Хроматографические методы анализа: Учебное пособие, страница 21

При работе с ионообменными колонками необходимо выполнять следующие правила:

1.  Получив колонку, проверяют герметичность шлифного крана, закрепляют колонку в штативе и устанавливают требуемую скорость элюирования.

2.  При работе с колонкой следят за тем, чтобы уровень жидкости над смолой был не менее 0,5 см для предотвращения попадания пузырьков воздуха в слой ионита. Следующую порцию элюента добавляют тогда, когда уровень жидкости над смолой понизится до 0,5 см.

3.  При отмывании смолы, переведении ее в нужную форму и пропускании исследуемого раствора необходимо обратить внимание на правильное проведение качественных реакций. Для этого в пробирку помещают 1–2 капли элюата, добавляют 2–3 капли-раствора соответствующих реагентов и сравнивают результат реакции с результатом аналогично проведенной реакции для такого же объема элюента (холостой опыт).

4.  До следующего занятия колонку, закрытую пробкой, можно оставить на штативе под тягой, указав фамилию студента и номер группы.

5.  По окончании работы колонку заливают дистиллированной водой, закрывают пробкой и сдают.

ИОХ 1. Определение содержания хлорид- и сульфат-ионов   с помощью ионообменной хроматографии

Приборы, реактивы, посуда

1.  Хроматографическая колонка с катионитом КУ-2 в Н⁺ форме.

2.  Соляная кислота, 10 % раствор.

3.  Стандартный раствор NaOH (~0,05N).

4.  Стандартный раствор Hg(NO₃)₂ (~0,05N).

5.  Ферроцианид калия, K₄[Fe(CN)₆], 10 % раствор,

6.  Роданид аммония, NH₄NCS ,  10 % раствор.

7.  Нитрат серебра, AgNO₃, 5 % раствор.

8.  Индикаторы: метилоранж (0,1 % водный раствор), метилрот (0,1 % раствор в 60 % этиловом спирте), дифенилкарбазон (насыщенный спиртовый раствор).

9.  Стаканы на 150 мл для анализируемого раствора и растворов элюентов.

10.  Мерная колба на 200 мл.

11.  Пипетка на 25,00 мл.

12.  Конические колбы для титрования.

13.  Пробирки для качественных реакций.

Сущность работы

В основу метода определения концентрации солей в растворах положена эквивалентность ионообменных реакций. Поэтому, определяя концентрацию ионов водорода в элюате, полученном при пропускании смеси солей через катионит в Н⁺-форме, можно рассчитать суммарное число эквивалентно связанных с ними анионов. В смеси полученных после элюирования кислот определяется содержание хлорид-иона меркуриметрическим титрованием, а сульфат-ион определяется косвенным методом – по разности.  Подобным же образом можно с помощью ионообменной хроматографии определять суммарное содержание катионов.

Выполнение работы

1.  Подготовка колонки. Для переведения набухшего катионита в Н⁺-форму и удаления катионов, которые ранее были сорбированы на смоле, пропускают через колонку со скоростью 2 мл/мин горячий (50–60 °С) раствор HClв количестве ~80 мл. В последних порциях солянокислого элюата проводят качественные реакции на ионы Fe³⁺(с NH₄NCSи K₄[Fe(CN)₆] ) и Cu²⁺ (с K₄[Fe(CN)₆]). Если обнаруживается присутствие этих ионов, продолжают элюирование HClдо отрицательной реакции на ионы Fe3+и Cu²⁺. Затем колонку промывают со скоростью 2 мл/мин горячей (50–60 °С) водой до отрицательной реакции на ионы H⁺ (качественная реакция по метилоранжу) и Cl^-(качественная реакция с AgNO_3.). Не забудьте про «холостой опыт» при проведении качественных реакций.

2.  Хроматографирование. Исследуемый раствор, содержащий смесь NaClи Na₂SO₄ (3–5 ммоль эквивалента каждого аниона), пропускают через предварительно подготовленную колонку со скоростью 2 мл/мин. Затем катионит промывают горячей водой до отсутствия кислой реакции по метилоранжу. Качественную реакцию с метилоранжем проводят не раньше, чем мерная колба, в которую собирают элюат, наполнится на 2/3 объема. Раствор охлаждают, доводят водой до метки и перемешивают.

3.  Определение суммы анионов. Отбирают аликвоту и определяют общее содержание кислот (HCl + H₂SO₄) титрованием раствором  щелочи по метилроту (1–2 капли) до перехода окраски из красной в лимонно-желтую. По среднему из 3–4 результатов титрования определяют нормальность анализируемого раствора и рассчитывают суммарное содержание анионов (мэкв).