3

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МОЛДОВЫ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

АНАЛИЗА

Примеры решения задач и контрольные задания

КИШИНЭУ 2003

4

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МОЛДОВЫ

КАФЕДРА ХИМИИ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

АНАЛИЗА

Примеры решения задач и контрольные задания

КИШИНЭУ 2003

5

Даны примеры решения задач к разделам «Оптические

методы анализа», «Электрохимические методы анализа»,

«Хроматографические методы анализа». Предназначены

студентам 3 и 4 курсов технологических специальностей

факультета Технологии и Менеджмента в Пищевой

Промышленности. Приведены также варианты заданий для

решения задач студентов очной и заочной форм обучения.

Составители

Родика Стурза, конференциар, доктор химических наук

Вероника Амарий, конференциар, доктор химических наук

Юрий Суботин, конференциар, доктор химических наук

Рецензент

Анна Вережан, конференциар, доктор химических наук

Ответственный редактор

Юрий Суботин, конференциар, доктор химических наук

ТУМ, 2003

6

Настоящая работа предназначена для выполнения

контрольной работы и содержит вопросы теории и расчетные

задачи по основным методам анализа.

С целью облегчения работы студентов при выполнении

настоящей контрольной работы приведены некоторые

примеры решения задач.

Студент выбирает вариант в соответствии с шифром

зачѐтной книжки. Например, если последняя цифра «0» , то

необходимо ответить на вопрос под номерами 0, 10, 20,…80 и

т. д. Если последняя цифра «5», то решаются соответственно

вопросы 5, 15, 25,…85 и т. д.

Графики, необходимые для решения задач или

объяснения теоретических вопросов, выполняются на

масштабной бумаге карандашом. Схемы приборов и

установок выполняются аккуратно карандашом.

В качестве основного справочника рекомендуется семи-

томное издание «Справочник химика», однако можно

пользоваться и другими справочниками.

В конце методических указаний приведен перечень

литературы, рекомендуемой для изучения теоретических

основ отдельных физико-химических методов.

7

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Пример 1. При фотометрическом определении титана с

хромотроповой кислотой в растворе, содержащем 0,45 мкг

титана в 1 см3, в кювете с толщиной слоя 5 см было получено

отклонение по шкале гальванометра 90 мкА. Для падающего

светового потока отклонение по шкале гальванометра было

155 мкА.

Определить молярный коэффициент поглощения

окрашенного соединения.

Решение. Для решения используем уравнение Бугера-

Ламберта-Бера.

I t = I 0 cl10 или lgI 0 .lg clI t

Рассчитываем концентрацию титана ( в моль/л)

.1094,09,47

101045,0 536

C

Из приведѐнного выше уравнения получаем

.1051094.05

90lg155lglglg 7

5

0

cl

IIC t

Пример 2. Молярный коэффициент поглощения

комплекса бериллия с ацетилацетоном в хлороформе для

длины волны 295 нм равен 31600.

Какое минимальное содержание бериллия (в %) можно

определить в навеске 1 г, растворенной в 50 см3, в кювете с

толщиной слоя 5 см, принимая отсчет по шкале оптической

плотности фотоколориметра 0,025?

Решение. Применяя закон Бугера-Ламберта-Бера,

получаем:

.531600025.0lg 0 cDI

I

t

.1058.1316005

025.0 7 mG

Рассчитываем содержание бериллия (в г/50 см3)

8

.1015,71000

5001,91058,1 87

Отсюда содержание бериллия (в %) равно:

.1015,71

101015,7 628

Пример 3. Рассчитать константу диссоциации реактива

HR, если при рH 7,33 оптическая плотность Dcм равна 0,422.

В кислой среде при рH меньше двух оптическая плотность

DHR равна 0,017, а в щелочной среде при рH больше 11

оптическая плотность DR равна 0,705.

Решение. Воспользуемся уравнением.

].[HDD

DDK

cmR

HR

cm

HR

Подставляя приведѐнные величины, находим

pH = 7,33 ;1067,410][ 833.7H

.1035,71067,4442,0705,0

017,0442,0 88

HRK

Пример 4. Вычислить мольную рефракцию

четырѐххлористого углерода, если показатель преломления

4603,120

pn , а плотность d 6040,120

4 . Сравнить найденную

рефракцию с определенными по таблицам атомной

рефракцией и рефракцией связи.

Решение. Вычисляем мольную рефракцию по формуле

.2

12

2

n

n

d

MR

Подставляем приведенные в задаче величины, получаем

.28,26629,6

23,174

)24603,1(6040,1

)14603,1(1542

2

R

По таблицам атомных рефракций находим рефракции

для углерода 418,2CR и для хлора 967,5ClR .

9

Следовательно,

.29,26967,54418,244 ClCCCl RRR

По таблицам рефракции связи находим рефракцию

связи C-Cl, которая равна 6,51, и вычисляем рефракцию

четыреххлористого углерода:

.04,2651,6444 ClCCCl RR

Пример 5. Удельное наращение плоскости поляризации

никотина для желтой линии натрия равно 162 . Определить

концентрацию раствора никотина (в моль/л), который в

трубке длиной 10 см вращает плоскость поляризации влево

на 0,52 .

Решение. Подставляя приведенные данные в уравнение

,1000

cl

получаем

0,52= ,1000

10162 c

100/32,010162

100052.0гc см

3,

откуда

М= ,020,0162

1032.0

где 162 - масса 1 моля никотина.

Пример 6. Вычислить потенциал медного электрода в

растворе 0,01 М по хлориду меди и 0,01 М по сульфату меди

при 30 С. Какая ошибка будет внесена в расчет, если не

учитывать коэффициент активности ионов меди?

Решение. Потенциал медного электрода рассчитывают

по уравнению Нернста

ЕЕ ]lg[3.2 20 CunF

RT,

10

где Е0-нормальный (стандартный) окислительно-

восстановительный потенциал пары Сu 02 /Сu = +0,340 В;

n – число электронов, участвующих в окислительно-

восстановительном процессе;

[Cu2

] - концентрация ионов меди в моль/л;

F

RT3.2 при 30

0 равно 0,060 В.

Подставляя данные задачи, получаем величину потенциала Е

02,0lg2

060,0340,0E .

Для вычисления активности 2Cu рассчитываем ионную силу

раствора по уравнению

).(2

1 22224

24

22 SOSOClClCuCuZCZCZC

По справочнику находим величину коэффициента активности

f для двухзарядных ионов

f 2Cu=0,453.

Подставляя полученные данные в уравнение Нернста,

вычисляем величину потенциала

,00906,0453,002,0fc

.279,01006,9lg2

060,0340,0 3 BEab

Следовательно, ошибка, если не учитывая активность ионов,

будет

0,299 - 0,279 = 0,020 В.

Пример 7. Вычислить ПР хлорида серебра при 18 С,

если потенциал серебряного электрода, опущенного в

насыщенный раствор хлорида серебра, равен 0,518 В

относительно водородного электрода.

Решение. Потенциал Е серебряного электрода равен

Е=Е ]lg[058,00 Ag .

11

По справочным таблицам находим для серебра Е .800,00 B

Отсюда

0,518 = 0,800 + 0,058lg[Ag ];

;873,4]lg[Ag лионгAg /1034,1][ 5 ;

ПР= (1,34 510 )2

=1,79 .10 10

Пример 8. Электродвижущая сила элемента

нкислотырастворHPt 1/)()( 2 каломельный полуэлемент

при 28 С равна 0,5710 В. Вычислить концентрацию ионов

водорода и pH раствора.

Решение. Электродвижущая сила элемента равна

EEHEEKE KалPtHPtKал 2)( ;2

.

По справочнику находим ;2821,0 ВEKал

;2889,05710,02821,0)( 2BE HPt

21

)( lg059,0059,02

ppHE HPt ,

где p - давление водорода в атм.

;88,4059,0:2889,0pH 51032,1H г-ион/л.

Пример 9. При добавлении к 100 см3 раствора HCl

1,5 cм3 0,01 н HCl потенциал индикаторного электрода

изменился с 190 мВ до 210 мВ. Рассчитать концентрацию HCl

в растворе, если температура раствора 25 C.

Решение. Составляем два уравнения для вычисления

потенциала индикаторного электрода.

HEEI lg059,00;

5,101

01,05,1

5,1100

100lg059,00

2 HEE ;

;020,012 BEE

H

41048,1958,0lg059,002,0 ;

12

41024,1HClCH г-экв/л.

Можно воспользоваться уравнением 1

059,010

sX

X

SA

SSX

VV

VEn

VV

VCC

где xV объем раствора неизвестной концентрации;

sV объем раствора известной концентрации;

xC концентрация неизвестного раствора;

sC концентрация стандартного раствора.

Пример 10. Определить характеристику капилляра при

потенциале – 0,6 В относительно данной ртути, если 100

капель ртути весят 990 мг, а время образования 10 капель 45

секунд.

Решение.

;61

32

mK

;/2,245100

10990смгm

.174,2285,1692,15,42,2 61

82

K

Пример 11. Определить величину предельного

диффузионного тока цинка, если его концентрация в растворе

равна 3,103 М,

51072,0D см 1c , 3m мг/с, .40

Решение. Согласно уравнению Ильковича

;2605 21

61

32

CDmnI d

4,2531072,0432605 21

561

32

dI мкА.

Пример 12. При полярографировании 5 мл

насыщенного раствора бромида свинца на аммонийно-

аммиачном фоне высота волны свинца составила 26,3 мм.

Высота волны, полученной при полярографировании 0,01 М

13

раствора свинца в аналогичных условиях, составила 20 мм.

Определить произведение растворимости бромида свинца.

Решение. Определяем концентрацию свинца в

насыщенном растворе свинца (метод сравнения)

210315,120

3,2601,0X М;

ПР 63 101,942

XPbBr .

Пример 13. По поляррографическим данным для таллия

на фоне комплексона III определить потенциал полуволны и

число электронов, участвующих в реакции.

