F KSMU 4/3-04/01

IP No. 6 UMS ที่ KazGMA

14 มิถุนายน 2550

มหาวิทยาลัยการแพทย์แห่งรัฐคารากันดา

ภาควิชาเภสัชศาสตร์ สาขาเคมี

หัวข้อ: วิธีการแยก แยก และรวมความเข้มข้นของสารในเคมีวิเคราะห์.

วินัยวิเคราะห์เคมี

ความชำนาญพิเศษ 051103 "ร้านขายยา"

เวลา (ระยะเวลา) 50 นาที

Karaganda 2011

ได้รับการอนุมัติในที่ประชุมของหลักสูตรเคมี

"29" 08. 2011 นาทีที่ 1

รับผิดชอบหลักสูตร ______________ ล.ม. วลาซอฟ
เรื่อง:วิธีการแยก การแยก และการทำให้สารเข้มข้นในเคมีวิเคราะห์
เป้า:เพื่อสร้างแนวคิดเกี่ยวกับการใช้วิธีการแยก การแยก และความเข้มข้นของสารในเคมีวิเคราะห์เพื่อให้แน่ใจว่าผลการวิเคราะห์ที่เชื่อถือได้ ให้ศึกษาวิธีการปิดบังที่ใช้ในการกำจัดส่วนประกอบที่รบกวน
วางแผน:

1. 
   กำบัง
2. 
   การแยกตัวและความเข้มข้น
3. 
   ลักษณะเชิงปริมาณของการแยกสารและความเข้มข้น
4. 
   ปริมาณน้ำฝนและการตกตะกอนร่วม
5. 
   การดูดซับ การบดเคี้ยว ความหลากหลาย

วัสดุภาพประกอบ:การนำเสนอ.

วิธีการปิดบัง การแยก และความเข้มข้น
บ่อยครั้งในการปฏิบัติงานของการวิเคราะห์ทางเคมี วิธีการที่ใช้ในการตรวจจับหรือกำหนดส่วนประกอบที่จำเป็นไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือโดยปราศจากการขจัดอิทธิพลของส่วนประกอบที่รบกวนก่อน (รวมถึงส่วนประกอบหลักที่ประกอบเป็น "เมทริกซ์" ของตัวอย่างที่วิเคราะห์) มีสองวิธีในการกำจัดส่วนประกอบที่รบกวน หนึ่งในนั้นคือการปิดบัง - การถ่ายโอนส่วนประกอบที่รบกวนไปสู่รูปแบบที่ไม่มีเอฟเฟกต์รบกวนอีกต่อไป การดำเนินการนี้สามารถดำเนินการได้โดยตรงในระบบที่วิเคราะห์ และส่วนประกอบที่รบกวนยังคงอยู่ในระบบเดียวกัน เช่น ในโซลูชันเดียวกัน

การกำบังอาจไม่สามารถทำได้เสมอไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวิเคราะห์สารผสมที่มีหลายองค์ประกอบ ในกรณีนี้ใช้วิธีอื่น - การแยกสาร (หรือความเข้มข้น)

1. 
   กำบัง

กำบัง- นี่คือการยับยั้งหรือปราบปรามอย่างสมบูรณ์ของปฏิกิริยาเคมีต่อหน้าสารที่สามารถเปลี่ยนทิศทางหรือความเร็วได้ ในกรณีนี้ การก่อตัวของเฟสใหม่จะไม่เกิดขึ้น ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบหลักของการปิดบังเหนือการแยก เนื่องจากการดำเนินการที่เกี่ยวข้องกับการแยกเฟสออกจากกันจะไม่ได้รับการยกเว้น การกำบังมีสองประเภท - เทอร์โมไดนามิก (สมดุล) และจลนศาสตร์ (ไม่สมดุล) ในการกำบังทางอุณหพลศาสตร์ สภาวะจะถูกสร้างขึ้นโดยที่ค่าคงที่ของปฏิกิริยาแบบมีเงื่อนไขจะลดลงจนถึงระดับที่ปฏิกิริยาดำเนินไปอย่างไม่มีนัยสำคัญ ความเข้มข้นของส่วนประกอบที่ปิดบังไม่เพียงพอที่จะแก้ไขสัญญาณการวิเคราะห์ได้อย่างน่าเชื่อถือ การกำบังจลนศาสตร์ขึ้นอยู่กับการเพิ่มความแตกต่างระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยาของสารที่ถูกปิดบังและสารที่วิเคราะห์ด้วยรีเอเจนต์เดียวกัน ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาเหนี่ยวนำของ MnO - 4 กับ CI - ต่อหน้า Fe (II) จะช้าลงเมื่อมีฟอสเฟต - ไอออน

สามารถจำแนกสารกำบังได้หลายกลุ่ม

1. 
   สารที่ก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีความเสถียรมากกว่าสารรบกวนมากกว่าสารที่วิเคราะห์ ตัวอย่างเช่น สามารถป้องกันการก่อตัวของสารเชิงซ้อน Fe (II) ที่มีไทโอไซยาเนตไอออนสีแดงได้โดยการนำโซเดียมฟลูออไรด์เข้าไปในสารละลาย ฟลูออไรด์ - ไอออนจับเหล็ก (III) เข้ากับสารเชิงซ้อน FeF 3-6 ที่ไม่มีสี มีความเสถียรมากกว่า Fe (SCN) n (n -3) ซึ่งขจัดผลกระทบจากการรบกวนของ Fe (III) เมื่อตรวจพบ Co (II) ใน แบบซับซ้อน สีฟ้า Co (SCN) n (n -2) . ไตรเอทาโนลามีนสะดวกสำหรับการกำบัง Mn (II), Fe (III) และ AI (III) ในสารละลายอัลคาไลน์ในการไทเทรตเชิงซ้อนของแคลเซียม แมกนีเซียม นิกเกิล และสังกะสี
2. 
   สารที่ป้องกันปฏิกิริยากรด-เบสกับการก่อตัวของไฮดรอกไซด์ที่ละลายได้เพียงเล็กน้อย ตัวอย่างเช่น ในที่ที่มีกรดทาร์ทาริก Fe(III) ออกไซด์ไฮเดรตจะไม่ตกตะกอนโดยแอมโมเนียจนถึง pH 9-10
3. 
   สารที่เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันของไอออนรบกวน ตัวอย่างเช่น เพื่อขจัดผลกระทบจากการรบกวนของ Cr (III) ในการไทเทรตเชิงซ้อนของอะลูมิเนียมและเหล็ก ขอแนะนำให้ออกซิไดซ์เป็น Cr (VI)
4. 
   สารที่ตกตะกอนไอออนรบกวน แต่ตะกอนไม่สามารถแยกออกจากกันได้ ตัวอย่างเช่น ในการไทเทรตแคลเซียมเชิงซ้อนเมื่อมีแมกนีเซียม ซึ่งตกตะกอนในรูปของไฮดรอกไซด์แต่ไม่ถูกแยกออก
5. 
   สารที่มีการกระทำเฉพาะ ตัวอย่างเช่น คลื่นโพลาโรกราฟิกจะถูกระงับเมื่อมีสารลดแรงตึงผิวบางชนิด

บางครั้งการมาส์กก็รวมเทคนิคเหล่านี้เข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่น ไอออน Cu (II) สามารถกำบังได้ด้วยไซยาไนด์ - ไทโอซัลเฟต - ไอออน ในกรณีนี้ Cu (II) จะลดลงเป็น Cu (I) จากนั้นด้วยสารกำบังส่วนเกินจะสร้างสารประกอบเชิงซ้อนขององค์ประกอบ Cu (CN) 4 3- , Cu (S 2 O 3) 2 3- .

เพื่อประเมินประสิทธิภาพของการมาส์ก ใช้ ดัชนีการกำบัง. เป็นลอการิทึมของอัตราส่วนความเข้มข้นรวมของสารรบกวน ถึงความเข้มข้นที่เหลืออยู่ไม่เกี่ยวข้อง สามารถคำนวณดัชนีการกำบังได้โดยทราบค่าคงที่สมดุลตามเงื่อนไขของปฏิกิริยากำบังที่สอดคล้องกัน

สารกำบังต่อไปนี้มักใช้ในการวิเคราะห์ทางเคมี: คอมเพล็กซ์; กรดไฮดรอกซี (tartaric, citric, malonic, salicylic); โพลีฟอสเฟตสามารถสร้างสารเชิงซ้อนที่มีโครงสร้างคีเลตหกส่วน (โซเดียมไพโรและไตรโพลีฟอสเฟต) พิลิเอมีน; กลีเซอรอล; ไธโอยูเรีย; เฮไลด์-, ไซยาไนด์-, ไธโอซัลเฟต - ไอออน; แอมโมเนียเช่นเดียวกับส่วนผสมของสาร [เช่น KI ในส่วนผสมที่มี NH 3 ในการไทเทรตเชิงซ้อนของ Cu (II) ต่อหน้า Hg (II)]

นอกเหนือจากการกำบังในการวิเคราะห์ทางเคมีแล้ว บางครั้งพวกเขาหันไปใช้การเปิดโปง - การถ่ายโอนสารที่ปิดบังไปเป็นรูปแบบที่สามารถเข้าสู่ปฏิกิริยาที่มักจะมีลักษณะเฉพาะของมัน สิ่งนี้ทำได้โดยโปรตอนของสารประกอบกำบัง (ถ้าเป็นเบสอ่อน) การทำลายหรือการกำจัดที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ (ตัวอย่างเช่น โดยความร้อน) การเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชัน การจับเป็นสารประกอบที่แรงกว่า ตัวอย่างเช่น การเปิดโปงไอออนของโลหะจากสารเชิงซ้อนด้วย NH 3 , OH - , CN - , F - สามารถทำได้โดยการลดค่า pH คอมเพล็กซ์ของแคดเมียมและสังกะสีที่มีไซยาไนด์ - ไอออนถูกทำลายโดยการกระทำของฟอร์มาลดีไฮด์ซึ่งทำปฏิกิริยากับไซยาไนด์ - ไอออนทำให้เกิดกรดไนไตรล์ สารเชิงซ้อนเปอร์ออกไซด์ เช่น ไททาเนียม (IV) ถูกย่อยสลายโดยการต้มในสารละลายที่เป็นกรด การเปิดโปงสามารถทำได้โดยออกซิไดซ์สารประกอบกำบัง (เช่น ออกซิเดชันของ EDTA) หรือโดยการเปลี่ยนสถานะออกซิเดชันของสารที่ปิดบัง (Fe 3- ↔ Fe 2-)

2. การแยกและความเข้มข้น
ความจำเป็นในการแยกสารและความเข้มข้นอาจเกิดจากปัจจัยต่อไปนี้ 1) ตัวอย่างมีส่วนประกอบที่ขัดขวางการตรวจวัด; 2) ความเข้มข้นของสารที่วิเคราะห์ต่ำกว่าขีดจำกัดการตรวจจับของวิธีการ 3) ส่วนประกอบที่จะพิจารณามีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอในตัวอย่าง 4) ไม่มีตัวอย่างมาตรฐานสำหรับเครื่องมือสอบเทียบ 5) ตัวอย่างมีความเป็นพิษสูง มีกัมมันตภาพรังสีหรือมีราคาแพง

การแยกจากกัน- นี่คือการดำเนินการ (กระบวนการ) ซึ่งเป็นผลมาจากส่วนประกอบที่ประกอบเป็นส่วนผสมเริ่มต้นจะถูกกำหนดอย่างใดอย่างหนึ่งจากที่อื่น

ความเข้มข้น- การดำเนินการ (กระบวนการ) ซึ่งเป็นผลมาจากอัตราส่วนของความเข้มข้นหรือปริมาณขององค์ประกอบไมโครต่อความเข้มข้นหรือปริมาณขององค์ประกอบมหภาคเพิ่มขึ้น

เมื่อแยกจากกัน ความเข้มข้นของส่วนประกอบอาจใกล้เคียงกัน แต่อาจแตกต่างกัน ความเข้มข้นจะดำเนินการภายใต้สภาวะที่ความเข้มข้นของส่วนประกอบแตกต่างกันอย่างมาก

เมื่อทำความเข้มข้น สารที่มีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยจะถูกรวบรวมในปริมาณหรือมวลที่น้อยกว่า ( ความเข้มข้นสัมบูรณ์) หรือแยกออกจากองค์ประกอบมหภาคในลักษณะที่อัตราส่วนของความเข้มข้นขององค์ประกอบไมโครต่อความเข้มข้นขององค์ประกอบมาโครเพิ่มขึ้น ( ความเข้มข้นสัมพัทธ์). ความเข้มข้นสัมพัทธ์ถือได้ว่าเป็นการแยก โดยมีความแตกต่างที่ความเข้มข้นเริ่มต้นของส่วนประกอบแตกต่างกันอย่างมากที่นี่ ตัวอย่างของความเข้มข้นสัมบูรณ์คือการระเหยของเมทริกซ์ในการวิเคราะห์น้ำ สารละลายของกรดแร่ และตัวทำละลายอินทรีย์ เป้าหมายหลักของการเพ่งสมาธิสัมพัทธ์คือการแทนที่เมทริกซ์ ซึ่งทำให้การวิเคราะห์ทำได้ยากด้วยเหตุผลอย่างใดอย่างหนึ่ง ด้วยเหตุผลอื่นหรือแบบอินทรีย์หรืออนินทรีย์ ตัวอย่างเช่น เมื่อพิจารณาสิ่งเจือปนตามรอยในเงินที่มีความบริสุทธิ์สูง องค์ประกอบเมทริกซ์จะถูกสกัดด้วย O - isopropyl - N - ethylthiocarbate ในคลอโรฟอร์ม จากนั้นหลังจากการระเหยของเฟสที่เป็นน้ำเป็นปริมาตรน้อย ส่วนประกอบขนาดเล็กจะถูกกำหนดโดยวิธีใดๆ

แยกแยะ กลุ่มและรายบุคคลการแยกตัวและความเข้มข้น: ในกลุ่ม - ส่วนประกอบหลายส่วนถูกแยกในแต่ละครั้ง แยกเป็นรายบุคคล - แยกส่วนประกอบหนึ่งหรือหลายส่วนประกอบออกจากตัวอย่างอย่างต่อเนื่อง เมื่อใช้วิธีการกำหนดองค์ประกอบหลายองค์ประกอบ (การปล่อยอะตอม, การเรืองแสงด้วยรังสีเอกซ์, สปาร์คแมสสเปกโตรเมตรี, การกระตุ้นนิวตรอน) การแยกกลุ่มและความเข้มข้นเป็นที่ต้องการมากกว่า เมื่อพิจารณาโดยวิธีโฟโตเมทรี, ฟลูออริเมทรี, การดูดกลืนอะตอม ในทางกลับกัน การแยกส่วนประกอบทีละอย่างสมควรมากกว่า

การแยกจากกันและความเข้มข้นมีความเหมือนกันมากทั้งใน ด้านทฤษฎีตลอดจนประสิทธิภาพทางเทคนิค วิธีการแก้ปัญหาเหมือนกัน แต่ในแต่ละกรณี การปรับเปลี่ยนอาจเกี่ยวข้องกับปริมาณสัมพัทธ์ของสาร วิธีการรับและวัดสัญญาณวิเคราะห์ ตัวอย่างเช่น วิธีการสกัด การตกตะกอนร่วม โครมาโตกราฟี ฯลฯ ใช้สำหรับการแยกและความเข้มข้น โครมาโตกราฟี ใช้เป็นหลักในการแยกสารผสมที่ซับซ้อนออกเป็นส่วนประกอบ การตกตะกอนร่วม - ระหว่างความเข้มข้น เรเดียมกับแบเรียมซัลเฟต) เป็นไปได้ที่จะพิจารณาการจำแนกวิธีการตามจำนวนเฟส สถานะของการรวมกลุ่ม และการถ่ายโอนสสารจากเฟสหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่ง วิธีการขึ้นอยู่กับการกระจายของสสารระหว่างสองเฟส เช่น ของเหลว-ของเหลว ของเหลว-ของแข็ง ก๊าซเหลว และก๊าซของแข็งเป็นที่ต้องการ ในกรณีนี้ ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันสามารถเปลี่ยนเป็นสองเฟสหนึ่งโดยการดำเนินการเสริมใดๆ (การตกตะกอนและการตกตะกอนร่วม การตกผลึก การกลั่น การระเหย ฯลฯ) หรือโดยการแนะนำเฟสเสริม - ของเหลว ของแข็ง ก๊าซ (เช่น คือวิธีการโครมาโตกราฟี การสกัด การดูดซับ)

มีวิธีการที่ยึดตามการแยกส่วนประกอบในเฟสเดียว เช่น วิธีอิเล็กโตรไดอะไลซิส อิเล็กโตรโฟรีซิส วิธีแพร่และการแพร่กระจายทางความร้อน อย่างไรก็ตาม แม้แต่ที่นี่ เราสามารถพูดถึงการกระจายของส่วนประกอบระหว่าง "เฟส" ทั้งสองแบบตามเงื่อนไขได้ เนื่องจากส่วนประกอบภายใต้อิทธิพลของพลังงานที่ใช้ภายนอก ถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนที่สามารถแยกออกจากกัน เช่น เมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ .

การประยุกต์ใช้การวิเคราะห์ทางเคมีแต่ละด้านมีวิธีการแยกและความเข้มข้นที่เลือกได้ ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี - ส่วนใหญ่เป็นวิธีโครมาโตกราฟี, ในเคมีทางพิษวิทยา - การสกัดและโครมาโตกราฟี, ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ - การกลั่นและการสกัด

คลังแสงของวิธีการแยกและความเข้มข้นมีขนาดใหญ่และมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ในการแก้ปัญหาจะใช้คุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพเกือบทั้งหมดของสารและกระบวนการที่เกิดขึ้นกับพวกมัน
3. ลักษณะเชิงปริมาณของการแยกสารและความเข้มข้น
วิธีการแยกส่วนใหญ่จะยึดตามการกระจายตัวของสารระหว่างสองเฟส (I และ II) ตัวอย่างเช่น สำหรับสาร A มีความสมดุล

A I ↔ A II (1.1)
อัตราส่วนความเข้มข้นรวมของสาร A ในทั้งสองเฟสเรียกว่า อัตราส่วนการกระจายง:

D \u003d C II / C I (1.2)
การสกัดที่สมบูรณ์โดยสิ้นเชิงและด้วยเหตุนี้ การแยกจึงไม่สามารถทำได้ตามหลักวิชา สามารถแสดงประสิทธิภาพของการสกัดสาร A จากระยะหนึ่งไปอีกระยะหนึ่งได้ การกู้คืนร:
R = Q II / Q II + Q I , (1.3)
โดยที่ Q คือปริมาณของสาร โดยปกติ R จะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์

เห็นได้ชัดว่า สำหรับการสกัดส่วนประกอบทั้งหมด ค่าของ R ควรอยู่ใกล้ 100% มากที่สุด

ในทางปฏิบัติ การฟื้นตัวถือเป็นปริมาณถ้า RA ≥ 99.9% ซึ่งหมายความว่า 99.9% ของสาร A ต้องเข้าสู่เฟส II องค์ประกอบที่รบกวน B ต้องเป็นไปตามเงื่อนไข 1/RB ≥ 99.9 กล่าวคือ ไม่เกิน 0.1% ของสาร B ควรผ่านเข้าสู่เฟส II

ลักษณะเชิงปริมาณของการแยกสาร A และ B ซึ่งสร้างสมดุลระหว่างเฟส I และ II คือ ปัจจัยการแยกά A/B:
ά A/B = D A / D B (1.4)

สำหรับการแยก ค่าของ ά A/B จะต้องสูง และผลิตภัณฑ์ D A D B จะต้องใกล้เคียงกับความสามัคคี ให้ ά A/B = 10 4 . การรวมกันของค่า D A และ D B ต่อไปนี้เป็นไปได้:
D A D B R A , % R B , %

10 5 10 100 90,9

10 2 10 -2 99,0 0,99

10 -1 10 -5 9,1 0,001
ดังจะเห็นได้ว่าการแยกสามารถทำได้ด้วย D A D B =1

เพื่อประเมินประสิทธิภาพของความเข้มข้นที่ใช้ ปัจจัยความเข้มข้นส ถึง:
S k \u003d q / Q / q ทดสอบ / ทดสอบ Q, (1.5)
โดยที่ q, q ตัวอย่าง - ปริมาณของส่วนประกอบขนาดเล็กในความเข้มข้นและตัวอย่าง Q, Q sample - ปริมาณของ macrocomponent ในสมาธิและตัวอย่าง

ค่าสัมประสิทธิ์ความเข้มข้นแสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนของปริมาณสัมบูรณ์ของส่วนประกอบจุลภาคและมหภาคในความเข้มข้นเปลี่ยนแปลงไปกี่ครั้งเมื่อเทียบกับอัตราส่วนเดียวกันในตัวอย่างเดิม
4. ปริมาณน้ำฝนและปริมาณน้ำฝนร่วม
วิธีการแยกและความเข้มข้นรวมถึงการตกตะกอนด้วยการก่อตัวของผลึกและตะกอนอสัณฐาน

เงื่อนไขสำหรับการก่อตัวของตกตะกอนผลึก

จำเป็น:

1. 
   ทำการตกตะกอนจากสารละลายเจือจางด้วยสารละลายเจือจางของตะกอน
2. 
   เพิ่มการตกตะกอนอย่างช้าๆ ทีละหยด;
3. 
   ผัดอย่างต่อเนื่องด้วยแท่งแก้ว
4. 
   ทำการตกตะกอนจากสารละลายร้อน (บางครั้งสารละลายตกตะกอนก็ถูกทำให้ร้อนด้วย)
5. 
   กรองตะกอนหลังจากที่สารละลายเย็นลงเท่านั้น
6. 
   เพิ่มในระหว่างการตกตะกอนสารที่เพิ่มความสามารถในการละลายของตกตะกอน

เงื่อนไขสำหรับการก่อตัวของตะกอนอสัณฐาน
ตะกอนอสัณฐานเกิดขึ้นจากการแข็งตัว กล่าวคือ การยึดเกาะของอนุภาคและการรวมตัวของอนุภาค กระบวนการจับตัวเป็นก้อนอาจเกิดจากการเติมอิเล็กโทรไลต์ การตกตะกอนควรเป็น:

1. 
   จากโซลูชั่นร้อน
2. 
   ในที่ที่มีอิเล็กโทรไลต์ (เกลือแอมโมเนียม, กรด);
3. 
   เพื่อให้ได้ตะกอนที่มีความหนาแน่นซึ่งถูกชะล้างได้ดีและตกตะกอนอย่างรวดเร็ว การตกตะกอนจะดำเนินการจากสารละลายที่มีความเข้มข้นด้วยสารละลายเข้มข้นของตะกอน

การปนเปื้อนของตะกอนที่มีสารที่ควรคงอยู่ในสารละลายเรียกว่า การตกตะกอนร่วมกัน .

ตัวอย่างเช่น หากสารละลายที่มีส่วนผสมของ BaCL 2 กับ FeCL 3 สัมผัสกับ H 2 SO 4 อาจมีคนคาดหวังว่ามีเพียง BaSO 4 เท่านั้นที่จะตกตะกอนเพราะ เกลือ Fe 2 (SO4) 3 ละลายได้ในน้ำ อันที่จริง เกลือนี้ตกตะกอนบางส่วนเช่นกัน สิ่งนี้สามารถเห็นได้หากตะกอนถูกกรอง ล้าง และจุดไฟ ตะกอน BaSO 4 ไม่ใช่สีขาวบริสุทธิ์ แต่เป็นสีน้ำตาลเนื่องจาก Fe 2 O 3 เกิดขึ้นจากการเผาของ Fe 2 (SO 4) 3

เฟ 2 (SO 4) 3 → เฟ 2 O 3 + 3SO 3

มลพิษของตะกอนจากการตกตะกอนร่วมกับสารประกอบที่ละลายได้เกิดขึ้นเนื่องจากการตกตะกอนของสารเคมีและการตกตะกอนที่ตามมามีความโดดเด่นซึ่งในตะกอนจะปนเปื้อนด้วยสารที่ละลายได้ไม่ดี ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเพราะใกล้พื้นผิวฝากเนื่องจากแรงดูดซับ ความเข้มข้นของไอออนตกตะกอนเพิ่มขึ้น และเกินค่า PR Hp ในระหว่างการตกตะกอนของ Ca 2+ ไอออนที่มีแอมโมเนียมออกซาเลตต่อหน้า Mg 2+ จะเกิดการตกตะกอนของ CaC 2 O 4 แมกนีเซียมออกซาเลตจะยังคงอยู่ในสารละลาย แต่เมื่อรักษาตะกอน CaC 2 O 4 ไว้ใต้สุราแม่หลังจากนั้นครู่หนึ่งก็จะมีการปนเปื้อนด้วย MgC 2 O 4 ที่ละลายได้เล็กน้อย ซึ่งจะค่อยๆ ปล่อยออกจากสารละลาย

การตกตะกอนร่วมมีความสำคัญอย่างยิ่งในเคมีวิเคราะห์ นี่เป็นหนึ่งในสาเหตุของข้อผิดพลาดในการกำหนดกราวิเมตริก แต่การตกตะกอนร่วมสามารถมีบทบาทเชิงบวกได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อความเข้มข้นของสารที่วิเคราะห์ต่ำมากจนแทบเป็นไปไม่ได้ที่การตกตะกอน การตกตะกอนร่วมขององค์ประกอบขนาดเล็กที่จะถูกกำหนดจะถูกดำเนินการด้วยตัวรวบรวม (ตัวพา) ที่เหมาะสม วิธีการตกตะกอนร่วมของไมโครคอมโพเนนต์ที่มีตัวสะสมมักใช้ในวิธีความเข้มข้น มีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านเคมีของธาตุและธาตุหายาก

1. 
   มีหลายประเภทของการตกตะกอนร่วม, การดูดซับ, การบดเคี้ยว, ความแตกต่างของ isomorphism

การดูดซึมของสารหนึ่งโดยอีกสารหนึ่งที่เกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานเรียกว่า การดูดซับ . มลพิษ - ตัวถูกดูดซับ , ดูดซับบนพื้นผิวที่เป็นของแข็ง ตัวดูดซับ .
การดูดซับดำเนินการตามกฎต่อไปนี้:

1. 
   ข้อได้เปรียบ ตะกอน (เช่น BaSO 4) ดูดซับไอออนของตัวเองก่อนเช่น Ba 2+ และ SO 4 2- ขึ้นอยู่กับว่ามีสารใดบ้างในสารละลายส่วนเกิน
2. 
   ในทางตรงกันข้าม ไอออนที่มีประจุมากซึ่งอยู่ในสารละลายที่มีความเข้มข้นเท่ากันจะดูดซับได้ดีกว่า
3. 
   จากไอออนที่มีประจุเท่ากัน ไอออนจะถูกดูดซับเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งมีความเข้มข้นในสารละลายมากกว่า
4. 
   ของไอออนที่มีประจุเท่ากันและมีความเข้มข้นเท่ากัน ไอออนจะถูกดูดซับอย่างเด่นชัด ซึ่งไอออนของโครงผลึกจะดึงดูดอย่างแรงกว่า (กฎ Paneto-Fajans)

การดูดซับเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้ การคายดูดซับดำเนินไปพร้อมกับการดูดซับ กล่าวคือ การเปลี่ยนผ่านของไอออนหรือโมเลกุลที่ดูดซับจากพื้นผิวของตัวดูดซับไปเป็นสารละลาย การไหลพร้อมกันของกระบวนการทั้งสองนี้นำไปสู่สภาวะสมดุลที่เรียกว่าสมดุลการดูดซับ

สมดุลการดูดซับขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้:

1. ผลกระทบของขนาดของพื้นผิวตัวดูดซับ

เนื่องจากสารหรือไอออนถูกดูดซับบนผิวของตัวดูดซับ ปริมาณของสารที่ดูดซับโดยตัวดูดซับที่กำหนดจึงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับขนาดของพื้นผิวทั้งหมด จะต้องคำนึงถึงปรากฏการณ์การดูดซับในการวิเคราะห์เป็นส่วนใหญ่เมื่อต้องจัดการกับตะกอนอสัณฐาน เนื่องจาก อนุภาคของพวกมันเกิดจากการยึดติดซึ่งกันและกัน จำนวนมากอนุภาคมูลฐานขนาดเล็กจึงมีพื้นที่ผิวทั้งหมดมาก

สำหรับตกตะกอนผลึก การดูดซับมีบทบาทน้อยกว่า

2. อิทธิพลของความเข้มข้น

ตามไอโซเทอร์มการดูดซับ สามารถตั้งค่าได้

1. 
   ระดับการดูดซับลดลงเมื่อความเข้มข้นของสารเพิ่มขึ้นในสารละลาย
2. 
   เมื่อความเข้มข้นของสารเพิ่มขึ้นในสารละลายปริมาณของสารดูดซับจะเพิ่มขึ้น
3. 
   ด้วยการเพิ่มความเข้มข้นของสารในสารละลาย ปริมาณของสารดูดซับมีแนวโน้มที่จะเป็นค่าสุดท้ายที่แน่นอน

การดูดซับ

สารบน

ความเข้มข้นของสารในสารละลาย

3. ผลกระทบของอุณหภูมิ

การดูดซับเป็นกระบวนการคายความร้อน และ = การไหลของมันถูกอำนวยความสะดวกโดยอุณหภูมิที่ลดลง อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นส่งเสริมการคายน้ำ

1. 
   อิทธิพลของธรรมชาติของไอออนที่ดูดซับ

ตัวดูดซับดูดซับไอออนบางชนิดได้แรงกว่าตัวอื่นๆ นี่เป็นเพราะการคัดเลือก ประการแรก ตะกอนดูดซับไอออนที่ประกอบเป็นโครงผลึก เคาน์เตอร์ถูกดูดซับตามกฎต่อไปนี้

1. 
   ไอออนที่มีประจุมากจะถูกดูดซับ
2. 
   จากไอออนที่มีประจุเท่ากัน ไอออนเหล่านั้นจะถูกดูดซับ ความเข้มข้นในสารละลายจะสูงกว่า
3. 
   จากไอออนที่มีประจุเท่ากันและมีความเข้มข้นเท่ากัน ไอออนจะถูกดูดซับอย่างเด่นชัด ซึ่งไอออนของผลึกขัดแตะจะดึงดูดมากขึ้น (กฎ Panet-Fajans)

อิออนจากภายนอกเหล่านั้นจะถูกดึงดูดอย่างแรงกว่าซึ่งก่อตัวเป็นสารประกอบที่ละลายได้น้อยที่สุดหรือแตกตัวเป็นไอออนต่ำที่มีอิออนขัดแตะ ตัวอย่างเช่น เมื่อ AgJ ตกตะกอนในสารละลายของปฏิกิริยา AgNO 3 + KJ ที่มี CH 3 COO-, CH 3 COOAg จะถูกดูดซับ และ ไม่ใช่ AgNO 3 นั่นคือถึง เกลือชนิดแรกละลายในน้ำได้น้อยกว่าเกลือชนิดที่สอง

การบดเคี้ยวในการบดเคี้ยว สารปนเปื้อนจะอยู่ภายในอนุภาคตะกอน การบดเคี้ยวแตกต่างจากการดูดซับโดยไม่พบสิ่งเจือปนที่ตกตะกอนร่วมบนพื้นผิว แต่อยู่ภายในอนุภาคตะกอน

สาเหตุของการบดเคี้ยว

การจับทางกลของสิ่งเจือปนแปลกปลอม กระบวนการนี้ยิ่งเร็ว การตกผลึกก็จะยิ่งเร็วขึ้น

1) ไม่มีคริสตัล "ในอุดมคติ" พวกเขามีรอยแตกที่เล็กที่สุดช่องว่างที่เต็มไปด้วยสุรา ผลึกที่เล็กที่สุดสามารถเกาะติดกัน จับแม่สุรา

2) การดูดซับระหว่างการก่อตัวของตกผลึกตกตะกอน

ในกระบวนการเติบโตของผลึกจากผลึกเมล็ดที่เล็กที่สุด สิ่งเจือปนต่างๆ จากสารละลายจะถูกดูดซับอย่างต่อเนื่องบนพื้นผิวใหม่ ในขณะที่ปฏิบัติตามกฎการดูดซับทั้งหมด

3) การก่อตัวของสารประกอบทางเคมีระหว่างตะกอนกับสิ่งเจือปนที่สะสมร่วมกัน

สิ่งที่สำคัญมากในการบดเคี้ยวคือลำดับของการแก้ปัญหาการระบายน้ำ เมื่อสารละลายในระหว่างการตกตะกอนมีประจุบวกมากเกินไปซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการตกตะกอน ไอออนบวกจากต่างประเทศจะถูกปิดเป็นส่วนใหญ่ และในทางกลับกัน หากสารละลายมีไอออนบวกที่มีชื่อเดียวกันมากเกินไป ประจุบวกจากต่างประเทศจะถูกปิด

ตัวอย่างเช่น ระหว่างการก่อตัวของ BaSO 4 (BaCL 2 + NaSO 4) ไอออน Na + จะถูกบดบังในส่วนเกิน SO 4 2- ส่วนเกิน Ba 2 + - CL -

เพื่อลดการบดเคี้ยวของไพเพอร์แปลกปลอม จำเป็นต้องทำการตกตะกอนในลักษณะที่ผลึกตะกอนจะเติบโตในตัวกลางที่มีไอออนบวกของตะกอนอยู่มากเกินไป ในทางตรงกันข้าม เพื่อให้ได้ตะกอนที่ปราศจากแอนไอออนภายนอกที่ถูกบดบัง จำเป็นต้องทำการตกตะกอนในตัวกลางที่มีประจุลบมากเกินไปของสารประกอบที่ตกตะกอน

ปริมาณการบดเคี้ยวได้รับผลกระทบจากอัตราการไหลเข้าของตะกอน ด้วยการเติมตะกอนอย่างช้าๆ มักจะได้ตะกอนที่บริสุทธิ์กว่า การตกตะกอนร่วมเกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของการตกตะกอนเท่านั้น

isomorphismคือการก่อตัวของผลึกผสม

สารไอโซมอร์ฟิคเป็นสารที่สามารถตกผลึกได้เป็นผลึกขัดแตะร่วม และได้คริสตัลผสมที่เรียกว่าผลึก

ตัวอย่างทั่วไปคือสารส้มต่างๆ หากคุณละลายผลึกอลูมิเนียมไม่มีสี - โพแทสเซียมสารส้ม KAl (SO 4) 2 12H 2 O ด้วยโครโมไวโอเลตเข้มข้น - โพแทสเซียม ... KSr (SO 4) 2 12H 2 O จากนั้นผลึกผสมจะเกิดขึ้นจากการตกผลึก สีของผลึกเหล่านี้ยิ่งเข้มข้น ความเข้มข้นของ KCr(SO 4) 2 ก็จะยิ่งสูงขึ้น

สารประกอบไอโซมอร์ฟิกมักจะสร้างผลึกที่มีรูปร่างเหมือนกัน

สาระสำคัญของ isomorphism อยู่ที่ความจริงที่ว่าไอออนที่มีรัศมีใกล้สามารถแทนที่กันในผลึกตาข่าย ตัวอย่างเช่น ไอออน Ra และ Ba มีรัศมีใกล้เคียงกัน ดังนั้นเมื่อ BaSO 4 ตกตะกอน ผลึกไอโซมอร์ฟิคจะตกตะกอนจากสารละลายที่มี Ra 2+ ในปริมาณเล็กน้อย ตรงกันข้ามกับไอออน KCr(SO 4) 2 ซึ่งมีรัศมีอะตอมที่เล็กกว่า

3. การตกตะกอนร่วมเป็นสาเหตุหลักของข้อผิดพลาดในการวิเคราะห์แบบกราวิเมตริก

หยาดน้ำฟ้าร่วมสามารถลดลงได้โดยการเลือกหลักสูตรการวิเคราะห์ที่เหมาะสมและเลือกตกตะกอนอย่างมีเหตุผล เมื่อตกตะกอนด้วยสารตกตะกอนอินทรีย์ จะสังเกตเห็นการตกตะกอนร่วมของสารแปลกปลอมน้อยกว่าเมื่อใช้ตกตะกอนอนินทรีย์ การตกตะกอนจะต้องดำเนินการภายใต้สภาวะที่ก่อให้เกิดการตกตะกอนที่เป็นผลึกหยาบ ให้ทนต่อการตกตะกอนภายใต้สุราแม่ได้ยาวนาน

ในการทำความสะอาดตะกอนจากสิ่งสกปรกที่ดูดซับ จำเป็นต้องล้างให้สะอาด เพื่อขจัดสิ่งเจือปนที่เกิดจากการบดเคี้ยวและไอโซมอร์ฟิซึม

ตัวอย่างเช่น เมื่อพิจารณา Ca 2+ พวกมันจะถูกตกตะกอนในรูปของ CaC 2 O 4 หากมีอยู่ในสารละลายของ Mg 2+ ตะกอนจะถูกปนเปื้อนอย่างหนักโดยมีสิ่งเจือปนของ MgC 2 O 4 เพื่อกำจัดสิ่งสกปรก ตะกอนจะละลายใน HCL ในกรณีนี้ จะได้สารละลายซึ่งมีความเข้มข้นของ Mg 2+ ซึ่งต่ำกว่าสารละลายตั้งต้น สารละลายที่ได้จะถูกทำให้เป็นกลางและเกิดการตกตะกอนซ้ำอีกครั้ง ตะกอนนั้นแทบไม่มี Mg 2+

4. ตะกอนอสัณฐานเกิดขึ้นจากสารละลายคอลลอยด์โดยการจับตัวเป็นก้อน, t. การเชื่อมต่อของอนุภาคเข้ากับมวลรวมที่ใหญ่กว่าซึ่งภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วงจะตกลงไปที่ก้นภาชนะ

สารละลายคอลลอยด์มีความเสถียรเนื่องจากมีประจุ โซลเวต หรือเปลือกไฮเดรตเหมือนกัน = เพื่อที่จะเริ่มต้นการตกตะกอน จำเป็นต้องทำให้ประจุเป็นกลางโดยการเพิ่มอิเล็กโทรไลต์บางชนิด อิเล็กโทรไลต์ช่วยให้อนุภาคเกาะติดกันโดยการทำให้ประจุเป็นกลาง

