«Кафедра аналитической химии АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Методические указания и контрольные задания для студентов II курса заочного отделения фармацевтического факультета (специальность 060108) САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011 УДК 543.061 ...»

27. Раствор смеси, содержащей 0,2567 г хлорида натрия и бромида натрия, пропустили через колонку с катионитом в Н-форме. На титрование элюата израсходовали 34, мл 0,1023 М раствора NaOH. Рассчитать массовую долю солей в смеси. Написать реакции ионного обмена на катионите.

28. Рассчитать область оптимальных концентраций (в мг/мл) для построения градуировочных графиков при анализе раствора левомицетина (М = 323 г/моль), если его молярный коэффициент поглощения при = 280 нм равен 10660 моль-1·л·см-1 при толщине кюветы: а) l = 1 см, б) l = 50 мм. Область оптимальных оптических плотностей принять равной 0,1 1,0. Изменится ли угол наклона градуировочного графика с изменением толщины кюветы?

29. Рассчитать массу рутина (витамин Р, М = 610 г/моль) в 250 мл раствора, если величина пропускания этого раствора при = 258 нм и толщине кюветы 50 мм равна 16,6%, а стандартного 6,0·10-5 М раствора - 28,2%. Чему равны значения молярного, массового и удельного коэффициентов поглощения рутина при данной длине волны?

30. Оптическая плотность анализируемого раствора дибазола гидрохлорида при толщине кюветы 10 мм = 270 нм равна 0,275. После добавления к 5,0 мл этого раствора 1,5 мл стандартного раствора дибазола гидрохлорида с концентрацией 0,10 мг/мл величина А увеличилась до 0,345. Рассчитать концентрацию (мг/мл) и массу дибазола гидрохлорида в 250 мл анализируемого раствора.

31. Во сколько раз концентрация ионов калия в растворе должна быть больше концентрации ионов натрия, чтобы стеклянный натрийселективный электрод был одинаково чувствителен к обоим ионам, если коэффициент селективности электрода KNa /K 2 10 4 ?

Охарактеризовать устройство и свойства стеклянного натрийселективного электрода.

32. Рассчитать концентрацию хлорида цинка (моль/л) и массу цинка в 150 мл анализируемого раствора, если при его полярографировании на фоне 1 М KCl на ртутном капающем электроде при потенциале -1,60 В измеренные значения предельного и остаточного токов оказались равны 120 и 14 мкА соответственно. Капилляр РКЭ характеризуется скоростью вытекания ртути 30 мг/с и периодом капания 2 с, а коэффициент диффузии ионов цинка в данных условиях составляет 7,210-6 см2/с. Нарисовать полярограмму анализируемого раствора, если Е1/2 ионов цинка равен -1,33 В.

33. Рассчитать молярную концентрацию эквивалента раствора перманганата калия, если на кулонометрическое титрование 10,0 мл этого раствора электрогенерируемыми ионами железа(II) потребовалось 28 мин при силе тока 30 мА. Написать уравнения электрохимических реакций, происходящих в кулонометрической ячейке, и предложить способ фиксирования конечной точки титрования.

34. При амперометрическом титровании 20,0 мл раствора мышьяковистой кислоты 0,00500 н. раствором иода при потенциале +0,60 В получены следующие данные:

Построить кривую амперометрического титрования и рассчитать молярную концентрацию эквивалента мышьяковистой кислоты в анализируемом растворе. Какие из участвующих в реакции веществ (определяемое, титрант, продукт) являются в данном случае электроактивными.

35. При хроматографировании на бумаге величины параметров удерживания Rf составили для фенобарбитала 0,30, для барбитала 0,60, для этаминала-Na 0,85. Какие из указанных барбитуратов присутствуют в исследуемом растворе, если в тех же условиях при пробеге растворителя 14,0 см на хроматограмме обнаружили два пятна на расстоянии 4, и 8,4 см от старта? Нарисовать вид хроматограммы исследуемого раствора и свидетелей.

Какими способами можно обнаружить пятна барбитуратов на хроматограмме?

36. При анализе масла терпентинного методом ГЖХ получили пик -пинена высотой 1272 мм и полушириной 8,35 мм, -пинена высотой 83 мм и полушириной 8,47 мм, а также ряд пиков других терпеновых углеводородов общей площадью 713 мм2. Рассчитать массовые доли терпенов (,%), если предположить, что коэффициенты чувствительности детектора ко всем углеводородам одинаковы. Нарисовать вид хроматограммы и для - и -пиненов указать высоту пика и его ширину на половине высоты.