Потенциал, В 0,500 0,650 0,675 0,700 0,725 0,750

Ток, мкА 6,6 1,1 3,6 6,9 15,0 26,8

Потенциал, В 0,775 0,800 0,900

Ток, мкА 35,8 41,0 45,0

Решение. По приведенным данным определяем ii

i

d

lg

и строим график в координатах ii

iE

d

lg , считая

45di мкА. По графику определяем .74,02

1 BE

Из наклона прямой Eii

i

d

lg находим число электронов

;058,0

nctg

;057,060,102,1

650,0800,0ctg

.1057,0

058,0n

14

Пример 14. При амперометрическом титрировании

ацетальдегида 2,4-динитрофенилгидразином при потенциале

-1,4 В относительно данной ртути были получены следующие

данные:

Объем

титранта,

мл

0

0,25

0,35

0,45

0,53

0,61

0,69

0,90

Ток, мкА 92 78 63 45 30 30 39 60

Найти точку эквивалентности и содержание ацетальдегида во

взятой пробе, если идуацетальдегаилгидразиндинитрофенT /4,2 равен

6106,5 г / л.

Решение. Строим график в координатах .Vid По

графику находим ТЭ, которая соответствует 0,55 мл

2,4-динитрофенилгидразина. Содержание ацетальдегида

определяем по формуле 66 1008,3106,555,0

BAA TVQ г.

Пример 15. Сопротивление 5 % раствора сульфата

калия в ячейке с электродами площадью 2,54 см2

и

расстоянием между ними 0,65 см равно 5,61 Ом. Плотность

раствора можно считать равной единице. Определить

эквивалентную электропроводимость сульфата калия.

Решение. Определяем электропроводимость раствора

178,161,5

I

R

IW Ом

1.

Определяем удельную электропроводимость раствора

110458,054,2

65,0178,1

;

cмOмS

LW

L

SW

15

Рассчитываем число г-экв сульфата калия в 1 см3

исследуемого раствора.

410039,613,8795

5n г-экв / см

3.

Эквивалентная электропроводность равна

8,7510039,6

104584

4

Ом1 г-экв

1см

2.

Пример 16. Удельная электропроводимость 0,0109 н

раствора гидроксида аммония равна 41002,1 Ом1

см .1

Определить константу диссоциации гидроксида аммония.

Решение. Определяем эквивалентную

электропроводимость раствора

38,90109,0

1002,1 4

Ом1 г-экв

1 см

2.

По табличным значениям подвижностей ионов 4NH и OH

рассчитываем эквивалентную электропроводность при

бесконечном разбавлении

28120576 Ом1 г-экв

1 см

2.

Рассчитываем степень диссоциации

0334,0281

38,9.

Отсюда константа диссоциации

5

22

1026,10334,0

0109,00334,0

II

cK .

Пример 17. Раствор КОН имеет эквивалентную

электропроводность, равную 213 Ом1г-экв

1см .2 Удельная

электропроводность раствора равна 0,0213 Ом1см

1.

Определить концентрацию раствора в г/см .3

16

Решение.

1,0213

10000213,0100C г-экв/л.

0056,01000

561,0T г/см

3.

Пример 18. Сколько кислорода и водорода (в г или л)

выделится при электролизе серной кислоты в течение 15 мин,

если сила тока равна 2,5 А?

Решение. Через раствор прошло количество

электричества, равное

625,025,05,2iQ А ч.

При прохождении 26,8 А ч выделяется 1 г-экв кислорода. A

при прохождении 0,625 А ч выделится

186,08,26

8625,0 г.

При прохождении 26,8 А ч выделится 1 г-экв водорода, т. е.

11,2 л, следовательно при прохождении 0,625 А ч выделится

26,08,26

2,11625,0 л.

Пример 19. При кулонометрическом определении цинка

во время его полного восстановления в газовом кулонометре

выделилось 35,4 мл смеси водорода и кислорода. Определить

содержание цинка в растворе.

Решение. При электролизе 1 М воды образуется 22,4 л

водорода и 11,2 л кислорода. Суммарный объем 33,6 л

соответствует 1 г-экв цинка, который равен 32,7 г.

Составляем пропорцию:

33,6 л соответствует 32,7 г цинка

0,0354 л « х »

х = 0,0342 г.

17

Пример 20. При кулонометрическом титрировании

20 мл бихромата калия электролитическим генерируемым

железом (П) на восстановление понадобилось 25 мин при

силе тока 200 мА. Определить нормальность раствора

бихромата калия.

Решение. Через раствор прошло количество

электричества, равное

3002,06025iQ Кл.

При прохождении 96500 кулонов восстанавливается 1 г-

экв бихромата калия. При прохождении 300 кулонов

выделяется 300/96500 = 0,0032 г-экв. В 20 мл находится

0,0032 г-экв, следовательно, нормальность раствора равна

160,0100020

0032,0н.

Пример 21. При проведении электролиза раствора

хлорида кадмия на протяжении 25 мин на электроде

выделилось 0,3000 г кадмия. Определить силу тока.

Решение.

96500n

iAm ,

где m масса кадмия, выделившегося на электроде.

965002

602541,1123,0

i,

Ai 343,0 .

Пример 22. Время, необходимое для прохождения

подвижной фазы через колонку, равно 30 мин. Чему равно

значение R для некоторого растворенного вещества, время

удержания которого составляет 270 мин. Сколько времени

растворенное вещество будет находиться в подвижной и

стационарной фазах до выхода из колонки?

18

Решение.

sm

m

tt

tR

где mt время нахождения в подвижной фазе;

st время нахождения в стационарной фазе;

mt 30 мин.;

24030270st мин.

111,030240

30R

Пример 23. В определенных условиях в данной

газожидкостной распределительной хроматографической

колонке элюирует вещество А, для которого ,5.0R а

100RV мл, 5,1SV мл. Во сколько раз следует изменить

величину ,sV для того чтобы удвоить ?RV

Решение. Воспользуемся формулой:

smR KVVV ,

где

mV объем жидкой фазы;

sV объем стационарной фазы;

K коэффициент распределения;

RV объем удержания.

Так как R

m

V

VR , то 501005.0Rm VRV

Подставляем данные в формулу, находим значение К

;5.150100 K 3,33K

Находим значение sV при 200RV

200 = 50 + 33,3

5,4sV мл.

19

Пример 24. В данной жидкостной распределительной

хроматографической колонке соединения А имеет К=10, а

соединение В-К=15. Для данной колонки 5,0sV мл;

5,1mV мл, а скорость продвижения подвижной фазы равна

0,5 мл/мин. Рассчитайте RR tV и R каждого компонента.

Решение. Исходя из формулы

smR KVVV

находим 5,605105,11RV мл

95,0155,12RV мл.

135,0

5,61

1 F

Vt

R

R мин.

185,0

92

2 F

Vt

R

R мин.

.166,09

5,1

9

.23,05,6

5,1

2

1

2

1

R

M

R

M

V

VR

V

VR

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

0. Рассчитайте частоту в обратных секундах (герцах),

соответствующую каждой из длин волн электромагнитного

излучения: 222 нм, 17 А, 3,2 см, 1,3 10-7

см, 6,1 мкм.

1. Рассчитайте волновое число в см1 для следующих длин

волн: 261,5 нм, 2615 А, 0,030 см, 8,0 мкм. Какой области

спектра соответствует значение каждого из этих волновых

чисел?

20

2. Рассчитайте длины волн (в см), соответствующие

следующим частотам электромагнитного излучения?

1,97 910 Гц, 4,86 1510 Гц, 7,32 1910 Гц.

3. Рассчитайте волновое число (в см1) для следующих

частот: 1,07 910 Гц, 4,5 1510 Гц, 7,5 1910 Гц. Определите

область спектра, в которой они находятся.

4. Дайте определение и объясните следующие термины:

спектр, интенсивность излучения, длина волны, волновое

число, монохроматичность, спектральная ширина полосы,

поляризация, фотон, поглощение.

5. Дайте определение и объясните следующие термины:

люминесценция, пропускание, рассеяние, основное

состояние, возбуждѐнное состояние, пропускание, процент

пропускания.

6. Рассчитайте энергию фотона ( в эргах) следующих длин

волн: 803 нм, 3,68 мкм, 9,95 А, 11,5 см.

7. Рассчитайте энергию фотона (в эргах) при длине волны

2615 А. Чему равна общая энергия 1 моля таких фотонов?

Чему равна энергия 1 моля фотонов (в ккал) при длине волны

2615 А?

8. Рассчитайте оптическую плотность, которая соответствует

следующим значениям пропускания: 36,8 %, 22,0 %, 82,3 %,

100 %.

9. Рассчитайте пропускания в %, которые соответствуют

следующим значениям оптической плотности: 0,800; 0,215;

0,585; 1,823.

10-19. Воспользовавшись уравнением Бугера-Ламберта-Бера,

определите параметр, обозначенный «Х» в указанных

единицах:

21

Вар

иан

т

Оп

ред

еляем

ое

вещ

еств

о

, 347 л

/моль-1

см-1

Толщ

ин

а сл

оя, см

Ток в

делених

шкалы

Кон

цен

трац

ия

Оп

тич

еская

плотн

ост

ь

нач

альн

ый

посл

е

погл

ощ

ени

я

10 MnO4-

2420 1,0 - - 0,15

г/100 см3

Х

11 Cu2+

35000 1,0 100 75 Х мг/см3

-

12 Pb2+

70000 5,0 80 X 1,05

мкг/см3

-

13 Fe3+

Х 2,0 150 95 0,52

мкг/см3

-

14 Al3+

6700 X - - 2,5 10-4

моль/л

0,836

15 Ce4+

10000 5,0 200 165 Х мг/см3 -

16 Хинолин 4500 2,0 - - 3 мг/л Х

17 Азобензол 1100 5,0 - - Х мг/см3 0б356

18 Al3+

7000 1,0 - - Х мг/см3 0,856

19 Pb2+

7200 1,0 100 50 Х моль/л 1,450

20. Для определения фосфора в стали по синей окраске

восстановленного фосфорно-молибденового комплекса на

фотометре были получены следующие данные для

стандартных образцов стали СО:

22

Содержание

фосфора в стали

СО в %

0,011

0,024

0,031

0,040

0,055

Показание фотометра

48 29 19 12 6

Определите содержание фосфора в исследуемом образце (в

%), если показания по шкале диафрагмы составляют 24

деления.