ในการกำจัดเปลือกโซลเวตนั้น จะใช้เทคนิคอย่างเช่น การทำเกลือออก กล่าวคือ การเติมอิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นสูง ซึ่งไอออนในสารละลายจะเลือกโมเลกุลตัวทำละลายจากอนุภาคคอลลอยด์และถูกละลายในตัวเอง

การแข็งตัวของเลือดทำได้โดยการเพิ่มอุณหภูมิ นอกจากนี้ การสะสมของตะกอนอสัณฐานจะต้องดำเนินการจากสารละลายที่มีความเข้มข้น จากนั้นตะกอนจะมีความหนาแน่นมากขึ้น ตกตะกอนเร็วขึ้น และล้างสิ่งสกปรกออกได้ง่ายขึ้น

หลังจากการตกตะกอน ตะกอนอสัณฐานจะไม่ถูกเก็บไว้ภายใต้สุราของแม่ แต่จะถูกกรองและล้างอย่างรวดเร็วเพราะตกตะกอนใน มิฉะนั้นกลายเป็นนักเรียน

กระบวนการย้อนกลับของการแข็งตัวของเลือดคือกระบวนการของการแข็งตัวของเลือด เมื่อล้างตะกอนอสัณฐานด้วยน้ำก็สามารถเปลี่ยนเป็นสถานะคอลลอยด์ได้อีกครั้ง สารละลายนี้จะผ่านตัวกรองและส่วนหนึ่งของตะกอน จะหายไป เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ถูกชะล้างออกจากตะกอน ดังนั้นอนุภาคที่จับตัวเป็นก้อนจะได้รับประจุอีกครั้งและเริ่มผลักกัน เป็นผลให้มวลรวมขนาดใหญ่สลายตัวเป็นอนุภาคคอลลอยด์ที่เล็กที่สุดซึ่งผ่านตัวกรองได้อย่างอิสระ

เพื่อป้องกันการกลายเป็นของเหลว ตะกอนจะไม่ถูกล้างด้วยน้ำบริสุทธิ์ แต่ด้วยสารละลายเจือจางของอิเล็กโทรไลต์บางชนิด

อิเล็กโทรไลต์จะต้องเป็นสารระเหยและถูกกำจัดออกให้หมดในระหว่างการเผา เกลือแอมโมเนียมหรือกรดระเหยถูกใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ดังกล่าว

วรรณกรรม:
1. Kharitonov Yu.A. เคมีวิเคราะห์.เล่ม 1,2. ม.; VS, 2003

2. Tsitovich I.K. หลักสูตรเคมีวิเคราะห์ ม., 2547.

3. Vasiliev V.P. การวิเคราะห์ทางเคมี. หนังสือ. 1.2. ม., บัสตาร์ด, 2546.

4. Kelner R. , Merme Zh.M. , Otto M. , Widmer G.M. การวิเคราะห์ทางเคมี. เล่ม 1, 2. แปลจากภาษาอังกฤษ. แลง เอ็ม. มีร์, 2547.

5. Otto M. วิธีสมัยใหม่ของเคมีวิเคราะห์ v.1,2 ม., เทคโนสเฟียร์, 2546.

6. Ponomarev V.D. เคมีวิเคราะห์ ตอนที่ 1, 2. M., VSH, 1982.

7. Zolotov Yu.A. พื้นฐานของเคมีวิเคราะห์ v.1,2, VSH, 2000

คำถามควบคุม (คำติชม)

1. 
   ระบุปัจจัยที่ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายขึ้นอยู่กับ
2. 
   ยกตัวอย่างสารกำบังที่ใช้ในการวิเคราะห์ทางเคมี
3. 
   สิ่งที่สามารถนำมาประกอบกับวิธีการแยกและความเข้มข้น
4. 
   ระดับการสกัดสารขึ้นอยู่กับปัจจัยใดบ้าง
5. 
   อธิบายข้อดีของการตกตะกอนอสัณฐานเหนือผลึกในการสะสมจุลภาค
6. 
   ปฏิกิริยาระหว่างสารกับตัวดูดซับมีประเภทใดบ้าง?

วิธีการแยกและความเข้มข้นครอบครองสถานที่สำคัญระหว่างวิธีการทางเคมีวิเคราะห์สมัยใหม่ มากที่สุด ปริทัศน์กระบวนการวิเคราะห์ทางเคมีรวมถึงการสุ่มตัวอย่างและการเตรียมการสำหรับการกำหนด การกำหนดจริง และการประมวลผลผลลัพธ์ การพัฒนาเครื่องมือวิเคราะห์และเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ของขั้นตอนที่สองและสามของการวิเคราะห์ ซึ่งมักจะดำเนินการโดยอัตโนมัติ ในทางตรงกันข้าม ขั้นตอนของการเตรียมตัวอย่าง ซึ่งส่วนประกอบสำคัญและส่วนประกอบสำคัญคือการดำเนินการแยกสารและความเข้มข้น ยังคงเป็นการดำเนินการที่ใช้เวลานานและแม่นยำที่สุดในการวิเคราะห์ทางเคมี หากระยะเวลาในการวัดและประมวลผลผลลัพธ์เป็นลำดับนาทีและน้อยกว่าวินาที ระยะเวลาในการเตรียมตัวอย่างจะเท่ากับชั่วโมงและน้อยกว่านาที ตามที่ผู้เชี่ยวชาญที่ทำงานด้านการควบคุมเชิงนิเวศน์ ข้อผิดพลาดในการวิเคราะห์ทั้งหมดเพียง 10% อยู่ที่ขั้นตอนการวัดสัญญาณ 30% ในการเตรียมตัวอย่าง และ 60% ในการสุ่มตัวอย่าง ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการสุ่มตัวอย่างและการเตรียมการอาจทำให้ผลการวิเคราะห์ทางเคมีบิดเบือนไปโดยสิ้นเชิง

ความสนใจในวิธีการแยกส่วนและความเข้มข้นล่วงหน้ายังคงไม่เปลี่ยนแปลงด้วยเหตุผลหลายประการ ซึ่งสามารถแยกแยะได้หลายประการ: ความต้องการที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับความละเอียดอ่อนของการวิเคราะห์และความถูกต้อง ซึ่งขึ้นอยู่กับความเป็นไปได้ในการกำจัดเอฟเฟกต์เมทริกซ์ เช่นเดียวกับข้อกำหนดที่จะ รับรองต้นทุนการวิเคราะห์ที่ยอมรับได้ เครื่องมือที่ทันสมัยจำนวนมากช่วยให้สามารถวิเคราะห์ได้โดยไม่ต้องมีการแยกสารและความเข้มข้นล่วงหน้า แต่เครื่องมือเหล่านี้และการทำงานมีราคาแพงมาก ดังนั้นจึงมักจะเป็นประโยชน์มากกว่าที่จะใช้สิ่งที่เรียกว่าวิธีการแบบผสมผสานและแบบผสม ซึ่งให้การผสมผสานที่เหมาะสมที่สุดของการแยกเบื้องต้นและความเข้มข้นของส่วนประกอบด้วยการกำหนดในภายหลังโดยใช้เครื่องมือวิเคราะห์ที่มีราคาค่อนข้างถูก

แนวคิดและข้อกำหนดพื้นฐาน ประเภทของความเข้มข้น

ให้เราชี้แจงแนวคิดเชิงความหมายของคำศัพท์หลักที่ใช้ในการอธิบายวิธีการแยกและความเข้มข้น

ภายใต้ แผนกหมายถึงการดำเนินการ (กระบวนการ) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ส่วนประกอบหลายส่วนได้มาจากส่วนผสมเริ่มต้นของสารนั่นคือส่วนประกอบที่ประกอบเป็นส่วนผสมเริ่มต้นจะถูกแยกออกจากกัน เมื่อแยกจากกัน ความเข้มข้นของส่วนประกอบอาจใกล้เคียงกัน แต่อาจแตกต่างกัน

ความเข้มข้น -การดำเนินการ (กระบวนการ) ซึ่งเป็นผลมาจากอัตราส่วนของความเข้มข้นหรือปริมาณขององค์ประกอบไมโครที่สัมพันธ์กับองค์ประกอบเมทริกซ์หรือเมทริกซ์เพิ่มขึ้น ไมโครคอมโพแนนท์ หมายถึง ส่วนประกอบที่อยู่ในวัสดุทางอุตสาหกรรม ธรณีวิทยา ชีวภาพ และวัสดุอื่นๆ รวมทั้งในวัตถุ สิ่งแวดล้อมที่ความเข้มข้นน้อยกว่า 100 ไมโครกรัม/กรัม ในกรณีนี้ เมทริกซ์หมายถึงสภาพแวดล้อมที่มีไมโครคอมโพเนนต์อยู่ บ่อยครั้งที่น้ำหรือสารละลายที่เป็นน้ำของกรดหรือเกลือทำหน้าที่เป็นเมทริกซ์ ในกรณีของตัวอย่างที่เป็นของแข็ง ความเข้มข้นล่วงหน้าจะดำเนินการหลังจากที่ตัวอย่างถูกถ่ายโอนไปยังสารละลาย ในกรณีนี้ ส่วนประกอบของเมทริกซ์จะมีอยู่ในสารละลายพร้อมกับส่วนประกอบไมโคร ความเข้มข้นจะดำเนินการภายใต้สภาวะที่ความเข้มข้นของส่วนประกอบ แตกต่างกันอย่างมาก

ความเข้มข้นของไมโครคอมโพเนนต์ในการกำหนดนั้นต้องอาศัยก่อนอื่นเลย ในกรณีที่ความไวของวิธีการสำหรับการกำหนดส่วนประกอบเหล่านี้โดยตรงไม่เพียงพอ ข้อได้เปรียบหลักของการเพ่งสมาธิล่วงหน้าคือการลดลงของค่าสัมพัทธ์และบางครั้งจำกัดที่แน่นอนของการตรวจจับส่วนประกอบขนาดเล็กอันเนื่องมาจากการกำจัดหรือการลดลงอย่างมากในอิทธิพลขององค์ประกอบมหภาคที่มีต่อผลการกำหนด ความเข้มข้นยังจำเป็นหากส่วนประกอบไม่กระจายอย่างเป็นเนื้อเดียวกันในตัวอย่างที่วิเคราะห์ จะช่วยให้คุณทำงานกับตัวอย่างที่เป็นตัวแทนได้ นอกจากนี้ ความเข้มข้นล่วงหน้าทำให้สามารถจ่ายตัวอย่างอ้างอิงจำนวนมากได้ ซึ่งรวมถึงตัวอย่างมาตรฐานด้วย เนื่องจากผลจากความเข้มข้นล่วงหน้า จึงสามารถให้ได้ความเข้มข้นบนพื้นฐานเดียว เช่น บนผงถ่านหินในกรณีของการปล่อยอะตอม การวิเคราะห์. ในกระบวนการปรับความเข้มข้นล่วงหน้า ก็ยังสะดวกที่จะแนะนำมาตรฐานภายในที่เรียกว่ามาตรฐานภายใน หากจำเป็น อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นล่วงหน้าก็มีข้อเสียเช่นกัน: ทำให้การวิเคราะห์ยาวนานขึ้นและทำให้ซับซ้อน ในบางกรณี การสูญเสียและการปนเปื้อนเพิ่มขึ้น และบางครั้งจำนวนของส่วนประกอบที่จะพิจารณาลดลง

การแยกจากกันและความเข้มข้นมีความเหมือนกันมาก ทั้งในด้านทฤษฎีและในเทคนิคการดำเนินการ เห็นได้ชัดว่าความเข้มข้นเป็นกรณีพิเศษของการแยกจากกัน การจัดสรร "ความเข้มข้น" ให้กับหมวดหมู่ของแนวคิดอิสระของเคมีวิเคราะห์นั้นสมเหตุสมผลเนื่องจากความสำคัญในทางปฏิบัติของการดำเนินการนี้ในการวิเคราะห์ทางเคมีและความแตกต่างในวัตถุประสงค์เมื่อเทียบกับการแยก เนื่องจากการใช้การแยก จึงสามารถลดความยุ่งยากในการวิเคราะห์และขจัดอิทธิพลของส่วนประกอบที่รบกวน ในขณะที่จุดประสงค์หลักของความเข้มข้นคือเพื่อเพิ่มความไวของการกำหนด

(คำถามที่ 1). แยกแยะ แน่นอนและ ญาติความเข้มข้น. ที่ ความเข้มข้นสัมบูรณ์ส่วนประกอบขนาดเล็กจะถูกถ่ายโอนจากมวลตัวอย่างจำนวนมากไปยังมวลสารเข้มข้น ในขณะที่ความเข้มข้นของไมโครคอมโพเนนท์เพิ่มขึ้น ตัวอย่างของความเข้มข้นสัมบูรณ์คือการระเหยของเมทริกซ์ในการวิเคราะห์น้ำ สารละลายของกรดแร่ และตัวทำละลายอินทรีย์ สมมติว่าเมื่อระเหยสารละลายตะกั่ว 20 มล. เป็น 1 มล. เราจะเพิ่มอัตราส่วนของมวลของสารที่วิเคราะห์ต่อมวลรวมของตัวอย่าง 20 เท่า (โดยมีเงื่อนไขว่าสารที่วิเคราะห์ยังคงอยู่ในสารละลายอย่างสมบูรณ์) กล่าวอีกนัยหนึ่งเรามีสมาธิ 20 ครั้ง

อันเป็นผลมาจาก ความเข้มข้นสัมพัทธ์มีการแทนที่ของเมทริกซ์ ซึ่งด้วยเหตุผลหนึ่งหรืออย่างอื่นทำให้การวิเคราะห์ซับซ้อน กับเมทริกซ์อินทรีย์หรืออนินทรีย์อื่น และอัตราส่วนระหว่างไมโครและองค์ประกอบหลักที่รบกวนหลักเพิ่มขึ้น ในกรณีนี้ อัตราส่วนของตัวอย่างเริ่มต้นและตัวอย่างสุดท้ายไม่สำคัญนัก สมมุติว่า สารละลายตะกั่ว 20 มล. เดียวกันมีสังกะสีอยู่ด้วย และมากกว่าตะกั่ว 100 เท่า เราดำเนินการความเข้มข้นของตะกั่ว เช่น โดยการสกัด ในขณะที่ลดปริมาณสังกะสีลง 20 เท่า ตอนนี้มีมากกว่าตะกั่วเพียง 5 เท่า เราสามารถรับความเข้มข้นของปริมาตรเดียวกันใน 20 มล. ในขณะที่ความเข้มข้นของตะกั่วไม่เปลี่ยนแปลง แต่ความเข้มข้นของสังกะสีเปลี่ยนไป และปริมาณของสังกะสีที่ยังคงอยู่ในสารละลายจะไม่รบกวนการกำหนดตะกั่วที่ตามมาอีกต่อไป . ในทางปฏิบัติ ความเข้มข้นสัมบูรณ์และสัมพัทธ์มักถูกนำมารวมกัน แทนที่องค์ประกอบเมทริกซ์ด้วยเมทริกซ์อินทรีย์หรืออนินทรีย์อื่น และ "บีบอัด" ไมโครอิลิเมนต์รวมเข้ากับมวลที่ต้องการโดยการดำเนินการเพิ่มเติม เช่น โดยการระเหยอย่างง่าย

การฝึกวิเคราะห์ทางเคมีจำเป็นต้องมีทั้ง รายบุคคล, และ กลุ่มความเข้มข้น. ความเข้มข้นส่วนบุคคลเป็นการดำเนินการซึ่งเป็นผลมาจากการแยกองค์ประกอบไมโครหนึ่งหรือหลายองค์ประกอบออกจากวัตถุที่วิเคราะห์ในขณะที่มี ความเข้มข้นของกลุ่มในคราวเดียวแยกส่วนประกอบไมโครหลายตัวพร้อมกัน ทั้งสองวิธีใช้ในทางปฏิบัติ การเลือกวิธีการขึ้นอยู่กับลักษณะของวัตถุที่วิเคราะห์และวิธีความเข้มข้นที่ใช้ การปรับความเข้มข้นล่วงหน้าของกลุ่มมักจะรวมกับการกำหนดในภายหลังโดยโครมาโตกราฟี, โครมาโต-แมสสเปกโตรเมทรี และสตริปปิ้ง โวลแทมเมทรี และการปรับความเข้มข้นล่วงหน้าเฉพาะบุคคลด้วยวิธีการวิเคราะห์องค์ประกอบเดียว เช่น สเปกโตรโฟโตเมตรี, อะตอมมิคการดูดซึมสเปกโตรเมตรี และฟลูออริเมทรี

ความเข้มข้นสามารถทำได้สองวิธี: การกำจัดเมทริกซ์และการแยกธาตุการเลือกวิธีการขึ้นอยู่กับลักษณะของวัตถุที่วิเคราะห์ หากเมทริกซ์เป็นแบบง่าย (หนึ่งหรือสององค์ประกอบ) การลบเมทริกซ์จะง่ายกว่า หากฐานเป็นองค์ประกอบหลายธาตุ (แร่ธาตุและโลหะผสมที่ซับซ้อน, ดิน) ธาตุขนาดเล็กจะถูกแยกออก การเลือกยังขึ้นอยู่กับวิธีความเข้มข้นที่ใช้ด้วย ตัวอย่างเช่น การตกตะกอนร่วมใช้เพื่อแยกธาตุเท่านั้น ในขณะที่การระเหยใช้เพื่อแยกเมทริกซ์ของวัตถุที่ค่อนข้างง่าย ได้แก่ น้ำธรรมชาติ กรด และตัวทำละลายอินทรีย์

อัตราส่วนการแยก(S) - ส่วนกลับของปัจจัยความเข้มข้น:

	q ฉัน อ้างอิง q ฉัน conc		q j , conc		q ฉัน ,ref
	q i , อ้างอิง q j , conc		q j ,ref		คิว ฉัน คอนซี		เคคอน

ปัจจัยการแยกตัวเท่ากับอัตราส่วนของระดับการแยก (ระดับการสกัด) ในตัวเข้มข้นและของผสมเริ่มต้น:

S = Rj / รี

5.3. การจำแนกวิธีการแยกและความเข้มข้น

วิธีการแยกและความเข้มข้นของสารมีมากมายและหลากหลาย บางส่วนเหมาะสำหรับการแยก (เช่น โครมาโตกราฟี ดูบทที่ 6) บางส่วนเหมาะสำหรับความเข้มข้น (เช่น ความเข้มข้นของการดูดซับ การทดสอบการหลอมเหลว) ส่วนใหญ่ใช้ได้กับทั้งการแยกสารและความเข้มข้น

วิธีการที่ใช้ในการแยกระบบที่ต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกันนั้นแตกต่างกันในสาระสำคัญ