37. Рассчитать статическую обменную емкость анионита в Cl-форме (ммоль/г), если навеска его массой 0,9810 г была залита 100,0 мл 0,1070 М раствора NaOH, а на титрование 20,00 мл раствора после установления равновесия потребовалось 12,50 мл 0,0904 М раствора HCl. Написать реакцию ионного обмена на анионите.

38. Оптическая плотность анализируемого раствора фурацилина при = 440 нм и толщине кюветы 10 мм равна 0,275. После добавления к 5,0 мл этого раствора 0,50 мл стандартного раствора фурацилина с концентрацией 0,10 мг/мл величина А увеличилась до 0,505. Рассчитать концентрацию и массу фурацилина (М = 198 г/моль) в 250 мл анализируемого раствора. Чему равны значения массового, молярного и удельного коэффициентов поглощения фурацилина при данной длине волны?

39. Рассчитать массовую долю меди в препарате, если навеску препарата массой 1,00 г растворили в мерной колбе вместимостью 100 мл в присутствии избытка 8оксихинолина и оптическая плотность полученного раствора при = 410 нм и толщине поглощающего слоя 30 мм составила 0,675. Молярный коэффициент поглощения комплекса меди с 8-оксихинолином равен 5,2·103 моль-1·л·см-1.

40. Рассчитать область оптимальных концентраций (в мг/мл) для построения градуировочных графиков при анализе раствора рутина (витамин Р, М = 610 г/моль), если его молярный коэффициент поглощения при = 258 нм равен 2130 моль-1·л·см-1 при толщине кюветы: а) l = 1 см, б) l = 5 см. Область оптимальных оптических плотностей принять равной 0,1 1,0. Изменится ли угол наклона градуировочного графика с изменением толщины кюветы?

41. В стандартных растворах фторида натрия в ацетатном буфере (рН = 5) измерили потенциалы фторидселективного электрода относительно насыщенного хлорсеребряного электрода и получили следующие результаты:

Навеску образца массой 0,0251 г растворили в ацетатном буфере в мерной колбе объмом 50,00 мл. Потенциал фторидселективного электрода в полученном растворе, измеренный в тех же условиях, равен 250 мВ. Построить градуировочный график и определить массовую долю фторида натрия в анализируемом образце. Охарактеризовать устройство и свойства фторидселективного электрода с кристаллической мембраной.

42. Вольтамперная кривая (полярограмма) восстановления ионов кадмия на ртутном капающем электроде на фоне аммонийной буферной смеси относительно насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения характеризуется следующими данными:

Е, В -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 -0,5 -0,6 -0,7 -0,8 -0,9 -1,0 -1, Нарисовать полярограмму и определить потенциал полуволны восстановления Cd2+ в данных условиях. Пересчитать полученный потенциал относительно насыщенного каломельного электрода сравнения.

43. Рассчитать массу фенола, если на титрование его раствора электрогенерируемым бромом (продукт реакции – трибромфенол) потребовалось 612 с при силе тока 10 мА.

Написать уравнения электрохимических реакций, происходящих в кулонометрической ячейке, и предложить способ фиксирования конечной точки титрования.

44. 10,0 мл раствора хлорида калия амперометрически оттитровали 0,00100 н. раствором нитрата ртути(I) при потенциале +0,20 В и получили следующие данные:

Построить кривую амперометрического титрования и рассчитать массу соли в анализируемом растворе. Какие из участвующих в реакции веществ (определяемое, титрант, продукт) являются в данном случае электроактивными.

45. При определении адипиновой кислоты в продукте гидрокарбоксилирования бутадиена методом бумажной хроматографии полученные пятна, проявляли метиловым красным, вырезали, высушивали и взвешивали на аналитических весах. Для стандартных смесей с различным содержанием адипиновой кислоты при объме пробы 0,05 мл получили следующие данные:

Навеску анализируемого образца массой 0,1500 г растворили в 20,0 мл воды и пробу полученного раствора прохроматографировали в тех же условиях. Масса полученного пятна составила 0,1277 г. Построить градуировочный график и определить массовую долю адипиновой кислоты в анализируемом продукте.

46. Рассчитать степень разделения пиков Rs для метана и оксида углерода(II), если при газохроматографическом анализе этих соединений их времена удерживания соответственно равны 5,5 и 7,0 минут, а ширина хроматографических пиков у основания – 30 и секунд. Нарисовать вид хроматограммы и для обоих компонентов указать высоту пика и его ширину у основания.

