Опыт 4. Зависимость величины адсорбции от природы растворителя

Выполнение: в одну пробирку налейте 5 мл водного раствора метиленовой сини, а в другую – столько же спиртового раствора этого красителя. В каждую пробирку добавьте равные порции активированного угля. Содержимое пробирок взболтайте и быстро фильтруйте. Сравните окраски фильтратов. Аналогично проведите опыт по адсорбции на меле.

ВЫВОДЫ:

1. Поясните, почему краситель лучше адсорбируется из водного раствора, учитывая полярность сорбента и растворителей (правило Ребиндера).

2. Сравните величину адсорбции красителя на угле и меле.

3. Составьте схемы адсорбции.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Какое поверхностное натяжение имеют водные растворы NaCl, Na₂SO₄, этилового спирта, стирального порошка «Лотос» по отношению к воде? К какому типу веществ они относятся (ПАВ или ПИАВ)?

2. Исследуйте влияние природы сорбента и сорбтива на процесс адсорбции на примере: водный раствор метиленовой сини С₁₆Н₁₈N₃⁺Cl^-, водный раствор FeCl₃, адсорбент – уголь. Сделайте выводы о влиянии природы растворителя на процесс адсорбции.

3. Исследуйте процесс адсорбции красителя метил-виолет на угле и на меле из водного и спиртового растворов. Сделайте выводы о влиянии природы растворителя на процесс адсорбции. Сравните полноту адсорбции на угле и на меле.

Образец ответа на контрольные вопросы:

ВОПРОС: Какое из веществ будет наиболее полно адсорбироваться на поверхности угля из водного раствора: метил-виолет С₁₆Н₁₈N₃⁺Cl^- или малахитовый зеленый С₂₃Н₂₅N₂⁺Cl^-?

ОТВЕТ: Красители имеют дифильную природу, уголь – неполярный адсорбент, поэтому на нем будут адсорбироваться малополярные (дифильные) вещества. Вода – полярный растворитель и не имеет сродства к сорбенту, поэтому конкуренции растворителя и сорбтива не произойдет.

С хема адсорбции

Из двух красителей наиболее полно будет адсорбироваться метил-виолет, т.к., согласно правилу Дюкло-Траубе, поверхностная активность органических веществ одного гомологического ряда возрастает в 2-3 раза с ростом углеродной цепи на группу –СН₂– .

ЛИТЕРАТУРА:

1. С. 423-446; 3. С. 153-167; 5. С. 101-107; 6. С. 681-702.

Работа 10. Хроматография

Хроматографические методы находят широкое применение в клинической практике. Хроматографию на бумаге и тонкослойную хроматографию используют для определения аминокислот, углеводов, нуклеотидов, кетокислот и гормонов и др. в биологических жидкостях (сыворотка крови, моча, слюна, пот) или в экстракте из тканей в норме и при различных патологических состояниях. Методом хроматографии на бумаге установлены состав и содержание некоторых веществ при заболеваниях с нарушением азотистого обмена, например, при болезнях печени, почек, недостаточности витаминов, психических заболеваниях, вызванных токсическим действием отдельных аминокислот.

Аминоизомасляная кислота впервые была открыта в моче при помощи бумажной хроматографии. Эта аминокислота встречается в больших количествах у отдельных индивидуумов (семейный признак), она найдена примерно у 5-10 % населения.

Аминоацидурия хроматографически определяется при почечной коме и некрозах печени, злокачественных новообразованиях, нефритах, ожогах, голодании. Обнаружение на хроматограммах в моче детей аргининянтарной кислоты (АЯК) впервые позволило описать и выяснить патогенез наследственного психического заболевания детей, названного аргининянтарной ацидурией. Высокое содержание АЯК в цереброспинальной жидкости вызывает отравление центральной нервной системы. Тонкослойную хроматографию на оксиде алюминия и силикогеле используют для качественного и количественного определения гормонов коры надпочечника (17-кетостероидов) и половых гормонов (андростерона и эстрогенов) в плазме, крови и моче. Этот метод применяют для ранней диагностики беременности и гормональных заболеваний.

Сочетание электрофореза и бумажной хроматографии впервые позволило установить различие в аминокислотном составе нормального гемоглобина человека и гемоглобина больных серповидноклеточной анемией, положив начало изучению болезненных процессов, совершающихся на молекулярном уровне.

Хроматография оказалась незаменимой для изучения патогенеза болезней, протекающих с нарушением различных других сторон обмена веществ, что открыло новые диагностические возможности и указало пути рациональной терапии некоторых заболеваний. Широкое применение находит хроматография в судебно-медицинской экспертизе.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

1. Освоить экспериментальные методы разделения красителей с помощью метода бумажной хроматографии.

2. Освоить экспериментальный метод разделения ионов методом колоночной хроматографии.

3. Освоить экспериментальный метод разделения компонентов мочи на анионите.

4. Научиться оценивать разделение компонентов с помощью расчета отношения скоростей их перемещения к скорости перемещения фронта растворителя (величина R_f).

5. Научиться идентифицировать вещество на основании сопоставления скоростей и перемещения его и «свидетеля» по слою сорбента.

6. Научиться качественно оценивать разделение компонентов, близких по химической природе.

ЗАДАНИЕ:

Выполните четыре опыта, дайте оценку использованных методов по механизму и технике выполнения, объясните положение окрашенных зон в бумажной и колоночной хроматографии, рассчитайте R_f у компонентов смеси и у «свидетелей». Напишите схему ионного обмена при поглощении и элюировании, подтвердите выделение ионов ОН^- в растворе при поглощении и С1^- в элюате, оформите отчет.