21. Для определения содержания железа в промышленной

воде из 100 см3

воды после упаривания и обработки

о-фенотролином было получено 25 см3 окрашенного

раствора. Оптическая плотность данного раствора при

толщине слоя в 1 см оказалось равной 0,460.

Определите содержание железа в промышленной воде (в

мг/дм3), если молярный коэффициент поглощения этого

окрашенного соединения равен 1100.

22. Для определения меди в цветном сплаве из навески

0,3250 г после растворения и обработки аммиаком было

получено 250 см3 окрашенного раствора. Оптическая

плотность, которого в кювете с толщиной слоя 2 см была

0,254.

Определите содержание меди в сплаве (в %), если молярный

коэффициент поглощения аммиака меди равен 423.

23. Вычислите молярный коэффициент поглощения

окрашенного соединения меди, если оптическая плотность

раствора, содержащего 0,24 мг меди в 250 см3, при толщине

слоя раствора 2 см равна 0,14.

24. Навески 1 г металла, содержащего олово, растворили в

кислоте и разбавили водой до 100 см3. Из полученного

раствора отобрали 5 проб по 10 см3. На них после обработки

дитиолом получили по 25 см3 окрашенных растворов,

оптическая плотность которых была 0,32; 0,35; 0,30; 0,31;

0,33. Для приготовления стандартного раствора 1 г металла,

содержащего 4,56 % олова, растворили и обработали в тех же

23

условиях. Оптическая плотность полученных растворов была

0,20 , 0,23, 0,23, 0,21, 0,24. Определите содержание олова в

металле (в %) и погрешность измерения.

25. Для приготовления раствора сравнения 0,258 г. нитрата

свинца растворили в 250 см3 воды. После обработки 5 см

3

раствора дитизоном было получено 50 см3 окрашенного

раствора. Окрашенное соединение экстрагировали 10 см3

хлороформа, и оптическая плотность хлороформного слоя

оказалась равной 0,35. Навеску 1 г исследуемого сплава

растворили в кислоте и разбавили водой до 100 см3. После

обработки 10 см3 этого раствора дитизоном было получено

25 см3 окрашенного раствора. Окрашенное соединение

экстрагировали 10 см3 хлороформа, и оптическая плотность

хлороформного слоя в той же кювете оказалась равной 0,14.

Определите содержание свинца в сплаве (в %).

26. Для определения примесей алюминия в силикате магния

навеску 0,2 г силиката магния сплавили с содой и после

обработки кислотой довели объем раствора водой до 200 см3.

Для приготовления колориметрируемого раствора

аликвотную часть (20 см3) после добавления алюминона

довели до 50 см3. Оптическая плотность этого раствора и

раствора с добавкой 5 см3 5 410 M раствора AlCl 3 ,

измеренные относительно дистиллированой воды в кювете

толщиной слоя 2 см, была соответственно равна 0,25 и 0,55.

Рассчитайте содержание алюминия (в %) в безводном

силикате магния, если известно, что силикат магния содержит

5% воды.

27. Для определения железа в сточных водах навеску 0,0586 г

чистой окиси железа, содержащей 2,5 % гигроскопической

воды, растворили в кислоте и объем раствора довели до

250 см3. Для построения калибровочного графика к

указанным ниже объемам полученного раствора добавили

раствор роданида аммония, разбавили раствор до 100 см3 и

24

фотоколориметрировали. Были получены следующие

показания по шкале диафрагмы:

Объем

раствора, см

3

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Показания

шкалы диафрагмы

17

31

42

51

58

64

Упарили 2,5 дм3 сточной воды до 50 см

3 и 15 см

3 этого

раствора после добавления раствора роданида аммония

довели водой до 25 см3. Для полученного окрашенного

раствора показания по шкале диафрагмы составили 25

делений. Определите содержание железа в сточной воде (в

г/м3).

28. Для построения кали брачного графика при определении

фосфора в виде фосфорно-молибденового комплекса

приготовили раствор, растворяя 0,25 г Na2HPO4 в 100 см3

воды. Указанные ниже объемы этого раствора после

соответствующей обработки разбавили водой до 25 см3. При

фотометрировании были получены следующие результаты:

Объем

стандартного

раствора, см3

0,1

0,25

0,50

1,0

1,5

Оптическая

плотность

0,06 0,10 0,13 0,22 0,31

Навеску 0,50 г сплава растворили и после обработки

получили 100 см3 слабоокрашенного раствора. Его окраску

усилили, добавив 2 см3 стандартного раствора. При этом

оптическая плотность оказалась равной 0,16. Определите

содержание фосфора в пробе (в %).

29. Для фотометрического исследования красильной ванны

после 100- кратного разбавления были получены следующие

25

значения оптических плотностей в кювете с толщиной слоя

5 см при двух длинах волн 1 и 2 : до крашения 2,21

D и

6,12

D ; после крашения 40,01

D и 25,02

D .

Определите степень извлечения красителей из ванны, если

для красителя А молярный коэффициент поглощения равен

соответственно 1=3400 и

2=1500, а для красителя В

соответственно 1=1300 и

2=2500.

30. Оптическая плотность 0,001 М раствора бихромата калия

в кювете с толщиной слоя 1,00 см при 410 нм равна 1,15, при

675 нм – 0,11. Оптическая плотность 0,05 М раствора

сульфата меди при тех же условиях равна соответственно

0,15 и 1,40.

Навеску 4,45 г смеси, содержащей эти соли, растворили в

500 см3 воды и из 10 см

3 раствора после разбавления до 100

см3 получили раствор, оптические плотности которого при

указанных выше длинах волн равнялись 2,40 и 0,65.

Определите содержание солей в смеси.

31. Аликвоту объѐмом 5,00 см3 стандартного раствора железа

(III), содержащего 47 мг железа в 1 дм3, после

соответствующей обработки перевели в комплекс железа

(II) с о-фенонтролином и разбавили водой до 100 см3.

Поглощение этого раствора измеряли в кювете с толщиной

слоя 1 см и нашли, что оно равно 0,467 при 510 нм.

Рассчитайте пропускание раствора (в %) и мольный

коэффициент поглощения комплекса.

32. Молярный коэффициент поглощения окрашенного

комплекса никеля с бензоилдиоксимом при длине волны

406 нм равен 12000. Определите минимальную концентрацию

никеля (в мг/см3), которая может быть определена

фотометрический в кювете с толщиной слоя 5 см, если

минимальная оптическая плотность, регистрируемая

прибором, равна 0,020.

33. Молярный коэффициент поглощения комплекса железа с

сульфосалициловой кислотой при длине волны 416 нм равен

26

4000. Определите, какую навеску Fe2(SO4)3 9Н2О надо

растворить в 50 см3 воды, чтобы из 5 см

3 этого раствора

после соответствующей обработки и разбавления до 25 см3

был получен окрашенный раствор, оптическая плотность

которого в кювете с толщиной слоя 2 см была 1,5.

34. Рассчитайте минимальное определяемое количество (в мг)

железа (III) по реакции с сульфосалициловой кислотой в

аммиачной среде при толщине поглощенного слоя 5 см и

минимальном объеме окрашенного раствора 15 см3.

Молярный коэффициент поглощения комплекса равен 4000.

Минимальная оптическая плотность, измеренная

фотоколориметром, составляет 0,01.

35. Для определения молибдена по реакции с дитилом

калибровочный график должен охватывать интервал

оптических плотностей от 0,15 до 1,5. Определите, какую

навеску чистой MO 3 щелочи чтобы оптические плотности

взятых проб объѐмом 1-10 см3 и разбавленных до 50 см

3

составили оптическую плотность в интервале 0,15-1,5, при

толщине слоя в кювете 1 см и молярном коэффициенте

поглощения окрашенного соединения 1,3 410 .

36. Спектрофотометрические была проанализирована смесь

бихромата и перманганата в 1 M растворе серной кислоты

при 440 и 545 нм для одновременного определения этих двух

ионов. Полученные значения поглощения в кювете с

толщиной 1 см были равны 0,385 и 0,653 при каждой длине

волны соответственно. Независимо было найдено, что

поглощение в такой же кювете 8,33 410 M раствора

бихромата равно 0,308 при 440 нм и только 0,009 при 545 нм.

Пробным же образом было найдено, что 3,77 410 М раствор

перманганата в аналогичных условиях имеет поглощение,

равное 0,035 при 440 нм и 0,886 при 545 нм. Рассчитайте

молярные коэффициенты поглощения бихромата при 440 нм

и перманганата при 545 нм, а также концентрации

пермаганата и бихромата в растворе.

27

37. Найдено, что пропускание пробы, содержащей

поглощающие частицы в кювете спектрофотометра толщиной

5,000 см, равно 24,7 %. Чему равно пропускание (в %) той же

самой пробы в кюветах с толщиной: 1,000 см, 10,00 см, 1,000

мм?

38. Для определения числа лигандов, координированных с

ионом металла, обычно используют метод изомолярных

серий. В этом методе сумму молей иона металла и лиганда

поддерживают постоянной, равно как и объем раствора, а

изменяют соотношение концентрации ионов металла и

лиганда. Строят графическую зависимость поглощения

комплекса иона металла с лигандом от мольной доли иона

металла. Такая графическая зависимость состоит из двух

прямолинейных участков, пересекающихся в точке,

соответствующей мольной доли иона металла в неизвестном

комплексе. Этот метод был использован для установления

состава комплекса, образующегося между железом (II) и

2,2-дипиридином и получены следующие результаты:

Мольная доля

железа (II)

Оптическая

плотность

Мольная доля

железа (II)

Оптическая

плотность

0,08 0,231 0,45 0,531

0,12 0,346 0,56 0,422

0,17 0,491 0,65 0,334

0,22 0,632 0,75 0,241

0,28 0,691 0,83 0,161

0,36 0,615 0,91 0,087

а) Постройте графическую зависимость поглощения от

мольной доли железа (II).