47. 50,0 мл раствора, содержащего хлорид натрия, пропустили через колонку с анионитом в ОН-форме и на титрование элюата израсходовали 20,37 мл 0,1008 М раствора хлороводородной кислоты. Рассчитать массовую концентрацию (г/л) и массу хлорида натрия в анализируемом растворе. Написать реакцию ионного обмена на анионите.

48. Величина пропускания анализируемого раствора фурацилина при = 440 нм и толщине кюветы 10 мм равна 53,1%. После добавления к 10,0 мл этого раствора 1,0 мл стандартного раствора фурацилина с концентрацией 0,10 мг/мл величина Т уменьшилась до 31,3%. Рассчитать концентрацию (мг/мл) и массу фурацилина в 250 мл анализируемого раствора.

49. Рассчитать массовую долю меди в препарате, если навеску препарата массой 1,00 г растворили в мерной колбе вместимостью 250 мл в присутствии избытка 8оксихинолина и величина пропускания полученного раствора при = 410 нм и толщине поглощающего слоя 30 мм составила 21,1%. Молярный коэффициент поглощения комплекса меди с 8-оксихинолином равен 5200 моль-1·л·см-1.

50. Рассчитать молярный, массовый и удельный коэффициенты поглощения хромата калия, если относительная оптическая плотность (Аотн) 2,6510-3 М раствора K2CrO4, измеренная в кювете толщиной 20 мм при = 372 нм по отношению к его 110-3 М раствору сравнения, равна 0,58.

51. Навеску содержащего железо(II) препарата массой 1,2000 г растворили в воде и потенциометрически оттитровали 1,000 М раствором сульфата церия(IV):

Построить интегральную и дифференциальную кривые титрования и рассчитать массовую долю железа в препарате. Предложить индикаторный электрод и электрод сравнения для данного титрования, охарактеризовать их устройство и свойства.

52. Диффузионный ток восстановления аниона CrO42- до Cr3+ при Е = +0,54 В равен 9,0 мкА, а анион BrO3- в той же концентрации и при том же потенциале дает Id = 18,0 мкА.

Сколько электронов присоединяет при восстановлении бромат-ион и какая электродная реакция протекает при этом?

53. Рассчитать массу нитроглицерина в анализируемом растворе, если за время его полного восстановления в серебряном кулонометре выделилось 0,0815 г серебра. Написать уравнения электрохимических реакций, происходящих в кулонометрических ячейках.

54. В сернокислом растворе потенциал полуволны окисления мышьяковистой кислоты равен +0,3 В, а потенциал полуволны восстановления перманганатного иона равен +0,7 В. Нарисовать полярограммы реагирующих веществ и кривые амперометрического титрования раствора мышьяковистой кислоты раствором перманганата калия при потенциалах: а) +0,05 В, б) +0,50 В, в) +1,0 В. Какой рабочий электрод следует применять при амперометрическом титровании в этих случаях и почему?

55. В таблице даны коэффициенты распределения K анализируемых веществ в системе вода/растворитель:

Какой из указанных растворителей и почему следует предпочесть в бумажной хроматографии для разделения смеси этих веществ, если неподвижная фаза представляет собой воду на поверхности волокон хроматографической бумаги? Нарисовать вид хроматограммы и предложить способ обнаружения пятен веществ на хроматограмме.

56. 2 мкл раствора диметилсульфоксида (ДМСО) в метаноле с массовой концентрацией 1,2 мг/мл ввели в газовый хроматограф и получили пик со временем удерживания 8 мин 30 с, высотой 312 мм и шириной у основания 10 мм. Аналогично при тех же условиях ввели 2 мкл исследуемого раствора и получили пик высотой 257 мм. Рассчитать содержание ДМСО в исследуемом растворе и охарактеризовать эффективность колонки, вычислив число теоретических тарелок N и ВЭТТ.

57. Какой объм 0,1 М раствора NaCl можно пропустить до проскока через 500 см набухшего катионита, если его динамическая обменная емкость 1,5 ммоль/см3? Написать уравнение реакции ионного обмена, происходящей на катионите.

58. Ионы свинца в анализируемом растворе объмом 15,0 мл в присутствии избытка металлохромного индикатора 4-(2-пиридилазо)-резорцина (ПАР) спектрофотометрически титруют 0,001 М раствором трилона Б при рН = 9,5 и длине волны = 516 нм до постоянного значения оптической плотности раствора 0,015. Величины оптических плотностей растворов, соответствующих добавленным объемам рабочего раствора V1 = 2,5 мл и V2 = 3,5 мл, равны 0,65 и 0,25 соответственно. Построить кривую данного спектрофотометрического титрования и рассчитать массу свинца в анализируемом растворе, если при = 516 нм поглощает только комплекс Pb2+ с ПАР.

