Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия.

Цель работы:познакомиться с способом колоночной хроматографии и выполнить процесс разделения органических красителей.

Выполнение работы.

Для хроматографического разделения веществ употребляют стеклянные колонки поперечником 8-10 мм и длиной около 50 см (к примеру, бюретки). В нижнюю часть колонки помещают ватный тампон. Колонку закрепляют вертикально в штативе и через воронку аккуратненько узкой струйкой насыпают слой адсорбента Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. – оксида алюминия, высотой 5 - 7 см. Для более равномерного наполнения колонки адсорбентом ее временами постукивают кусочком резинового шланга.

В ступке соединяют по 5 - 10 мг красителей – азобензола и судана II, и осторожно растирают с маленьким количеством адсорбента. Эту смесь аккуратненько засыпают в колонку и придавливают вторым тампоном.

В колонку заливают 7 - 10 мл тетрахлорметана Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. и наблюдают за разделением консистенции, собирая раствор красителя в пробирку либо небольшую пробирку. После выхода первого вещества в колонку добавляют 10 мл бензола и элюируют 2-ое вещество в другой приемник.

Приобретенные фракции можно проанализировать способом ТСХ.

Работа №4. Тонкослойная хроматография на пластинках "Силуфол".

Цель работы:познакомиться с способом тонкослойной хроматографии Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. и выполнить процесс разделения органических красителей в узком слое.

Суть работы.

Тонкослойная хроматография (ТСХ) применяется для разделения малых количеств веществ. При помощи этого способа решаются задачки идентификации веществ, проверка чистоты органических соединений, контроль за ходом хим реакций и др. Существует два метода проведения ТСХ: на незакрепленном и закрепленном слое. В Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. последнем случае очень комфортны промышленно изготовляемые пластинки “Силуфол” (Silufol, Чехословакия), представляющие из себя узкий слой силикагеля, закрепленный на дюралевой фольге с помощью крахмала.

Для проведения работы будет нужно хроматографический бокс, на дно которого необходимо уложить кружок фильтровальной бумаги. Для насыщения хромобокса парами растворителя в него можно воткнуть Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. по стенам цилиндр из фильтрованной бумаги.

Выполнение работы.

В хромобокс наливают элюент – четыреххлористый углерод, слоем 0,5 – 0,7 см. Вырезают прямоугольную пластинку “Силуфола” размерами 5 х 5 см. На расстоянии 0,5 см от краев пластинки проводят обычным карандашом горизонтальные полосы (линия старта и линия финиша). Исследуемую смесь красителей и набор стандартных веществ («свидетелей») растворяют в пробирках и Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. нумеруют. Тонкими стеклянными капиллярами набирают смеси веществ и, на расстоянии 0,5 - 0,7 см от краев и меж собой, по очереди наносят на линию старта, только немного прикасаясь капиллярами к пластинке. Каждое вещество и смесь наносится своим капилляром. Точки не должны превосходить 0,5 см в поперечнике.

Приготовленную пластинку помещают в хромобокс, при всем этом Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. слой элюента не должен покрывать нанесенные точки веществ. Фронт элюента подымается по пластинке ввысь до полосы финиша. Определяют длину пробега пятен красителей и определяют коэффициент рассредотачивания Rf = l1/l2 для каждого вещества. Сравнивая коэффициенты рассредотачивания соединений, составляющих исследуемую смесь, и стандартных веществ-свидетелей, определяют состав консистенции.

Хроматограмма консистенции Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. красителей (S) с веществами-свидетелями (1-4)


Картонная хроматография

Одним из вариантов жидкостной хроматографии является картонная хроматография - это вид способа распределительной хроматографии, в каком носителем недвижного растворителя служит очищенная от примесей фильтровальная бумага.

Общая черта способа.Создание способа картонной хроматографии (в 1944 г.) существенно расширило способности разделения, идентификации и количественного определения Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. ма­лых количеств веществ в разных областях химии и биохимии (исследование белков, углеводов, жиров, лекарств, гормонов, каротиноидов, алкалоидов и многих других природных соединений). Зависимо от того, какого типа используют бумагу либо чем ее пропитывают, механизм разделения может быть разным: распределительным, адсорбционным, ионообменным, осадочным либо смешанным. Недвижной фазой обычно является Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. вода. Подвижной фазой служит органический растворитель либо смесь органических жидкостей и воды в различных соотношениях. Подвижная фаза продвигается повдоль листа бумаги, приемущественно за счет капиллярных сил.

