Хроматографія
Приклад 13.
5 г вологого іоніту в Na−формі з масовою часткою води 25% залили 100 мл соляної кислоти з с(НСl) = 0,1моль/л. Після встановлення іонообмінної рівноваги 20,0 мл розчину відтитрували 12,5 мл розчину гідроксиду натрію з c(NaOH) = 0,05 моль/л. Обчисліть статичну обмінну ємкість катіоніту. Наведіть рівняння реакцій .
Дано: m(волог.іоніту) = 5 г, ω(Н2О) = 25%, V(HC1) = 100,0 мл, с(НС1)eq = 0,1 моль/л,
Va = 20,0 мл, V(NaOH) = 12,5 мл, c(NaOH)eq = 0,05 моль/л
Знайти: ε
Розв'язуваиня. Іонний обмІн протікає згідно рівнянню: R−Na + HCl↔ R−H + NaCl
Надлишок кислоти відтитрували лугом: HCl + NaOH ↔ NaCl + H2О
Обмінна ємкість іоніту дорівнює
Кількість сорбованої НС1 дорівнює: n(HCl) сорб. = n(НСl)'еq − n(HCl)''eq
де n(HCl)'eq − початкова кількість HCl, ммоль; n(НСl)"eq − залишкова кількість НС1, ммоль
n(HCl)'eq = с(НС1)eq·V(HC1) = 0,1·100,0 = 10,0 ммоль
n(НСl)"eq = n(NaOH)eq = c(NaOH)eq·V(NaOH)·V(HC1)/Va = 0,05·12,5·100,0/20,0 = 3,125 ммоль
Кількість сорбованої НС1 дорівнює: n(HCl)сорб. = 10,0 – 3,125 = 6,875
Масова частка сухого іоніту дорівнює: ω(сух.іоніту) = 100 - ω(Н2О) = 100 – 25 = 75 %
Маса сухого іоніту дорівнює: m(сух.іоніту) = m(волог.іоніту)·ω(сух.іоніту)/100 = 5·75/100 = 3.75 u
Обмінна ємкість іоніту дорівнює
Приклад 14
Обчисліть масу вологого катіоніта в Na− формі з ω(Н2О) = 28%, необхідну для зниження кількості іонів кальцію в 10 л води на 80% . Початкова еквівалентна молярна концентрація іонів кальцію у воді дорівнює 10 ммоль/л . Обмінна ємкість катіоніта дорівнює 4,0 ммоль/(г сух.катіоніта). Навести рівняння реакції іонного обміну.
Дано: ω(Н2О) = 28%; V(H20)=10 л; Δω = 80%; c(Ca2+)eq = 10 ммоль/л ; ε = 4 ммоль/г
Знайти: m(волог.катіоніта)
Розв'язуваиня.
При іонному обміні протікає реакція 2R−Na + Ca2+ ↔ R 2−Са + 2Na+
Початкова кількість кальцію в 10 л розчину дорівнює: n(Ca2+)eq (почат.) = c(Ca2+)eq ·V(H2O) = 10·10 = 100 ммоль
Кількість кальцію, яку необхідно сорбувати з води дорівнює:
Обчислимо масу сухого іоніта за формулою:
Прийнявши масу вологого катіоніта за 100%, обчислимо його масу:
Приклад 15.
Обчислити масову частку пропана в суміші углеводнів, якщо площі хроматографічних піків компонентів суміші дорівнюють: етан - 403 мм2; пропан - 158 мм2; бутан -791 мм2; пентан — 237 мм2. Масова частка домішки в суміші дорівнює 15%.
Дано: S(етан) = 403 мм2 ; S(пропан) = 158 мм2 ; S(бутан) = 791 мм2 ; S(пентан) = 237 мм2 ; ω(домішка) = 15%.
Знайти: ω(пропана)и
Розв'язуваиня. Масова частка всіх компонентів суміші дорівнює:
ω(компонентів) = 100 −ω(домішки) = 100 − 15 = 85%.
Сума площ хроматографічних піків всіх компонентів дорівнює: ΣS = 403 + 158 + 791 + 237 = 1589 мм
i Масова частка пропану дорівнює:
Приклад 16.
Для визначення вмісту етилацетату з цукерок масою 100 г виділили 2,8 мкл екстракту летких речовин. Пробу екстракту об'ємом 1 мкл проаналізували методом абсолютного калібрування. Площа хроматографічного піку етилацетату дорівнює 120 мм2. Користуючись градуювальним графіком, обчислити масову частку етилацетату в цукерках. Густини екстракту і етилацетату вважати рівними 1 г/см3.
Площа хроматографі чного піку, мм2 |
65 |
125 |
185 |
250 |
310 |
Об'єм етилацетату, мкл |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
Дано: V(екстракту) = 2,8 мкл; V(проби) = 1 мкл; m(цукерок) = 100 г; 1 мкл = 10−3см3
S(етилацетату) = 120 мм2 ; ρ(екстракту) = 1 г/см3 ; ρ(етилацетату) = 1 г/см3 .
Найти: ω(этилацетата)
Розв'язуваиня.
Побудувавши градуювальний графік, визначаємо об'єм етилацетату в пробі V1 = 0.9 мкл.
Знайдемо об'єм етилацетату у всьому об'ємі екстракту
Маса етилацетату дорівнює m(етилацетату) = V2·ρ(етилацетату) = 2,52·10−3·1 = 2,52·10−3 г
Масова частка етилацетату в цукерках дорівнює
0 1,0 2,0 V(етилацетату),мкл