59. Величина пропускания анализируемого раствора рибофлавина при = 315 нм и толщине кюветы 10 мм равна 53,1%. После добавления к 10,0 мл этого раствора 1,0 мл стандартного раствора рибофлавина с концентрацией 2,6510-4 моль/л величина Т уменьшилась до 42,7%. Рассчитать концентрацию и массу рибофлавина (М = 376 г/моль) в мл анализируемого раствора. Чему равны значения массового, молярного и удельного коэффициентов поглощения рибофлавина при данной длине волны?

60. Во сколько раз уменьшится интенсивность электромагнитного излучения при прохождении его через 2,5·10-5 М раствор вещества в кювете толщиной 10 мм, если молярный коэффициент поглощения вещества 5000 моль-1·л·см-1? Рассчитать величины оптического плотности и пропускания исследуемого раствора.

61. Рассчитать молярную концентрацию и массу HCl в 250,0 мл анализируемого раствора, если потенциал стеклянного рН-электрода ( = 0,057 В) в этом растворе равен +110 мВ, а в 0,010 М стандартном растворе хлороводородной кислоты +165 мВ. Охарактеризовать устройство и свойства стеклянного рН-электрода.

62. Рассчитать молярную концентрацию ионов меди в растворе, если при анализе 15,0 мл этого раствора высота полярографической волны восстановления Cu2+ составила 20,0 мм, а после добавления 2,0 мл стандартного 0,0530 М раствора хлорида меди(II) высота волны увеличилась до 24,3 мм. Нарисовать полярограмму анализируемого раствора до и после добавки стандартного раствора, если Е1/2 ионов меди равен -0,54 В. Какой рабочий электрод следует использовать при определении и почему?

63. Рассчитать массу K4[Fe(CN)6] в анализируемом растворе, если за время его полного окисления в медном кулонометре выделилось 0,0562 г меди. Написать уравнения электрохимических реакций, происходящих в кулонометрических ячейках.

64. В слабокислой среде аскорбиновая кислота окисляется на платиновом микроэлектроде при потенциале полуволны +0,5 В. Дихромат-ион в этих условиях не восстанавливается. Нарисовать полярограммы реагирующих веществ и кривую амперометрического титрования аскорбиновой кислоты при Е = +0,9 В (продукты реакции электронеактивны).

65. При хроматографировании вещества в тонком слое на хроматограмме обнаружили одно пятно на расстоянии 47 мм от линии старта и диаметром 3 мм. Растворитель при этом прошл расстояние 10,0 см. Нарисовать вид хроматограммы и рассчитать фактор удерживания для анализируемого вещества, число теоретических тарелок N и высоту, эквивалентной теоретической тарелке Н.

66. Определить методом внутреннего стандарта массу толуола в смеси после нитрования, если при хроматографировании методом ГЖХ были получены следующие данные (внутренний стандарт – этилбензол): а) при калибровке – mт = 0,00375 г, Sт = 6,38 см2, mэб = 0,00869 г, Sэб = 8,47 см2; б) при анализе – Sт = 9,38 см2, mэб = 0,00465 г, Sэб = 4,61 см2.

67. Определить статическую обменную емкость катионита по NaCl (моль/г), если 1,025 г воздушно-сухого катионита в Н-форме с влажностью 0,05% залито 100 мл 0,1 М NaCl и на титрование 25 мл раствора, полученного после ионного обмена, израсходовано 11,40 мл 0,1 М NaOH (К = 1,015). Написать реакцию ионного обмена на катионите.

68. Измеренная на фотоэлектроколориметре КФК-2 при определенном светофильтре оптическая плотность раствора фурацилина в анализируемом растворе составила 0,32, а величина оптической плотности стандартного раствора фурацилина с концентрацией 0,010 мг/мл – 0,56. По данным таблицы построить кривую светопоглощения в координатах А = f( ) и и определить светофильтр, выбранный для данного определения:

(, нм) (315) (364) (400) (440) (490) (540) (590) (670) (750) Рассчитать массу фурацилина в 50,0 мл анализируемого раствора.

69. При определении железа методом дифференциальной фотометрии относительная оптическая плотность раствора сульфосалицилатного комплекса железа состава 1: измеренная при = 410 нм в кювете толщиной 50 мм равна 0,29. Раствор сравнения содержит 0,0576 мг Fe в 50,0 мл раствора. Рассчитать концентрацию железа и его массу в 250 мл анализируемого раствора, если молярный коэффициент поглощения комплекса в этих условиях равен 3000 моль-1лсм-1.