Для количественной оценки подвижности вещества в хроматографической системе употребляют коэффициент подвижности Rf, равный отношению расстояния l, пройденного веществом, к расстоянию, пройденному растворителем L Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия.: Rf = l/L.

На подвижность вещества (Rf) в критериях хроматографии на бумаге оказывает влияние не только лишь коэффициент рассредотачивания (D = Cs/Cm, где Сm и Cs – концентрации вещества в подвижной и недвижной фазах соответственно), да и взаимодействие их с волокнами бумаги, черта бумаги, температуры, времени хроматографирования и условие проведение опыта Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия..

Растворители, применяемые в картонной хроматографии, располагают в так именуемый миксотропный ряд по гидрофильности и полярности в порядке уменьшения значений этих характеристик:

Вода Формамид Муравьиная кислота Ацетонитрил Метиловый спирт Уксусная кислота Этиловый спирт Изопропиловый спирт Ацетон трет-Бутиловый спирт Метил этилкетон Циклогексанон н-бутиловый спирт Этилацетат Фуран Диэтиловый эфир Метиленхлорид Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. Хлороформ Бензол Толуол Ксилол Четыреххлористый углерод Циклогексан Гексан Керосин

Техника опыта. Бумажные хроматограммы можно получать методом восходящего, нисходящего, горизонтального либо кругового движения растворителя. При восходящей хромато­графии подвижная фаза движется снизу ввысь; движение жид­кости обосновано капиллярными силами. При нисходящей хро­матографии подвижная фаза, содержащаяся в высшей части Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. ка­меры, под действием гравитационных сил опускается вниз по бумаге. В горизонтальной либо круговой хроматографии раствори­тель подводится к центру картонного диска, куда нанесена капля анализируемого раствора. Кольца на хроматограмме имеют форму эллипсов, потому что скорость всасывания растворителя зави­сит от направления волокон бумаги.

Если под­вижная фаза движется в Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. одном направлении, то получают одно­мерную хроматограмму. На одномерной хроматограмме в одной подвижной фазе не всегда можно поделить сложную смесь ве­ществ — тогда используют двумерный вариант картонной хромато­графии. Для этого подвижную фазу пропускают в одном направ­лении, достигая группового разделения, т. е. получают зоны, со­стоящие из нескольких Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. веществ, потом лист бумаги высушивают, поворачивают на 90° и погружают в другую подвижную фазу, где происходит разделение пятен, не вполне разделившихся в первом направлении движения:

Оборудование. Методика опыта.Используемая в бу­мажной хроматографии аппаратура отличается собственной простотой и доступностью, что прибыльно отличает этот способ от колоночной хроматографии. Хроматографирование проводят в хроматографической каме Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия.­ре, в качестве которой можно применить хоть какой сосуд с гермети­ческой крышкой, чтоб не происходило испарения растворите­ля, которое может привести к ненужному изменению состава одной либо обеих фаз. Вовнутрь камеры вставляют держатель либо подставку-стойку для полосы хроматофафической бумаги и маленькую емкость для подвижной фазы.

Анализируемый раствор Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. наносят на стартовую линию в объеме менее 5–10 мкл при помощи микропипетки, калиброванного капилляра либо микрошприца. Чем меньше площадь стартового пятна, тем наименее размытой будет зона вещества после хроматографирования. Потому пробу консистенции веществ объемом более 1 мкл наносят в одну и ту же точку повторно в несколько приемов, ка Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия.­ждый раз подсушивая пятно. Подсушивать пятно над нагревательными устройствами нужно осторожно, чтоб не удалить из пор хроматофафической бумаги недвижную фазу.

Во время хроматофафирования ни при каких обстоятельствах нельзя откры­вать крышку сосуда, чтоб не сдвинуть равновесие меж фазами. После развития хроматофамм их сушат под тягой в специаль­ном шкафу Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. в токе теплого воздуха либо под инфракрасной лам­пой. После высушивания приступают к обнаружению и иденти­фикации пятен.

Оформление практических работ.При разделении и обнаруже­нии катионов в рабочем журнальчике следует записать условия хро­матографирования: растворитель, метод подведения раствори­теля, время хроматографирования, проявители. После проявле­ния необходимо измерить величины Rf и Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. записать их в журнальчик, а хроматограмму приклеить. Следует держать в голове, что расцветка зон, полу­ченных с помощью летучих реагентов (NH3, ацетон), со време­нем исчезает. Потому рекомендуется такие зоны "раскрасить" цветными карандашами.

