Хроматографический метод анализа находит самое широкое применение. Он прочно вошел не только в практику научных исследований по химии, атомной технике, биологии и медицине, но и в заводской контроль нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и газовой промышленности. Хроматографический метод начинают применять для автоматизации технологических процессов, все шире хроматография становится методом изучения различных физико-химических констант вещества. Разрабатываются и выпускаются промышленностью различные типы хроматографических приборов.
Естественно, что в настоящее время потребность в квалифицированных специалистах, хорошо владеющих хроматографическими методами, резко возросла. Поэтому в ряде вузов страны ведется подготовка специалистов в области хроматографии. Хроматография и Хроматографический анализ включены Министерством высшего и среднего специального образования СССР в список специальных курсов по физической и аналитической химии химических факультетов -государственных университетов. Тем не менее учебники по хроматографии в целом или по отдельным разделам курса до сих пор отсутствуют. Резко также ощущается недостаток в руководствах по хроматографическим методам анализа. Вышедшие в свет за последние годы немногочисленные руководства по отдельным разделам хроматографического метода анализа не восполняют, к сожалению, создавшийся в этой области пробел. Особенно это касается газовой хроматографии, по которой, несмотря на обилие различного рода сборников, отсутствуют руководства.
В связи с изложенным, нам представлялось целесообразным подготовить руководство, более или менее полно охватывающее современные разделы хроматографического метода.
Предлагаемое руководство составлено на основе опыта, накопленного руководимой автором кафедрой физической и аналитической химии Башкирского государственного университета, которая в течение ряда лет готовит специалистов в области хроматографического анализа.
Настоящее пособие, предназначенное для студентов старших курсов химических факультетов университетов и химико-техноло-1*
гических институтов, составлено так, чтобы облегчить усвоение теоретического материала. Поэтому по каждому методу хроматографи-ческого анализа описанию лабораторных работ предшествует краткое изложение теоретических основ, а список лабораторных работ составлен таким образом, чтобы наиболее полно охватить рассматриваемые теорией или имеющие практическое значение вопросы. В конце каждой главы приводится список цитированной и рекомендуемой литературы.
В зависимости от объема преподаваемого курса для выполнения можно предложить не все приведенные в руководстве работы, а какую-то часть из них. Выбор должен быть сделан, исходя из возможностей той или иной лаборатории, а также в зависимости от профиля будущих специалистов.
Автор надеется, что данное руководство принесет также известную пользу работникам заводских и научно-исследовательских лабораторий, соприкасающихся с хроматографическими методами анализа.
Автор пользуется случаем, чтобы выразить свою искреннюю признательность профессору, доктору химических наук Александру Абрамовичу Жуховицкому и профессору, доктору химических наук Калерии Максимовне Ольшановой, взявшим на себя труд по рецензированию рукописи, за ряд очень ценных советов и указаний, позволивших значительно улучшить содержание руководства.
Автор также благодарит сотрудников кафедры физической и аналитической химии БГУ Журенко И. Ф., Кудашеву Ф. X. и Лапкина Л. М. за сделанные ими ценные замечания по рукописи и за постановку лабораторных работ.
Все замечания читателей будут приняты с благодарностью.
Автор
ВВЕДЕНИЕ
Хроматографический метод разделения и анализа сложных смесей был открыт русским ботаником М. С. Цветом [1] в 1903 г. Характеризуя принцип своего метода, он писал: «При фильтрации смешанного раствора через столб адсорбента пигменты ... расслаиваются в виде отдельных, различно окрашенных зон. Подобно световым лучам в спектре, различные компоненты сложного пигмента закономерно распределяются друг за другом в столбе адсорбента и становятся доступными качественному определению. Такой расцвеченный препарат я назвал хроматограммой, а соответствующий метод анализа _ хроматографичесшм методом».
В это"; формулировке дано четкое определение принципа и назначения хроматографического метода. Однако метод, предложенный М. С. Цветом, не был по достоинству оценен его современниками.
Лишь в 1931 г., пользуясь методом М. С. Цвета, Р. Куну, А. Вин-терштейну и Е. Ледереру [2] удалось выделить в кристаллическом виде а- и р-каротин из сырого каротина и тем самым продемонстрировать препаративную ценность метода. К этому времени возникла острая потребность в хорошем методе разделения сложных смесей, особенно веществ, разлагающихся при нагревании. Хроматографический метод был признан и начал развиваться.
