Вход

Физико-химические методы определения гликолевой кислоты

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Реферат*
Код 142735
Дата создания 2008
Страниц 19
Источников 11
Покупка готовых работ временно недоступна.
560руб.

Содержание


Глава 1. Физико-химические свойства гликолевой кислоты.
Глава 2. Количественное определение гликолевой кислоты.
Глава 3. Инструментальные методы определения
Глава 4. Методики определения гликолевой кислоты (спектрофотометрия, инверсионная вольтамперометрия, хроматография)
Список литературы:

Фрагмент работы для ознакомления

При вытеснительном варианте в сорбент вводится разделяемая смесь, а затем поток газа-носителя, содержащего вытеснитель (элюент), при движении которого смесь через некоторый период времени разделится на зоны чистых веществ, между которыми окажутся зоны их смеси. Ряд видов хроматографии осуществляется с помощью приборов, называемых хроматографами, в большинстве из которых реализуется проявительный вариант хроматографии. Хроматографы используют для анализа и для препаративного разделения смесей веществ. При анализе разделённые в колонке хроматографа вещества вместе с элюентом попадают через различные промежутки времени в установленное на выходе из хроматографической колонки детектирующее устройство, регистрирующее их концентрации во времени. Полученную в результате этого выходную кривую называют хроматограммой. Для качественного хроматографического анализа определяют время от момента ввода пробы до выхода каждого компонента из колонки при данной температуре и при использовании определённого элюента. Для количественного анализа определяют высоты или площади хроматографических пиков с учётом коэффициентов чувствительности используемого детектирующего устройства к анализируемым веществам. Для анализа и разделения веществ, переходящих без разложения в парообразное состояние, наибольшее применение получила газовая хроматография, где в качестве элюента (газа-носителя) используются гелий, азот, аргон. Для газо-адсорбционного варианта хроматографии в качестве сорбента (частицы диаметром 0,1-0,5 мм) используют силикагели, алюмогели, молекулярные сита, пористые полимеры и другие сорбенты с удельной поверхностью 5-500 м2/г. Для газо-жидкостной хроматографии сорбент готовят нанесением жидкости в виде плёнки (высококипящие углеводороды, сложные эфиры, силоксаны) толщиной несколько мкм на твёрдый носитель с удельной поверхностью 0,5-5 м2/г и более. Рабочие температурные пределы для газо-адсорбционного варианта хроматографии от -70 до 6000С, для газо-жидкостного от -20 до 4000С. Газовой хроматографией можно разделить несколько см3 газа или мг жидких (твёрдых) веществ; время анализа от нескольких секунд до нескольких часов. В жидкостной колоночной хроматографии в качестве элюента применяют легколетучие растворители (например, углеводороды, эфиры, спирты), а в качестве неподвижной фазы - силикагели (силикагели с химически привитыми к поверхности различными функциональными группами - эфирными, спиртовыми), алюмогели, пористые стекла; размер частиц всех этих сорбентов несколько мкм. Подавая элюент под давлением до 50 Мн/м2 (500 кгс/см2), удаётся сократить время анализа от 2-3 часов до нескольких минут. Для повышения эффективности разделения сложных смесей используют программируемое во времени изменение свойств элюента путём смешения растворителей разной полярности (градиентное элюирование). Жидкостная молекулярно-ситовая хроматография отличается использованием сорбентов, имеющих поры строго определённого размера (пористые стекла, молекулярные сита, в том числе декстрановые гели). В тонкослойной и бумажной хроматографии исследуемую смесь в жидком виде наносят на стартовую линию (начало пластинки или полоски бумаги), а затем разделяют на компоненты восходящим или нисходящим потоком элюента. Последующее обнаружение (проявление) разделённых веществ на хроматограмме (так в этих случаях называют пластину с нанесённым на неё сорбентом или хроматографическую бумагу, на которых произошло разделение исследуемой смеси на компоненты) осуществляют при помощи ультрафиолетовой спектроскопии, инфракрасной спектроскопии или обработкой реактивами, образующими с анализируемыми веществами окрашенные соединения. Качественно состав смесей с помощью этих видов хроматографий характеризуют определённой скоростью перемещения пятен веществ относительно скорости движения растворителя в данных условиях. Количественный анализ осуществляют измерением интенсивности окраски вещества на хроматограмме. Газовая хроматография применяется для газов разделения, определения примесей вредных веществ в воздухе, воде, почве, промышленных продуктах; определения состава продуктов основного органического и нефтехимического синтеза, выхлопных газов, лекарственных препаратов, а также в криминалистике. Газовая хроматография применяется также для определения физико-химических характеристик индивидуальных соединений: теплоты адсорбции и растворения, энтальпии, энтропии, констант равновесия и комплексообразования; для твёрдых веществ этот метод позволяет измерить удельную поверхность, пористость, каталитическую активность. Жидкостная хроматография используется для анализа, разделения и очистки синтетических полимеров, лекарственных препаратов, детергентов, белков, гормонов и других биологически важных соединений. Использование высокочувствительных детекторов позволяет работать с очень малыми количествами веществ (10-11-10-9г), что исключительно важно в биологических исследованиях. Тонкослойная и бумажная хроматография используются для анализа жиров, углеводов, белков и других природных веществ и неорганических соединений.