Вопросы по теме

1. На чем основано разделение веществ на хроматографической бумаге по распределительному механизму?

2. Что является Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. подвижной и недвижной фазами в бумаж­ной хроматографии?

3. В каком случае может быть разделение 2-ух веществ на хроматографической бумаге?

4. На чем основан высококачественный анализ в распределительной картонной хроматографии?

5. Объяснить суть способа осадочной хроматографии. Именовать варианты этого способа анализа

6. Какие есть способы количественных определений ве­ществ в картонной хроматографии Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия.?

7. В какой последовательности от полосы старта размещаются элементы, значения коэффициентов рассредотачивания которых на­ходятся в последующем соотношении D1 > D2 > D3?


Практические работы

Работа №1

Разделение и обнаружение катионов II аналитической группы
методом осадочной хроматографии

Цель работы:познакомиться с разделением и идентификацией катионов способом картонной хроматографии.

Суть работы

Разделение консистенции катионов IIаналитической группы (Hg22+, Ag+, Pb Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия.2+) и их идентификация проводится на фильтровальной бумаге, пропитанной веществом иодида калия, при содействии с которым они образуют окрашенные осадки (осадочная хроматография).

Бумага готовится конкретно перед выполнением анализа.

Реактивы и оборудование:

Нитрат серебра, C(AgNO3) = 0,25 моль/л

Нитрат ртути(I), C(Hg2(NO3)2) = 0,25 моль/л

Нитрат свинца(II), C(l/2 Pb(NO3)2) = 0,25 моль Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия./л

Иодид калия, 5 %-ный аква раствор.

Гидроксид натрия, C(NaOH) = 0,05 моль/л

Фильтровальная бумага (голубая лента)

Разделительная камера либо цилиндр с притертой пробкой

Выполнение работы

1. Подготовка к хроматографироеанию бумаги. Фильтровальную бумагу (голубая лента) пропитывают 5%-ным веществом иодида калия, погружая ее на 3-5 мин. в данный раствор. Высушивают бумагу на воздухе. Сухую бумагу Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. разрезают на квадраты размером 4*4 см.

2. Получение осадочной хроматограммы.

В центр картонного квадрата наносят капилляром исследуемый раствор. После впитывания первой капли наносят вторую и дают ей впитаться. Полученную хроматограмму промывают 2-3 каплями дистиллированной воды, внося каждую следующую каплю после впитывания предшествующей. Промывание повторяют до того времени, пока размер зоны не Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. возрастет в два-три раза. При промывании хроматограммы чередование зон не нарушается, возрастает только ширина каждой зоны и границы их становятся более ясными. Хроматограмму подсушивают и проявляют, проводя кисточкой, смоченной 0,05 н. веществом NaOH от центра к периферии.

Первичная хроматограмма катионов II аналитической группы имеет вид: в центре – темно-зеленое пятно Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. – зона Hg2J2, окруженное оранжевым цветом при наличии HgJ2, за ней следует желтая зона – AgJ и потом ярко-желтая зона – РbJ2, что соответствует растворимости обозначенных соединений. Анализируя первичную хроматограмму, можно только найти присутствие катионов Hg22+ и Рb2+, потому что желтая зона AgJ маскируется ярко-желтой – РbJ2. Для обнаружения Ag первичную Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. хроматограмму проявляют 0,05н. веществом NaOH. При всем этом иодид свинца PbJ2 растворяется в NaOH с образованием тусклого плюмбита натрия Na2PbO2, на хроматограмме остается светло-желтое кольцо AgJ. При излишке щелочи оно равномерно чернеет, потому что появляется оксид серебра – Ag2O.

Все эти операции занимают 10–15 мин. Потому получение осадочной Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. хроматограммы на бумаге можно использовать в качестве проверки корректности результатов высококачественного анализа катионов II аналитической группы.

Приводят картинки хроматограмм.


Работа №2

Разделение и обнаружение катионов Cu(II), Fe(III) и Al(III)
способом осадочной хроматографии на бумаге

Цель работы:Провестиразделение и обнаружение катионов Сu2+, Fe3+ и Al3+ способом осадочной картонной Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. хроматографии.

Суть работы

Разделение консистенции катионов Cu(II), Fe(III) и Al(III) и их идентификация проводится на фильтровальной бумаге, пропитанной веществом осадителя гексацианоферратом(II) калия, при содействии с которым они образуют окрашенные плохорастворимые осадки (осадочная хроматография).

