Спектроскопические методы анализа

Вопросы для самоконтроля

1. Рассчитайте минимальное содержание циркония (%), которое можно определить люминесцентным методом в виде комплекса с морином, пользуясь следующими данными: 1) навеску массой 1.000 г перевели в 250.0 мл раствора; 2) максимальной величине регистрируемого фототока, равной 250 мкА, отвечает концентрация циркония 0.1 мкг/мл;
3) минимальная величина фототока, регистрируемая микроамперметром, равна 1 мкА.

2.Относительная оптическая плотность моносульфосалицилатного комплекса железа при l=510 нм в кювете l =5.00 см равна 0.225. Раствор сравнения содержал 0.050 мг железа в объеме 50.00 мл. Определите концентрацию железа (мг/л) в растворе, если молярный коэффициент поглощения комплекса при l=510 нм равен e = 1.8×10³ л×моль^-1×см^-1.

3. Навеску урановой руды 0.1500 г растворили и после соответствующей обработки раствор разбавили водой до 100.00 мл. Интенсивность флуоресценции раствора составила 60.0 у.е. После добавления к 20.00 мл этого раствора 5.0 мкг урана интенсивность флуоресценции увеличилась до 110.0 у.е. Определить массовую долю урана (w,%), считая, что интенсивность флуоресценции пропорциональна концентрации урана, а интенсивность флуоресценции контрольного опыта эквивалентна флуоресценции 1 мкг урана. Какое количество урана (кг) содержится в 1 т руды?

4. Для определения натрия в стекле три его навески по 0.1000 г растворили в смеси H₂SO₄ и HF, растворы упарили, остатки обработали разбавленной HCl и перенесли в мерные колбы объемом 250.00 мл. Во вторую и третью колбы добавили, соответственно, 10.00 и 20.00 мл стандартного раствора натрия (c =250.0 мкг/мл). Растворы разбавили водой до метки и фотометрировали в пламени светильный газ-воздух. Получены следующие результаты:

раствор I, у.е.

1 17.0

2 26.0

3 35.0

Определите массовую долю (%) натрия в стекле.

5.Молярный коэффициент поглощения салициловой кислоты в форме H₂A при 320 нм равен 1.70^.10³, а в форме HA - 7.50^.10². Насыщенный водный раствор салициловой кислоты при рН 3.3 имеет оптическую плотность 0.492 при 320 нм (l =0.25 мм). Рассчитайте молекулярную растворимость салициловой кислоты, если показатели констант ее кислотной диссоциации равны рК_a1 =2.97, рК_a2 =13.4.

6.При определении кадмия в сточных водах к анализируемому раствору добавляют девятикратный объем органического реагента L с концентрацией 1.00×10^–3М и измеряют поглощение образующегося комплекса в кюветах l =1.00 см при l=610 нм. Поглощение раствора, приготовленного смешением раствора соли кадмия, содержащего 2.81 мкг металла в 1 мл, и раствора реагента, оказалось равным 0.150. Поглощение раствора реагента при l=610 нм равно 0.040. Рассчитайте молярные коэффициенты поглощения комплекса кадмия и органического реагента при указанной длине волны.

7.Рассчитайте константу равновесия реакции

AuBr₄^- + 2 Au + 2 Br^- = 3 AuBr₂^-

по спектрофотометрическим результатам измерения (l=1 см), если:

1) после достижения равновесия оптическая плотность раствора при 382 нм равна 0.445;

2) исходные концентрации AuBr₄^- и HBr равны 1.23^.10^-3 и 0.4 М;

3) раствор AuBr₄^- с концентрацией 8.5^.10^{-5 М в 0.4 М HBr при 382 нм}

имеет оптическую плотность 0.410;

4) раствор AuBr₂^- при 382 нм не поглощает.

Хроматографические методы анализа

1. На хроматограмме получены пики при 0,84 мин (неудерживаемый компонент A), при 10,60 мин (компонент B) и 11,08 мин (компонент C). Ширина пиков B и C соответствует 0,56 и 0,59 мин соответственно. Длина колонки - 28,3 см, объем стационарной фазы -12,3 мл, подвижной фазы - 17,6 мл. Рассчитайте: а) число теоретических тарелок колонки; б) высоту, эквивалентную теоретической тарелке, и укажите, что характеризует эта величина; в) коэффициент удерживания для компонентов B и C; г) коэффициенты распределения компонентов B и C; д) коэффициент селективности и разрешение пиков компонентов B и C. Нарисуйте хроматограмму.

2. При разделении на хроматографической колонке с объемом неподвижной фазы 1,5 мл и объемом удерживания неудерживаемого компонента 2,5 мл, соединения А и В имеют коэффициенты распределения 5,0 и 15,0 соответственно. Эффективность колонки - 20 теоретических тарелок. Рассчитайте, будет ли полным разделение веществ А и В. Какова должна быть эффективность колонки, чтобы получить 6s-разделение компонентов А и В?

3. Стандартные отклонения хроматографического пика, связанные с некоторыми факторами размывания, составляют 0,0041; 0,0011; 0,0091 и 0,0470 см. Вычислите: а) стандартное отклонение ширины пика;
б) эффективность колонки (Н, мкм) длиной 15 см; в) число теоретических тарелок, необходимое для 4s-разделения двух веществ, если коэффициент селективности равен 1,03.

4. Определите удерживаемый объем н-пентанола, если при 77°С и скорости потока газа-носителя 90 мл/мин на сорбенте Chromaton N AW DMCS, покрытом Carbowax 1500, получены следующие времена удерживания спиртов: метанол - 72,3 с; этанол - 126 с; бутанол - 509 с. Пик неудерживаемого компонента появляется на хроматограмме через
30 с после старта.

5. Рассчитайте содержание (% масс.) гексана, гептана, октана и нонана в смеси по следующим данным:

6. Проведен газохроматографический анализ очищенного продукта на содержание толуола. В качестве внутреннего стандарта использовали трет-бутилбензол (трет-ББ). Вначале провели анализ стандартной смеси, содержащей по 0,050 % масс. толуола и трет-ББ, и получили хроматографические пики высотой 4,70 и 4.20 см соответственно. При анализе продукта ввели 0,045% масс. стандарта и получили хроматограмму, на которой высоты пиков толуола и трет-ББ составили 5.21 и 4.11 см соответственно. Каково содержание толуола (% масс.) в пробе?