و تجمع آنها به وجود می آیند. فرآیند انعقاد می تواند با افزودن یک الکترولیت ایجاد شود. شما باید محاصره کنید:

1. 
   از محلول های داغ؛
2. 
   در حضور یک الکترولیت (نمک آمونیوم، اسید)؛
3. 
   برای به دست آوردن رسوب متراکمی که به راحتی شسته می شود و به سرعت ته نشین می شود، رسوب از محلول های غلیظ با محلول های غلیظ رسوب دهنده انجام می شود.

آلودگی یک رسوب به موادی که باید در محلول باقی می ماند نامیده می شود بارش همزمان .

به عنوان مثال، اگر محلولی حاوی مخلوط BaCL 2 با FeCL 3 در معرض H 2 SO 4 قرار گیرد، انتظار می رود که فقط BaSO 4 رسوب کند، زیرا نمک Fe 2 (SO4) 3 محلول در آب است. در واقع، این نمک نیز تا حدی رسوب می کند. اگر رسوب فیلتر، شسته و کلسینه شده باشد، می توان این موضوع را تایید کرد. به نظر می رسد که رسوب BaSO 4 سفید خالص نیست، بلکه قهوه ای است زیرا Fe 2 O 3 در نتیجه تکلیس Fe 2 (SO 4) 3 تشکیل شده است.

Fe 2 (SO 4) 3 → Fe 2 O 3 + 3SO 3

آلودگی رسوبات توسط رسوب همزمان با ترکیبات محلول به دلیل رسوب شیمیایی رخ می دهد و بارش های بعدی مشخص می شود که در آن آلودگی رسوبات با مواد کم محلول رخ می دهد. این پدیده به این دلیل رخ می دهد که در نزدیکی سطح رسوب، در اثر نیروهای جذب، غلظت یون های رسوب دهنده افزایش می یابد و PR فراتر می رود. به عنوان مثال، هنگامی که یون های Ca 2 + توسط اگزالات آمونیوم در حضور Mg 2 + رسوب می کنند، رسوب CaC 2 O 4 آزاد می شود، اگزالات منیزیم در محلول باقی می ماند. اما هنگامی که رسوب CaC 2 O 4 در زیر مشروب مادر نگهداری می شود، پس از مدتی با MgC 2 O 4 کمی محلول آلوده می شود که به آرامی از محلول خارج می شود.

رسوب همزمان در شیمی تجزیه اهمیت زیادی دارد. این یکی از منابع خطا در تعیین وزن سنجی است. اما بارش همزمان می تواند نقش مثبتی نیز داشته باشد. به عنوان مثال، هنگامی که غلظت جزء آنالیت آنقدر کم است که رسوب عملاً غیرممکن است، رسوب همزمان ریز جزء آنالیت با مقداری جمع کننده (حامل) مناسب انجام می شود. تکنیک ته نشینی مشترک ریز اجزا با کلکتور اغلب در روش تغلیظ استفاده می شود. اهمیت آن به ویژه در شیمی عناصر کمیاب و کمیاب بسیار زیاد است.

1. 
   انواع مختلفی از رسوب همزمان وجود دارد، از جمله جذب، انسداد و ایزومورفیسم.

جذب یک ماده توسط ماده دیگر، که در سطح مشترک اتفاق می افتد، نامیده می شود جذب . آلاینده - جذب جذب شده توسط یک سطح جامد - جاذب .
جذب طبق قوانین زیر انجام می شود:

1. 
   مزیت رسوب (به عنوان مثال، BaSO 4) ابتدا یون های خود را جذب می کند، یعنی Ba 2 + و SO 4 2-، بسته به اینکه کدام یک از آنها بیش از حد در محلول وجود دارد.
2. 
   برعکس، یون‌های با بار بالا که در محلولی با غلظت یکسان هستند ترجیحاً جذب می‌شوند.
3. 
   از یون هایی با بار یکسان، یون هایی که غلظت آنها در محلول بیشتر است ترجیحاً جذب می شوند.
4. 
   از یون هایی که به طور مساوی بار دارند و غلظت یکسانی دارند، یون هایی که با شدت بیشتری توسط یون های شبکه کریستالی جذب می شوند (قانون پانتو-فاینس) ترجیحاً جذب می شوند.

جذب یک فرآیند برگشت پذیر است. انتقال یون ها یا مولکول های جذب شده از سطح جاذب به محلول. وقوع همزمان این دو فرآیند منجر به حالتی از تعادل می شود که به آن تعادل جذب می گویند.