В центр листа бумаги, пропитанной веществом осадителя – феррацианида калия K4[Fe(CN)6], капилляром Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. наносится анализируемый аква раствор. Ионы меди Сu2+ и железа Fe3+ ведут взаимодействие цианид-ионами с образованием плохорастворимых осадков:

2Cu2++[Fe(CN)6]4– → Cu2[Fe(CN)6] (карий)

4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4‑ → Fe4[Fe(CN)6]3 (голубий)

Так как ферроцианид меди(II) наименее растворим, чем ферроцианид железа(III), то сначала выделяется осадок ферроцианида Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. меди(II), образующий центральную коричневую зону (Рис.). Потом появляется голубий осадок ферроцианида железа(III) дающий голубую зон. Ионы алюминия передвигаются на периферию, давая тусклую зону, так как они не образуют окрашенного ферроцианида алюминия. Алюминий обнаруживают реакцией с ализарином, опрыскивая фильтровальную бумагу.

Реактивы и оборудование:

Анализируемая смесь катионов: Сu2+, Fe3+ и Al3+

Реагенты Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. проявители: 10%-ный раствор аммиака, 1%-ный раствор гексацианоферрата(II) калия, раствор ализарина-S.

Оборудование: Фильтровальная бумага (голубая лента)

Разделительная камера либо цилиндр с притертой пробкой

Выполнение работы

1. Подготовка к хроматографироеанию бумаги. Фильтровальную бумагу (голубая лента) пропитывают 1%-ным веществом гексацианоферратом(II) K4[Fe(CN)6], погружая ее на 2-3 мин. в данный раствор. Высушивают бумагу Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. на воздухе. Сухую бумагу разрезают на квадраты либо оставляют как есть.

2. Получение осадочной хроматограммы. Первичная хроматограмма

В центр листа бумаги капилляром наносят исследуемый аква раствор. После впитывания первой капли наносят следующие капли и дают им впитаться. Полученную хроматограмму промывают 2-3 каплями дистиллированной воды, внося каждую следующую каплю после впитывания Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. предшествующей. Промывание повторяют до того времени, пока размер зоны не возрастет в два-три раза. При промывании хроматограммы чередование зон не нарушается, возрастает только ширина каждой зоны. Таким методом получают первичную хроматограмму, на которой зоны осадков отчасти перекрываются.

Потом получают вторичную хроматограмму. Для этого подходящий растворитель (аква раствор аммиака) наносят капилляром Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. в центр первичной хроматограммы. Растворитель самопроизвольно перемещается от центра бумаги к периферии, завлекая с собой и осадки, которые передвигаются с различной скоростью: зона бо­лее растворимого осадка ферроцианида железа перемещается резвее зоны наименее растворимого осадка ферроцианида меди. На этом шаге за счет различия в скоростях перемещения Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. зон происходит их более точное разделение.

Для открытия ионов алюминия, образующих тусклую перифери­ческую зону, вторичную хроматограмму проявляют – опрыскивают (из пульверизатора) веществом ализарина – органического реагента, образующего с ионами алюминия продукты реакции розового цвета (ализариновый лак). Получают наружное розовое кольцо.

Приводят картинки хроматограмм.

Работа №3

Разделение и обнаружение катионов VI аналитической группы
(Ni Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. +, Со2+, Сu2+, Сd2+) способом распределительной хроматографии

Цель работы:познакомится с разделением консистенции катионов способом распределительной хроматографии с следующей идентификацией их при помощи проявителей.

Суть работы

Распределительная хроматография на бумаге базирована на различном рассредотачивании хроматографируемых веществ меж 2-мя несмешивающимися жидкостями, одна из которых подвижная (обычно, смесь органических растворителей), а другая недвижная Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. и представляет собой воду, находящуюся в волокнах хроматографической бумаги. При обработке бумаги растворителем, ионы с растворителем образуют подвижную фазу и передвигаются с различной скоростью по капиллярам бумаги. Потому составляющие консистенции (ионы) делятся, концентрируясь на разных участках хромато гр.

Основной чертой разделения веществ, показывающей положение зоны вещества на бумаге, является фактор Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. Rf. Чем больше Rf, тем лучше проходит процесс разделения.

Идентификацию катионов проводят, используя проявители – вещества, реагирующие с данными катионами с образованием окрашенных соединений.

