ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорбция из "Современная аналитическая химия" При анализе смесей или сложных по составу технологических материалов применяемая аналитическая система может реагировать одновременно на несколько компонентов, присутствующих в образце. В таких случаях наиболее важной задачей становится удаление компонентов, мешающих определению интересующего нас вещества. [c.452] При использовании инструментальных методов необходимая избирательность определения иногда достигается за счет тщательного выбора условий работы прибора. Уменьшения мешающего влияния компонентов раствора часто можно добиться путем добавления маскирующих агентов. В этом случае мешающие вещества обычно остаются в растворе, но находятся там в химически инертной форме. [c.452] Однако чаще всего устранение мешающего влияния веществ основано на их,отделении от определяемого компонента. Соответствующие методы обычно называются методами разделения. [c.452] В основе всех методов разделения лежит один и тот же принцип — они основаны на избирательном распределении компонентов анализируемого образца меладу двумя разделяющимися фазами. [c.452] Фазой называется визуально различимая доля материи, отделенная от других долей материи четкой границей она представляет собой гомогенный участок среды, ограниченный поверхностью раздела. Фаза может быть газовой, жидкой или твердой. Наиболее общая классификация методов разделения основана на их делении по физической природе двух фаз, между которыми происходит распределение компонентов системы. Методы могут затем быть разделены в зависимости от того, используется ли однократное или многократное распределение веществ между фазами. [c.453] При использовании однократного распределения процесс разделения заканчивается отделением одной фазы от другой, например при помощи фильтра или делительной воронки. [c.453] Многократное распределение иногда осуществляют путем повторения процесса однократного распределения. Однако чаще используют методы, основанные на движении одной фазы относительно другой. Многие методы, в которых используется этот принцип, позволяют получать так называемые зоны подвижной фазы, содержащие разделяемые компоненты. Для детектирования таких компонентов необходимы инструментальные методы анализа. [c.453] В предыдущих главах обсуждались общие принципы некоторых из методов, перечисленных в табл. 14.1. Например, метод осаждения обсуждался в разделе III гл. 12, разделе IVB гл. 10 и в разделе IVB гл. 13. При термогравиметрическом определении (раздел III гл. 4) часто приходится отделять газовую фазу от твердой. В той же главе 4 коротко говорится о разделении при помощи дистилляции. Процессы избирательного распределения веществ между двумя фазами являются основой многих других методов. К этим процессам относятся адсорбция, диффузия и ионный обмен. [c.453] В разделах III и 1УГ гл. 10 коротко обсуждались равновесные соотношения, описывающие адсорбцию растворенных веществ на поверхности раздела между твердой и жидкой фазой. [c.454] Эти соотношения были получены в основном эмпирическим путем, но их можно использовать для предсказания влияния параметров раствора на степень адсорбции. На основании этих соотношений можно сделать общий вывод количество вещества, адсорбируемого на поверхности, пропорционально площади поверхности, которая находится в контакте с другой фазой, и концентрации адсорбируемого вещества в степени I п (где п — целое число). Величина дроби зависит от природы поверхности и адсорбируемого вещества и от конкуренции за активные участки поверхности. [c.454] Изотерма Ленгмюра описывает процесс, при котором адсорбируемое вещество может занять лишь ограниченное число участков поверхности, причем каждый активный центр поверхности может сорбировать одну молекулу газа. [c.454] Тип связи на поверхности может быть различным — от слабых ван-дер-ваальсовых сил и слабого диполь-дипольного взаимодействия до сильного электростатического и ковалентного взаимодействия. Адсорбцию за счет слабых связей называют физической адсорбцией такой процесс характеризуется относительной легкостью, с которой адсорбированное вещество удаляется с поверхности твердой фазы, и низкой энергией активации (несколько килокалорий на моль). Вещества, удерживаемые за счет физической адсорбции, можно удалить с поверхности, если понизить давление (или концентрацию вещества в растворе) или добавить компонент, который конкурирует за активные центры поверхности. [c.454] Очень трудно провести четкую границу между физической адсорбцией и хемосорбцией, поскольку для некоторых систем характерны оба процесса. Для аналитической химии интерес представляют все типы адсорбции. [c.454] В других случаях используют адсорбцию газа твердым веществом,, приводящую к образованию окрашенного или газообразного продукта. [c.455] Многие стандартные методы обнаружения следов ядовитых газов в атмосфере основаны на пропускании известного объема газа через трубку с подходящим сорбентом. Полуколичественной мерой концентрации определяемой примеси служит изменение окраски сорбента. Этот принцип используется также для проверки водителей автомобилей, подозреваемых в употреблении алкогольных напитков. Водитель выдыч хает воздух через трубку, содержащую смесь мелкодисперсного бихромата калия с силикагелем и небольшим количеством кислоты. Пары спирта адсорбируются и восстанавливают бихромат до соединения хрома (П1) зеленого цвета. В качестве примера образования газообразного продукта можно указать на метод определения малых количеств окиси углерода. При адсорбции окиси углерода в колонке с пятиокисью иода образуется двуокись углерода и эквивалентное количество иода. Газо-/ образный иод, находящийся в вытекающем потоке газа, улавливается раствором иодида калия и затем определяется титрованием при помощи стандартного раствора тиосульфата натрия. [c.455] В основе метода, называемого газо-адсорбционной хроматографией, лежит процесс многократного распределения газообразных продуктов между подвижной газовой фазой и подходящим твердым сорбентом. Этот метод обсуждается в разделе ИГ. [c.455] Одним из процессов, с которым приходится сталкиваться в аналитических методиках, является адсорбция растворенных веществ на твердой поверхности. Например, загрязнение коллоидных осадков связано с адсорбцией посторонних электролитов в процессе растворения твердых проб в кислоте на твердой поверхности сорбируются протоны. [c.455] Разделение может быть основано на многократном распределении веществ между жидкой и твердой фазой. На этом принципе основаны методы адсорбционной и тонкослойной хроматографии. [c.455] Хроматографией называется процесс разделения веществ, основанный на их различной способности к миграции в пористой среде миграция происходит за счет движения одной из фаз, называемой подвижной. фазой. [c.455] При проведении хроматографического опыта небольшой объем образца помещают в начальную часть колонки, наполненной размолотым твердым веществом, и пропускают газ или жидкость через колонку, регулируя при этом скорость потока. При прохождении по колонке подвижная фаза проходит через участок, занятый образцом, и продолжает двигаться вдоль крлонки в этом случае компоненты анализируемой смеси многократно распределяются между фазами. Индивидуальные компоненты смеси мигрируют вдоль колонки с различной скоростью да выходят из колонки в различные моменты времени. [c.455] Вернуться к основной статье