б) Определите формулу комплекса на основании

соотношения компонентов в нем, образующегося между

железом (II) и 2,2–дипиридином, путем экстраполяции двух

прямолинейных участков до точки их пересечения и

объясните результат.

28

в) Рассчитайте молярный коэффициент поглощения

комплекса при условии, что суммарная концентрация железа

(II) и 2,2–дипиридина остается в эксперименте постоянной и

равной 2,74 104М и все значения поглощения измеряются в

кювете толщиной 1 см.

Раствор 0,150 М по пикрату натрия и 1 М по гидроксиду

натрия обладал поглощением 0,419 только из-за поглощения

пикрат-иона. В этой же самой кювете спектрофометра и при

той же длине волны, что и в предыдущем измерении, было

найдено, что 0,300 М раствор пикриновой кислоты имеет

поглощение 0,581. Рассчитайте константу диссоциации

пикриновой кислоты.

39. Известно, что раствор, содержащий ферроцианид и

феррицианид-ионы, излучали спектрофотометрически при

длине волны 420 нм, где поглощает только феррицианид.

Порцию раствора поместили в кювете толщиной 1 см и

нашли, что раствор обладает пропусканием, равным 0,118.

Мольный коэффициент поглощения феррицианида при

420 нм составляет 505 л/моль см1. В раствор феррицианида

опустили платиновый электрод и его потенциал оказался

равным +0,337 В относительно нормального водородного

электрода. Рассчитайте концентрацию феррицианида и

феррицианида в растворе.

40. Двухцветный кислотно-основной индикатор находится в

кислотной форме, которая поглощает видимый свет при

410 нм и обладает молярным коэффициентом поглощения

347 л/моль1

см1. Основная форма индикатора имеет полосу

поглощения с максимумом при 640 нм и молярный

коэффициент поглощения 100 л/моль1см

1. К тому же

кислотная форма не поглощает при 640 нм заметно, между

тем как основная форма при 410 нм не проявляет измеримого

поглощения. В водный раствор ввели небольшое количество

индикатора и измерили на спектрофотометре показания

поглощения, которые оказались равными 0,118 при 410 нм и

0,267 при 640 нм в кювете с толщиной 1 см. Допуская, что

29

индикатор имеет pK a =3,90, рассчитайте pH водного

раствора.

41. Постройте идеализированную кривую

спектрофотометрического титрования, которая получается

для каждого из следующих гипотетических случаев.

Влиянием разбавления можно пренебречь. Покажите

количественно, как поглощение изменяется с объѐмом

прибавленного титранта. Титрование 0,0001 М раствора В

проводят 0,01 M раствором А по реакции:

A + B C + D.

Титрант А и титруемое вещество В поглощает при одной и

той же длине волны, но молярный коэффициент поглощения

А в два раза больше, чем В.

42-51. По данным таблицы рассчитайте мольную рефракцию

приведенных соединений:

Bариант Beщество 20

Cn 20

4d

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

Пентан

Йодистый метил Бромбензол

Уксусная кислота

Пиридин Сероуглерод

Пропиловый спирт

Нитробензол Четыреххлористый углерод

Бензол

1,3577

1,5257 1,5197

1,3698

1,5056 1,6182

1,3832

1,5455 1,4603

1,5145

0,6262

2,2790 1,4950

1,0493

0,9831 1,2631

0,8035

1,2034 1,6040

0,8790

52. Для определения состава водных растворов пропилового

спирта были определены показатели преломления

стандартных растворов, приведенные ниже: Содержание

пропилового

спирта, %

0

10

20

30

40

Показатель преломления

1,3333 1,3431 1,3523 1,3591 1,3652

30

Постройте калибровочный график и определите содержание

спирта в растворах, показатель преломления которых 1,3470

и 1,3615.

53. Для построения калибровочного графика при

рефрактометрическом определении глицерина отмерены

следующие объемы воды и глицерина и определены

показатели преломления полученных смесей:

Объѐм воды,

см3

10 8 6 4 2 0

Объѐм

глицерина, см

3

0

2

4

6

8

10

Показатель

преломления

1,3330 1,3627 1,3915 1,4211 1,4484 1,4740

Постройте калибровочный график для рефрактометрического

определения глицерина (в %) в воде, если плотность

глицерина 1,26. Определите содержание глицерина в смесях,

показатель преломления которых 1,4050 и 1,4580.

54. Для построения калибровочного графика при определении

содержания пропилового спирта в воде были получены

следующие данные по шкале рефрактометра:

Содержание

спирта, % 0 5 10 15 20 30

Показания

рефрактометра

7,7 9,9 12,1 17,8 23,8 42,5

Постройте калибровочный график и определите содержание

пропилового спирта, если показания по шкале рефрактометра

11,8 и 27,5.

55. Вычислите показатель преломления вещества, если

предельный угол отклонения, определенный рефрактометром

Пульфриха, равен 52 25 , а показатель преломления стекла

призмы равен 1,62105.

31

56. Вычислить мольную рефракцию хромофора CHBr 3 , если

показатель преломления его 1,5924, а плотность 1,5977.

Сравните полученную величину с вычисленной по таблице

атомных рефракций.

57. При интерферометрическом определении концентрации

раствора HCl были получены следующие данные:

Конц. HCI,

н

0,205 0,400 0,605 0,805 1,05

Показания

компенсатора

1,54 3,01 4,54 6,10 7,62

Постройте калибровочный график и выведите уравнение

зависимости концентрации соляной кислоты от показаний

компенсатора. Определите титр соляной кислоты по едкому

натру, если для этого раствора отсчет по шкале равен 2,75.

58. Плотность жидкости 0,791, плотность ее паров по воздуху

2,000, а предельный угол отклонения, определенный на

рефрактометре Пульфриха с призмой, показатель

преломления которого 1,6170, равен 60 55. Вычислить

мольную рефракцию этого соединения.

59. При интерферометрическом определении содержания

хлористого водорода в воздухе отсчет по шкале

интерферометра относительно чистого воздуха составил 5,57

деления. После пропуска 10 дм3 этого воздуха через воду на

титрование поглощенного хлористого водорода было

израсходовано 10,5 см3 0,15 н раствора щелочи. Определите

содержание хлористого водорода в 1 м3 воздуха, для

которого отсчет по шкале интерферометра составил 3,85

деления, принимая, что в этом интервале концентраций

отсчет по шкале интерферометра пропорционален

содержанию хлористого водорода.

60. Показатель преломления 19,25 % раствора уксусной

кислоты равен 1,3468. Определите нормальность раствора

уксусной кислоты, показатель преломления которого равен

32

1,3385, принимая, что между концентрацией уксусной

кислоты и показателем преломления в этом интервале

концентраций существует линейная зависимость.

61. По таблицам атомных рефракций и рефракции связей

рассчитайте рефракцию йодистого метилена CH2I2 и

определите показатель преломления этого вещества, если

плотность йодистого метилена при 20 C равна 3,32.

62. Определите удельное вращение плоскости поляризации l–

морфина, если раствор, содержащий 0,45 г морфина в 30 см3

метилового спирта, при длине трубки 25 см вращает

плоскость поляризации влево на 4,92 .

63. Удельное вращение плоскости поляризации виноградного

сахара при различных длинах волн имеет следующие

значения:

Длина волны

вращения, нм

447 479 508 535 656

Удельное вращение,

градус

+96,62

+83,88

+73,61

+65,35

+41,89

Определите удельное вращение плоскости поляризации для

характерных линий водорода (желтой, синей, фиолетовой).

64. Удельное вращение плоскости поляризации стрихнина в

растворе спирте при 20 С равно 104 . Определите

концентрацию стрихнина, в растворе, если для трубки 25 см

угол вращения плоскости поляризации равен 1,56.

65. Для растворов, содержащих 3,5 и 6,8 г аскорбиновой

кислоты в 25 см3 раствора, получены по шкале клинового

поляриметра отсчеты 6,7 и 13,4 мм. Определите

концентрацию аскорбиновой кислоты в молях, если отсчет по

шкале поляриметра равен 10,3 мм.

66. При построении калибровочного графика для хинина на

клиновом поляриметре были получены следующие данные:

33

Содержание

хинина, %

5 10 15 20 25 30

Показания

поляриметра, мм

2,7

5,5

8,4

11,4

14,3

17,7

Определите содержание хинина, если отсчет по шкале

поляриметра равен 10,3.

67. Для нефелометрического определения сульфатов в

рассолах приготовлен стандартный раствор, содержащий

7,5 г безводного сульфата бария в 250 см3 воды.

Интенсивность света, рассеянного суспензией стандарта,

сравнивали на нефелометре с интенсивностью света,

рассеянного суспензией исследуемого рассола. Были

получены следующие значения для толщины слоев

жидкостей: lst=5,0, lx= 4,25; 4,20; 4,27. Определите

концентрацию сульфата в исследуемом растворе (в мг/см3).

68. Для турбодиметрического определения свинца по

сернокислому свинцу был использован стандартный раствор,

содержащий 0,25 г нитрата свинца в 100 см3 воды. Для

построения калибровочного графика отобрали различные

объемы этого раствора, которые после добавления

стабилизирующего коллоида и серной кислоты довели водой

до 50 см3. Были получены следующие значения оптических

плотностей:

Объем стандартного

раствора, см3

2 4 6 8 10

Оптическая плотность 0,15 0,25 0,32 0,39 0,45

Разбавили 50 см3 промышленной воды до 250 см

3 и 5 см

3

полученного раствора обработали так же, как стандартный.

Оптическая плотность этого раствора оказалась равной 0,35.

Определите содержание свинца в промышленной воде (в

г/м3).