วิธีการแยกระบบต่างชนิดกัน วิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพ (ความหนาแน่น ความหนืด ประจุ และมวล) ของส่วนประกอบของระบบเหล่านี้ ในพฤติกรรมของพวกมันในทุ่งนาและสื่อที่มีลักษณะต่างๆ วิธีการกลุ่มนี้รวมถึง ตัวอย่างเช่น การกลั่น การกรองเจลกรอง- เครื่องส่งรับวิทยุ, การตกตะกอน, การหมุนเหวี่ยง, การลอย, การคัดกรอง, การแยกสารในของเหลวที่มีความหนาแน่นต่างๆ, การแยกด้วยแม่เหล็ก มักใช้ในขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างเบื้องต้นและการแยกผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย พวกเขามักจะมีบทบาทสนับสนุน วิธีการเหล่านี้ไม่อนุญาตให้แยกสารผสมออกเป็นส่วนประกอบแต่ละส่วน ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา ได้เฉพาะเศษส่วนที่แตกต่างกันในสถานะของการรวมตัว องค์ประกอบของเฟส และระดับของการกระจาย วิธีการเหล่านี้ ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิเคราะห์ ได้แก่ การกรอง การตกตะกอน และการหมุนเหวี่ยง สถานที่พิเศษถูกครอบครองโดยการลอยตัว

การกรอง ( การกรอง) - กระบวนการเคลื่อนที่ผ่านพาร์ทิชันที่มีรูพรุน (ปานกลาง) ของของเหลวหรือก๊าซพร้อมกับการสะสมหรือการตกตะกอนของอนุภาคของแข็งที่แขวนลอยอยู่ ของเหลวหรือก๊าซที่ไหลผ่านพาร์ทิชันที่มีรูพรุนเรียกว่าตัวกรอง การกรองช่วยให้มีความเข้มข้นหรือการแยกส่วนประกอบของสารแขวนลอย กล่าวคือ เพิ่มความเข้มข้นหรือแยกอนุภาคของแข็งออกจากของเหลวบางส่วนหรือทั้งหมด นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการชี้แจง - การทำความสะอาดจากสารแขวนลอยที่ดีจำนวนเล็กน้อย การกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันช่วยให้แยกอนุภาคคอลลอยด์ แบคทีเรีย โมเลกุลของอนุภาคโพลีเมอร์โดยการส่งผ่านสารแขวนลอยหรือละอองลอยผ่านพาร์ทิชันแบบกึ่งซึมผ่านได้ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 1 ไมโครเมตรถึงขนาดโมเลกุล แรงผลักดันที่อยู่เบื้องหลังกระบวนการอัลตราฟิลเตรชันคือความแตกต่างของแรงดันที่ทั้งสองด้านของเมมเบรน

การตกตะกอน - การแบ่งชั้นของระบบกระจัดกระจายภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วงด้วยการแยกเฟสแขวนลอยในรูปแบบของตะกอน "ครีม" ฯลฯ ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของการตกตะกอนคือการตกตะกอนของอนุภาคของแข็งที่ลอยอยู่ในของเหลวหรือก๊าซเมื่อยืนอยู่ อัตราการตกตะกอนถูกกำหนดโดยคุณสมบัติทางกายภาพของอนุภาค (รูปร่าง ขนาด ความหนาแน่น) และตัวกลางในการกระจายตัว (ความหนาแน่น ความหนืด)

การหมุนเหวี่ยง- การแยกตัวในสนามแรงเหวี่ยงที่เกิดจากการหมุนของโรเตอร์เหวี่ยง ในกรณีนี้ อนุภาคที่เป็นของแข็งจะถูกโยนลงบนผนังตามมวลและขนาด อัตราการตกตะกอน สิ่งอื่นๆ ที่เท่ากัน ถูกกำหนดโดยความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นของเฟสของเหลวและของแข็ง ความหนืดของเฟสของเหลว ความเร็วเชิงมุมของการหมุน และระยะห่างจากแกนหมุนของโรเตอร์ถึง อนุภาค. ปัจจัยการแยกสามารถเข้าถึง (1-5) 106 .

การลอยตัว - การแยกสารแขวนลอยและการแยกอนุภาคของแข็งตามความแตกต่างในการเปียกน้ำ สารที่ลอยได้มีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ สารแขวนลอยในน้ำจะได้รับการบำบัดด้วยการรวบรวมรีเอเจนต์ รีเอเจนต์เหล่านี้ถูกดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาคของส่วนประกอบที่สกัดแล้ว ซึ่งจะช่วยลดความสามารถในการเปียก ผ่านอากาศในรูปของฟองอากาศขนาดเล็ก อนุภาคที่ไม่ชอบน้ำที่ได้จะเกาะติดกับพวกมันและถูกอุ้มขึ้น (ลอย) สารลดแรงตึงผิวถูกเติมลงในระบบเพื่อให้ตะกอนลอยอยู่บนพื้นผิวของสารละลาย ทำให้เกิดชั้นโฟมที่เสถียร เพื่อป้องกันการกำจัดสารที่ไม่ต้องการ สารกด-ตัวยับยั้ง (depressants) ถูกนำมาใช้เพื่อทำให้พื้นผิวของอนุภาคเหล่านี้ชอบน้ำ เป็นผลให้เกิดชั้นที่มั่นคงซึ่งอุดมด้วยส่วนประกอบที่ลอยอยู่บนพื้นผิว ความเข้มข้นโดยการลอยตัวจะใช้ในการวิเคราะห์น้ำและสารที่มีลักษณะต่าง ๆ ที่มีสิ่งเจือปนในระดับ 10-9 -10-6 g/l (g/g) วิธีนี้สะดวกกว่าและใช้แรงงานน้อยกว่าวิธีการตกตะกอน

วิธีการแยกระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน ผู้ให้บริการรายบุคคล คุณสมบัติทางเคมีคือ อะตอม โมเลกุล อนุมูลหรือไอออน หลังจากการแพร่กระจายของสารจนถึงระดับของอนุภาคเหล่านี้แล้วเท่านั้นจึงจะสามารถใช้คุณสมบัติเฉพาะของสารเพื่อการแยกได้ การกระจายตัวจนถึงระดับนี้เกิดขึ้นในตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกัน - ของเหลวหรือก๊าซ วิธีการแยกในระบบดังกล่าวขึ้นอยู่กับความแตกต่างของสารเคมีและทางกายภาพและเคมีคุณสมบัติ เช่น ความสามารถในการละลาย ความสามารถในการดูดซับ ความผันผวน พฤติกรรมไฟฟ้าเคมี การเคลื่อนที่ของอนุภาคแต่ละส่วนของสาร วิธีการกลุ่มนี้รวมถึงการกลั่นหลังจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมี การตกตะกอนและการตกตะกอนร่วม การทดสอบการหลอมเหลว การสกัดของเหลว การแลกเปลี่ยนไอออน การดูดซับ การลอยตัว ปฏิกิริยาการขนส่งทางเคมี การละลายที่ไม่สมบูรณ์ของเมทริกซ์

วิธีการทางเคมีมีข้อ จำกัด บางประการ: เมื่อดำเนินการแล้วจะง่ายต่อการสูญเสียและเพิ่มส่วนประกอบที่แยกได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากแพร่หลายเช่น Fe3+, Na+, Cl−, SO4 2− ไอออน ฯลฯ รีเอเจนต์สามารถ แหล่งที่มาของการสูญเสียและการปนเปื้อน จาน อากาศ น้ำ การใช้ปฏิกิริยา วัสดุ และการปฏิบัติตามเงื่อนไขการวิเคราะห์อย่างเคร่งครัดทำให้สามารถหลีกเลี่ยงข้อจำกัดเหล่านี้ได้

ตามการมีอยู่และลักษณะของการเปลี่ยนเฟสของสาร วิธีการหลักในการแยกของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันสามารถจำแนกได้เป็นหลายกลุ่มตามเกณฑ์ต่อไปนี้: การก่อตัวของเฟสใหม่โดยสารที่แยกจากกัน ความแตกต่างในการกระจายของสาร ระหว่างเฟสต่างๆ ระหว่างการเปลี่ยนแปลงแบบง่ายหรือแบบเหนี่ยวนำผ่านเฟสที่สาม ความแตกต่างของความเร็วของการเคลื่อนที่เชิงพื้นที่ภายในเฟสเดียว

ถึง วิธีการขึ้นอยู่กับการก่อตัวของเฟสใหม่รวมถึงการเร่งรัด

และ การตกผลึก การแช่แข็ง การกลั่น การระเหย การกลั่นและการแก้ไข การแช่แข็งและการละลายแบบเลือกเฟ้น เฟสของแข็งถูกแยกออกจากของผสมของเหลวและก๊าซ เฟสของก๊าซจะถูกแยกออกจากของผสมของเหลวและของแข็ง และเฟสของของเหลวจะถูกแยกออกจากของผสมที่เป็นก๊าซและของแข็ง

กลุ่มของวิธีการแยกตามความแตกต่างในการกระจายของสารระหว่างเฟสรวมถึงการดูดซับแบบสถิตและไดนามิก การตกตะกอนร่วม การหลอมโซนและการตกผลึกแบบกำหนดทิศทาง เฟสของแข็ง (ของเหลว-ของแข็ง) ของเหลว (ของเหลว-ของเหลว) และก๊าซ ( การสกัดก๊าซเหลว) รวมถึงการดูดซับ (ก๊าซของแข็ง) และการดูดซับ (ก๊าซของเหลว) กลุ่มนี้ยังรวมถึงโครมาโตกราฟีประเภทต่างๆ ที่กล่าวถึงในบทที่ 6.

วิธีการที่อิงตามการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการกระตุ้นจากระยะหนึ่งไปอีกระยะหนึ่งผ่านระยะที่สามที่แยกพวกมันออกจากกัน (เมมเบรน) จะมีความแตกต่างกันตามแรงขับเคลื่อน (เหนี่ยวนำ) ของกระบวนการส่วนต่อประสานใบหน้า บ่อยครั้งที่วิธีการของกลุ่มนี้เรียกว่าวิธีเมมเบรน หากการเปลี่ยนแปลงของสารเกิดจากการไล่ระดับศักย์ทางเคมี วิธีการเหล่านี้เกิดจากการแพร่ตามธรรมชาติของสารนั้น หากการไล่ระดับของศักย์ไฟฟ้าเคมีคืออิเล็กโตรเมมเบรน ถ้าการไล่ระดับแรงดันคือบาโรเมมเบรน วิธีการแพร่รวมถึง: การล้างไตผ่านเยื่อหุ้มของเหลวในระบบของเหลว-ของเหลว-ของเหลว, การล้างไตในระบบของเหลว-ของแข็ง-ของเหลว, การระเหยผ่านเมมเบรนในระบบของเหลว-ของแข็ง-ก๊าซ และการแยกก๊าซ-การแพร่กระจายในระบบก๊าซ-ของแข็ง -แก๊ส. วิธีการ Electromembrane รวมถึงอิเล็กโตรไดอะไลซิสผ่านเยื่อหุ้มของเหลวและของแข็ง เช่นเดียวกับอิเล็กโตรออสโมซิส วิธีการบาโรเมมเบรนประกอบด้วยไมโครและอัลตราฟิลเตรชัน การรีเวิร์สออสโมซิสและเพียโซไดอะไลซิส ดำเนินการผ่านเยื่อแผ่นแข็งในระบบของของเหลวหรือแก๊สสองเฟส ในเชิงวิเคราะห์ วิธีการแพร่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย

วิธีการแยกในเฟสขึ้นอยู่กับความแตกต่างในการเคลื่อนที่เชิงพื้นที่ของไอออน อะตอม หรือโมเลกุล ซึ่งแสดงออกภายในระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันเดียวกันเมื่อสัมผัสกับไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก สนามความร้อน หรือแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ความแตกต่างในความเร็วของการเคลื่อนที่ของอนุภาคเหล่านี้พิจารณาจากมวล ขนาด ประจุ พลังงานของการปฏิสัมพันธ์กับส่วนประกอบของสิ่งแวดล้อม การพึ่งพาอาศัยกันนี้รองรับอิเล็กโตรโฟรีติก วิธีการแยก และการหมุนเหวี่ยงด้วยไฟฟ้ายิ่งยวด อิทธิพลของสนามยังใช้ในวิธีการที่ขึ้นอยู่กับการแยกส่วนการไหลในสนามตามขวาง (TFF) PPF ย่อมาจากการรวมกันของคำว่า "field - flow - Fragmentation" ในวรรณคดีอังกฤษ วิธีการเหล่านี้เรียกว่าวิธี FFF (Field - Flow - Fraction) วิธีการเหล่านี้ใช้การกระทำในแนวตั้งฉากของสนามที่สอดคล้องกันในการไหลในช่องแคบของเส้นเลือดฝอย สนามที่มีอิทธิพลอาจเป็นแรงโน้มถ่วง (GPPF), ความร้อน (TPPF),

ไฟฟ้า (EPPF), อุทกพลศาสตร์ (PPPF) เป็นผลมาจากการกระทำของสนาม อนุภาคบางส่วนเคลื่อนที่เร็วขึ้น อนุภาคอื่นช้าลง สารออกจากช่องโดยมีเวลาเก็บรักษาต่างกัน เป็นผลให้เกิดการแยกส่วน

มีวิธีการแยกรวมกัน พวกเขาสรุปผลการแยกของวิธีการที่อยู่ในกลุ่มการจำแนกประเภทต่างๆ การผสมผสานของโครมาโตกราฟีและการแยกมวลใช้ในแก๊สโครมาโตกราฟี-แมสสเปกโตรเมทรี (ดูบทที่ 9) และโครมาโตกราฟีการแลกเปลี่ยนไอออน (ดู บทที่ 6) ต่อไป เราจะพิจารณากลุ่มของวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเคมีวิเคราะห์

5.4. วิธีการแยกตามการก่อตัวของเฟสใหม่

ที่ โดยพื้นฐานแล้ว เราควรแยกความแตกต่างระหว่างการแยกระบบเฟสเดียวโดยแปลงเป็นระบบหลายเฟสและการแยกระบบหลายเฟส ในกรณีหลัง หลักการวิเคราะห์ทางเคมีหรือ การดำเนินงานทางเทคโนโลยี. พวกเขามักจะอยู่ติดกับการดำเนินการดั้งเดิมของการแยกวิเคราะห์ที่เหมาะสม

หยาดน้ำฟ้า

การตกตะกอนเป็นวิธีการแยกที่ง่ายและคลาสสิกที่สุด สาเหตุมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าส่วนประกอบที่จำเป็นถูกแยกออกเป็นตะกอนซึ่งแยกออกจากสุราแม่ด้วยวิธีการแยกแบบใดวิธีหนึ่งซึ่งมีลักษณะเฉพาะของสารผสมต่างกัน กล่าวคือ การกรอง การหมุนเหวี่ยงหรือการตกตะกอน ด้วยเหตุนี้ ส่วนประกอบนี้จึงแยกออกจากส่วนประกอบอื่นๆ ที่มาพร้อมกัน การก่อตะกอนเกิดขึ้นจากการมีปฏิสัมพันธ์กับรีเอเจนต์ตกตะกอนที่นำเข้าสู่สารละลายหรือสร้างขึ้นในนั้น ความจำเพาะของปฏิกิริยา ความสมบูรณ์ของการตกตะกอน และความบริสุทธิ์ของตะกอนที่ได้รับนั้นทำได้โดยการเลือกตัวทำปฏิกิริยาและสภาวะสำหรับการตกตะกอน ในการทำเช่นนี้ อันดับแรก ระดับ pH และความเข้มข้นที่แน่นอนของสารกำบังจะคงอยู่ในสารละลาย เพื่อให้แน่ใจว่าได้ตะกอนที่ละลายได้ยาก หนาแน่น กรองได้ง่าย และล้างได้ดี การก่อตัวของการตกตะกอนพร้อมกันโดยองค์ประกอบหลายอย่างของสารละลายเริ่มต้นถือเป็นการตกตะกอนร่วม ในกรณีนี้สำหรับสารประกอบที่ตกตะกอนแต่ละชนิดจะเป็นไปตามเงื่อนไขบังคับสำหรับการตกตะกอน - ถึงผลิตภัณฑ์ของความเข้มข้นของไอออน A และ B ซึ่งเกินค่าคงที่ความสามารถในการละลาย:

[A]m [B]n > K s (Am Bn ).

ปริมาณน้ำฝนใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการแยกและความเข้มข้น ไม่ อินทรียฺวัตถุ. บ่อยครั้งที่วิธีนี้ใช้กับสารอินทรีย์ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเพราะความสามารถในการละลายสูง

ในกรณีส่วนใหญ่ การตกตะกอนของไอออนบวกของโลหะหลายชนิดจากสารละลายในน้ำจะดำเนินการในรูปของไฮดรอกไซด์ (โลหะทรานซิชันส่วนใหญ่) และกรดแร่อ่อน (เช่น กรดโมลิบดิกและทังสติก) เกลือของแร่ธาตุและกรดอินทรีย์บางชนิด (ฟลูออไรด์) , คลอไรด์, ซัลเฟต, คาร์บอเนต, ฟอสเฟต, ซัลไฟด์ , ออกซาเลต ฯลฯ ) และกรดเชิงซ้อน (เช่น ไซยาโนเฟอร์เรต คลอโรพลาติเนต) สารประกอบที่มีรีเอเจนต์อินทรีย์ (คีเลตและไอออนิกร่วม) สารในสถานะธาตุ (ซีลีเนียม เทลลูเรียม ขุนนาง โลหะ)

เครื่องตกตะกอนอินทรีย์หลายชนิดสะดวกมาก เนื่องจากตะกอนที่เกิดจากพวกมันมีลักษณะเฉพาะด้วยการละลายต่ำ กรองได้ง่าย และคุณสมบัติการดูดซับไม่เด่นชัดมาก นอกจากนี้ยังมีคุณลักษณะเฉพาะที่มีความจำเพาะสูงและเข้ากันได้ดีกับวิธีการที่ทันสมัยจำนวนหนึ่งที่ออกแบบมาสำหรับการวิเคราะห์ตัวอย่างที่เป็นของแข็ง โดยปกติแล้วจะใช้ 8-hydroxyquinoline, dimethylglyoxime, α-nitroso-β-naphthol, cupferon, thioanilide เช่นเดียวกับกรด mandelic, anthranilic และ quinaldic

เครื่องตกตะกอนควบคุมรุ่นใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติ วิธีการนี้เป็นพื้นฐานของการตกตะกอนที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งบางครั้งเรียกว่าวิธีการตั้งต้นของสารตั้งต้น ในกรณีนี้ สารตกตะกอนจะไม่ถูกนำเข้าสู่สารละลาย แต่ถูกสร้างขึ้นในนั้นอันเป็นผลมาจากการควบคุมการเกิดปฏิกิริยาเคมีบางอย่าง ดังนั้นไฮดรอกไซด์ไอออนจึงถูกสร้างขึ้นโดยการให้ความร้อนแก่สารละลายของยูเรียหรืออะเซตาไมด์อย่างช้าๆ:

(NH2 )2 CO + 3H2 O → 2NH3 H2 O + CO2

ซัลเฟตไอออน - ไดเมทิล (เอทิล) ซัลเฟตหรือกรดซัลฟามิก: (C2 H5 O) 2 SO2 + 2H2 O → 2C2 H5 OH + H2 SO4

ฟอสเฟตไอออน - ไตรเมทิลฟอสเฟต:

(CH3 O)3 PO + 3H2 O → H3 PO4 + 3CH3 OH

ซัลไฟด์ไอออน - ไธโอฟอร์ม (อะซิต) เอไมด์:

HC(S)NH2 + H2O → H2S + HC(O)NH2

CH3 C(S)NH2 + H2O → H2S + CH3 C(O)NH2

ออกซาเลตไอออน - ไดเมทิล (เอทิล) ออกซาเลต:

(CH3 OOC)2 + 2H2 O → H2 C2 O4 + 2CH3 OH

คาร์บอเนตไอออน - โซเดียมไตรคลอโรอะซิเตต โครเมตไอออน - ส่วนผสมของคาร์บาไมด์และโพแทสเซียมไดโครเมต

ด้วยวิธีการตกตะกอนนี้ ความเข้มข้นในปริมาตรทั้งหมดของสารละลายจะเท่ากันและควบคุมได้ แม้กระทั่งในทางจลนศาสตร์

การแยกตัวและความเข้มข้นโดยการตกตะกอนทำได้โดยการตกตะกอนขององค์ประกอบมหภาค (เมทริกซ์) หรือองค์ประกอบจุลภาค (สิ่งเจือปน) การตกตะกอนของเมทริกซ์ช่วยให้สิ่งเจือปนที่แยกจากกันยังคงอยู่ในสารละลาย การนำไปใช้งานนำไปสู่การบริโภครีเอเจนต์จำนวนมาก ใช้เวลานานและลำบาก และมักทำให้สูญเสียองค์ประกอบขนาดเล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากการตกตะกอนร่วม เงื่อนไขที่เลือกอย่างเหมาะสมจะยกระดับข้อบกพร่องเหล่านี้ การกำจัดเมทริกซ์

เป็นหนึ่งในการใช้งานหลักของการสะสม การตกตะกอนเป็นวิธีการกำจัดองค์ประกอบเมทริกซ์ในการกำหนดสิ่งเจือปนในการวิเคราะห์ Pb, Tl, Te, Si, Ge อิลิเมนต์เหล่านี้ฝากในรูปของ PbCl2, PbSO4, TlI, TeO2, Na4 SiO4, Na2 SiO3 เพื่อแยกส่วนประกอบขนาดเล็ก ไม่ใช้การตกตะกอน แต่ใช้การตกตะกอนร่วม

วิธีการระเหย

วิธีการระเหยรวมถึง: การกลั่นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและด้วยการเปลี่ยนรูปทางเคมี การแก้ไข การกลั่นด้วยโมเลกุล (การกลั่นด้วยสุญญากาศ) และการระเหิด (การระเหิด) วิธีการเหล่านี้อิงตามความแตกต่างในความดันไอของส่วนประกอบของส่วนผสมที่อุณหภูมิที่กำหนด และด้วยเหตุนี้ ความแตกต่างในค่าสัมประสิทธิ์การกระจาย (K d ) ในระบบไอน้ำหรือไอน้ำของแข็ง (แก๊ส) ยิ่งค่าสัมประสิทธิ์การแจกแจงแตกต่างจากความสามัคคีมากเท่าใด ความแตกต่างในการแจกแจงก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ที่ K d< 1 компонент концентрируется в паровой фазе, при К d >1 - ในระยะย่อ

การกลั่นอย่างง่าย (โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมี) จะใช้ถ้าส่วนประกอบที่แยกจากกันมีอยู่แล้วในเฟสควบแน่นในรูปของสารที่มี ความดันสูงไอภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ โดยปกติ การปอกอย่างง่ายจะใช้เพื่อดึงเมทริกซ์ออกหากมีความผันผวนสูงกว่าส่วนประกอบอื่นๆ ที่มีอยู่ ใช้เพื่อขจัดน้ำ กรดระเหย หรือตัวทำละลายอินทรีย์ออกจากสารละลายเจือจาง การประยุกต์ใช้มีประสิทธิภาพในการปรับความเข้มข้นล่วงหน้าแบบกลุ่มและการใช้วิธีการวิเคราะห์แบบหลายองค์ประกอบตามมา เช่น ในการวิเคราะห์กรดที่มีความบริสุทธิ์สูง HCl, HNO3, CH3COOH สำหรับโลหะหลายชนิดที่มีเนื้อหาสูงถึง 10–7% โดย วิธีการปล่อย (ดู บทที่ 8) ในกรณีนี้ การระเหยจะดำเนินการเป็นปริมาตรเล็กน้อยหรือทำให้แห้งต่อหน้าตัวสะสม

สารประกอบอนินทรีย์มักมีอยู่ในสารละลายในรูปแบบที่พร้อมสำหรับการระเหย โดยปกติแล้วจะได้มาจากการทำปฏิกิริยาเคมี การปล่อยสารประกอบระเหยง่ายที่เกิดขึ้นนั้นทำได้โดยการต้มสารละลาย (การระเหยด้วยไอน้ำ) การส่งก๊าซตัวพาเฉื่อยผ่านสารละลาย และลดแรงดันลง การกลั่นประเภทนี้ใช้เพื่อขจัดทั้งเมทริกซ์และไมโครคอมโพเนนต์ ดังนั้น เมื่อวิเคราะห์วัสดุที่มีซิลิกอน (ซิลิเกต, SiO2, Si) ฐานเมทริกซ์จะถูกแยกออกในรูปของก๊าซ SiF4 วัสดุที่ประกอบด้วยโบรอน - ในรูปของ BF3 หรือ B(OCH3)3 การก่อตัวและการกลั่นของไฮไดรด์ที่มีความผันผวนสูงรองรับความเข้มข้นและการกำหนดปริมาณจุลภาคของ As, Sb, Se, Bi, Sn, In, Tl, Ge, Pb, Te ในวัตถุต่างๆ เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน การก่อตัวของเฮไลด์ระเหย ออกไซด์ และสารประกอบโคออร์ดิเนตจำนวนหนึ่งถูกนำมาใช้

วิธีการกลั่นมีลักษณะเฉพาะโดยการเลือกไม่เพียงพอ ความเก่งกาจ การสูญเสียองค์ประกอบขนาดเล็ก ไม่อนุญาตให้แยกส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารออกเป็นส่วนประกอบแต่ละส่วน ข้อบกพร่องเหล่านี้สามารถหลีกเลี่ยงได้หากดำเนินการแก้ไข - การระเหยและการควบแน่นหลายครั้งด้วยการส่งคืนการกลั่นบางส่วน ซึ่งทำได้โดยใช้คอลัมน์กลั่น ความเป็นไปได้ของวิธีการนั้นพิจารณาจากจำนวน

การแตกของขั้นตอนที่รับรู้การควบแน่นของการระเหย - ควบแน่นเพียงครั้งเดียวจะคำนวณตามสมการ

	= αn
1 − Y A
	1 − X A

โดยที่ X A , Y A - เศษโมลขององค์ประกอบ A ในระยะควบแน่นและก๊าซตามลำดับ α - สัมประสิทธิ์ความผันผวนสัมพัทธ์เท่ากับอัตราส่วนของความดันไออิ่มตัวของส่วนประกอบที่แยกจากกัน A และ B ที่จุดเดือดซึ่งกำหนดจากอัตราส่วน:

lnα = (H B - H A )/(RT ),

H B , H A - เอนทาลปีของโมลาร์ของการกลายเป็นไอของส่วนประกอบ B และ A ตามลำดับ

เอนทาลปีกรามของการกลายเป็นไอ H ถูกประมาณตามกฎของ Trouton:

H ≈ 97 J (โมล K) -1 .

ทีเบล

วิธีนี้ช่วยให้คุณแยกส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกัน เช่น ไอโซโทปขององค์ประกอบเดียวกัน ขอบเขตการใช้งานหลักคือความเข้มข้น การแยกและการแยกสารอินทรีย์

5.5. วิธีการแยกตามความแตกต่าง

ใน การกระจายของสารระหว่างเฟส

ถึง กลุ่มวิธีการตามความแตกต่างในการกระจายตัวของสารระหว่างเฟส ได้แก่ การตกตะกอนร่วม เฟสของแข็ง(ของเหลว-ของแข็ง) ของเหลว (ของเหลว-ของเหลว) และการแยกก๊าซ (ของเหลว-แก๊ส) รวมถึงการดูดซับ (ก๊าซ-ของแข็ง) การดูดซับ (ก๊าซ-ของเหลว) และโครมาโตกราฟี

หยาดน้ำฟ้า

บางครั้งส่วนประกอบตกตะกอนจากสารละลาย แม้ว่าจะมีความเข้มข้นไม่เพียงพอที่จะก่อให้เกิดเฟสของแข็งของพวกมันเอง:

[A]m [B]น< K s (Am Bn ).

ปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนผ่านของสารไปสู่การตกตะกอนของสารประกอบโดยไม่มีการก่อตัวของเฟสของแข็งของตัวมันเองถือเป็นการตกตะกอนร่วม มันเกิดขึ้นเมื่อมีตะกอนในระบบที่สามารถจับสารนี้ สาเหตุของการจับอาจเป็นได้ ตัวอย่างเช่น การดูดซับโดยพื้นผิวและปริมาตรทั้งหมดของตะกอนที่มีอยู่ การก่อตัวของผลึกไอโซมอร์ฟิกและสารประกอบผสม การบดเคี้ยว บ่อยครั้งปัจจัยเหล่านี้รับรู้ได้พร้อมกันในระดับหนึ่ง การตกตะกอนร่วมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับความเข้มข้นและการแยกสารประกอบอนินทรีย์ ซึ่งมักพบน้อยกว่ามากสำหรับสารอินทรีย์ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากความสามารถในการละลายที่เห็นได้ชัดเจน

การตกตะกอนร่วมเชิงปริมาณทำได้โดยใช้ตัวสะสมที่เหมาะสม ซึ่งทำหน้าที่เป็นพาหะนำพาสารที่ปล่อยออกมา โดยปกติจะได้รับ "ภายในสารละลาย" โดยการแนะนำลงในสารละลายนี้ รีเอเจนต์ที่สร้างสารประกอบที่ละลายได้ไม่ดีโดยมีส่วนประกอบมหภาคของของผสมตัวใดตัวหนึ่งถูกแยกออกหรือด้วยสารที่เติมพิเศษ บางครั้งจะมีการนำตะกอนสะสมที่เตรียมไว้ล่วงหน้าเข้ามาในสารละลาย ในกรณีแรกทั้งหมด เหตุผลที่เป็นไปได้การจับส่วนประกอบขนาดเล็ก: การตกผลึกร่วมประเภทต่างๆ การดูดซับปฐมภูมิ ทุติยภูมิ และภายใน ฯลฯ มีการดูดกลืนปริมาตร ปริมาตร-พื้นผิว และพื้นผิวของส่วนประกอบไมโครโดยเฟสของแข็ง เทคนิคนี้ใช้ในการวิเคราะห์เกลือของโลหะหนักสำหรับปริมาณธาตุเหล็กซึ่งทำการตกตะกอนบางส่วนขององค์ประกอบเมทริกซ์ในรูปของฟอสเฟตหรือไฮดรอกไซด์ มิฉะนั้น จะเกิดเฉพาะการดูดซับที่พื้นผิวเท่านั้น โดยไม่คำนึงถึงวิธีการตกตะกอนร่วม การกระจายขององค์ประกอบไมโครจะเป็นไปตามกฎของการกระจายแบบอินเทอร์เฟเชียล

โดยปกติตะกอนต่างๆ ที่มีพื้นผิวแอคทีฟที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีจะถูกนำมาใช้เป็นตัวสะสม ได้แก่ ไฮดรอกไซด์ ซัลไฟด์ ฟลูออไรด์ สารประกอบเฮเทอโรโพลีคอมพาวน์ คีเลต และไอออนิกของโลหะต่างๆ การใช้ส่วนผสมของสารตกตะกอนพื้นฐานกับสารตกตะกอนที่ไม่แยแส เช่น ฟีนอลฟทาลีน β-แนฟทอล ไดฟีนิลลามีน มีประสิทธิภาพ เมื่อเลือกตัวสะสม เราคำนึงถึงความสมบูรณ์ของการแยกส่วนประกอบที่ต้องการ การเลือก ความง่ายในการแยกจากสุราแม่และส่วนประกอบที่แยกได้ การไม่มีอิทธิพลรบกวนในระหว่างขั้นตอนถัดไปของการวิเคราะห์ ความพร้อมใช้งาน และความสะดวกในการรับ รูปแบบบริสุทธิ์ ความสมบูรณ์ของการตกตะกอนร่วมขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีและคริสตัลของส่วนประกอบอย่างมาก สถานะในสารละลาย อัตราและลำดับของการเติมรีเอเจนต์ กระบวนการเสื่อมสภาพอย่างต่อเนื่อง ความเป็นกรดของสารละลาย ระยะเวลาและอุณหภูมิของความร้อน .

ตามระดับความเข้มข้นสัมบูรณ์ ความง่ายในการใช้งาน และอุปกรณ์ที่ใช้ ความเข้ากันได้กับวิธีการกำหนดตกตะกอนร่วมเป็นหนึ่งใน ปฏิบัติที่ดีที่สุด. เมื่อดำเนินการแล้ว ค่าสัมประสิทธิ์ความเข้มข้นสำหรับโลหะหนักที่มีเนื้อหาเริ่มต้นในตัวอย่าง 10-9 -10-6 ก./ล. มักจะสูงถึง 103 และระดับการสกัดเกิน 90% ข้อเสียของการวางโค้ดคือระยะเวลาและความซับซ้อน การตกตะกอนร่วมใช้ในการวิเคราะห์แหล่งน้ำต่างๆ สารที่มีความบริสุทธิ์สูง วัตถุที่มีองค์ประกอบที่ซับซ้อน

วิธีการคัดแยก

วิธีการดูดซับขึ้นอยู่กับการดูดซึมก๊าซ ไอระเหย หรือสารที่ละลายโดยตัวดูดซับของเหลวหรือของแข็งที่แตกต่างกัน ในกรณีนี้ สารจะถูกกระจายระหว่างเฟสที่เข้ากันไม่ได้ สารที่ดูดซับระหว่างการดูดซึมเรียกว่าตัวดูดซับ, ตัวดูดซับ - ซอร์เบต

การดูดซับจะดำเนินการทั้งภายใต้สภาวะคงที่และแบบไดนามิก การดูดซับแบบสถิตแสดงถึงการกระจายตัวของส่วนประกอบระหว่างเฟส มันดำเนินการโดยการวางตัวดูดซับของมวลที่รู้จักในช่วงเวลาหนึ่งในตัวกลาง (สารละลาย) ซึ่งทำการสกัด

ส่วนประกอบ. การดูดซับแบบไดนามิก- เป็นกระบวนการของการกระจายส่วนประกอบหลายส่วน โดยดำเนินการเนื่องจากการดูดซับของโมเลกุลและเคมีดูดซับ ในกรณีที่ง่ายที่สุด จะดำเนินการโดยค่อยๆ ผ่านสารละลายตัวอย่างผ่านชั้นบางๆ ของตัวดูดซับที่มีเม็ดละเอียดที่สะสมอยู่บนพื้นผิวที่มีรูพรุน กระดาษพิเศษ หรือเมมเบรน บางครั้งกระบวนการนี้ซ้ำหลายครั้ง การดูดซับจะใช้เมื่อมีค่าสัมประสิทธิ์การกระจายตัวของส่วนประกอบที่แยกจากกันและการสร้างสมดุลการดูดซับอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะช่วยให้มีความเข้มข้นของแต่ละบุคคลและกลุ่มและการแยกส่วนประกอบ การล้างตัวดูดซับและการแยกตัวดูดซับของส่วนประกอบที่ดูดซับจะดำเนินการโดยผ่านสารละลายที่เหมาะสม

ตัวดูดซับที่ใช้ในทางปฏิบัติต้องเป็นไปตามข้อกำหนดหลายประการ: ต้องมีความสามารถในการดูดซับที่ดีเพียงพอ หัวกะทิสูง ความเสถียรทางเคมีและทางกล และการสร้างใหม่ได้ง่าย

ตามกลไกการทำงานร่วมกันของสารที่แยกจากกันกับตัวดูดซับ การดูดซับจะแบ่งออกเป็นโมเลกุลและเคมีดูดซับ ด้วยการดูดซับระดับโมเลกุล (ทางกายภาพ) แรงของปฏิกิริยาระหว่างสารที่จะแยกออกและตัวดูดซับมีขนาดเล็ก การดูดซับโมเลกุลที่คงคุณสมบัติเดิมไว้ได้จริงเกิดขึ้น แยกความแตกต่างระหว่างการดูดซับ - การดูดซับโดยพื้นผิวของตัวดูดซับและการดูดซับ - การดูดซับโดยปริมาตรทั้งหมดของตัวดูดซับของเหลว ในระหว่างการดูดซับเคมีจะเกิดปฏิกิริยาระหว่างซอร์เบตกับตัวดูดซับที่แรงและเฉพาะเจาะจงเพียงพอซึ่งจะดำเนินการกับการก่อตัวของสารประกอบทางเคมีบนพื้นผิวของหลัง กลไกการดูดซับนี้ใช้กับตัวดูดซับที่มีหมู่ไอออนิกและคีเลต กลไกการพิจารณามาพร้อมกัน และการดูดซับนำหน้าเคมีดูดซับ

ตัวดูดซับที่ทำงานโดยกลไกการดูดซับโมเลกุลเป็นหลักจะมีความแตกต่างกันโดยธรรมชาติของพื้นผิว บางส่วนมีพื้นผิวที่ไม่มีประจุเฉพาะที่ - ตัวดูดซับคาร์บอน (คาร์บอนแบล็กกราไฟท์, ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน, ถ่านกัมมันต์), ตัวดูดซับโพลีเมอร์ที่ไม่มีขั้วและซิลิกาที่ดัดแปลงด้วยกลุ่มที่ไม่มีขั้ว ตัวดูดซับจำนวนหนึ่งมีพื้นผิวที่มีประจุบวกเฉพาะที่ (ซิลิกาเจล ซีโอไลต์ อะลูมิเนียมออกไซด์) หรือประจุลบ (ตัวดูดซับพอลิเมอร์ที่มีกลุ่มขั้วกราฟต์) ตัวดูดซับดังกล่าวมักจะเรียกว่าขั้ว ตัวดูดซับที่ไม่มีขั้วใช้เพื่อแยกและรวมสารที่ไม่มีขั้วและสารที่มีขั้วอ่อนจากเฟสของแก๊สและของเหลว ซึ่งโมเลกุลเหล่านี้ไม่มีกลุ่มฟังก์ชันที่มีขั้วซึ่งมีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น รวมถึงการแยกพวกมันออกจากกัน ความสามารถในการดูดซับของสารอินทรีย์บนตัวดูดซับดังกล่าวจากสารละลายในน้ำจะแตกต่างกันไปตามลำดับต่อไปนี้: แอลเคน > แอลคีน > อัลไคน์ > อารีน > อีเทอร์ > เอสเทอร์ > คีโตน > อัลดีไฮด์ > แอลกอฮอล์ > เอมีน ตัวดูดซับที่ไม่มีขั้วบางชนิด เช่น ถ่านกัมมันต์ มักใช้สำหรับการแยกกลุ่มและความเข้มข้นของสิ่งเจือปนที่เป็นโลหะจากน้ำธรรมชาติในรูปแบบของสารเชิงซ้อนคีเลต ในกรณีนี้ ค่าความเข้มข้นสามารถเข้าถึง ~ 104 . ตัวดูดซับแบบมีขั้วใช้เพื่อรวมสารประกอบที่มีขั้วจากตัวกลางที่เป็นอินทรีย์และก๊าซที่ไม่มีขั้ว คุณลักษณะนี้รับรู้ได้เมื่อพวกเขาทำหน้าที่เป็น