تعادل جذب به عوامل زیر بستگی دارد:

1. اثر سطح جاذب

از آنجایی که مواد یا یون ها بر روی سطح یک جاذب جذب می شوند، مقدار ماده جذب شده توسط یک جاذب معین با اندازه سطح کل آن نسبت مستقیم دارد. پدیده جذب در طول تجزیه و تحلیل باید در هنگام برخورد با رسوبات آمورف بیشتر مورد توجه قرار گیرد، زیرا ذرات آنها در نتیجه چسبندگی تعداد زیادی از ذرات اولیه کوچک به یکدیگر تشکیل می شوند و بنابراین دارای سطح کل عظیمی هستند.

برای رسوبات کریستالی، جذب نقش کمتری دارد.

2. اثر تمرکز.

از ایزوترم جذب می توان ایجاد کرد

1. 
   با افزایش غلظت ماده در محلول، میزان جذب کاهش می یابد
2. 
   با افزایش غلظت یک ماده در محلول، مقدار مطلق ماده جذب شده افزایش می یابد
3. 
   با افزایش غلظت یک ماده در محلول، مقدار ماده جذب شده به مقدار نهایی مشخصی میل می کند

جذب

مواد روی

غلظت یک ماده در محلول

3. اثر دما

جذب یک فرآیند گرمازا است و جریان آن با کاهش دما تسهیل می شود. افزایش دما باعث افزایش دفع می شود.

1. 
   تأثیر ماهیت یون های جذب شده

یک جاذب برخی از یون ها را قوی تر از سایرین جذب می کند. این به دلیل انتخابی بودن آن است. اول از همه، رسوب آن یون هایی را که شبکه کریستالی آن را تشکیل می دهند جذب می کند. کانترها طبق قوانین زیر جذب می شوند

1. 
   یون هایی با بار زیاد جذب می شوند
2. 
   از یون هایی با بار یکسان، یون هایی که غلظت آنها در محلول بیشتر است جذب می شوند
3. 
   از یون هایی که به یک اندازه بار دارند و غلظت یکسانی دارند، ترجیحاً یون هایی جذب می شوند که به شدت توسط یون های شبکه کریستالی جذب می شوند (قانون Panet-Faience).

آن دسته از یون های خارجی که ترکیبات کم محلول یا کم یونیزه را با یون های شبکه تشکیل می دهند، به شدت جذب می شوند، به عنوان مثال، هنگامی که AgJ در محلولی از واکنش AgNO 3 + KJ حاوی CH 3 COO-، CH 3 COOAg رسوب می کند. جذب شده، و نه AgNO 3، یعنی به. نمک اول کمتر از نمک دوم در آب حل می شود.

انسداد.در انسداد، آلاینده ها در ذرات رسوب وجود دارند. انسداد با جذب متفاوت است زیرا ناخالصی‌های رسوب‌شده نه در سطح، بلکه در داخل ذرات رسوب یافت می‌شوند.

علل انسداد

جذب مکانیکی ناخالصی های خارجی این فرآیند سریعتر پیش می رود و تبلور سریعتر رخ می دهد.

1) کریستال های "ایده آل" وجود ندارد، آنها دارای شکاف ها و حفره های کوچکی هستند که با مشروب مادر پر شده اند. کوچکترین کریستال ها می توانند به هم بچسبند و مشروب مادر را به دام بیندازند.

2) جذب در طی تشکیل تبلور رسوب.

در طول فرآیند رشد کریستال، ناخالصی های مختلف از محلول به طور مداوم از کوچکترین بلورهای دانه در سطح جدید جذب می شود، در حالی که تمام قوانین جذب رعایت می شود.

3) تشکیل ترکیبات شیمیایی بین رسوب و ناخالصی رسوب شده.

ترتیب تخلیه محلول ها در طول انسداد بسیار مهم است. هنگامی که محلول در هنگام بارش حاوی مقدار زیادی آنیون باشد که بخشی از رسوب هستند، انسداد کاتیون های خارجی رخ می دهد و بالعکس، اگر محلول حاوی مقدار زیادی کاتیون به همین نام باشد، انسداد آنیون های خارجی رخ می دهد.

به عنوان مثال، هنگامی که BaSO 4 (BaCL 2 + NaSO 4) تشکیل می شود، یون های Na + به مقدار اضافی SO 4 2- مسدود می شوند و مازاد بر Ba 2 + - CL - مسدود می شوند.