34

69. Для построения калибровочного графика при определении

хлора в азотной кислоте были получены следующие данные:

Содержание CI

-,

мг-ион/л

0,05 0,10 0,14 0,19 0,24

Оптическая плотность 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40

Разбавили 100 см3 исследуемой азотной кислоты плотностью

1,50 г/см3 до 250 см

3 водой. К 25 см

3 этого раствора

добавили нитрат серебра, стабилизирующий коллоид и

довели объем до 50 см3. Оптическая плотность исследуемого

раствора оказалось равной 0,35. Определите содержание

хлорид-иона в азотной кислоте (в %).

70. Для определения серебра в индии 1 г металла растворили

в кислоте и разбавили раствор до 50 см3. Из 10 см

3 этого

раствора после соответствующей обработки получили

100 см3 суспензии хлорида серебра с оптической плотностью

0,45. После добавления 10 см3 стандарта, содержащего

0,15 мг сульфата серебра в 100 см3, оптическая плотность

увеличилась до 0,82. Определите содержание серебра (в %).

71. Краткая характеристика эмиссионого спектрального

анализа. Сущность метода. Преимущества и недостатки.

72. Сущность нефелометрического и турбодиметрического

методов анализа. Преимущества и недостатки методов.

Область применения этих методов.

73. Рефрактометрический метод анализа. Преимущества и

недостатки рефрактометрического метода анализа.

74. Поляриметрический метод анализа. Сущность метода.

Область его применения. Преимущества и недостатки метода.

75. Люминесцентный метод анализа. Сущность метода.

Область его применения. Преимущества и недостатки метода.

76. Оптическая и электрическая схемы фотоколориметра.

77. Принцип устройства рефрактометра. Принцип измерения

угла полного внутреннего отражения.

35

78. Фотометры. Область их применения. Оптическая схема

фотометра ФМ-56. Преимущества и недостатки

фотометрических методов определения оптической

плотности растворов. Способы определения оптической

плотности на фотометрах.

79. Оптическая схема спектрофотометра СФ-4А.

Преимущества спектрофотометров по сравнению с

фотометрами и фотоколориметрами.

80. Основной закон светопоглощения (закон Бугера-

Ламберта-Бера). Вывод формулы. Коэффициент поглощения

К. Его физический смысл. Молярный коэффициент

поглощения. Его физический смысл.

81. Причины отклонения от закона Бугера-Ламберта-Бера.

82. Основные правила фотометрирования. Выбор

оптимальных условий при фотометрировании. Нулевые

растворы.

83. Спектры абсорбции. Сущность возникновения спектров

абсорбции.

84. Источники света в УФ, видимой и ИК области спектра.

Особенности спектрофотометрии в УФ и ИК области спектра.

85. Фотоколориметрическое титрирование. Сущность метода

и его преимущества по сравнению с прямой

фотоколориметрией.

86. Факторы, влияющие на величину интенсивности

рассеянного и проходящего света при нефелометрических и

турбодиметрических определениях.

87. Нефелометрическое и турбодиметрическое титрирование.

Преимущества и недостатки метода по сравнению с прямой

нефелометрией и турбидиметрией.

88. Принцип устройства нефелометров. Оптическая схема

нефелометра НФМ.

89. Светофильтр. Цель применения светофильтров. Правила

подбора светофильтра. Выбор длины волны для

спектрофотометрических измерений.

90. Определение концентрации растворов способом

сравнения и методом калибровочного графика.

36

91. Определение концентрации раствора расчетным методом,

методом уравнивания и дифференциальным методом.

92. Определение концентрации двух окрашенных веществ

при их совместном присутствии в фотоколориметрии и

спектрофотометрии.

93. Анализ двух- и трехкомпонентных систем

рефрактометрическим методом.

94. Аппаратура для поляриметрических определений.

Принципиальная схема поляриметра.

95. Аппаратура для проведения измерений люминесцентным

методом анализа. Принципиальная схема.

96. Факторы, влияющие на величину коэффициента

преломления. Условия проведения рефрактометрических

определений.

97. Атомная и молекулярная рефракция. Способы

определения молекулярной рефракции (расчетный, по сумме

атомных рефракций, рефракций связей).

98. Фотоэлементы. Характеристика фотоэлементов.

Дифференциальное включение фотоэлементов по току и

напряжению.

99. Сущность потенциометрического метода анализа.

Прямая потенциометрия и потенциометрическое

титрирование. Определение ЭДС гальванического элемента

компенсационным методом (электрическая схема

компенсационной установки и принцип ее работы).

100. Проанализируйте при помощи прямой потенциометрии

раствор нитрата серебра, используя при этом серебряный

индикаторный электрод в паре с насыщенным каломельным

электродом. Составьте схему установки, опишите ее работу и

методику определения концентрации разбавленного раствора

нитрата серебра.

101. Способы определения концентрации вещества в

растворе методом прямой потенциометрии (метод

калибровочного графика, метод стандартных добавок).

Приведите примеры определения методом прямой

37

потенциометрии. Ограничение метода прямой

потенциометрии.

102. Индикаторные электроды, применяемые в

потенциометрии. Опишите устройство водородного,

стеклянного, серебряного и платинового электродов.

Объясните механизм возникновения потенциала стеклянного

электрода. Зависимость потенциала электрода от pH-

раствора для стеклянного и водородного электродов.

103. Электроды сравнения. Опишите устройство

хлорсеребряного и каломельного электродов. Объясните

постоянство потенциала каломельного электрода.

Классификация каломельных электродов. Требования,

предъявляемые к электродам сравнения. Применение

электродов сравнения.

104. Ионоселективные электроды для определения катионов

и ионов. Стеклянные электроды для определения катионов.

Жидкие ионообменные мембранные электроды. Устройство

кальций-селективного электрода. Зависимость потенциала

электрода от 2Caa . Условие применения кальций-

селективного электрода. Другие жидкостные ионообменные

мембранные электроды.

105. Потенциометрическое титрирование. Сущность метода.

Определение точки эквивалентности: )a графические методы

)(vfE и V

E ; б) расчетный метод -V

E2

2

Титрование до потенциала, соответствующего точке

эквивалентности. Потенциометрическое титрирование до

нулевой точки. Преимущества метода потенциометрического

титрирования. Область его применения.

106. Кислотно-основное титрирование. Индикаторные

электроды и электроды сравнения, применяемые в кислотно-

основном титровании. Рассчитайте и постройте кривую

титрования 100 мл 0,2 н раствора уксусной кислоты 0,1 н

раствором едкого натра. На полученной кривой найдите

точку эквивалентности графическим и расчетным путем.

38

Преимущество потенциометрической кислотно-основной

титриметрии. Титрование в неводных средах. Преимущество

данного метода. Приведите примеры титрования смесей

кислот в неводных средах.

107. Применение потенциометрии в методе окисления-

восстановления. Индикаторные электроды и электроды

сравнения, применяемые в редокс-потенциометрии.

Рассчитайте и постройте кривую титрования 100 мл 0,1 н

раствора железа (П) 0,05 н раствором бихромата калия.

Приборы, применяемые в редокс-потенциометрии.

108. Ион кальция в пробе воды определили прямым

потенциометрическим измерением. В ячейку для титрования

ввели 100 мл воды и в раствор опустили насыщенный

каломельный электрод и кальций-селективный мембранный

электрод. Оказалось, что потенциал кальциевого электрода

равен –0,0619 В относительно Нас К. Э. Когда в этот стакан

добавили 10,00 мл 0,00731 М раствора кальция и тщательно

перемешали с пробой воды, то новый потенциал кальциевого

электрода оказался равным –0,0483 В относительно Нас. К.Э.

Рассчитайте мольную концентрацию иона кальция в

исходной пробе воды.

109. Активность ионов меди (П) в водной среде необходимо

определить методом прямой потенциометрии с

индикаторным электродом из металлической меди.

a. Рассчитайте соответствующую погрешность (в %)

определения активности ионов меди (П), если погрешность

наблюдаемого потенциала медного электрода составляет

1 мВ.

b. Рассчитайте максимально допустимую (абсолютную)

погрешность потенциала медного индикаторного электрода,

если погрешность определения активности ионов меди (П)

не превышает 1%.

110. Имеются следующие результаты потенциометрического

pH-титрования 25,00 мл раствора, содержащего слабую моно

протонную кислоту, 0,1165 н раствором гидроксида натрия:

39

Объем

щелочи,

мл

0,00

2,00

4,00

10,00

12,00

14,00

pH 2,89 4,52 5,06 5,89 6,15 6,63

Объем

щелочи,

мл

15,00

15,50

15,60

15,70

15,80

16,00

pH 7,08 7,75 8,40 9,29 10,07 10,65

Объем

щелочи, мл

17,00

18,00

20,00

24,00

pH 11,34 11,63 12,00 12,41

a) Постройте графическое изображение экспериментальной

кривой титрования.

b) Постройте кривую титрования по первой и второй

производной.

c) Рассчитайте концентрацию исходного раствора кислоты.

d) Определите pH в точке эквивалентности и рассчитайте

константу диссоциации слабой кислоты.

111. Ион серебра в 100,00 мл разбавленной азотной кислоты

титровали потенциометрическим стандартным 2,068 410 М

раствором йодида калия. Использовали серебряный

индикаторный электрод и Нас. К.Э. Были получены

следующие результаты титрования:

Объем йодида

калия, мл

0,00 1,00 2,00 3,00 3,50

Е, от. Нас. К.Э.,

В

+0,2623 0,2550 0,2451 0,2309 0,2193

Объем йодида

калия, мл

3,75 4,00 4,25 4,50 4,75

Е, от. Нас. К.Э.,

В

0,2105 0,1979 0,1730 0,0316 -0,0066

40

a) Рассчитайте концентрацию иона серебра в исходном

растворе.

b) Вычислите абсолютную погрешность титрования (в %) с

соответствующим знаком, если титрант добавляли до тех пор,

пока потенциал индикаторного электрода достиг +0,0600 В

относительно Нас. К.Э.