RNa+H+

คุณภาพของเครื่องอบแห้งในสภาพแวดล้อมที่กำหนด ซีรีย์การดูดซับสำหรับพวกเขานั้นตรงกันข้ามกับที่ให้ไว้ก่อนหน้านี้

ตัวอย่างทั่วไปของการดูดซึมเคมีคือ การดูดซับการแลกเปลี่ยนไอออน. การดูดซับประเภทนี้เป็นลักษณะของตัวดูดซับที่แสดงความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออน โดยปกติสิ่งเหล่านี้คือสารโพลีเมอร์ที่มีหมู่ฟังก์ชันที่แลกเปลี่ยนไอออนบวกหรือไอออนบวกกับส่วนประกอบที่ดูดซับ สารอนินทรีย์ประเภทนี้ ได้แก่ oxyhydrate (HO) x My Ez Op - x n H2 O (M, E - องค์ประกอบของกลุ่ม III-VI), ซัลไฟด์ Mx EU Sz, ไซยาโนเฟอร์เรต MEU z (M - ไอออนบวกที่มีประจุเดี่ยวหรือสองเท่า) ตัวดูดซับ เช่นเดียวกับตัวดูดซับที่มีเกลือเฮเทอโรโพลาร์ เช่น BaSO4 , LaF3 สารอินทรีย์ที่มีคุณสมบัติในการแลกเปลี่ยนไอออน ได้แก่ สารอินทรีย์ที่มีหมู่ฟังก์ชันที่ทาบลงบนเมทริกซ์ มีความโดดเด่นด้วยองค์ประกอบและโครงสร้างของเมทริกซ์พอลิเมอร์และลักษณะของกลุ่มไอออนิก ตัวอย่างของสารแลกเปลี่ยนอินทรีย์ไอออน ได้แก่ ถ่านกัมมันต์และเซลลูโลสที่ดัดแปลงทางเคมี เช่นเดียวกับเรซินแลกเปลี่ยนไอออนที่มีโครงสร้างเครือข่ายพิเศษ

ตามลักษณะทางเคมีของกลุ่มฟังก์ชันที่ตรึงอยู่ในเมทริกซ์ เรซินแลกเปลี่ยนไอออนจะแบ่งออกเป็นตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกและตัวแลกเปลี่ยนประจุลบ พวกเขาเป็นตัวแทนของ polyacids และ polybases ตามลำดับ

ตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกมีหมู่ไอออนิกชนิดกรด: -SO3 H, -OP(OH)2, -OAs(OH)2, -N(CH2COOH)2 สูตรทางเคมีตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกถูกแสดงเป็น RH (รูปแบบ H +) หรือ RNa (รูปแบบ Na +) ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนดำเนินการตามสมการต่อไปนี้:

RH+นา+

ตัวอย่างเช่น:

RSO3 − H+ + นา+	RSO3 − Na+ + H+
ปูนไอออนบวก	ปูนไอออนบวก

NRHOH− , ≡ NHOH− . สูตรทางเคมีของตัวแลกเปลี่ยนประจุลบแสดงเป็น ROH

(แบบฟอร์ม OH) หรือ RCl (แบบฟอร์ม Cl) ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนบนตัวแลกเปลี่ยนประจุลบแสดงโดยสมการ

ROH + อัน−	RAN + OH−
ตัวอย่างเช่น:
R'NH+ 3 OH– + Cl–	R'NH+ 3 Cl– + OH–
สารละลายแอนไอออนไนต์	สารละลายแอนไอออนไนต์

คุณสมบัติของตัวแลกเปลี่ยนไอออนขึ้นอยู่กับชนิดและจำนวนของไอออนคงที่และไอออนตรงข้ามเป็นส่วนใหญ่ เช่นเดียวกับโครงสร้างของเมทริกซ์: เชิงเส้นหรือแตกแขนง ไอออนไนต์มีความแตกต่างกันตามระดับความรุนแรงของคุณสมบัติกรด-เบสของกลุ่มฟังก์ชันอิออน ตัวแลกเปลี่ยนไอออนที่มีคุณสมบัติเด่นชัดของหมู่ฟังก์ชันมีความเป็นกรดสูงหรือเป็นด่างอย่างแรง ตัวแลกเปลี่ยนไอออนที่เป็นกรดอย่างแรงมีหมู่ซัลโฟ -SO3 H และตัวแลกเปลี่ยนไอออนที่เป็นกรดอย่างแรงมีหมู่ควอเทอร์นารีแอมโมเนียม -CH2 NR3 OH เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนเหล่านี้สามารถแลกเปลี่ยนไอออนในสภาวะที่เป็นกรด เป็นกลาง และด่างได้

ฉัน คอน

สภาพแวดล้อม ไอออนไนต์ซึ่งคุณสมบัตินี้แสดงออกมาอย่างอ่อนนั้นเป็นของพอลิอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ ตัวแลกเปลี่ยนไอออนที่เป็นกรดอ่อนๆ ประกอบด้วยกลุ่มต่างๆ เช่น -COOH, -SiO3 H, -OH และเบสอ่อน -CH2 NHR2 OH ในโมเลกุลของตัวแลกเปลี่ยนไอออน หมู่อิออนสามารถเป็นชนิดเดียวกันได้ (เช่น -SO3 H หรือ -COOH) หรือเป็นชนิดที่ต่างกัน (ตัวอย่างเช่น -SO3 H และ -OH; -SO3 H และ -COOH)

ลักษณะที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของตัวแลกเปลี่ยนไอออนคือ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนแสดงลักษณะความสามารถในการดูดซับไอออนจำนวนหนึ่งจากสารละลาย ถูกกำหนดโดยจำนวนกลุ่มอิออนในเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนและระดับของการเกิดไอออนของพวกมัน โดยปกติจะแสดงเป็นจำนวนโมลที่เทียบเท่ากับไอออนที่แลกเปลี่ยนได้ต่อกรัมของเรซินที่ล้างแห้งในรูปแบบ H+ หรือ Cl− ความจุที่พบโดยวิธีคงที่ภายใต้สภาวะอิ่มตัวเต็มที่เรียกว่า ความจุเต็มปริมาตร(E p.o) หรือ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนแบบคงที่(E s.o ):

อี โป =	(С ผม ,เริ่มต้น − С ผม ,สุดท้าย ) V f

โดยที่ C ผม ,nach , C - ตามลำดับความเข้มข้นเริ่มต้นและขั้นสุดท้าย (สมดุล) ของส่วนประกอบที่ดูดซับโดยตัวแลกเปลี่ยนไอออนจากสารละลายที่มีปริมาตร V W ; Q t คือมวลของตัวแลกเปลี่ยนไอออน

ความจุที่พบโดยวิธีไดนามิก เช่น เมื่อสารละลายอิ่มตัวถูกส่งผ่านชั้นแลกเปลี่ยนไอออนไปสู่การพัฒนา เรียกว่า ความสามารถในการแลกเปลี่ยนแบบไดนามิกก่อนการพัฒนา(E d.o) และเมื่อข้ามไปจนสิ้นสุดการสกัดอย่างสมบูรณ์ - ความสามารถในการแลกเปลี่ยนไดนามิกเต็มรูปแบบ(อี p.d.o). หลังนั้นมากกว่าความสามารถในการแลกเปลี่ยนแบบไดนามิกก่อนการพัฒนา ซึ่งคำนวณโดยสูตร:

อี โด =	C ฉัน เริ่ม V w

โดยที่ V W - ปริมาตรของสารละลายที่มีความเข้มข้น C ผม ,nach , ผ่านชั้นของมวลแลกเปลี่ยนไอออน Q เสื้อ ก่อนการทะลุทะลวง

ในกรณีที่ง่ายที่สุด การแลกเปลี่ยนไอออนจะอธิบายโดยสมการปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นระหว่างการแยกไอออนบวกของโลหะอัลคาไลบนตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกและประจุลบของกรดแร่อย่างแรงบนตัวแลกเปลี่ยนประจุลบ:

	[RB]
RA+B+	RB + A+ , K A B = [ RA ] ,

โดยที่ คือความเข้มข้นของไอออนในเฟสตัวแลกเปลี่ยนไอออน คือความเข้มข้นของไอออนในสารละลาย

ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาดังกล่าว KA / B มักเรียกว่า ค่าคงที่การแลกเปลี่ยนไอออน, หรือ ปัจจัยการคัดเลือก(หัวกะทิ). มันแสดงลักษณะความสัมพันธ์สัมพัทธ์ของสองเคาน์เตอร์สำหรับตัวแลกเปลี่ยนไอออน

ถ้า KA / B > 1 แสดงว่าไอออน B + มีความสัมพันธ์กับตัวแลกเปลี่ยนไอออนมากกว่าไอออน A + ในกรณีนี้ ไอออน A+ ในเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนจะถูกแทนที่ด้วยไอออน B+ ถ้า K A/B< 1, то

ไอออน B+ มีความสัมพันธ์กับตัวแลกเปลี่ยนไอออนที่ต่ำกว่าไอออน A+ การแลกเปลี่ยนนั้นเล็กน้อย ที่ KA / B = 1 ความสัมพันธ์ของไอออนทั้งสองจะเท่ากัน ไม่มีการเลือกสรร

สัมพรรคภาพสัมพัทธ์ของไอออนสำหรับตัวแลกเปลี่ยนไอออนสะท้อนให้เห็นในชุดของการเลือก สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่เป็นกรดอย่างแรง ในกรณีของไอออนบวกที่เป็นด่าง ชุดนี้มีรูปแบบดังนี้

Cs+ > Rb+ > K+ > Na+ > Li+ ,

สำหรับตัวแลกเปลี่ยนประจุลบฐานที่แข็งแกร่ง:

ClO− 4 > NO− 3 > Br− > Cl− > F−

ตัวดูดซับการแลกเปลี่ยนไอออนถูกใช้เพื่อทำให้น้ำปราศจากไอออน ซึ่งทำให้สามารถนำไปใช้ในห้องปฏิบัติการในรูปแบบที่บริสุทธิ์สูงได้ นอกจากนี้ ยังใช้เพื่อทำให้เข้มข้นและแยกโลหะหนักจำนวนมากออกจากสารละลายที่เป็นน้ำซึ่งต้องผ่านการวิเคราะห์ ตัวอย่างเช่น เซลลูโลสถูกใช้เพื่อทำให้โลหะแพลตตินั่มเข้มข้นจากสารละลายเจือจาง

เมื่อไหร่ การดูดซับเชิงซ้อนการดูดซึมและการคงอยู่ของสารโดยตัวดูดซับเกิดจากการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้บริจาคและตัวรับอย่างมีนัยสำคัญระหว่างสารทั้งสอง นี่เป็นเพราะการปรากฏตัวของกลุ่มที่เป็นกรดและเบสในตัวดูดซับพร้อมกัน สารดูดซับประเภทนี้มักเรียกว่าตัวดูดซับเชิงซ้อนหรือสารเชิงซ้อน ในการวิเคราะห์เชิงวิเคราะห์ มีการใช้ตัวดูดซับที่มีหมู่คีเลตอย่างกว้างขวาง ความสามารถในการดูดซับขึ้นอยู่กับโครงสร้างของเมทริกซ์ จำนวนและลักษณะของกลุ่มฟังก์ชันในนั้น สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าคุณลักษณะของพวกมันไม่ได้คลุมเครือเสมอไปสำหรับตัวดูดซับที่ให้มาหลายชุด ด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถใช้ตัวดูดซับของแบทช์ต่างกันได้ การประเมินเปรียบเทียบโดยไม่กำหนดความสามารถในการดูดซับ ลักษณะเฉพาะเจาะจงมากขึ้น เช่น ความสามารถในการดูดซับ ที่เกี่ยวข้องกับไอออนที่ถูกดูดซับเดี่ยว ด้วยเหตุนี้เอง

ตัวดูดซับที่มีอิมิโนไดอะซีเตต หมู่ออกซีควิโนลีน ความสามารถในการดูดซับถูกกำหนดโดยไอออน Cu2+ และด้วยหมู่ไฮดราซีน - โดย Zn2+

ที่ ในช่วง 25 ปีที่ผ่านมา สำหรับการสร้างสารดูดซับคีเลตที่ซับซ้อนซึ่งสังเคราะห์ขึ้นจากเมทริกซ์พอลิสไตรีนด้วยการแนะนำกลุ่มการวิเคราะห์เชิงฟังก์ชันเข้าไป โดยมีปฏิสัมพันธ์กับไอออนบวกขององค์ประกอบเพื่อสร้างความซับซ้อน นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย (N.N. Basargin et al.) พัฒนารากฐานทางทฤษฎีของการกระทำของพวกเขา ระบบตรรกะที่สร้างขึ้นของสหสัมพันธ์เชิงปริมาณเป็นพื้นฐานสำหรับการทำนายพารามิเตอร์ของกระบวนการดูดซับเคมี ค่าคงที่ความเสถียรของสารเชิงซ้อนคีเลตตาม

จากพารามิเตอร์โครงสร้างของสารทดแทนในโมเลกุลตัวดูดซับ - ค่าคงที่อิเล็กทรอนิกส์ของ Hammett (σ):

รากฐานทางทฤษฎีของการกระทำและการประยุกต์ใช้ตัวดูดซับคีเลตโพลีเมอร์ซึ่งแสดงโดยระบบตรรกะของสหสัมพันธ์เชิงปริมาณมีส่วนสำคัญในด้านกระบวนการเคมีดูดซับและการใช้งานจริงในการวิเคราะห์สาร

วิธีการสกัด

การสกัดเป็นวิธีการแยก การแยก และการทำให้เข้มข้นของสารโดยพิจารณาจากการกระจายของส่วนประกอบระหว่างสองเฟสที่เข้ากันไม่ได้ ตามสถานะของการรวมกลุ่ม การรวมกันของเฟสเหล่านี้อาจแตกต่างกัน ในการสกัดของเหลว ได้แก่ ของเหลวและของเหลว (ละลาย)

ใน ก๊าซ - ของแข็ง (ของเหลว) และก๊าซ ในของแข็ง - ของแข็งและของเหลวหรือของเหลว

ส่วนใหญ่มักใช้ระบบโดยที่ระยะหนึ่งเป็นสารละลายในน้ำ ส่วนอีกระยะหนึ่งเป็นตัวทำละลายอินทรีย์ที่ไม่ผสมด้วย สารหลังอาจเป็นสารที่ทำปฏิกิริยาโดยตรงกับสารที่จะสกัดเพื่อสร้างสารประกอบที่สามารถสกัดได้ หรือตัวกลางที่มีสารออกฤทธิ์ที่ก่อรูปสารประกอบนี้ สารที่รับผิดชอบการก่อตัวของสารประกอบที่สามารถสกัดได้นั้นเรียกว่าสารสกัดซึ่งทำหน้าที่ในการปรับปรุงคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของระบบการสกัดโดยรวมเรียกว่าเจือจาง เฟสอินทรีย์ที่มีสารประกอบสกัดเรียกว่าสารสกัด กระบวนการถ่ายโอนสารจากสารสกัดไปยังอีกเฟสหนึ่งเรียกว่าการปอก เฟสที่ตั้งใจไว้สำหรับการปอกเรียกว่าตัวปอก ในการสกัดของเหลว บทบาทของการสกัดซ้ำจะดำเนินการโดยสารละลายที่เป็นน้ำขององค์ประกอบบางอย่าง ซึ่งอาจเป็นน้ำบริสุทธิ์ก็ได้

การสกัดเป็นการดำเนินการอัตโนมัติที่ค่อนข้างง่าย รวดเร็ว และง่ายดาย ในทางปฏิบัติในห้องปฏิบัติการ จะดำเนินการในช่องทางแยก

ใน ซึ่งเฟสจะถูกผสมโดยการเขย่าด้วยมือหรือด้วยกลไก หลังจากกวนแล้ว เฟสต่างๆ จะปล่อยให้ยืนและแยกออกจากกัน ข้อดีของการสกัดคือความเก่งกาจ การสกัดใช้ได้กับการสกัดส่วนประกอบที่มีลักษณะต่างๆ ซึ่งเกิดขึ้นจากองค์ประกอบเกือบทั้งหมด ด้วยความช่วยเหลือของการสกัด ความเข้มข้นและการแยกทุกประเภทจะดำเนินการ

ที่ เมื่อใช้ร่วมกับวิธีการวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือ การสกัดช่วยแก้ปัญหาที่ซับซ้อนที่สุดในการวิเคราะห์วัตถุที่มีหลายองค์ประกอบ เช่น แร่ โลหะผสม สารบริสุทธิ์ ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติและสังเคราะห์จากพืชและแหล่งกำเนิดทางชีวภาพ

ที่ พื้นฐานของการสกัดคือความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันของสารในระยะสัมผัส เมื่อดำเนินการแล้ว สารจะผ่านจากเฟสหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่ง จนกว่าจะสร้างสมดุลเคมีขึ้น ซึ่งมีลักษณะดังนี้

ค่าสัมประสิทธิ์การแจกแจง (Kd) หรือระดับการสกัดสาร (R ). สำหรับการสกัดของเหลว เรามี:

K d =
	เซนต์

คิว ref

q o + q ใน

С oV o + С вV в

โดยที่ C o , C ใน - ความเข้มข้นสมดุลของสารที่สกัดในระยะอินทรีย์และน้ำตามลำดับ; q ref , q in , q o - ความเข้มข้นของสารที่สกัดในขั้นตอนดั้งเดิม สมดุลของน้ำ และอินทรีย์ ตามลำดับ; V o , V ใน - ปริมาตรของเฟสสมดุลของน้ำและอินทรีย์ตามลำดับ

หากปริมาตรของเฟสสมดุลเท่ากัน ดังสมการ (5.10) เราจะได้

	K d + 1

ที่ K d >> 1 จะสังเกตเห็นการฟื้นตัวเกือบสมบูรณ์ (R ≈ 100%) ถ้าค่าสัมประสิทธิ์การแจกแจงมีไม่มาก ดังนั้นเพื่อให้ได้ค่า R ที่ต้องการ เราต้องใช้วิธีการแยกซ้ำหลายๆ ครั้ง จำนวนซ้ำ n คำนวณจากอัตราส่วน

lg จากผู้อ้างอิง

		เซนต์
	lg K d

โดยที่ C ref คือความเข้มข้นของสารที่สกัดในระยะเริ่มต้น

ในการจำแนกลักษณะการแยกสารสองชนิด X และ Y ใช้ปัจจัยการแยก:

α X Y = K d (X) K d (Y)

หรือปัจจัยความเข้มข้น:

K conc =	K d (X)(K d (Y) + 1)
	K d (Y)(K d (X) + 1)

ค่าสัมประสิทธิ์ความเข้มข้นทำให้การแยกสารมีลักษณะเหมือนจริงมากขึ้น ผลลัพธ์ที่ยอมรับได้มาจาก αX/Y ≥ 104 และ K d (Y)K d (X) ≈ 1

ตัวอย่าง 5.1 ด้วยสารสกัดตัวเดียว สาร X จะถูกสกัดด้วยค่าสัมประสิทธิ์การกระจายตัวที่ 1,000 และสาร Y จะถูกสกัดด้วย 0.1 สารสกัดอื่นสกัดสารเดียวกันที่มีค่าสัมประสิทธิ์การกระจายเท่ากับ 100 และ 0.01 ตามลำดับ ประเมินประสิทธิภาพการแยกสาร

การตัดสินใจ . โดยใช้สูตร (5.9)-(5.14) เราพบว่า

1) α X / Y \u003d 1,000: 0.1 \u003d 104; RX = 99.9%; RY = 9.1%; คอนซี = 11.0;

2) α X / Y \u003d 100: 0.01 \u003d 104; RX = 99.0%; RY = 1.0%; คอนซี = 100.