70. Границы пропускания растворителей ( пр) при толщине поглощающего слоя (кюветы) l = 1 см составляют:

Какие из этих растворителей нельзя применять при анализе 2-аминопиримидина, в спектре которого имеется полоса поглощения с max = 225 нм и почему? Величина пропускания водного раствора 2-аминопиримидина с концентрацией 0,010 мг/мл, измеренная при = 225 нм в кювете с l = 10 мм, равна 21,6%. Рассчитать массовый, молярный и удельный коэффициенты поглощения 2-аминопиримидина (М = 95 г/моль) при данной длине волны.

71. Рассчитать молярную концентрацию ионов натрия и массу сульфата натрия в 200,0 мл анализируемого раствора, если потенциал стеклянного натрийселективного электрода ( = 0,056 В) в этом растворе равен +0,112 В, а в 0,015 М стандартном растворе хлорида натрия +0,065 В. Охарактеризовать устройство и свойства стеклянного натрийселективного электрода.

72. При полярографическом определении фолиевой кислоты методом градуировочного графика на ртутном капающем электроде на фоне 0,05 М карбоната натрия с добавлением сульфита натрия и 0,1% раствора желатина были получены следующие результаты:

Построить градуировочный график и рассчитать массу фолиевой кислоты в 100 мл анализируемого раствора, если высота е полярографической волны в анализируемом растворе (hx) равна 110 мм. Объяснить назначение сульфита натрия и желатина при полярографических измерениях на ртутном капающем электроде.

73. Кулонометрическое определение хлороводородной кислоты в 10,00 мл раствора ведут с помощью генерируемых в катодном пространстве кулонометрической ячейки гидроксильных ионов. При силе тока 8 мА время электролиза составляет 3 мин 47 с. Рассчитать массу HCl в 250,0 мл анализируемого раствора. Написать уравнения электрохимических реакций и предложить способ фиксирования конечной точки титрования.

74., При амперометрическом титровании 20,00 мл раствора хлорида никеля спиртовым раствором диметилглиоксима (ДМГО) с титром по никелю 0,002030 г/мл при потенциале -1,70 В получили следующие результаты:

Построить кривую амперометрического титрования и рассчитать концентрацию соли никеля (мг/мл) в анализируемом растворе. Какие из участвующих в реакции веществ (определяемое, титрант, продукт) являются в данном случае электроактивными.

75. При хроматографировании на бумаге величины параметров удерживания Rf составили для фенобарбитала 0,50, для барбитала 0,69, для этаминала-Na 0,95. Какой из указанных барбитуратов присутствует в исследуемом растворе, если в тех же условиях при пробеге растворителя 12 см пятно оказалось на расстоянии 8,2 см от старта? Нарисовать вид хроматограммы исследуемого раствора и свидетелей. Какими способами можно обнаружить пятна барбитуратов на хроматограмме?

76. Рассчитать состав смеси н-пентана, н-гептана и н-октана в массовых процентах (,%), если площади хроматографических пиков этих углеводородов составляют 3120, 4280 и 7542 мм2, а относительные поправочные коэффициенты к площадям пиков равны 0,64, 0.70 и 0,78 соответственно. Нарисовать вид хроматограммы и для одного из компонентов указать высоту пика и его ширину у основания и на половине высоты.

77. Рассчитать объем 0,050 М раствора хлорида натрия, который можно пропустить через 50 см3 набухшего катионита в Н-форме до момента проскока ионов натрия. Динамическая обменная емкость катионита равна 1,22 ммоль/см3. Написать реакцию ионного обмена, происходящую на катионите.

78. Во сколько раз уменьшится интенсивность электромагнитного излучения при его прохождении через 2·10-5 М раствор вещества в кювете толщиной 20 мм, если молярный коэффициент поглощения вещества 5000 моль-1·л·см-1? Рассчитать величины оптического плотности и пропускания исследуемого раствора.

79. Величина пропускания анализируемого раствора рутина (витамин Р) при толщине кюветы 1 см равна 53,1%. После добавления к 10,0 мл этого раствора 3,0 мл стандартного раствора рутина с концентрацией 1,6510-4 моль/л величина Т уменьшилась до 45,2%. Рассчитать концентрацию и массу рутина (М = 610 г/моль) в 250 мл анализируемого раствора. Чему равны значения молярного, массового и удельного коэффициентов поглощения рутина?