Реактивы и оборудование:

Анализируемая смесь катионов: Ni2+, Со2+, Сu2+, Cd2+

Подвижная фаза (элюент): система растворителей (HCl – Н2O – ацетон в соотношении 8 : 5 : 87 соответственно)

Реагенты проявители: 25%-ный раствор Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. аммиака, 10%-ный раствор гексацианоферрата(II) калия, спиртовой раствор диметилглиоксима, 10%-ный раствор роданида аммония, 10%-ный раствор сульфида натрия

Оборудование: Разделительная камера. Хроматографическая бумага. Песочная баня.

Выполнение работы

Нанесение эталона на полоску хроматографической бумаги.

На полоске хроматографической бумаги шириной 2 сми длиной 20 смна расстоянии 1,5–2 смот края проводят карандашом линию старта, в центре которой наносят каплю Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. пробы анализируемого раствора. Поперечник нанесенного пятна не должен превосходить 2–3 мм, чем пятно меньше, тем лучше разделение. Пятно обводят карандашом и подсушивают.

Получение хроматограммы.

Полоску хроматографической бумаги, с нанесенной каплей исследуемого раствора, опускают в хроматографическую камеру (цилиндр, эксикатор либо просто в пробирку) так, чтоб ее конец был погружен в растворитель Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. менее чем на 0,5 см. Пятно не должно касаться растворителя!Картонная полоса не должна касаться стен цилиндра. Цилиндр закрывают притертой крышкой.

Время хроматографирования составляет 1,5–2 ч. Процесс прекращают после того, как растворитель пройдет от полосы старта более 10 см. После чего бумажную полоску вынимают, отмечают положение фронта растворителя и кропотливо Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. высушивают полоску над жаркой песочной баней. Определяют расстояние меж стартовой линией и фронтом растворителя L. Потом по табличным Rf и экспериментально отысканной величине L вычисляют l - высоту подъема зоны каждого катиона из данной консистенции (Табл.).

Величина Rfнекоторых катионов

катион Rf
Ni(II) 0,13
Co(II) 0,54
Cu(II) 0,70
Cd(II) 1,0

Можно проводить оборотный Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. расчет (решать оборотную задачку: расчет Rf по L и l).

При определении консистенции катионов VI группы первичная хроматограмма представляется в последующем порядке от полосы старта движения растворителя (Рис. 4а): тусклая зона – Ni2+, голубая – Со2+, желтоватая – Сu2+ и поближе к финишу тусклая зона – Cd2+.

Рис. 4. Хроматограмма консистенции катионов VI Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. группы

3. Обнаружение катионов.

Большая часть катионов образуют невидимые зоны, потому для их обнаружения хроматограмму обрабатывают смесями органических и неорганических реагентов - проявителей. При обработке хроматограммы специфичными реагентами происходит проявление первичной и образование вторичной хроматограммы (Рис. 4). Для этого капилляром с реагентом для обнаружения катиона прикасаются только к участку хроматограммы на высоте Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. размещения зоны данного компонента. Возникновение соответствующей расцветки подтверждает присутствие катиона в исследуемом растворе.

При обработке зоны никеля(II) концентрированным веществом аммиака и насыщенным спиртовым веществом диметилглиоксима возникает красноватое окрашивание.

Голубая зона кобальта(II) при действии концентрированного раствора аммиака перебегает в розовую, равномерно буреющую. А при добавлении раствора тиоцианата аммония появляется голубое Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. окрашивание.

Если желтоватую зону меди(II) обработать концентрированным веществом аммиака, то возникает голубая расцветка, а при добавлении раствора гексацианоферрат(II) калия – красно-бурая.

Для обнаружения ионов кадмия тусклую зону обрабатывают веществом сульфида аммония, образование желтоватой расцветки – признак присутствия Cd2+.

Результаты определения оформляют в виде таблицы:

Разделение и Работа №3. Колоночная хроматография на окиси алюминия. определение катионов VI группы

Вид хроматографии (по технике выполнения и доминирующему механизму) Объект исследования Хим природа подвижной фазы Хим природа недвижной фазы Описание хроматограммы (число зон, их расцветка и соответствие ионам)

Приводят набросок хроматограмм.


rabochaya-uchebnaya-programma-predmeta-prirodovedenie-dlya-5-go-klassa-sostavitel.html
rabochaya-uchebnaya-programma-professionalnogo-modulya-pm-02-prigotovlenie-blyud-i-garnirov-iz-krup-bobovih-i-makaronnih-izdelij-yaic-tvoroga-testa.html
rabochaya-uchebnaya-programma-semejnoe-pravo-po-osnovnoj-obrazovatelnoj-programme-030900-yurisprudenciya.html