112. 0,2479 г гексахлорплатината (IV) натрия 62 PtClNa

проанализировали на содержание хлорида

потенциометрическим титрованием стандартным раствором

нитрата серебра 0,2314 н. При титровании использовали

серебряный индикаторный электрод и Нас. К.Э. сравнения.

Получили следующие результаты:

Объем

нитрата

серебра, мл

0

13,00

13,20

13,40

13,60

Е, от. Нас.

К.Э., В

+0,072 0,140 0,145 0,152 0,160

Объем

нитрата

серебра, мл

13,80 14,00 14,20 14,40 14,60

Е, от. Нас.

К.Э., В

0,172 0,196 0,290 0,326 0,340

Рассчитайте процентное содержание хлорида в пробе, по

данным титрования, теоретическое процентное содержание

хлорида в 62 PtClNa и относительную погрешность (в %)

между этими двумя результатами.

113. Если электродвижущая сила гальванического элемента

HgKClClHgpHмнеизвестнысРастворcтpmmmHPt tvtv222 ...380,

равна 0,366 В, рассчитайте pH неизвестного раствора,

пренебрегая жидкостным диффузионным потенциалом.

41

114. При потенциометрическом титровании водного

раствора хлорида калия 0,09603 н. раствором нитрата серебра

получены следующие результаты:

Объем

AgNO3, мл

10,00 20,00 25,00 27,00 28,00

Е, от. Нас.

К.Э., В

+0,062 0,085 0,107 0,123 0,138

Объем

AgNO3, мл

28,50 28,80 29,00 29,10 29,20

Е, от. Нас.

К.Э., В

0,146 0,161 0,173 0,180 0,192

Объем

AgNO3, мл

29,30 29,40 29,50 29,60 29,70

Е, от. Нас.

К.Э., В

0,221 0,288 0,304 0,314 0,321

Объем

AgNO3, мл

30,00 30,50 31,00 33,00

Е, от. Нас.

К.Э., В

0,336 0,348 0,359 0,389

Постройте графическое изображение экспериментальной

кривой, найдите точку эквивалентности и рассчитайте

количество хлорид-иона в пробе.

115. Раствор с неизвестным pH насыщен хингидроном, и в

него опущен платиновый электрод. Установлен

электролитический контакт между раствором пробы и Нас.

К.Э. Каков pH неизвестного раствора, если потенциал

платинового электрода равен 0,2183 В относительно Нас.

К.Э.?

116. При определении хлорид-иона методом

потенциометрического титрования до нулевой точки раствор,

42

содержащий 2,603 410 М хлорид-иона, поместили в правое

отделение элемента. В левое отделение элемента прилили

25 мл неизвестного раствора хлорида. Предварительное

потенциометрическое измерение показало, что концентрация

хлорид-иона в неизвестном растворе меньше, чем в

известном растворе справа. Затем в левое отделение стали

медленно добавлять стандартный раствор, содержащий

5,206 410 М хлорид-иона. После того как добавили 21,39 мл

стандартного раствора хлорид иона, ЭДС гальванического

элемента стала равна нулю. Рассчитайте содержание

хлорид-иона в исходном неизвестном растворе.

117. Для того чтобы определить константу равновесия

реакции перехода протона между пиридином и водой

,5555 OHNHHCHOHNHC

составили следующий электрохимический элемент

HgтвKCl

твClHg

MClNHHС

МNHСстртммHPt

.)(

.)(

0536,0

189,0..152,

22

55

55

2

Чему равна константа равновесия К приведенной выше

реакции, если ЭДС элемента при 25 C равна 0,563 В?

118. Вычислите концентрацию ионов серебра над осадком и

объем избытка 0,1 н раствора хлорида калия, если при

титровании 100 мл 0,1 н раствора нитрата серебра потенциал

серебряного электрода стал 0,418 В.

119. В два стакана налито по 25 мл 0,1 н раствора нитрата

серебра. Растворы соединены солевым мостиком,

содержащим нитрат калия, и в них введены одинаковые

серебряные электроды. В один из стаканов добавили 25 мл

нитрата свинца, в результате чего между электродами

возникла разность потенциалов 13 мВ. Рассчитайте

содержание примеси серебра в свинце, если раствор нитрата

свинца приготовлен растворением 25 г свинца в азотной

кислоте и разбавлением полученного раствора до 250 мл.

120. Определите ЭДС цепи при 25 C

,,5,01, 232 HPtMHCOOHMCOOHCHHPt

43

если константа диссоциации уксусной кислоты равна

1,8 510 , а муравьиной - 1,27 310 .

121. На 100 см потенциометрическом мостике при 30 С

отсчет для нормального элемента Вестона равен 52,8 см,

отсчет для хингидронного электрода относительно

каломельного полуэлемента 0,1 н КЭ равен 12,35 см.

Определите pH раствора.

122. Потенциал платинового электрода относительно

каломельного полуэлемента (НКЭ) при 20 С в растворе

смеси хлорид железа (Ш) в хлорид железа (П) равен 0,215 В.

Сколько 0,05 н раствора КJO3 надо прилить к этому

раствору, чтобы потенциал увеличился на 100 мВ, если

первоначальный объем 0,2 н раствора хлорида железа (П) был

100 мл?

a. Вычислите потенциал цинкового электрода в растворе,

содержащем 0,680 г хлорида цинка и 0,805 г

кристаллогидрата сульфата цинка в объеме 500 мл

относительно 0,1 нКэ при 20 C.

b. При потенциометрическом титровании методом добавок к

50 мл раствора HCl добавили 2,5 мл 0,01 н раствора HCl.

Величина потенциала хингидронного электрода при этом

увеличилась с 200 до 289,1 мВ при 20 C. Определите

нормальность соляной кислоты

c. Постройте кривую изменения потенциалов при 20 C для

содержание хромата серебра из 1 н раствора нитрата серебра

1 н раствором хромата калия, если первоначальный объем

раствора нитрата серебра 100 мл.

d. На сколько милливольт изменится потенциал

водородного электрода относительно 0,1 н КЭ, если к 50 мл

0,1 н раствора HCl прилить 20 мл 0,2 н раствора аммиака?

e. Электродвижущая сила элемента

NiOHNipp

насыщенный

KClpp

насыщенныйAgClAg

2

при 20 С равна 0,609 В. Определите ПР Ni(OH)2.

44

123. Сущность кулонометрического метода анализа. Законы

Фарадея. Требования, предъявляемые к кулонометрическим

определениям. Чувствительность кулонометрического

метода.

124. Сущность метода прямой кулонометрии и

кулонометрического титрования. Потенциостатическая и

амперстатическая кулонометрия. Достоинства

кулонометрического титрования.

125. Типы электролизеров, применяемых в

кулонометрическом анализе. Требования, предъявляемые к

электролизерам.

126. Принципиальная схема кулонометрической установки

при амперостатическом режиме работа. Опишите работу

схемы.

127. Принципиальная схема кулонометрической

установки при работе в потенциостатическом режиме.

Начертите и опишите схему работы установки.

128. Способы определения точки эквивалентности в

кулонометрическом методе анализа.

129. Аналитическое применение метода

кулонометрического титрования.

130. Чистую пикриновую кислоту массой 9,14 мг

растворили в 0,1 н HCl и подвергли восстановлению при

контролируемом потенциале 0,65 В относительно Нас. К.Э.

Кулонометр, подключенный последовательно к

электролитической ячейке, зарегистрировал 65,7 Кл

электричества. Рассчитайте число электронов, участвующих в

восстановлении пикриновой кислоты, и напишите вероятную

полуреакцию процесса.

131. При кулонометрическом титровании перманганата

калия электролитическим генерируемым железом (П) при

постоянном потенциале первоначальный ток 150 мА линейно

уменьшался и через 120 с, достигнул нуля. Рассчитайте

концентрацию перманганата калия, если для титрования было

взято 3,5 мл этого раствора.

45

132. При кулонометрическом анализе раствора,

содержащий кадмий и цинк, за время электролиза выделилось

0,405 г осадка металлов. За то же время в серебряном

кулонометре выделилось 0,8355 г серебра. Определите

содержание кадмия и цинка в растворе.

133. При электролитическом выделении никеля из

раствора 1 г сплава, содержащего 9,63 % никеля, в течение

360 мин при токе 1,5 А в выделенном металле в виде

примесей оказался кобальт. Определите содержание Со в

сплаве (в %), считая, что ток распределялся пропорционально

содержанию металлов.

134. При кулонометрическом определении кобальта в

1,5 г металла в серебряном кулонометре выделилось 0,0755 г

серебра. Определите содержание кобальта (в %) в металле.

Сколько времени потребуется для электролитического

выделения 0,80 г кобальта из раствора при токе 250 мА?

135. Серебряный электрод анодно поляризован во время

электролиза при контролируемом потенциале водного 0,02 н

раствора бромида натрия в 1 М раствора хлорной кислоты.

Каким должен быть минимальный потенциал поляризации

относительно НВЭ серебряного анода, чтобы правильность

определения бромида составляла по крайней мере 99,9 %?

BEBrAgeAgBr 073,0, 0

136. При кулонометрическом определении пикриновой

кислоты на титрование выделившегося в кулонометре йода

потребовалось 11,5 мл 0,01 н раствора тиосульфата.

Определите содержание пикриновой кислоты в растворе,

если в восстановлении принимают участие 18 электронов.

137. Соляная кислота кулонометрически титруется

электрогенерируемыми ионами OH- при постоянном токе

10 мА. Точка эквивалентности при титровании 5 мл

исследуемого раствора достигается за 5 мин. Рассчитайте

ТHCl/NaOH.

138. Сущность полярографического метода анализа.

Принципиальная схема получения поляризационных кривых.

46

История развития полярографического метода.

Преимущества и недостатки метода.

139. Полярографическая волна. Уравнение

полярографической волны. Потенциал полуволны. Способы

определения потенциала полуволны. Качественный

полярографический анализ. Определение числа электронов,

участвующих в электрохимическом процессе.

140. Предельный диффузионный ток. Уравнение Ильковича.

характеристика капилляра. Количественный

полярографический анализ. Способы определения

концентрации вещества в растворе.