กรณีที่ 2 ความเข้มข้นดีขึ้น 9 เท่า

ในระหว่างการสกัด กระบวนการจำนวนหนึ่งเกิดขึ้นพร้อม ๆ กัน ซึ่งก็คือการก่อตัวของสารประกอบที่สามารถสกัดได้ การกระจายของกระบวนการระหว่างเฟส ปฏิกิริยาของการก่อตัว (การแยกตัว การรวมตัว การเกิดพอลิเมอไรเซชัน) ของรูปแบบที่เสถียรที่ผ่านเข้าไปในตัวสกัดของส่วนประกอบ ตามกลไกของการเปลี่ยนเฟส กระบวนการสกัดสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: การสกัดโดยกลไกของการกระจายทางกายภาพและการสกัดปฏิกิริยา

การสกัดโดยกลไกการกระจายทางกายภาพ ในกรณีนี้ การกระจายจะสัมพันธ์กับความแตกต่างในพลังงานการละลายของสารที่สกัด การเปลี่ยนแปลงที่เด่นชัดไปสู่เฟสอินทรีย์นั้นสังเกตได้จากสารที่ให้ความชุ่มชื้นอย่างอ่อน โมเลกุลที่เป็นกลาง ขนาดใหญ่ ไม่มีขั้วหรือขั้วต่ำ ของสารอนินทรีย์ ได้แก่ โมเลกุล เช่น I 2 , HgCl 2 , SnBr 4 , AsCl 3 , BiI 3 , OsO 4 . สำหรับสารอินทรีย์ เช่น ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ที่ละลายในสารละลายที่เป็นน้ำ กลไกนี้เป็นเรื่องปกติ เนื่องจากพลังงานในการละลายของสารเหล่านี้แตกต่างกันอย่างไม่มีนัยสำคัญ ความสามารถในการคัดเลือกของการสกัดทางกายภาพจึงต่ำ เหมาะสมสำหรับความเข้มข้นของกลุ่ม ตัวทำละลายอินทรีย์ที่เป็นกลาง - เพนเทน เฮกเซน คาร์บอนเตตราคลอไรด์ ไตรคลอโรมีเทน ไดคลอโรมีเทน คาร์บอนไดซัลไฟด์ - ใช้เป็นสารสกัดในระหว่างการสกัดทางกายภาพ การสกัดประเภทนี้มีความสำคัญในทางปฏิบัติ เช่น สำหรับการแยกเจอร์เมเนียมเตตระคลอไรด์ออกจากสารละลายของกรดไฮโดรคลอริก ออสเมียม และรูทีเนียมในรูปของออกไซด์ขององค์ประกอบ MO 4 จากสารละลายของกรดแก่, นิวไคลด์กัมมันตรังสีไอโอดีนจากส่วนผสมของผลิตภัณฑ์นิวเคลียร์ฟิชชันของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี

การสกัดปฏิกิริยาสำหรับการสกัดแบบรีแอกทีฟจะใช้สารสกัดที่เป็นกลาง กรดและด่าง สารประกอบที่ประกอบด้วยออกซิเจน ไนโตรเจน และกำมะถัน คีเลต และแมคโครไซคลิกนั้นมีความโดดเด่นตามธรรมชาติของอะตอมผู้ให้ที่รับผิดชอบในการก่อตัวของพันธะเคมีกับส่วนประกอบที่สกัดออกมาและความคล้ายคลึงทางโครงสร้างของโมเลกุลของสารสกัด

ถึง สารสกัดที่มีออกซิเจนรวมคีโตน R1 -C(O)-R2, R1 -O-R2 ธรรมดาและ R1 -C(O)O-R2 เชิงซ้อนหรือ (RO)3 PO เอสเทอร์, ซัลฟอกไซด์ (R)2 SO, ฟีนอล ArOH, คาร์บอกซิลิก RCOOH และออร์กาโนฟอสฟอรัส (RO)2 P(O)OH กรด สารสกัดที่เป็นกลางของกลุ่มนี้จะสกัดไอออนของโลหะในรูปของโซลเวตที่เกิดขึ้นจากกลไกการประสานงาน หรือไอออนิกที่สัมพันธ์กับรูปแบบประจุลบของสารประกอบที่สกัดได้ ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายตัวของสารประกอบที่สกัดจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของค่าความเป็นด่างของสารสกัด ตัวอย่างเช่น ในชุดข้อมูล: ฟอสเฟต (RO)3 PO< фосфонаты (RO)2 R1 PO < фосфинаты (RO)R1 R2 PO < фосфиноксиды (R)3 PO. Кислотные экстрагенты экстрагируют катионные формы по механизму ионообменного замещения протона на ионы металла в их молекулах. Экстрагенты этого типа часто называют жидкими катионообменниками:

น(ชม.)		+ (Mn + )			ไม่มี(H+)
				n org

ตัวแทนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายของสารสกัดกลุ่มนี้คือกรด di-2-ethylhexylphosphoric ซึ่งทำให้สามารถแยกองค์ประกอบหลายอย่างที่มีคุณสมบัติคล้ายกันได้

ถึง สารสกัดที่มีไนโตรเจนรวมเอมีนของการแทนที่ระดับต่างๆ Rn NH3 − n และเกลือ R4 NX เอมีนถูกสกัดโดยกลไกการเติมและการแลกเปลี่ยนไอออน:

(H+)		+ (X− )	+ (ร

	N+ X− ) + (A− )			N+ A− ) + (X− )

กรดถูกสกัดโดยปฏิกิริยาการเติมด้วยสารสกัดที่มีไนโตรเจน และการสกัดของกรดจะเพิ่มขึ้นตามความแรงและรัศมีของ X− ไอออนที่เพิ่มขึ้น ปฏิกิริยานี้รองรับการสกัดสารเชิงซ้อนที่เป็นกรดของโลหะจากสารละลาย

สารสกัดที่มีกำมะถันเป็นแอนะล็อกของสารสกัดที่มีออกซิเจนหลายชนิด ซึ่งอะตอมของออกซิเจนจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมของกำมะถัน ในจำนวนนี้ ไธโออีเทอร์ถูกใช้อย่างแพร่หลายที่สุด คุณสมบัติในการสกัดของพวกมันเกิดจากแนวโน้มที่จะมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาที่ต่างกันของการแทนที่ลิแกนด์ในชั้นบรรยากาศในสารประกอบที่ซับซ้อนของธาตุที่ชอบน้ำ พันธะที่แข็งแกร่งที่สุดประกอบด้วยทองแดง, เงิน, ปรอท, ทอง, โลหะแพลตตินั่ม สารเชิงซ้อนที่ได้นั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยความเฉื่อยทางจลนศาสตร์และการสกัดซ้ำได้ไม่ดี ด้วยเหตุผลนี้ ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับความเข้มข้นของกลุ่มและการแยกองค์ประกอบเหล่านี้

สารสกัดคีเลตมีหมู่ฟังก์ชันเดียวกับตัวดูดซับเชิงซ้อน ประกอบด้วยอะตอมของออกซิเจน ไนโตรเจน และกำมะถันในการรวมกันที่หลากหลายในฐานะผู้บริจาค ปัจจัยที่ซับซ้อนคือปฏิกิริยาข้างเคียงจำนวนมากที่เกิดขึ้นในทั้งสองเฟสสัมผัส ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายสูง โดดเด่นด้วยความสามารถในการคัดเลือกต่ำและการละลายที่สมบูรณ์ ดังนั้นสารสกัดชนิดนี้จึงใช้เป็นหลักในการสกัดแบบกลุ่ม โดยการสร้างเงื่อนไขการสกัดบางอย่าง: pH, ความเข้มข้นของรีเอเจนต์การสกัด, สารเจือจาง, สารกำบัง เป็นไปได้ที่จะบรรลุการสกัดแบบคัดเลือก

สารสกัด Macrocyclicเป็นสารประกอบแมคโครไซคลิกของชิ้นส่วนสลับกันหลายชิ้น -CH2 -CH2 -X- โดยที่ X คืออะตอมออกซิเจน กำมะถัน และ (หรือ) ไนโตรเจน มาโครไซเคิลซึ่งเฮเทอโรอะตอมเป็นอะตอมออกซิเจนเรียกว่ามงกุฎอีเทอร์ ความสามารถในการสกัดและการคัดเลือกของสารประกอบเหล่านี้ถูกกำหนดโดยขนาดและโครงสร้างของวงแหวน เช่นเดียวกับธรรมชาติของเฮเทอโรอะตอมที่ออกฤทธิ์และหมู่แทนที่ในวงแหวน การสกัดแบบคัดเลือกจะเกิดขึ้นในรูปแบบของคู่ไอออนหากมีความสัมพันธ์กันระหว่างขนาดของช่องของตัวแยกและไอออนบวก ใช้เพื่อแยก K+, Tl+, Pb2+, Hg2+, Sr2+, Ca2+ และไอออนโลหะอื่นๆ

การสกัดของเหลววิกฤตยิ่งยวด การสกัดด้วยของเหลวซึ่งสารสกัดเป็นของเหลวเรียกว่าการสกัดของเหลววิกฤตยิ่งยวด.

ของไหลคือสสารในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด กล่าวคือ ที่อุณหภูมิและความดันเกินวิกฤต ตามสถานะของการรวมกลุ่ม ของเหลวตรงบริเวณตำแหน่งกลางระหว่างของเหลวและก๊าซ ความหนาแน่นของมันคือ 102 -103 เท่ามากกว่าความหนาแน่นของก๊าซและน้อยกว่าหรือใกล้เคียงกับค่าลักษณะของสารใน

สถานะของเหลว ความหนืดของของเหลวเกือบเท่ากับความหนืดของแก๊ส ในขณะเดียวกันก็น้อยกว่าความหนืดของของเหลวที่เกี่ยวข้อง 10-100 เท่า โดยปกติ CO2, NH3, NO, C2-C6 alkanes และบางส่วนของแอลแคนอลล่าง C1-C3 ที่ถูกแทนที่ด้วยฮาโลเจนและเบนซินจะทำหน้าที่เป็นของเหลว ตามกฎแล้ว ของเหลวที่ใช้อนุญาตให้ทำงานที่แรงดันตั้งแต่ 4 ถึง 20 MPa และอุณหภูมิสูงถึง 300 °C ที่ต้องการในคุณสมบัติและความพร้อมใช้งานของมันคือคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) การคัดเลือกการแยกถูกควบคุมโดยการเพิ่มสารบางชนิดลงในของเหลว การสกัดของเหลววิกฤตยิ่งยวดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดคือการสกัดสารประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่ ด้วยความช่วยเหลือในการวิเคราะห์ เช่น วัตถุสิ่งแวดล้อม อาหาร ยา ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม การใช้การสกัดของไหลวิกฤตยิ่งยวดมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกำหนดร่องรอยของสารมลพิษอินทรีย์ที่คงอยู่และสารพิษที่เป็นพิษสูง

การสกัดแก๊สนี่เป็นวิธีการแยกและแยกตามการกระจายของสารระหว่างเฟสควบแน่นและแก๊ส เมื่อทำการสกัดก๊าซ ส่วนประกอบจะผ่านจากเฟสของเหลวหรือของแข็งไปยังเฟสของแก๊ส กระบวนการสกัดก๊าซมีหลายวิธีคล้ายกับการกระจายทางกายภาพในการสกัดของเหลว ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายมักจะแสดงเป็นอัตราส่วนของความเข้มข้นของส่วนประกอบในเฟสควบแน่นเริ่มต้น (C l (ของแข็ง) 0 ) ต่อความเข้มข้นในเฟสแก๊ส (C g ):

	K d =	C w(ทีวี)0

ค่า K d ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของเฟสของแก๊สเพียงเล็กน้อยและขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างมาก:

ล็อก K d			− บี ผม ,

โดยที่ A ผม , B ผม - คุณสมบัติพารามิเตอร์ของส่วนประกอบที่แยกออกมา เวอร์ชันไดนามิกของการสกัดก๊าซหรือที่เรียกว่าแบบต่อเนื่อง

การสกัดก๊าซเกิดขึ้นได้ด้วยการเดือดปุด ๆ - การผ่านของเฟสก๊าซอย่างต่อเนื่องในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ตัวเลือกนี้ใช้สำหรับค่าสัมประสิทธิ์การกระจายค่าขนาดเล็ก มันรองรับ การวิเคราะห์เฟสแบบไดนามิก. ส่วนประกอบที่ถูกเป่าออกจะถูกดักจับในหลอดดูดซับหรือในกับดักอุณหภูมิต่ำ จากนั้นจึงกำหนดโดยแก๊สโครมาโตกราฟี ความเข้มข้นของส่วนประกอบคำนวณโดยสูตร

C ก. =	ค		−V g
		วี ก. + วี ฉ

โดยที่ V ก. , V W - ปริมาตรของตัวแยกก๊าซตามลำดับ ผ่านและคงอยู่เหนือตัวอย่าง

การสกัดก๊าซใช้เพื่อแยกและรวมสิ่งเจือปนขนาดเล็กที่ระเหยง่ายออกจากน้ำและตัวอย่างที่เป็นของแข็ง เช่น ดิน อาหาร เภสัชภัณฑ์ และวัสดุพอลิเมอร์

1) วิธีการทางกายภาพ: การระเหย (การระเหย), การกลั่น

การระเหย – การระเหยของตัวทำละลายไม่สมบูรณ์ (การลดปริมาตร – ความเข้มข้น)

การระเหย – การระเหยของตัวทำละลายจนแห้ง (ด้วยการละลายสารตกค้างที่แห้งในปริมาณเล็กน้อยในภายหลัง)

การกลั่น – การแยกส่วนประกอบที่ระเหยได้

2) วิธีการทางเคมี: หยาดน้ำฟ้า, หยาดน้ำฟ้า

หยาดน้ำฟ้า – การแยก (หลักสูตรการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบ); ความเข้มข้น (การตกตะกอนของไอออนจะถูกหาจากสารละลายที่วิเคราะห์ในปริมาณมากและการละลายของตะกอนในปริมาตรน้อย)

หยาดน้ำฟ้า – การตกตะกอนพร้อมกันจากสารละลายเดียวกันของส่วนประกอบขนาดเล็กที่ละลายได้ภายใต้สภาวะที่กำหนดด้วยการตกตะกอนขององค์ประกอบมหภาค

สาเหตุของการเกิดฝนร่วม: 1) การดูดซับที่พื้นผิว - สารตกตะกอนร่วมถูกดูดซับบนพื้นผิวของตัวสะสมและถูกสะสมไว้ 2) การบดเคี้ยว - การดักจับทางกลของส่วนหนึ่งของสุราแม่ที่มีไอออนตกตะกอนภายในตะกอนสะสม 3) การรวม - การก่อตัวของผลึกผสม

การตกตะกอนร่วมใช้เพื่อรวมความเข้มข้นของสารที่มีอยู่ในสารละลายที่วิเคราะห์แล้วในปริมาณจุลภาค ตามด้วยการกำหนดความเข้มข้นในสารละลาย

3) วิธีการทางกายภาพและเคมี: การสกัด, โครมาโตกราฟี

การสกัด - วิธีการสกัดสารจากสารละลายหรือของผสมแห้งโดยใช้ตัวทำละลายที่เหมาะสม สำหรับการสกัดจากสารละลายจะใช้ตัวทำละลายที่ไม่สามารถผสมกับสารละลายนี้ได้ แต่สารจะละลายได้ดีกว่าในตัวทำละลายตัวแรก การสกัดใช้ในอุตสาหกรรมเคมี การกลั่นน้ำมัน อาหาร โลหะวิทยา และเภสัชกรรม

โครมาโตกราฟี – วิธีการดูดซับแบบไดนามิกสำหรับการแยกและวิเคราะห์ส่วนผสมของสารตลอดจนการศึกษา คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีสาร มันขึ้นอยู่กับการกระจายของสารระหว่างสองเฟส - อยู่กับที่ (เฟสของแข็งหรือของเหลวที่จับกับตัวพาเฉื่อย) และเคลื่อนที่ (เฟสแก๊สหรือของเหลว)

88. วิธีการวิเคราะห์ทางเคมีเชิงคุณภาพ

การวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์

ปฏิกิริยาสามารถใช้เพื่อตรวจจับไพเพอร์และแอนไอออน อันเป็นผลมาจากการที่สารประกอบที่มีรูปร่างคล้ายคริสตัลจะก่อตัวขึ้น รูปร่างและอัตราการเกิดผลึกได้รับผลกระทบจากสภาวะของปฏิกิริยา มีบทบาทสำคัญในปฏิกิริยา microcrystalloscopic โดยการระเหยอย่างรวดเร็วของตัวทำละลายซึ่งนำไปสู่ความเข้มข้นของสารละลายและส่งผลให้ความไวในการกำหนดไอออนเพิ่มขึ้น

การวิเคราะห์ด้วยไพโรเคมี

เมื่อสารถูกทำให้ร้อนในเปลวไฟจากเตา สามารถสังเกตปรากฏการณ์ลักษณะต่างๆ ได้: การระเหย การหลอมเหลว การเปลี่ยนสี สีของเปลวไฟ ปรากฏการณ์ทั้งหมดนี้ใช้ในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพสำหรับการทดสอบเบื้องต้นของสาร บางครั้งด้วยความช่วยเหลือของปฏิกิริยาไพโรเคมีก็สามารถเพิ่มได้ หัวกะทิและความไวของความมุ่งมั่น. ปฏิกิริยาไพโรเคมีใช้สำหรับการวิเคราะห์แร่ธาตุในสนาม

เปลวไฟระบายสี

เมื่อนำสารละลายเกลือของโลหะเข้าไปในเปลวไฟ จะเกิดกระบวนการที่ซับซ้อนหลายอย่าง ได้แก่ การระเหย การก่อตัวของละอองลอย การแยกตัว การแตกตัวเป็นไอออน ปฏิกิริยากับออกซิเจน การกระตุ้นของอะตอม ไอออน และโมเลกุล ผลลัพธ์สุดท้ายของกระบวนการเหล่านี้เป็นเอฟเฟกต์ที่ใช้ในการวิเคราะห์ - เปลวไฟ.