برای تضعیف انسداد کاتیون‌های خارجی، باید رسوب‌گذاری انجام شود تا کریستال‌های رسوب در محیطی که حاوی مقدار زیادی از کاتیون‌های خود رسوب است رشد کنند. برعکس، اگر می‌خواهید رسوبی عاری از آنیون‌های خارجی مسدود شده به‌دست آورید، باید رسوب را در محیطی انجام دهید که حاوی مقدار زیادی از آنیون‌های خود ترکیب رسوب‌شده باشد.

میزان انسداد تحت تأثیر سرعت انفوزیون رسوب دهنده است. هنگامی که رسوب دهنده به آرامی اضافه می شود، معمولاً رسوبات خالص تری به دست می آید. بارش همزمان تنها در هنگام تشکیل رسوب رخ می دهد.

ایزومورفیسمتشکیل کریستال های مخلوط است.

مواد ایزومورف به آن دسته از موادی گفته می شود که قابلیت تبلور و تشکیل شبکه بلوری مشترک را دارند و به اصطلاح کریستال های مخلوط به دست می آیند.

یک مثال معمولی آلوم های مختلف است. اگر کریستال های بی رنگ آلومینیوم - زاج پتاسیم KAl (SO 4) 2 12H 2 O را با کروم شدید بنفش - پتاسیم ... KSr (SO 4) 2 12H 2 O حل کنید، در نتیجه کریستال های مخلوط تشکیل می شود. رنگ این کریستال ها شدیدتر است، هر چه غلظت KCr(SO 4) 2 بیشتر باشد.

ترکیبات ایزومورف معمولا کریستال هایی به یک شکل را تشکیل می دهند.

ماهیت ایزومورفیسم این است که یون های با شعاع مشابه می توانند جایگزین یکدیگر در شبکه کریستالی شوند. به عنوان مثال، یون های Ra و Ba دارای شعاع نزدیک هستند، بنابراین، هنگامی که BaSO 4 رسوب می کند، کریستال های هم شکل از محلولی حاوی مقادیر کمی از Ra 2+ رسوب می کنند. برخلاف یون های KCr(SO 4) 2 که شعاع اتمی کمتری دارند.

3. بارش همزمان منبع اصلی خطا در آنالیز وزنی است.

با انتخاب مسیر مناسب تحلیل و انتخاب منطقی یک رسوب‌دهنده، می‌توان هم‌بارش را کاهش داد. هنگام رسوب با رسوب دهنده های آلی، رسوب همزمان مواد خارجی بسیار کمتر از زمان استفاده از رسوب دهنده های معدنی مشاهده می شود. بارش باید تحت شرایطی انجام شود که در آن یک رسوب کریستالی درشت تشکیل شود. رسوب را برای مدت طولانی زیر محلول مادر نگهداری کنید.

برای پاکسازی رسوبات از ناخالصی های جذب شده، باید کاملا شسته شود. برای حذف ناخالصی های ناشی از انسداد و ایزومورفیسم، رسوب در معرض رسوب مجدد قرار می گیرد.

به عنوان مثال، هنگام تعیین Ca 2 +، آنها به شکل CaC 2 O 4 رسوب می کنند، اگر Mg 2 + در محلول وجود داشته باشد، پس از آن رسوب به شدت با ناخالصی های MgC 2 O 4 آلوده می شود. برای خلاص شدن از شر ناخالصی ها، رسوب در HCL حل می شود. این محلولی تولید می کند که غلظت Mg 2+ کمتر از محلول اصلی است. محلول به دست آمده خنثی می شود و بار دیگر بارندگی تکرار می شود. معلوم می شود که رسوب عملاً عاری از Mg 2+ است.

4. رسوبات آمورف از محلول های کلوئیدی با انعقاد تشکیل می شوند، i.e. ترکیبی از ذرات به دانه های بزرگتر که تحت تأثیر گرانش در ته ظرف ته نشین می شوند.

محلول های کلوئیدی به دلیل وجود بار، حلالیت یا پوسته هیدراتاسیون یکسان پایدار هستند = برای شروع بارش باید با افزودن مقداری الکترولیت بار را خنثی کرد. با خنثی کردن بار، الکترولیت به ذرات اجازه می دهد تا به یکدیگر بچسبند.