141. Искажение формы полярографической волны

различными факторами (растворенный кислород,

осцилляции, полярографические максимумы, емкостный ток

и др.). Пути устранения мешающего действия различных

факторов.

142. Миграционный ток. Полярографический фон.

Требования, предъявляемые к подбору полярографического

фона. Влияние природы фона на разрешающую способность

метода.

143. Метод амперометрического титрования. Связь между

полярографичедким и амперометрическим методами.

Преимущества и недостатки метода амперометрического

титрования по сравнению с полярографическим методом.

144. Кривые амперометрического титрования. Определение

ТЭ по кривым амперометрического титрования.

Принципиальная схема установки для амперометрического

титрования.

145. Навеску 0,1 г стали, содержащей медь, растворили в

кислоте и после соответствующей обработки объем раствора

довели водой до 25 мл. 5 мл полученного раствора разбавили

фоном до 25 мл. При полярографировании высота волны

оказалась равной 37,5 мм. Вычислите содержание меди в

образце (в %), если при полярографировании 0,5 мл

стандартного раствора с титром 0,000064 г/мл в 25 мл фона

была получена волна высотой 30 мм.

47

146. Определите силу тока, проходящего через

полярографическую ячейку при потенциале - 1,0 В

относительно донной ртути, если характеристика капилляра

1,92, концентрация кадмия в растворе 2,0 10-3

моль/л, а

коэффициент диффузии 0,72 10-5

см2

с-1

.

147. Разбавили 50 мл сточной воды, содержащей фенол, до

250 мл и полярографировали. Высота волны фенола при

чувствительности 1/10 оказалась равной 24,5 мм. Определите

концентрацию фенола в сточной воде (в мг/л), если при

полярографировании стандартного раствора фенола,

содержащего 25,6 мг фенола в 250 мл, при чувствительности

прибора 1/100 высота волны составляла 38,5 мм.

148. При полярографировании 15 мл раствора соли цинка

высота волны цинка была 29,5 мм. После прибавления 2 мл

стандартного раствора с концентрацией цинка 2,56 10-4

М

высота волны увеличилась до 41,5 мм. Определите

концентрацию цинка в анализируемом растворе (в моль/л).

149. Навеску 0,5650 г минерала, содержащего титан, раство-

рили и после соответствующей обработки разбавили раствор

водой до 200 мл. При полярографировании 10 мл раствора,

содержащего титан (IV), высота волны оказалась равной

5,50 мкА. После прибавления 0,25 мл ТiCl4 концентрации

0,0000350 г/мл высота волны увеличилась до 6,3 мкА.

Определите содержание ТiО2 в минерале (в %).

150. Для построения калибровочного графика при

определении цинка в мерные колбы на 50 мл отобрали разные

количества 0,045 н раствора хлорида цинка, обработали,

довели до метки водой и затем полярографировали. Были

получены следующие результаты:

Объем хлорида

цинка, мл

2 4 6 8 12 16 20 24

H, мл 7 13 18 25 37 42 56 63

Определите, какому содержанию цинка (в г) соответствуют

высоты волн 31, 17, 51 мм.

48

151. Для построения калибровочного графика при

определении индия в полупроводниковом галлии

приготовили стандартные растворы и измерили предельный

ток при чувствительности прибора 1/25.

Концентрация индия , мг/10 мл 0,2 0,4 0,6 1,0

Предельный ток, мкА 2,3 4,8 6,3 11,4

Навеску галлия 0,2 г после соответствующей обработки

разбавили водой до 25 мл. При чувствительности прибора

1/10 высота волны индия оказалась равной 8,5 мкА.

Определите содержание индия (в %) в галлии.

152. -Бензоиноксим (купрон) осаждает медь аммонийно-

аммиачном растворе. В этом же растворе при рН 9 купрон

восстанавливается на ртутном капельном электроде, давая

волну при Е1/2= -1,63 В относительно насыщенного

каломельного электрода. В аналогичных условиях медь

образует две волны с потенциалами полуволн

соответственно Е1/2 = -0,1 В и Е1/2 = -0,5 В. Начертите

вероятные кривые амперометрического титрования меди

купроном, если приложенный потенциал равен -0,35 В,

-1,0 В, -1,8 В. Какой потенциал следует предпочесть при

определении меди в отсутствие мешающих ионов? Какой

потенциал следует предпочесть в присутствии цинка, если

Е1/2 для цинка в этих же условиях равен -1,50 В?

153. При снятии вольт-амперной кривой кадмия с

использованием ртутного капельного электрода и

аммонийно-аммиачного фона были получены следующие

данные:

- Е, В 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0

Н, мм 2 2 3 3,5 4,5 25 45 46 47

Вычислите потенциал полуволны кадмия и число электронов,

участвующих в процессе.

49

154. 50 мл раствора, содержащего 0,5 н NH4OH и 0,1 н

NH4Cl и неизвестную концентрацию никеля (II), титровали

при потенциале - 1,85 В относительно Нас. К.Э. стандартным

раствором диметилглиоксима, концентрация которого была

0,1076 М. При выбранном потенциале на ртутном капельном

электроде восстанавливается как тетрааммиачный комплекс

никеля (II), так и диметилглиоксим. При титровании были

получены следующие данные:

Объем

диметилглиоксима,

мл

0

1,0

2,0

3,0

3,2

3,40

Предельный

диффузионный ток,

мкА

18,90

13,96

9,66

5,52

4,58

3,64

Объем

диметилглиоксима,

мл

3,80

3,90

4,0

4,10

4,20

4,30

Предельный

диффузионный ток,

мкА

2,01

1,64

1,50

2,82

4,56

6,44

Определите концентрацию никеля (II) в исходном растворе.

155. В 0,1 М растворе хлорида калия потенциал

полярографической полуволны восстановления

аквакомплекса цинка (II) до амальгамы равен - 1,0 В

относительно Нас. К.Э. Но потенциал полуволны

восстановления тетрааммиачного комплекса цинка (II)

[Zn(NH3)4]2+

до амальгамы цинка равен - 1,18 В относительно

Нас. К.Э. в буферном растворе (0,1 М аммиак + 1,0 М

хлорида аммония). Рассчитайте константу образования

тетрааммиачного комплекса.

50

156. В 0,1 М растворе нитрата калия двухэлектронное

восстановление кадмия (II) имеет потенциал полуволны -

0,578 В относительно Нас. К.Э. Когда исследовали

полярографическое поведение кадмия (II) в 0,1 М растворах

нитрата калия, содержащих увеличивающиеся концентрации

аммиака, потенциал полуволны восстановления сдвигался в

более отрицательную область, как видно из следующих

результатов:

Конц. аммиака

несвязанного, М

0 0,126 0,282 0,446 0,562

BE ,2

1

-0,578 -0,679 -0,719 -0,743 -0,754

Конц. аммиака

несвязанного, М

0,828 1,230 1,680 2,000

BE ,2

1

-0,774 -0,794 -0,801 -0,819

Используя приведенную выше информацию, определите

формулу доминирующего комплекса кадмия (II) с аммиаком

и его константу (общую) образования. Коэффициенты

активности и изменение жидкостных диффузионных

потенциалов не учитывать.

157. В 1 М растворе гидроксида натрия восстановление –

ТеО32-

дает одну волну, используя при этом ртутный

капельный электрод, m которого была равна 1,5 мг/с, а время

капания 3,15 с. Измеряемый диффузионный ток был равен

61,9 мкА для 4 10-3

М раствора теллурит-иона. Определите,

до какой степени восстанавливается теллур, если

коэффициент диффузии равен 0,75 10-5

cм2

с-1

.

158. Полярографически можно определить примеси никеля

(II) в соли кобальта (II). Пробу химически чистого

СoSO4 7H2O массой 3,000 г перенесли в мерную колбу

емкостью на 100 мл и растворили в небольшом объеме

воды. Затем добавили 2 мл конц. НС1, 5 мл пиридина и 5 мл

51

0,25 % раствора желатина. Раствор довели до метки водой и

перемешали. 75,00 мл полученного раствора перенесли в

полярографическую ячейку. Полученный диффузионный

ток оказался равным 1,97 мкА при - 0,97 В относительно

Нас.К.Э. Далее в полярографическую ячейку ввели 4,00 мл

9,24 10-3

М раствора хлорида никеля (II). При этом

диффузионный ток возрос до 3,95 мкА. Предполагая, что

примесь никеля (II) присутствует в виде NiSO4 7H2O,

рассчитайте процентное содержание этого соединения в

данной соли кобальта (II).

159. Витамин Е ( -токоферол) можно определить при

помощи амперометрического титрования хлоридом золота

(III):

OH C3

HO

CH3

CH3

CH3

C H16 33

3 + 2AuCl4 + 3H O2

CH3

H C 3

O

O

CH CH C C H 2 2 16 33

OH

CH3

+ 2Au + 6H + 8Cl+3

Таблетку витамина Е, содержащую, как полагают, 30 мг

-токоферола растворили примерно в 90 мл сложного

растворителя. Раствор витамина E количественно перенесли в

полярографическую ячейку и титровали раствором золота

при потенциале - 0,075 В относительно Нас.К.Э. Из

микробюретки прибавляли 0,00979 М раствор HAuCl4 в

75 % этаноле, и измеряли диффузионный ток,

52

соответствующий каждой добавленной порции титранта.

Результаты титрования следующие:

V,

HAuCl4, ml

0 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 5,50 6,00 6,50

I, mkA -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 +0,43 +0,96 +1,47 +1,98

Рассчитайте содержание (в мг) -токоферола в таблетке.

160. При полярографическом определении на ртутном

капельном электроде с m= 2,14 мг/c, =4 с,

D= 1,3 10-5

cm2

c-1

на фоне нитрата аммония в смеси бензола и

метанола для циклогексилпероксидикарбоната (ЦПК) были

получены следующие значения диффузионного тока при

разных концентрациях:

С,

ммоль/л

0,176 0,348 0,509 0,667 0,819

Id, мкA 1,44 2,78 4,11 3,45 6,56

Определите число электронов, участвующих в реакции

восстановления и концентрации ЦПК в растворе, если с

капилляром, для которого m=1,84 мг/с и =4,3 с, величина

диффузионного тока равна 3,58 мкА.