Глава 4. Методики определения гликолевой кислоты (спектрофотометрия, инверсионная вольтамперометрия, хроматография)
Инверсионная вольтамперометрия:
Измерения проводят на полярографе ПСЛ-1 по трехэлектродной схеме: рабочий электрод - висящая ртутная капля, вспомогательный электрод - платиновый и электрод сравнения - хлорсеребряный электрод в насыщенном растворе KCl (х.с.э.). Для записи вольтамперограмм используется двухкоординатный самописец.
В работе используют растворы:
фоновый раствор - 0,1М NaCl c pH 3;
исходные растворы металлов:
1)Cu, Cd и Zn по 10-1 г/л;
2) 10-1 г/л Pb при рН 3.
Электрохимическое накопление определяемых металлов в амальгаме ведут за счет электровосстановления при потенциале -1,1В (относ. х.с.э.) в течение различного времени (от 20 до 100 сек). Съемку анодных вольтамперных кривых проводят в интервале потенциалов -1,1 - +0,1В при скорости развертки потенциала 2 - 5 мВ/с и наложении квадратно-волновых импульсов с амплитудой +5 - +20 мВ.
Перед проведением измерений в течение 15 мин, а также при проведении накопления амальгамы через раствор пропускают инертный газ (аргон) для удаления из раствора растворенного кислорода. Во время съемки вольтамперограмм инертный газ пропускают над раствором.
В ячейку заливают 30мл фонового раствора с неизвестной концентрацией катионов Cu, Cd, Zn и Pb. Пропускают через раствор в течение 15 мин инертный газ, подвешивают ртутную каплю, проводят накопление амальгамы в течение установленного времени и снимают анодную вольтамперную кривую. Изменяют время накопления, подвешивают новую каплю ртути и проводят снова накопление амальгамы и снятие вольтамперограммы. Времена накопления (tn) устанавливают 20, 40, 60, 80 и 100 сек.
На полученных вольтамперных кривых определяют высоты пиков (Ip) для всех четырех определяемых металлов и строят график зависимости Ip от tn. Выбирают время накопления, соответствующее середине линейного участка зависимости Ip от tn (40 сек), и проводят съемку 3 вольтамперных кривых при этом времени накопления. Рассчитывают, какие добавки растворов определяемых металлов с концентрацией 10-1г/л нужно внести в ячейку для изменения концентрации рабочего раствора на указанную величину. Вводят рассчитанные добавки, 10 мин пропускают через раствор инертный газ и снимают еще 3 вольтамперограммы при том же времени накопления. Для каждого пика определяют средние значения высоты пика, полученные в исходном растворе и в растворе после введения добавки. Концентрации катионов в исходном растворе находят с помощью соотношения
Ip1/Ip2 = cx/(cx+c) , где
Ip1 - высота пика в исходном растворе;
Ip2 - высота пика после введения в раствор добавки;
cx - концентрация катиона данного металла в исходном растворе;
c - изменение концентрации соответствующего катиона в растворе в результате введения добавки.
Вводят в ячейку вторично такие же добавки катионов металлов, пропускают инертный газ и проводят аналогичные измерения. С помощью соотношения Ip1/Ip3 = cx/(cx+2c) (где Ip3 - высота пика после введения в раствор второй добавки) также определяют исходную концентрацию в растворе ионов исследуемых металлов. Рассчитывают средние значения концентрации ионов в исходном растворе, полученные в результате расчетов после введения первой и второй добавок.
Количественное определение гликолевой кислоты в крови и моче хроматографическим методом:
Определение гликолевой кислоты производится в виде ее метильного производного. К 0,5 мл плазмы крови (или мочи) добавляют 1,0 мл метанола,
содержащего 3,9 мкмоль/л (41 мг%) этоксиуксусной кислоты, использующейся в качестве внутреннего стандарта. Пробу центрифугируют 10 минут при 3000 об/мин. К 0,5 мл супернатанта (надосадочной жидкости) добавляют 100 мг ТМА, 0,2 мл 10% раствора аммиака и 0,1 мл иодистого метила. Пробу герметизируют и инкубируют в течение часа при температуре 800С, а затем производят определение деривата гликолевой кислоты газохроматографическим методом. Условия определения: газовый хроматограф с пламенно-ионизационным детектором; колонка стеклянная, длиной 3,3 м, внутренним диаметром 3 мм; насадка - 10% Carbowax - 20 М на хроматоне N-AW, газ-носитель – гелий со скоростью 30 мл/мин, температура колонки – 1000С, испарителя и детектора – 1800С. Идентификацию гликолевой кислоты производят по абсолютному времени удерживания. Расчет концентрации определяемого вещества осуществляют по формуле:
C=K (H1/H2) (ммоль/л), где: Н1 - высота (или площадь) пика исследуемого вещества, мм; Н2 - высота (или площадь) пика стандарта, мм; К - поправочный коэффициент.
Экспресс-определение этиленгликоля (предшественника образования гликолевой кислоты в организме) в моче и плазме крови методом газовой хроматографии:
Условия газохроматографического определения: газовый хроматограф с пламенно-ионизационным детектором, колонка стеклянная, длиной 1,2 м,
внутренним диаметром 3 мм, насадка - Separon BD (100 мкм) или Porapak Q-S (80 - 100 мкм), газ-носитель - гелий со скоростью 45 мл/мин, температура
колонки при использовании сепарона 1800С, порапака 2000С, температура
испарителя 2200С, скорость движения диаграммной ленты 3 мм/мин. 2 - 3 мкл мочи или плазмы крови вводят в колонку хроматографа при указанных условиях. Чувствительность прибора устанавливается таким образом, чтобы при хроматографировании метчика - 100 мг% (16 ммоль/л) раствора гликолевой кислоты на хроматограмме регистрировался пик высотой не менее 5 см. При таких условиях исследования биожидкостей на хроматограмме фиксируются и самые низкие концентрации гликолевой кислоты, идентификация которой осуществляется по абсолютному времени удерживания, совпадающему с метчиком. Следует отметить, что при исследовании биологических объектов на хроматограммах, как правило, регистрируется фоновый пик со временем удерживания, приблизительно равным половине времени удерживания гликолевой кислоты и также не мешающий ее определению. При отрицательном результате анализа, то есть, если на хроматограмме при вышеуказанной чувствительности отсутствует пик со временем удерживания гликолевой кислоты, делается вывод о не обнаружении гликолевой кислоты в исследуемых биологических.
Инфракрасная - спектроскопия
Условия анализа: инфракрасный спектрофотометр «Specord M80», диапазон волновых чисел 4000 - 650 см-1, программа управления щелью 12, время интегрирования 0,25 сек, сдвиг точки нуля 100, масштаб шкалы абсцисс 0,5, способ представления ординат - % Т. 0,5 - 1 мл водного извлечения из крови или мочи испаряют в агатовой ступке до объема капли. К полученному концентрату прибавляют небольшое количество порошка бромида калия. После перемешивания влажный порошок осторожно подсушивают под вентилятором до сыпучего состояния, таблетируют в пресс-форме (диаметр таблетки 3 мм) и подвергают спектральному исследованию.
Список литературы:
Артеменко А.И. Органическая химия издательство «Высшая школа». М., 2003., - 680 c.
Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. Органическая химия. М.: «Дрофа». 2002. Кн. 1. 640 с.
Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс современной органической химии. М.: «Высшая школа». 1999., - 768 с.
Брайнина Х.З., Нейман Е.Я., Слепушкин В.В. Инверсионные электроаналитические методы. М.: Химия, 1988., - 230 c.
Вайзман Ф.Л. Основы органической химии: Учебник пособие для вузов; Пер, с англ. Под ред.А.А.Потехина, СПб: Химия, 1995.,- 463 с.
Методы работы в лабораторном практикуме по органической химии. Методические указания. Составители: Карманова Т.В., Хелевина О.Г. Иваново: ИГХТА. 1995., - 40 с.
Реутов О.А., Курц А.Л. Бутин К.П. Органическая химия. М.: Изд. МГУ. 1999. Ч. 1. 608 с.
Реутов О.А., Курц А.Л. Бутин К.П. Органическая химия. М.: Изд. МГУ. 1999. Ч. 2. 624 с.
Реутов О.А., Курц А.Л. Бутин К.П. Органическая химия. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2004. Ч. 3. 544 с.
Реутов О.А., Курц А.Л. Бутин К.П. Органическая химия. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2004. Ч. 4. 726 с.
Шабаров Ю.С. Органическая химия. М.: «Химия». 2000. Изд. 3. 848 с.
Этап титрования Оттитровано кислоты, % Объем добавленного титранта, мл Общий объем смеси в колбе для титрования, мл Состав раствора Расчетная формула pH 1 0 0 10 НОСН2СООН [H+] = √Ka co=√3,86 .10-5 . 0,1=2,90 .10-3 M
pH= ½(pKa + pco)
2,9 2 50 5 15 НОСН2СООН+
НОСН2СООNa [H+] = Ka/co Vo=3,83 . 10-5M
4,8 90 9,0 19,0 НОСН2СООН+
НОСН2СООNa [H+] =Ka (0,1 . 10 – 0,1 . 9,90)/0,1 . 9,90 = 3,83 . 10-7M
6,8 99,9 9,99 19,9 НОСН2СООН+
НОСН2СООNa [H+] =Ka (0,1 . 10 – 0,1 . 9,99)/0,1 . 9,99 =3,83 . 10-8M
7,8 3 100 10 20 НОСН2СООNa [OH-]=√Kbcв=11,79 . 10-6M; [H+] =Kw/√Kbcв=4,09 . 10-9 M и pH=14-pKb - pco 8,7 4 Избыток титранта 0,1% 0,01 20,01 НОСН2СООН+
NaOH-
[OH] =c(1/1NaOH)V(NaOH) – c(1/1 НОСН2СООН) V(НОСН2СООН)/V НОСН2СООН +VNaOH=4,997 . 10-5 M
[H+]=Kw/[OH-]=2,001 . 10-10 M
9,7 Избыток титранта 10% 0,1 20,1 НОСН2СООН+
NaOH-
[OH] =c(1/1NaOH)V(NaOH) – c(1/1 НОСН2СООН) V(НОСН2СООН)/V НОСН2СООН +VNaOH=4,975. 10-4 M
[H+]=Kw/[OH-]=2,010 . 10-11 M
10,7 Избыток титранта 50% 15 25 НОСН2СООН+
NaOH-
[[OH] =c(1/1NaOH)V(NaOH) – c(1/1 НОСН2СООН) V(НОСН2СООН)/V НОСН2СООН +VNaOH=2,0 . 10-2 M
[H+]=Kw/[OH-] =5,0 . 10-13 M 12,3
ТЭ
РТ (фенолфталеин)
рТ (тимоловый синий)
Скачок
титрования
Линия
нейтральности
12
10
8