برای حذف پوسته‌های حلال‌سازی، از تکنیکی مانند نمک‌زدایی استفاده می‌شود، یعنی افزودن غلظت بالایی از الکترولیت، که یون‌های آن در محلول، مولکول‌های حلال را از ذرات کلوئیدی انتخاب کرده و خود را حل می‌کنند.

انعقاد با افزایش دما تقویت می شود. همچنین رسوبات آمورف باید از محلول های غلیظ انجام شود، پس از آن رسوبات متراکم تر، سریعتر ته نشین می شوند و ناخالصی ها راحت تر شسته می شوند.

رسوبات آمورف پس از رسوب در زیر مشروب مادر نگهداری نمی شوند، اما به سرعت فیلتر و شسته می شوند، زیرا در غیر این صورت رسوب ژلاتینی به نظر می رسد.

معکوس فرآیند انعقاد، فرآیند پپتیزاسیون است. هنگامی که رسوبات بی شکل با آب شسته می شوند، می توانند دوباره به حالت کلوئیدی تبدیل شوند. گم می شود این با این واقعیت توضیح داده می شود که الکترولیت ها از رسوب شسته می شوند، بنابراین ذرات منعقد شده دوباره بار دریافت می کنند و شروع به دفع یکدیگر می کنند. در نتیجه، سنگدانه های بزرگ به ذرات ریز کلوئیدی تجزیه می شوند که آزادانه از فیلتر عبور می کنند.

برای جلوگیری از پپتیزاسیون، رسوب را نه با آب خالص، بلکه با محلول رقیق مقداری الکترولیت شستشو می دهند.

الکترولیت باید یک ماده فرار باشد و با احتراق کاملاً حذف شود. نمک های آمونیوم یا اسیدهای فرار به عنوان الکترولیت مورد استفاده قرار می گیرند.

ادبیات:
1. خاریتونوف یو.آ. کتاب شیمی تجزیه 1،2. م. VS، 2003

2. Tsitovich I.K. درس شیمی تجزیه. م.، 2004.

3. واسیلیف V.P. شیمی تجزیه. کتاب 1.2. M.، Bustard، 2003.

4. کلنر آر.، مرمه جی.ام.، اتو ام.، ویدمر جی.ام. شیمی تجزیه. ج 1، 2. ترجمه از انگلیسی. زبان م.، میر، 1383.

5. اتو ام. روشهای مدرن شیمی تجزیه جلد 1،2. M., Tekhnosphere, 2003.

6. Ponomarev V.D. شیمی تجزیه، قسمتهای 1، 2. م.، وش، 1982.

7. زولوتوف یو.آ. مبانی شیمی تجزیه، ج 1، 2، VSh، 2000.

سوالات امنیتی (بازخورد)

1. 
   عواملی را که ضریب توزیع به آنها بستگی دارد فهرست کنید.
2. 
   نمونه ای از مواد پوشاننده مورد استفاده در آنالیز شیمیایی را ذکر کنید.
3. 
   چه چیزی را می توان به عنوان روش های جداسازی و تمرکز طبقه بندی کرد.
4. 
   چه عواملی درجه استخراج یک ماده را تعیین می کند؟
5. 
   مزایای رسوب آمورف نسبت به رسوب کریستالی در رسوب ریز اجزا را توضیح دهید.
6. 
   چه نوع فعل و انفعالاتی بین ماده و جاذب وجود دارد؟

طبقه بندی های زیادی از روش های جداسازی و غلظت بر اساس ویژگی های مختلف وجود دارد. بیایید به مهمترین آنها نگاه کنیم.

1. طبقه بندی بر اساس ماهیت فرآیند در شکل.

برنج. 1

روش های شیمیایی جداسازی و تغلیظ بر اساس وقوع یک واکنش شیمیایی است که با رسوب محصول و آزاد شدن گاز همراه است. به عنوان مثال، در تجزیه آلی، روش اصلی غلظت تقطیر است: در هنگام تجزیه حرارتی، ماتریس به شکل CO2، H2O، N2 تقطیر می شود و فلزات را می توان در خاکستر باقی مانده تعیین کرد.

روش های فیزیکوشیمیایی جداسازی و غلظت اغلب بر اساس توزیع انتخابی یک ماده بین دو فاز است. به عنوان مثال، در صنعت پتروشیمی، کروماتوگرافی از اهمیت بالایی برخوردار است.

روش های فیزیکی جداسازی و غلظت اغلب بر اساس تغییر حالت تجمع یک ماده است.

