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,

V_a = 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)/V_a = 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