6.4. Кондуктометрия

Измерение электропроводности используется для определения качества воды, так как электропроводность определяется вкладами электропроводностей всех ионов в растворе. Чаще всего кондуктометрия используется для кондуктометрического титрования. Применимо к реакциям кислотно-основным или осадительным, которые сопровождаются заметным изменением электропроводности вследствие образования слабо диссоциирующих электролитов или малорастворимых соединений. Пример: HCl+NaOH=NaCl+H₂O. В точке эквивалентности титрования образуется слабо диссоциированная вода, и электропроводность уменьшается. Дальнейшее добавление NaOH приводит к росту электропроводности.

7. Хроматография

Хроматография широко применяется для разделения и анализа многокомпонентных смесей (растворов, газов и паров). Это незаменимый метод биохимического анализа, обнаружения наркотиков или допинга в организме, разделения белков, криминалистический метод (даже возможна идентификация человека по его запаху в помещении), мониторинга окружающей среды (в том числе обнаружения сильнейшего яда - диоксина). Достоинства - универсальность, экспрессность и высокая чувствительность. Точность метода и его разделительная способность весьма высоки. Он позволяет разделять вещества, очень близкие по своим химическим свойствам, такие как лантаноиды, актиноиды, изотопы, органические изомеры. Именно хроматографическим путем впервые было выделено буквально несколько атомов нового синтетического элемента менделевия. Практическая важность этого метода подтверждается косвенно тем, что за развитие этого метода было присуждено 10 Нобелевских премий.

Хроматография - метод разделения и анализа веществ, основанный на распределении компонента между двумя фазами - неподвижной и подвижной. Неподвижной, или стационарной фазой служит твердое вещество (сорбент) либо пленка жидкости, нанесенная на твердое вещество. Неподвижную фазу обычно помещают в стеклянную или металлическую трубку - хроматографическую колонку. Подвижная фаза - жидкость или газ, протекающий через неподвижную фазу. Анализируемая смесь растворяется в подвижной фазе и вместе с ней передвигается вдоль колонки. Движение каждого из компонентов смеси тормозится за счет сорбции на неподвижной фазе в различной степени, в зависимости от силы взаимодействия с сорбентом. При передвижении подвижной фазы происходит многократное повторение актов сорбции и десорбции каждой молекулы. Сравнение со стипль-чезом (бег с препятствиями). Цепочка бегунов сильно растягивается, так как бегуны с разной скоростью преодолевают препятствия. Те молекулы, которые сорбируются сильнее, дольше по времени удерживаются в сорбированном состоянии, и наоборот. В конце колонки первыми начнут выходить с потоком подвижной фазы наиболее слабо сорбируемые молекулы, последними - наиболее сильно сорбируемые. Смеси разделяется на фракции, которые выходят из колонки по отдельности. Если через некоторое время после начала пропускания потока осторожно вытащить содержимое колонки, ее можно, как колбасу, нарезать на ломтики, и в каждом из них концентрации компонентов смеси будут сильно различаться. Происходит сильное концентрирование компонентов в разных местах колонки.

Для "торможения" молекул используют такие свойства, как адсорбируемость, способность к ионному обмену, растворимость, окислительно-восстановительный потенциал, стойкость комплексных соединений и др. В основе наиболее широко применяемого варианта хроматографического метода разделения веществ лежит их различная растворимость или адсорбционная способность. те вещества, которые хуже растворяются или адсорбируются, а другие выйдут позже. Таким образом, в процессе продвижения по слою сорбента смесь разделяется на фракции.

Реальный хроматографический процесс протекает сложнее. Поскольку подвижная фаза непрерывно движется, лишь часть каждого из компонентов разделяемой смеси успевает взаимодействовать с поверхностью неподвижной фазы. При этом устанавливается динамическое равновесие между количеством анализируемого компонента в подвижной и неподвижной фазах. Оставшаяся часть смеси уносится потоком подвижной фазы и взаимодействует уже с новым участком сорбента. Задержанные неподвижной фазой части компонентов смеси не участвуют в движении потока подвижной фазы до тех пор, пока не десорбируются вследствие нарушения равновесия и не попадут снова в поток подвижной фазы. Поэтому перенос компонентов смеси вдоль слоя неподвижного сорбента осуществляется со скоростью меньшей, чем скорость потока подвижной фазы. Молекулы разных компонентов смеси обладают неодинаковой степенью сродства к неподвижной фазе, поэтому компоненты передвигаются вдоль сорбента с разными скоростями, что при достаточной длине слоя сорбента приводит к полному разделению смеси. При этом каждая фракция занимает некоторый слой неподвижной фазы (зону), объем которого зависит от свойств сорбента и разделяемых веществ.

Рассмотрим классификацию существующих хроматографических методов по следующим признакам:

1) агрегатному состоянию фаз,

2) природе элементарного акта взаимодействия,

3) способу проведения процесса,

4) аппаратному оформлению процесса.