§ 18. Работы по методу осадочной хроматографии

Количественное определение методом осадочной хроматографии можно проводить по величине зоны хроматограммы (макрометод) или по способу, основанному на использовании принципа предельного разбавления (микрометод).

Определение ионов никеля по величине зоны хроматограммы

В основу количественного определения веществ по величине зоны положена главная особенность осадочных хроматограмм, связанная с равномерным распределением веществ в зоне, т. е. пропорциональная зависимость между размерами зон осадочных хроматограмм и концентрацией исследуемого раствора.

Сущность указанного метода состоит в том, что для каждого определяемого вещества предварительно строят калибровочный график зависимости величины зон хроматограмм от концентрации растворов, а затем при тех же условиях получают осадочную хроматограмму анализируемого раствора и по калибровочному графику находят его концентрацию. Последняя может быть выражена в любых единицах (рис. 118).

Рис. 118. Кривые зависимости объемов зон хроматограммы различных ионов от концентрации их в растворе.

Калибровочный график. Для определения ионов никеля в растворе по высоте зоны хроматограммы предварительно строят кривую зависимости изменения размеров зон осадочных хроматограмм от концентрации растворов соли никеля.

Построение калибровочного графика проводят следующим образом. В колонки с одинаковыми внутренними диаметрами или калиброванными по объему вносят смесь осадителя и носителя. Смесь готовят тщательным перемешиванием безводной окиси алюминия с диметилглиоксимом в сухом виде в соотношении Колонки заполняют смесью на их высоты, как указано выше (см. § 17, стр. 306). Приготавливают серию растворов соли никеля, содержащих от 0,01 до , путем последовательного разбавления дистиллированной водой 1 н. раствора нитрата никеля, поддерживая постоянным значение раствора. В колонки вносят по приготовленных растворов. Через 3—5 мин после полного впитывания растворов проводят измерение высоты зоны диметилглиоксимата никеля или ее объема .

ТАБЛИЦА 11. Состав и приготовление колонки при определении неорганических ионов методом осадочной хроматографии по величине зоны хроматограмм

Для каждой концентрации проводят три-четыре параллельных опыта.

Затем строят калибровочный график (см. рис. 118).

Методика определения. Для определения ионов никеля в растворе неизвестной концентрации готовят три-четыре колонки, как указано выше. Вносят в колонки по исследуемого раствора соли никеля. По истечении 3—5 мин проводят измерение зон хроматограмм. На основании средней величины зоны по предварительно построенному графику находят концентрацию исследуемого вещества в растворе.

Примечание. При использовании некалиброванных колонок необходимо строго следить, чтобы внутренние диаметры их были одинаковы.

Условия определения для некоторых других неорганических ионов приведены в табл. 11.

Определение микроколичеств ионов меди

Микроколичественное определение веществ в растворах проводят по способу предельного разбавления, применяя соответствующую качественную реакцию. Предварительно определяют тот предел концентрации, при котором хроматографируемое вещество практически уже не может быть обнаружено методом осадочной хроматографии. Затем при тех же условиях опыта исследуют анализируемый раствор и определяют предел разбавления раствора, при котором вещество может быть обнаружено методом осадочной хроматографии, после чего рассчитывают по формуле концентрацию веществ в растворе.

Методика определения. Приготавливают серию колонок одинакового диаметра (около 4—5 мм) со смесью, состоящей из безводной окиси алюминия и рубеановодородной кислоты (в весовом отношении ). Колонку заполняют смесью на половину ее высоты, как указано выше. Серию стандартных растворов соли нитрата меди готовят путем последовательного разбавления 0,0005 н. раствора Дистиллированной или деионизированной водой, как указано ниже. (Концентрацию меди в первоначальном растворе определяют предварительно иодометрическнм методом.)

В ряд колонок вносят калиброванной пипеткой точно по стандартных растворов последовательно, по мере их разбавления. В колонке образуется серо-черная зона комплексной соли рубеаната меди. Разбавление и исследование растворов повторяют до получения отрицательной реакции (одновременно не менее двух параллельных определений). Зная исходную концентрацию раствора (С) и степень разбавления , определяют предельную концентрацию исходного раствора соли меди (В), которая может быть вычислена по формуле:

После этого определяют содержание соли меди в растворе неизвестной концентрации. Исследуемый раствор также последовательно разбавляют и исследуют методом осадочной хроматографии до получения отрицательного результата.

Концентрацию меди в исследуемом растворе (Q) определяют по формуле:

где Q — концентрация исследуемого раствора; В — предельно обнаруживаемая концентрация, определенная, как указано выше; — степень разбавления раствора соли меди неизвестной концентрации.

ТАБЛИЦА 12. Приготовление разбавленных растворов из н. исходного раствора

Концентрация меди будет выражена в тех же единицах, в которых была определена предельная концентрация. Присутствие других ионов, за исключением серебра и ртути (I), обнаружению меди не мешает.

Техника разбавления раствора. Предельно разбавленный раствор получают путем последовательного разбавления исследуемого раствора чистым растворителем. Берут 10 пробирок и вносят в каждую по исследуемого раствора соли заданной концентрации (С), например 0,0005 н., затем в пробирки вносят определенное количество воды (табл. 12).

Концентрирование разбавленных растворов солей меди

При пропускании концентрируемого раствора через осадочно-хроматографическую колонку в результате взаимодействия содержащихся в нем ионов с осадителем образуются малорастворимые осадки. При последующем промывании колонки небольшим объемом растворителя поглощенные ионы извлекаются, и вновь полученный раствор по отношению к данному иону или группе ионов оказывается более концентрированным, чем исходный.

Методика определения. Колонку высотой 200 мм с внутренним диаметром 20 мм заполняют 10 г смеси безводной окиси алюминия и едкого натра. Смесь готовят смешиванием 10 г едкого натра и 100 г безводной окиси алюминия. Через приготовленную колонку пропускают М раствора соли меди. Катионы меди с дают осадок гидроокиси меди и образуют вверху колонки зону голубого цвета.

Скорость протекания раствора через колонку составляет . Ионы меди из колонки извлекают путем промывания раствора . Вытекающий из колонки раствор собирают отдельными порциями по , в которых определяют содержание меди иодометрическим методом (см. книга 2, гл. III, § 37).

Расчет. Общее содержание меди в полученном растворе вычисляют (в мг) по формуле:

где — число порций раствора соли меди (по ), собранных для титрования.