Еще большее развитие метод получил после того, как в 1941 г. в основу разделения смеси веществ А. Дж. П. Мартином и Р. Л. М. Синджем [3] было положено различие не в адсорбционном сродстве компонентов разделяемой смеси, а в их коэффициентах распределения между двумя несмешивающимися жидкостями. Данный метод был назван распределительной хроматографией, в отличие от адсорбционной, предложенной М. С. Цветом. Наибольших успехов распределительная хроматография достигла после того, как в качестве носителя неподвижной фазы стали применять полоски бумаги — распределительная хроматография на бумаге.
В 1947 г. Т. Б. Гапон, Е. Н. Гапон и Ф. М. Шемякин [4] впервые осуществили хроматографическое разделение смеси ионов в растворе, причем это разделение было объяснено ими обменом ионов сорбентов на ионы из раствора. Так возникло одно из новых ответвлений метода М. С. Цвета — ионообменная хроматография, получившая в настоящее время весьма широкое распространение.
с
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие.............................. 3
Введение................................ 5
Глава 1. Молекулярная адсорбционная хроматография жидких веществ............................... 12
Практические работы.......................... 42
Работа 1. Определение адсорбционной активности силикагеля . . 42 Работа 2. Определение изотермы адсорбции уксусной кислоты на активированном угле фронтальным хроматографическим методом . . 44 Работа 3. Хроматографический анализ керосина комбинированным
методом............................... 47
Р а б о т а 4. Хроматографическое разделение смеси парафино-нафте-
новых углеводородов, выделенных из керосина ......... 50
Работа 5. Хроматографическое разделение смеси нормальных и
изопарафиновых углеводородов на молекулярных ситах....... 52
Работа 6. Хроматографическое разделение смеси транс- и цис-
азобенэола на активированной окиси алюминия.......... 53
Работа 7. Хроматографическое определение алкалоидов в тинктуре белладонны.......................... 55
Работа 8. Люминесцентно-хроматографическое изучение состава
нефти............................... 56
Работа 9. Очистка хлорбензола и определение содержания в нем примеси хлорного железа хроматографическим методом...... 58
Литература.............................. 59
Глава II. Ионообменная хроматография............. 61
Практические работы.......................... 89
Работа 1. Определение полной динамической обменной емкости
катионита............................. 89
Работа 2. Определение зависимости обменной емкости катионита
от рН раствора.......................... 90
Работа 3. Определение некоторых физико-химических и физико-механических свойств ионитов................... 92
Работа 4. Определение зависимости ионного обмена от полярности
растворителя............................ 96
Работа 5. Определение меди и цинка при их совместном присутствии на катионите КУ-2...................... 98
Работа 6. Определение свинца, меди и цинка при их совместном
присутствии на анионите ЭДЭ-10П................ 100
Работа 7. Отделение фосфат-ионов от некоторых катионов II и III аналитических групп методом ионообменной хроматографии на анионите................................ 102
Работа 8. Концентрирование вещества из разбавленных растворов
методом ионообменной хроматографии................ 103
Работа 9. Получение воды высокой степени чистоты методом ионообменной хроматографии................... 104
277
Работа 10. Разделение смеси аминокислот на ионообменных
смолах............................
Работа И. Разделение смеси ионов лития и натрия при помощи
ионообменной электрохроматографии............ ,„7
Литература........................ ..... ,^L
Глава III. Осадочная хроматография........... ц.