6
4
2
V(NaOH),мл
oттитровано НОСН2СООН,%
2 4 6 8 10 12 14 16
pH
0
100

Список литературы

1.Артеменко А.И. Органическая химия издательство «Высшая школа». М., 2003., - 680 c.
2.Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. Органическая химия. М.: «Дрофа». 2002. Кн. 1. 640 с.
3.Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс современной органической химии. М.: «Высшая школа». 1999., - 768 с.
4.Брайнина Х.З., Нейман Е.Я., Слепушкин В.В. Инверсионные электроаналитические методы. М.: Химия, 1988., - 230 c.
5.Вайзман Ф.Л. Основы органической химии: Учебник пособие для вузов; Пер, с англ. Под ред.А.А.Потехина, СПб: Химия, 1995.,- 463 с.
6.Методы работы в лабораторном практикуме по органической химии. Методические указания. Составители: Карманова Т.В., Хелевина О.Г. Иваново: ИГХТА. 1995., - 40 с.
7.Реутов О.А., Курц А.Л. Бутин К.П. Органическая химия. М.: Изд. МГУ. 1999. Ч. 1. 608 с.
8.Реутов О.А., Курц А.Л. Бутин К.П. Органическая химия. М.: Изд. МГУ. 1999. Ч. 2. 624 с.
9.Реутов О.А., Курц А.Л. Бутин К.П. Органическая химия. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2004. Ч. 3. 544 с.
10.Реутов О.А., Курц А.Л. Бутин К.П. Органическая химия. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2004. Ч. 4. 726 с.
11.Шабаров Ю.С. Органическая химия. М.: «Химия». 2000. Изд. 3. 848 с.
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
© Рефератбанк, 2002 - 2019