89. วิธีการกำหนดองค์ประกอบเชิงปริมาณของสารประกอบ

90. ปริมาณทางกายภาพพื้นฐาน

ปริมาณทางกายภาพ – คุณสมบัติทางกายภาพวัตถุ วัตถุ ปรากฏการณ์ทางกายภาพ กระบวนการ ซึ่งสามารถกำหนดลักษณะเชิงปริมาณได้

ค่าของปริมาณทางกายภาพ - ตัวเลขที่แสดงลักษณะปริมาณทางกายภาพนี้ ซึ่งระบุหน่วยของการวัดตามเกณฑ์ที่ได้รับ

ระบบหน่วยกายภาพ - ชุดของหน่วยการวัดปริมาณทางกายภาพซึ่งมีจำนวนหน่วยการวัดพื้นฐานที่เรียกว่าจำนวนหนึ่งและหน่วยวัดที่เหลือสามารถแสดงผ่านหน่วยพื้นฐานเหล่านี้ได้ SI (ระบบนานาชาติ) เป็นระบบสากลของหน่วย SI เป็นระบบหน่วยที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลก ทั้งในชีวิตประจำวันและในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ในระบบ SI ปริมาณฐานแต่ละปริมาณมีหน่วยที่สอดคล้องกัน: หน่วยความยาว– เมตร (ม.); หน่วยของเวลา– วินาที (s); หน่วยของมวล– กิโลกรัม (กก.); หน่วย การเริ่มต้นอำนาจ กระแสไฟฟ้า - แอมแปร์ (A); หน่วยอุณหภูมิ- เคลวิน (K); หน่วยของสาร– โมล (โมล); หน่วยความเข้มของการส่องสว่าง– แคนเดลา (ซีดี)

ในการใช้งานจริง หน่วยของระบบระหว่างประเทศมักจะกลายเป็นว่าใหญ่เกินไปหรือเล็กเกินไป ดังนั้น ด้วยความช่วยเหลือของส่วนนำหน้าพิเศษ ทศนิยมทวีคูณและทวีคูณย่อยสามารถเกิดขึ้นได้

แผ่นเสียง	ใช่	10 1	เดซิ	d	10 -1
เฮกโต	จี	10 2	centi	กับ	10 -2
กิโล	ถึง	10 3	มิลลิวินาที	ม	10 -3
mega	เอ็ม	10 6	ไมโคร	mk	10 -6
giga	จี	10 9	นาโน	น	10 -9
เทรา	ตู่	10 12	ปิโก	พี	10 -12
peta	พี	10 15	femto	F	10 -15
สอบ	อี	10 18	อัตโต	เอ	10 -18

91. แนวคิดของวิธีการทางกายภาพและการจำแนกประเภท

92. การใช้วิธีการทางกายภาพในการวิจัยของผู้เชี่ยวชาญ

93. แนวคิดของปริมาณทางกายภาพ "ความหนาแน่น" วิธีการกำหนดความหนาแน่น

ความหนาแน่น - ปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนของมวลกายต่อปริมาตร ( ρ = ม. / V). ขึ้นอยู่กับคำจำกัดความของความหนาแน่นมิติของมัน กก. / ม. 3ในระบบ SI

ความหนาแน่นของสารขึ้นอยู่กับมวลของอะตอมที่ประกอบด้วยและความหนาแน่นของอะตอมและโมเลกุลในสาร ยิ่งอะตอมมีมวลมากและอยู่ใกล้กันมากเท่าใด ความหนาแน่นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

เครื่องวัดความหนาแน่น ใช้สำหรับวัดความหนาแน่นของของเหลว ก๊าซ และของแข็ง

ความหนาแน่นของสารที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน - อัตราส่วนของมวลและปริมาตร เมื่อส่วนหลังหดตัวจนถึงจุดที่วัดความหนาแน่น อัตราส่วนความหนาแน่นของสารสองชนิดภายใต้สภาวะทางกายภาพมาตรฐานบางอย่างเรียกว่าความหนาแน่นสัมพัทธ์ สำหรับของเหลวและของแข็งมันถูกวัดที่อุณหภูมิ t, โดยทั่วไปสัมพันธ์กับความหนาแน่นของน้ำกลั่นที่ 4°C, สำหรับก๊าซ– สัมพันธ์กับความหนาแน่นของอากาศแห้งหรือไฮโดรเจนภายใต้สภาวะปกติ ( ตู่= 273K, พี = 1.01 10 5 ป.).

สำหรับของแข็งที่ไหลได้อย่างอิสระและมีรูพรุน ความหนาแน่นจะแตกต่างกันจริง (มวลต่อหน่วยปริมาตรของวัสดุหนาแน่นที่ไม่มีรูพรุน) ปรากฏชัด (มวลต่อหน่วยปริมาตรของวัสดุที่มีรูพรุนที่ทำจากเมล็ดพืชหรือแกรนูล) และปริมาณมาก (มวลต่อหน่วยปริมาตรของชั้นวัสดุ)

94. แนวคิดของปริมาณทางกายภาพ "มวล" วิธีการกำหนดมวล

น้ำหนัก เป็นปริมาณทางกายภาพสเกลาร์ ซึ่งเป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักของสสาร ซึ่งกำหนดคุณสมบัติเฉื่อยและความโน้มถ่วงของมัน แยกแยะระหว่างมวลเฉื่อยกับมวลโน้มถ่วง

แนวคิดเรื่องมวลถูกนำมาใช้ในกลศาสตร์ I. นิวตัน. ในกลศาสตร์คลาสสิก นิวตันมวลรวมอยู่ในคำจำกัดความของโมเมนตัม (ปริมาณการเคลื่อนที่) ของวัตถุ: โมเมนตัม Rตามสัดส่วนความเร็วของร่างกาย วี , p=mv (1). ปัจจัยสัดส่วน - ค่าคงที่สำหรับร่างกายที่กำหนด ม- และมีมวลของร่างกาย นิยามมวลที่เท่ากันได้มาจากสมการการเคลื่อนที่ของกลศาสตร์คลาสสิก F=ma(2). มวลคือสัมประสิทธิ์สัดส่วนระหว่างแรงที่กระทำต่อร่างกาย Fและความเร่งของร่างกายที่เกิดจากมัน เอ. มวลที่กำหนดโดยความสัมพันธ์ (1) และ (2) เรียกว่า มวลเฉื่อย (เฉื่อย) ; มันแสดงถึงคุณสมบัติไดนามิกของร่างกายเป็นการวัดความเฉื่อยของร่างกาย: ด้วยแรงคงที่ยิ่งมวลของร่างกายมากเท่าไหร่ความเร่งก็จะยิ่งน้อยลงเช่น ยิ่งสถานะการเคลื่อนไหวของมันเปลี่ยนไปช้าลง

ในทฤษฎีแรงโน้มถ่วง นิวตันมวลทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดของสนามโน้มถ่วง วัตถุแต่ละชิ้นสร้างสนามโน้มถ่วงตามสัดส่วนกับมวลของร่างกาย (และได้รับผลกระทบจากสนามโน้มถ่วงที่สร้างขึ้นโดยวัตถุอื่น ซึ่งความแข็งแกร่งนั้นแปรผันตามมวลของวัตถุด้วย) สนามนี้ทำให้เกิดแรงดึงดูดของวัตถุอื่นมายังวัตถุนี้ด้วยแรงที่กำหนดโดยกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตัน: F = G* (m 1 *m 2 / R 2) - (3) โดยที่ Rคือระยะห่างระหว่างร่างกาย จีเป็นค่าคงตัวโน้มถ่วงสากล a ม.1และ m2คือมวลของร่างกายที่ถูกดึงดูด

จากสูตร (3) จะได้สูตรน้ำหนักได้ง่าย Rมวลสาร มในสนามโน้มถ่วงของโลก: P = มก.(4). ที่นี่ ก. \u003d G * M / r 2- การเร่งการตกอย่างอิสระในสนามโน้มถ่วงของโลก มวลที่กำหนดโดยความสัมพันธ์ (3) และ (4) เรียกว่า มวลความโน้มถ่วงของร่างกาย .

ตาชั่ง - อุปกรณ์สำหรับกำหนดมวลของวัตถุ (การชั่งน้ำหนัก) โดยน้ำหนักที่กระทำกับพวกมันโดยประมาณโดยพิจารณาว่ามีค่าเท่ากับแรงโน้มถ่วง ยกตัวอย่าง การวัดน้ำหนักตัว ซึ่งเราวัดโดยใช้เครื่องชั่งน้ำหนักแบบธรรมดา กองกำลังถูกสร้างขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของโลก มวลของร่างกายพร้อมกับแรงเหล่านี้กดลงบนถ้วยหนึ่งและมวลของตุ้มน้ำหนักบนอีกด้านหนึ่ง การรับน้ำหนัก เราก็ได้สมดุล กล่าวคือ ความเท่าเทียมกันของกองกำลังเหล่านี้ สิ่งนี้ทำให้เรามีสิทธิที่จะบอกว่ามวลของวัตถุที่ชั่งน้ำหนักนั้นเท่ากับมวลของตุ้มน้ำหนัก โดยสมมติว่าแรงโน้มถ่วงที่ระยะห่างระหว่างถ้วยทั้งสองยังคงเท่าเดิม อย่างที่คุณเห็น เพื่อวัดมวล เราต้องแปลงมวลของร่างกายและตุ้มน้ำหนักให้เป็นแรง และเพื่อเปรียบเทียบแรงซึ่งกันและกัน เราต้องแปลงการกระทำของพวกมันเป็นการเคลื่อนไหวทางกลไกของคันโยกสมดุล

วิธีการแยกทางไฟฟ้าเคมีขึ้นอยู่กับการปลดปล่อยของสารที่วิเคราะห์บนอิเล็กโทรดเฉื่อยในสถานะธาตุหรือในรูปแบบของตะกอนที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งจะตกตะกอนเมื่อกระแสไฟฟ้าคงที่ไหลผ่านสารละลายที่วิเคราะห์

ทฤษฎีและการปฏิบัติของวิธีการแยกด้วยไฟฟ้าเคมีได้อธิบายไว้โดยละเอียดในบทที่ หก.

ในปัจจุบัน วิธีการทางเคมีไฟฟ้าใช้ในการแยกสารประกอบขององค์ประกอบทางเคมีส่วนใหญ่ และได้พิสูจน์แล้วว่าสะดวกมาก เนื่องจากไม่จำเป็นต้องนำสารแปลกปลอมเข้ามาในสารละลายที่วิเคราะห์ โดยใช้ วิธีต่างๆการสะสมของไฟฟ้าเคมีโดยใช้แพลตตินั่มหรืออิเล็กโทรดอื่นๆ และแคโทดปรอท เช่นเดียวกับอิเล็กโทรลิซิสภายใน (ดู Ch. VI, § 5), อลูมิเนียม, ไททาเนียม, เซอร์โคเนียม, วานาเดียม, ยูเรเนียมไอออนบวกสามารถแยกออกจากโครเมียม, เหล็ก, โคบอลต์, นิกเกิล, สังกะสี ไพเพอร์ ทองแดง เงิน แคดเมียม เจอร์เมเนียม โมลิบดีนัม ดีบุก บิสมัท และองค์ประกอบอื่นๆ นอกจากนี้ยังสามารถแยกสิ่งสกปรกออกจากส่วนประกอบหลักในการวิเคราะห์โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก โลหะผสม และแร่ของพวกมัน

การแยกของผสมที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยไอออนที่สะสมด้วยอิเล็กโทรไลต์ต่างๆ ทำได้โดยการเลือกอิเล็กโทรไลต์ที่เหมาะสม หรือโดยอิเล็กโทรไลซิสด้วยการควบคุมศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดโดยอัตโนมัติ

การตกสะสมบนแคโทดปรอท ด้วยรูปลักษณ์พิเศษ! การแยกสารด้วยไฟฟ้าคือการสะสมบนแคโทดปรอท ในกรณีนี้ โลหะภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าจะถูกปล่อยบนปรอทด้วยการก่อตัวของอะมัลกัม เป็นผลให้การแยกและการแยกโลหะจำนวนมากเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและในเชิงปริมาณ โลหะบางชนิด (เช่น ) ที่ไม่ได้ถูกปล่อยออกมาบนแคโทดที่เป็นของแข็งจะถูกปลดปล่อยออกมาในเชิงปริมาณระหว่างอิเล็กโทรลิซิสบนแคโทดปรอท อย่างไรก็ตาม โลหะจำนวนหนึ่ง (เช่น) ไม่ได้ถูกสะสมบนแคโทดปรอท

อิเล็กโทรไลซิสที่มีแคโทดปรอทดำเนินการในอุปกรณ์พิเศษ (รูปที่ 95) ในการทำเช่นนี้จะมีการนำปรอทโลหะประมาณ 200 กรัมเข้าไปในภาชนะที่ทำอิเล็กโทรไลซิสเทสารละลายที่วิเคราะห์แล้วเทและอิเล็กโทรไลซิสจะดำเนินการที่ความหนาแน่นกระแสประมาณ . ขั้วบวกได้รับการแก้ไขที่พื้นผิวของสารละลาย ปรอทจะกวนระหว่างอิเล็กโทรไลซิส ในตอนท้ายของอิเล็กโทรไลซิส ตัวอย่างสารละลายควรให้ปฏิกิริยาเชิงลบกับองค์ประกอบที่แยกจากกัน

โดยไม่ขัดจังหวะกระแส สารละลายจะถูกระบายออกจากปรอทและล้างปรอทด้วยน้ำ น้ำล้างจะถูกเติมลงในสารละลายหลัก วิเคราะห์สารละลายที่เป็นผลลัพธ์ซึ่งปราศจากองค์ประกอบที่แยกได้บนแคโทดปรอท หากจำเป็นต้องแยกโลหะที่สะสมอยู่ในปรอทออกจากปรอท อะมัลกัมจะละลายในกรดหรือกลั่นปรอทออก

การใช้แคโทดปรอท คุณสามารถแยก:

ก) อลูมิเนียมจากเหล็ก, สังกะสี, ทองแดง;

b) ไททาเนียมจากอินเดียม, รีเนียม, โมลิบดีนัม, เจอร์เมเนียม;

c) วาเนเดียมจากโมลิบดีนัม;

d) สารประกอบของฟอสฟอรัสและสารหนูจากองค์ประกอบทั้งหมดที่ปล่อยบนแคโทดปรอท (เหล็ก สังกะสี โคบอลต์ นิกเกิล โครเมียม เงิน ทองแดง แคดเมียม ปรอท ดีบุก แพลตตินัม ทอง ฯลฯ)

ตัวอย่างเช่น วิธีการสำหรับการกำหนดปริมาณของอะลูมิเนียมเมื่อมีไอออนของเหล็กและองค์ประกอบอื่น ๆ โดยอาศัยการปลดปล่อยเหล็กโดยอิเล็กโทรไลซิสบนแคโทดปรอทมีดังนี้ ประการแรก เหล็กถูกแยกออกจากสารละลายกรดซัลฟิวริกบนแคโทดปรอท พร้อมกับธาตุเหล็กองค์ประกอบอื่น ๆ จะถูกปล่อยออกมา: สังกะสี, โครเมียม, นิกเกิล, โคบอลต์, ฯลฯ ไอออนของอลูมิเนียม, เบริลเลียม, ไททาเนียม, ฟอสฟอรัส ฯลฯ ยังคงอยู่ในสารละลาย จากนั้นอลูมิเนียมไอออนจะถูกกำหนดตามปกติซึ่งตกตะกอนจาก กรองด้วย oxyquinoline หรือ cupferon ในแอมโมเนียหรือสารละลายกรดอะซิติกอย่างอ่อน ไททาเนียมตกตะกอนในสารละลายที่เป็นกรดกับคัปเฟรอน

วิธีการทางเคมีไฟฟ้าสามารถใช้ได้ไม่เฉพาะสำหรับการแยกและการแยกองค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้สำหรับความเข้มข้นของสารที่วิเคราะห์ได้ด้วย

ความเข้มข้นชนิดนี้ (การสะสม) ของธาตุที่ถูกกำหนดจากการหยดของปรอทที่หยุดนิ่งนั้นเกิดขึ้นในวิธีการของอะมัลกัมโพลาโรกราฟี สาระสำคัญของวิธีการนี้อยู่ที่ความจริงที่ว่าด้วยกระแสไฟฟ้าในบางครั้งที่ศักยภาพของกระแส จำกัด ของโลหะที่กำลังถูกกำหนดจะมีความเข้มข้นในรูปแบบของอมัลกัมจากสารละลายเจือจางบนหยดปรอทที่หยุดนิ่งซึ่งทำหน้าที่ เป็นไมโครอิเล็กโทรดปรอท จากนั้น ที่แรงดันไฟฟ้าที่แปรผันเป็นเส้นตรง กราฟการละลายของอะมัลกัมของขั้วบวกจะถูกบันทึก ในกรณีนี้ โพลาโรแกรมจะได้พีคขั้วบวก ตำแหน่งที่ศักยภาพเป็นตัวกำหนดลักษณะของสาร และความสูงของจุดยอดจะบ่งบอกถึงความเข้มข้นของสิ่งเจือปน

วิธีการนี้เสนอโดย Barker และศึกษาโดย Shane, Kemulya, A. G. Stromberg, E. N. Vinogradova, L. N. Vasilyeva, S. I. Sinyakova และคนอื่น ๆ คุณค่าทางทฤษฎีและการปฏิบัติที่ยอดเยี่ยมสำหรับโพลาโรกราฟีอะมัลกัมที่มีความเข้มข้นเบื้องต้น (สะสม) บนหยดปรอทที่หยุดนิ่งจะแสดงด้วย ผลงานของ M.T. Kozlovsky ในด้านการวิจัยเกี่ยวกับอมัลกัมของโลหะ

ข้าว. 95. แคโทดปรอท

การรวมกันของการเพ่งความเข้มข้นทางไฟฟ้าเคมีขององค์ประกอบที่จะพิจารณาจากการหยดของปรอทที่หยุดนิ่งกับโพลาไรซ์ขั้วบวกที่ตามมาของอะมัลกัมที่เป็นผลลัพธ์ทำให้สามารถเพิ่มความไวของวิธีการด้วยลำดับความสำคัญหลายระดับเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการโพลาโรกราฟีแบบธรรมดา สิ่งนี้มีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างมากสำหรับการวิเคราะห์โลหะบริสุทธิ์พิเศษ สารเคมี และวัสดุเซมิคอนดักเตอร์

มีหลายทางเลือกในการรวมความเข้มข้นของสารปนเปื้อนในระดับไมโครโดยใช้วิธีการไฟฟ้าเคมี (โพลาโรกราฟี) หลักการทั่วไปมันคือการสะสมขององค์ประกอบที่กำหนดโดยอิเล็กโทรไลซิสเบื้องต้นบนอิเล็กโทรดแบบอยู่กับที่

สำหรับวัตถุประสงค์ของความเข้มข้นของไฟฟ้าเคมี เทคนิคอมัลกัมโพลาโรกราฟีได้รับการพัฒนาเพื่อกำหนดสิ่งเจือปนในสังกะสี อะลูมิเนียม อินเดียม ดีบุก สารหนู แกลเลียม เกลือยูเรเนียม สารเคมีบริสุทธิ์ วัตถุทางชีวภาพ ผลิตภัณฑ์อาหาร ฯลฯ