161. 50 мл раствора 0,00500 М по нитрату свинца (II) и 1 M по

нитрату калия титровали 0,500 М раствором сульфата кадмия

1 М по нитрату калия. Потенциал ртутного капающего

электрода поддерживали равным - 0,70 В относительно Нас.

К. Э. Время капания и скорость вытекания ртути равна

соответственно 3,96 с и 1,98 мг/с. Если коэффициент

диффузии свинца (II) в 1 М растворе нитрата калия равен

1,9 10-5

cм2с

-1, а произведение растворимости сульфата

свинца 1,6 10-8

, каков будет измеряемый ток (в мкА) в точке

эквивалентности. Остаточным током можно пренебречь.

53

162. Исследуемый раствор кадмия (II) был проанализирован

полярографическим методом стандартных добавок. Найдено,

что 25,00 мл испытуемого раствора дает диффузионный ток,

равный 1,86 мкА. Далее к испытуемой пробе добавили

5,00 мл 2,12 10-3

М стандартного раствора кадмия (II). При

этом диффузионный ток оказался равным 5,27 мкА.

Рассчитайте концентрацию кадмия (II) в испытуемом раст-

воре.

163. При определении индия методом амальгамной

полярографии в растворе с концентрацией индия 3,5 10-8

М

при потенциале -0,80 В и времени накопления 10 мин

высота пика индия составила 26 мм.

Для определения примеси индия в полупроводниковом

сплаве 0,2 г сплава были растворены в 100 мл кислоты. В

тех же условиях пик индия оказался очень маленьким.

После увеличения времени накопления до 35 мин пик индия

оказался равным 11 мм. Определите содержание индия (в

%) в сплаве.

164. Сущность хроматографических методов анализа.

Классификация хроматографических методов анализа (по

агрегатному состоянию, по механизму разделения, по способу

проведения процесса).

165. Адсорбционная хроматография. Закон адсорбционного

замещения. Уравнение Ленгмюра. Адсорбционно-жидкостная

хроматографии. Газоадсорбционная хроматография.

Неподвижная и подвижная фазы.

166. Дайте определение следующим понятиям: газ-носитель,

время удержания tR, объем удержания VR , объем подвижной

фазы VM, объем неподвижной фазы VS, приведенный

удерживаемый объем V R.

167. Качественный хроматографический анализ.

Количественный хроматографический анализ (на примере

газожидкостной хроматографии). Определение концентрации

веществ (метод абсолютной калибровки, метод нормировки,

метод внутренней нормализации).

54

168. Сущность распределительной хроматографии.

Концентрационный и массовый коэффициенты

распределения. Коэффициент удержания. Колончатая и

газожидкостная распределительная хроматография.

Принципиальная схема газожидкостного хроматографа.

169. Понятие о теоретической тарелке. Расчет числа

теоретических тарелок. Высота, эквивалентная теоретической

тарелке (ВЭТТ),

170. Устройство и принцип работы пламенно-

ионизационного детектора и катарометра. Преимущества и

недостатки каждого детектора.

171. Сущность метода бумажной хроматографии

(восходящая, нисходящая, продольная, поперечная).

Тонкослойная хроматография. Качественный и

количественный анализ методом бумажной хроматографии.

172. Ионообменная хроматография. Ионины (катиониты,

аниониты и амфолиты). Ионообменные процессы.

Преимущества и недостатки ионообменной

хроматографии. Области ее применения.

173. Сущность осадочной, комплексообразовательной и

окислительно-восстановительной хроматографии.

100. Рассчитайте объемы удержания веществ А и В, если

VS=1,5 мл, VM=2,5 мл, DB=15,0, DA=5,0. Какой компонент

элюируется первым?

174. Рассчитайте число теоретических тарелок N и Н для

колонки длиной в 20 см, если из кривой элюирования следует,

что VR=185 мл, a W = 83 мл.

175. Eсли определяемое соединение элюируется из колонки,

имеющей 50 теоретических тарелок, VR=20 мл, а условия

элюирования несколько изменились и VR=60 мл. Рассчитайте

ширину пиков на кривой элюирования в обоих случаях.

176. Рассчитайте, пройдет ли полностью разделение веществ

А и В, если VS=1,5 мл, VM=2,5 мл, DA=5,0 и DB=15,0. Число

теоретических тарелок равно 20. Как произойдет разделение

при N=100?

55

177. Рассчитайте разрешение RS для системы, если N=20,

VR(A)=10 мл, VR(B)=25 мл, WA=9 мл, WB=22,4 мл.

178. Сравните разрешение компонентов А и В на колонке, у

которой число теоретических тарелок равно 900, если DA=1,0 ,

DB=1,2 и DA=10 , DB=12. В обоих случаях - равно 1,2.

179. Газохроматографическая колонка имеет 2000

теоретических тарелок. VR(A)=21,0 мин, а VR(B)=21,8 мин,

VA=1,0 мин. Рассчитайте DB/DA. Рассчитайте число

теоретических тарелок для RS=1,0.

180. Органическое вещество элюируют из

хроматографической колонки раствором, содержащим

различные количества хлороформа в гексане. Значения Dm

для различных концентраций раствора составляют: 39,8

(для 2% хлороформа), 11,0 (для 5% хлороформа), 2,0 (для

9% хлороформа).

а. Постройте график зависимости lgDm от процентного

содержания хлороформе в элюенте.

б. Рассчитайте VR для каждой точки графика, если

VM=2,2 мл.

в. При какой концентраций хлороформа Dm=1? Найдите VR в

этой точке.

181. Два соседних пика, полученных при

хроматографировании на колонке с объемом неподвижной

фазы VS=2 мл, имеют значения VR, равные соответственно

10,8 и 13,2. Рассчитайте значения VR для каждого тока,

полученного на колонке c VS=1,0 мл. Для обеих колонок

VM=1,8 мл.

182. На колонке длиной 50 см VR одного из пиков равен

4,80 мл, а его ширина W равна 0,80 мл. Рассчитайте число

теоретических тарелок колонки и высоту, эквивалентную

теоретической тарелке Н.

183. На колонке с 256 теоретическими тарелками объемы

удержания двух соседних пиков равны 5,0 и 6,2 мл

соответственно. Рассчитайте ширину W каждого пика и

разрешение этих пиков.

56

184. Число теоретических тарелок хроматографической

колонки равно 512. Объемы удержания VR(A)= 5,0 мл,

VR(B)=6,2 мл. Найдите ширину W каждого пика, разрешение

этих пиков и область каждого пика.

185. Найдите длину колонка, необходимую для разделения

веществ А и В с разрешением, равным 1,0. В этом случае

VR(A)= 10,0 мл, VR(B)=6,2 мл, =1,10, Н= 0,1 см.

186. Температура газохроматографической колонки 65 °С, а

скорость протекания газа-носителя 60 мл/мин. Колонка

содержит 0,40 мл неподвижной жидкой фазы, нанесенной на

твердый носитель. Величина VA=1 мин.

а. Рассчитайте коэффициент распределения D

соединения А, время удержания которого составляет

8,5 мин.

б. Рассчитайте коэффициент распределения D

вещества В, время удержания которого равно 2,5 мин.

Определите фактор разделения этих соединений.

в. Как изменится время удержания соединения В при

увеличении VS от 0,40 мл до 0,60 мл?

187. Время, необходимое для прохождения подвижной фазы

через колонку, равно 25 мин. Чему равно значение R

(коэффициента удержания) для некоторого растворенного

вещества, которое имеет время удержания tR=261 мин.

Сколько времени растворенное вещество будет находиться

в подвижной и неподвижной фазах до выхода из колонки?

188. Значение R для каждого растворенного вещества при

использовании некоторой хроматографической колонки

равно 0,1. Объем подвижной фазы в колонке WM=2 мл.

Чему равно значение tS для растворенного вещества, когда

скорость потока подвижной фазы равна 10 мл/мин?

189. Чему будет равно значение К для растворенного

вещества в системе, у которого R=0,1, VS=0,5, VM=2 мл?

190. Скорость передвижения подвижной фазы в колонке

длиной 10 см равна 0,01 см/с. Для элюирования компонента

А требуется 40 мин. Какая часть от общего времени

элюирования потребуется для пребывания компонента А в

57

подвижной фазе? Чему равно значение R для этого

соединения?

191. В газовой хроматографии скорость передвижения

подвижной фазы можно непосредственно измерить, если

вводить некоторое количество растворенного вещества,

аналогичного метану, который не удерживается

стационарной фазой. В капиллярной колонке длиной в 50 м

время удержания метана равно 71,5 с, а время удержания

н-гептадекана 12,6 мин. Чему равна скорость передвижения

подвижной фазы? Чему равно R для зоны н-гептадекана?

Чему равна скорость передвижения зоны н-гептагена?

Литература

1. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Москва:

Химия, 1977.

2. Ляликов Ю.С. Физико-химические методы анализа.

Москва: Химия, 1974.

3. Пикеринг У.Ф. Современная аналитическая химия.

Москва, «Химия», 1977.

4. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии.

Москва: Химия, 1989.

5. Ляликов Ю.С. Задачник по физико-химическим методам

анализа. Москва: Химия, 1972.

58

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

Примеры решения задач и контрольные задания

Составители

Родика Стурза,

Вероника Амарий,

Юрий Суботин

_____________________________________________________

Bun de tipar 05.06.03. Format 60x84 1/16

Hârtie ofset. Tipar ofset. Coli de tipar 3,5.

Tirajul 100 exemplare. Comanda nr.

_____________________________________________________

Universitatea Tehnică a Moldovei

MD-2004, Chişinău, bd. Ştefan cel Mare, 168.

Secţia Redactare şi Editare a U.T.M.

MD-2068, Chişinău, str. Studenţilor, 11.

59