2. طبقه بندی با توجه به ماهیت فیزیکی دو فاز. توزیع یک ماده را می توان بین فازهایی انجام داد که در حالت های یکسان یا متفاوت از تجمع هستند: گاز (G)، مایع (L)، جامد (S). مطابق با این، روش های زیر متمایز می شوند (شکل).

برنج. 2

در شیمی تجزیه، روشهای جداسازی و تغلیظ که مبتنی بر توزیع یک ماده بین فاز مایع و جامد است، بیشترین اهمیت را پیدا کرده است.

• 3. طبقه بندی بر حسب تعداد اعمال ابتدایی (مراحل).
• § روش های تک مرحله ای - بر اساس توزیع واحد یک ماده بین دو فاز. جداسازی در شرایط ایستا انجام می شود.
• § روش های چند مرحله ای - بر اساس توزیع چندگانه یک ماده بین دو فاز. دو گروه از روش های چند مرحله ای وجود دارد:
• - تکرار فرآیند توزیع واحد (مثلاً استخراج مکرر). جداسازی در شرایط ایستا صورت می گیرد.
• - روش هایی مبتنی بر حرکت یک فاز نسبت به فاز دیگر (به عنوان مثال، کروماتوگرافی). جداسازی در شرایط دینامیکی صورت می گیرد
• 3. طبقه بندی بر اساس نوع تعادل (شکل).

برنج. 3

روش های جداسازی ترمودینامیکی بر اساس تفاوت در رفتار مواد در حالت تعادل است. آنها در شیمی تجزیه بیشترین اهمیت را دارند.

روش های جداسازی جنبشی بر اساس تفاوت در رفتار مواد در طی فرآیندی است که منجر به حالت تعادل می شود. به عنوان مثال، در تحقیقات بیوشیمیایی، الکتروفورز بیشترین اهمیت را دارد. سایر روش های جنبشی برای جداسازی ذرات محلول های کلوئیدی و محلول های ترکیبات با وزن مولکولی بالا استفاده می شود. در شیمی تجزیه از این روش ها کمتر استفاده می شود.

روش های کروماتوگرافی هم بر اساس تعادل ترمودینامیکی و هم تعادل جنبشی است. آنها در شیمی تحلیلی اهمیت زیادی دارند، زیرا امکان جداسازی و تجزیه و تحلیل کمی و کیفی همزمان مخلوط‌های چند جزئی را فراهم می‌کنند.

جداسازی عملیاتی است که به اجزای یک نمونه اجازه می دهد تا از یکدیگر جدا شوند. در صورتی استفاده می شود که برخی از اجزای نمونه در تعیین یا تشخیص اجزای دیگر تداخل داشته باشند، یعنی زمانی که روش تحلیلی به اندازه کافی انتخابی نیست و باید از همپوشانی سیگنال های تحلیلی اجتناب شود. در این حالت معمولاً غلظت مواد جدا شده نزدیک است.

غلظت عملیاتی است که به شما امکان می دهد غلظت یک ریز جزء را نسبت به اجزای اصلی نمونه (ماتریس) افزایش دهید. در صورتی استفاده می شود که غلظت یک ریز جزء کمتر از حد تشخیص Cmin باشد، یعنی زمانی که روش آنالیز به اندازه کافی حساس نباشد. با این حال، غلظت اجزاء بسیار متفاوت است. تمرکز اغلب با جدایی ترکیب می شود.

جداسازی و تمرکز وجه مشترک زیادی دارند. آنها بسیار متنوع هستند.

طبقه بندی های زیادی از روش های جداسازی و غلظت بر اساس ویژگی های مختلف وجود دارد.

الف) طبقه بندی بر اساس ماهیت فرآیند

روش های شیمیایی جداسازی و تغلیظ بر اساس وقوع یک واکنش شیمیایی است که با رسوب محصول و آزاد شدن گاز همراه است.

روش های فیزیکوشیمیایی جداسازی و غلظت اغلب بر اساس توزیع انتخابی یک ماده بین دو فاز است.

روش های فیزیکی جداسازی و غلظت اغلب بر اساس تغییر حالت تجمع یک ماده است.

ب) طبقه بندی بر اساس ماهیت فیزیکی دو فاز

توزیع یک ماده را می توان بین فازهایی انجام داد که در حالت های یکسان یا متفاوت از تجمع هستند: گاز (G)، مایع (L)، جامد (S).