Практические работы...................... 12«
Работа 1. Качественный анализ смеси катионов Fe3+ и Си2"*" методом колоночной осадочной хроматографии .......... J2g
Работа 2. Качественный анализ смеси катионов Sb3+ и Sn2 + методом колоночной осадочной хроматографии............ J28
Работа 3. Качественный анализ смеси катионов Hg'2 + , Bi3+ и Cu3 +
на ионите в 1-форме...................... 129
Работа 4. Качественный анализ смеси катионов Си2-*-, Сог'+ и Ni'2 +
методом осадочной хроматографии на бумаге............ 130
Работа 5. Количественное определение никеля методом осадочной
хроматографии на бумаге...................... 131
Работа 6. Качественное определение галогенидов методом колоночной осадочной хроматографии.................. 133
Работа 7. Качественный анализ смеси иодид- и бромид-ионов окси-хроматографическим методом......'.............. 134
Литература............................. 135
Глава IV. Адсорбционная газовая хроматография. Хроматермо-графия............................... 137
Практические работы.......................... 192
Работа 1, Хроматографическое разделение смеси азота и кислорода (воздух) на молекулярных ситах............... 192
Работа 2. Хроматографическое определение смеси низкокипящих
горючих газов на угле и молекулярных ситах........... 193
Работа 3. Хроматографический анализ, смеси газов, содержащей
окислы азота............................ 194
Работа 4. Хроматографическое определение содержания газообразных углеводородов в воздухе.................. 195
Работа 5. Определение состава смеси газообразных углеводородов
методом хроматермографии....................' 197
Работа 6. Определение состава смеси газообразных углеводородов
теплодинамическим методом.................... 198
Работа 7. Разделение смеси ксилолов методом хроматермографии
в паровой фазе........................ 200
Работав. Градуировка хроматографа.............. 201
Работа 9. Определение теплоты адсорбции н-бутана на силикагеле
хроматермографическим методом.................. 205
Работа 10. Построение изотермы адсорбции пропана по хромато-графическим данным....................... 206
Литература.............................. 208
Глава V. Газо-жидкостная хроматография............ 210
Практические работы.......................... 219
Работа 1. Хроматографическое определение смеси газообразных
углеводородов Cj—С5....................... 219
Работа 2. Определение зависимости величины удерживаемого объема от числа атомов углерода в молекуле алифатических спиртов 221 Работа 3. Хроматографический анализ смеси углеводородов С6 на колонках, заполненных носителем с различными жидкими фазами . 222
Работа 4. Хроматографическое разделение смеси изомеров ксилола ............................... 224
Работа 5. Выбор жидкой фазы для разделения смеси веществ
с близкими температурами кипения................ 225
Работа 6. Хроматографическое разделение смеси жидких хлормета-
нов............................... 226
Работа 7. Хроматографический анализ фреонов ....... 226
Работа 8. Хроматографическое определение микропримеси ацетилена в этилене........................... 227
Работа 9. Хроматографическое определение микропримеси бута-
нола в сточных водах...................... 228
Работа 10. Хроматографирование антрацена......... 229
Работа 11. Расчет состава бинарной смеси по площади пиков методом Дж. К. Барлета и Д. М. Смита............... 230
Работа 12. Идентификация неизвестного вещества по относительным удерживаемым объемам.................... 232
Литература............................... 234
Глава VI. Новые варианты гаэо-жидкостной хроматографии . . . 235
A. Капиллярная хроматография..................... 235
Практические работы......................... 239
Работа 1. Анализ смеси изомеров ксилола методом капиллярной
хроматографии.......................... 239
Работа 2. Анализ бытового газа методом капиллярной хроматографии................................. 241
Б. Ступенчатая хроматография..................... 242
Практические работы........................ 245
Работа 3. Определение примесей триметилхлорсилана и метил-трихлорсилана в диметилдихлорсилане методом ступенчатой хроматографии............................... 245
B. Вакантохроматография........................ 246
Практические работы.......................... 249
Работа 4. Определение содержания двуокиси углерода в воздухе
методом вакантохроматографии.................. 249
Работа 5. Определение малых объемов газа методом вакантохроматографии.............................. 250
Литература.............................. 251
Глава VII. Распределительная хроматография на бумаге .... 252
Практические работы........................ 265
Работа 1. Определение коэффициентов распределения К~р методом хроматографии на бумаге .................. 265
Работа 2. Качественный анализ смеси катионов методом хроматографии на бумаге.......................... 267
Работа 3. Качественный анализ сложной смеси катионов методом
двумерной хроматографии на бумаге ............... 268
Работа 4. Качественный анализ простейших аминокислот на
круговой хроматограмме...................... 269
Работа 5. Количественное определение смеси лимонной и яблочной кислот методом вымывания пятен............... 270
Работа 6. Количественное определение глюкозы в растворе методом измерения площади пятна на бумаге............. 272
Работа 7. Определение содержания смол в нефтепродуктах методом люминесцентной хроматографии на бумаге........... 273
Литература.............................. 274
Список принятых обозначений.................... 275
Цена: 150руб.
