Тема 6. Поверхностные явления. Хроматография

В этом разделе представлены работы, по изучению поверхностных явлений, т.к. большинство процессов, как производственных, так и происходящих в живой природе и человеческом организме, являются гетерогенными и начинаются как поверхностные процессы.

Работа 11. Разделение минеральных солей на колонках с твердым адсорбентом

Задача работы: познакомиться с принципом адсорбционной хроматографии.

Оборудование, материалы, реактивы: адсорбционная колонка с Al₂O₃, разделяемая смесь веществ (FeCl₂, CuCl₂, CoCl₂), элюент - K₃[Fe(CN)₆].

Выполнение работы:

1. Смесь хлоридов железа, меди и кобальта в объеме 2-3 мл наливают небольшими порциями в колонку, наполненную оксидом алюминия.

2. После того как весь раствор пройдет через колонку, «проявляют» хроматограмму минеральных солей, адсорбированных на оксиде алюминия. Для этого через колонку пропускают разбавленный раствор гексацианоферрата (III) калия K₃[Fe(CN)₆].

Многозарядные ионы вступают в химическое взаимодействие с K₃[Fe(CN)₆] с образованием различно окрашенных соединений: слой, содержащий Fe²⁺, окрашивается в интенсивно синий цвет (турнбулева синь), слой, содержащий Cu²⁺ - в коричневый, а слой, содержащий Co²⁺ - в зеленый.

Fe²⁺

Co²⁺

Cu²⁺

3. Зарисовать хроматограмму.

4. Сделать вывод об адсорбционной способности ионов, в зависимости от расположения на хроматограмме.

Работа 12. Радиальная распределительная хроматография

Задача работы: познакомиться с принципом радиальной распределительной хроматографии.

Оборудование, материалы, реактивы: диск хроматографической бумаги, разделяемая смесь веществ: FeCl₃, CuSO₄, элюент – 1% раствор K₄[Fe(CN)₆], дистиллированная вода, чашки Петри, вата, ножницы.

Выполнение работы:

1. На диске хроматографической бумаги (1) от края до центра вырезают узкий (шириной 1-2 мм) сектор и отгибают его вниз (2) (рис. ).

2. М

   Cu²⁺

   есто сгиба (линию старта) отмечают простым карандашом и на нее наносят смесь из 2%-ных растворов хлорного железа и медного купороса.

Fe³⁺

3. Берут две одинаковые половинки чашек Петри. В одну из них наливают на 1/3 дистиллированную воду и помещают на нее диск фильтровальной бумаги так, чтобы фитилек был погружен в воду. Все накрывают второй половинкой чашки.

4. Через 10-15 минут, когда вода смочит почти весь бумажный кружок, его вынимают из чашки и обрабатывают ваткой, смоченной 1%-ным раствором желтой кровяной соли K₄[Fe(CN)₆]. При этом железо выпадает в осадок в виде берлинской лазури, а медь образует нерастворимый комплекс гексацианоферрата (II) меди.

5. Зарисовать хроматограмму.

6. Рассчитать коэффициенты распределения разделяемых веществ по формуле:

где R_f – коэффициент распределения, т.е. отношение расстояния, пройденного растворенным веществом (h₁), к расстоянию, пройденному растворителем (h).

7. Сделать вывод об адсорбционной способности ионов, в зависимости от расположения на хроматограмме и величины коэффициента распределения.