ج) طبقه بندی بر اساس تعداد اعمال اولیه (مراحل)

روش های تک مرحله ای مبتنی بر توزیع واحد ماده بین دو فاز است. جداسازی در شرایط ایستا انجام می شود.

روش های چند مرحله ای مبتنی بر توزیع چندگانه یک ماده بین دو فاز است. دو گروه از روش های چند مرحله ای وجود دارد: با تکرار فرآیند توزیع تک، روش هایی مبتنی بر حرکت یک فاز نسبت به فاز دیگر.

د) طبقه بندی بر اساس نوع تعادل

روش های جداسازی ترمودینامیکی بر اساس تفاوت در رفتار مواد در حالت تعادل است. آنها در شیمی تجزیه بیشترین اهمیت را دارند.

روش های جداسازی جنبشی بر اساس تفاوت در رفتار مواد در طی فرآیندی است که منجر به حالت تعادل می شود. به عنوان مثال، در تحقیقات بیوشیمیایی، الکتروفورز بیشترین اهمیت را دارد. سایر روش های جنبشی برای جداسازی ذرات محلول های کلوئیدی و محلول های ترکیبات با وزن مولکولی بالا استفاده می شود. در شیمی تجزیه از این روش ها کمتر استفاده می شود.

روش های کروماتوگرافی هم بر اساس تعادل ترمودینامیکی و هم تعادل جنبشی است. آنها در شیمی تحلیلی اهمیت زیادی دارند، زیرا امکان جداسازی و تجزیه و تحلیل کمی و کیفی همزمان مخلوط‌های چند جزئی را فراهم می‌کنند.

تبادل یونی

تبادل یونی یک فرآیند استوکیومتری برگشت پذیر است که در سطح مشترک بین یونیت و محلول الکترولیت رخ می دهد.

مبدل های یونی پلی الکترولیت های مولکولی بالا با ساختارها و ترکیبات مختلف هستند. ویژگی اصلی مبدل‌های یونی این است که کاتیون‌ها یا آنیون‌ها را از محلول جذب می‌کنند و تعداد معادلی از یون‌های دارای علامت بار یکسان را در محلول آزاد می‌کنند.

روش های کروماتوگرافی تجزیه و تحلیل

کروماتوگرافی یک روش پویا برای جداسازی و تعیین مواد است که بر اساس توزیع چندگانه اجزا بین دو فاز - متحرک و ثابت است. این ماده همراه با جریان فاز متحرک وارد لایه جاذب می شود. در این حالت، ماده جذب شده و پس از تماس با بخش های تازه فاز متحرک، واجذب می شود. حرکت فاز متحرک به طور مداوم اتفاق می افتد، بنابراین جذب و دفع ماده به طور مداوم اتفاق می افتد. در این حالت بخشی از ماده در حالت جاذب در فاز ساکن و قسمتی در فاز متحرک بوده و با آن حرکت می کند. در نتیجه، سرعت حرکت ماده کمتر از سرعت حرکت فاز متحرک است. هر چه ماده ای بیشتر جذب شود کندتر حرکت می کند. اگر مخلوطی از مواد کروماتوگرافی شود، سرعت حرکت هر یک از آنها به دلیل تمایل متفاوت به جاذب متفاوت است، در نتیجه مواد جدا می شوند: برخی از اجزا در ابتدای سفر به تاخیر می افتند، برخی دیگر حرکت می کنند. بیشتر

بسته به وضعیت تجمع فازها، بین کروماتوگرافی گازی (فاز متحرک - گاز یا بخار) و کروماتوگرافی مایع (فاز متحرک - مایع) تمایز قائل می شود.

با توجه به مکانیسم برهمکنش یک ماده با یک جاذب، انواع کروماتوگرافی زیر متمایز می شود: جذب، توزیع، تبادل یون، رسوب، ردوکس، کمپلکس و غیره.

روش کروماتوگرافی گازی بسیار رایج شده است زیرا تئوری و تجهیزات آن به طور کامل توسعه یافته است. کروماتوگرافی گازی یک روش ترکیبی است که امکان جداسازی و تعیین همزمان اجزای یک مخلوط را فراهم می کند. گازها، مخلوط یا ترکیبات آنها که در شرایط جداسازی در حالت گاز یا بخار هستند به عنوان فاز متحرک (گاز حامل) استفاده می شوند. جاذب جامد یا مایع اعمال شده در یک لایه نازک به سطح یک حامل بی اثر به عنوان یک فاز ثابت استفاده می شود.