Методические указания по организации и проведению лабораторных работ по дисциплине ЕН.03. Химия с обучающимися очной формы обучения специальности 19.02.03. Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий (стр. 34 )

R – [An-] ∙ Кt+ + H+  → R – [An-] ∙H+ + Kt+

R – [Kt+] ∙An - + OH-  → R – [Kt+] ∙OH - + An-

Наиболее распространенными катионитами являются следующие:

1. Сильнокислотные катиониты: КУ-1 (катионит универсальный), КУ-2,

  СДВ, СДВ-3 и др.

2. Слабокислотные катиониты: КБ-2, КБ-4, КФ-1, КФ-2 и др.

Аниониты также делят на две группы:

1. Сильнощелочные аниониты: АВ-17, АВ-18 и др.

2. Слабощелочные аниониты: ЭДЭ-10, АИ-2Ф, АН-1 и др.

Ионообменную хроматографию широко используют в количественном анализе. С помощью ионитов можно проводить очистку реагентов, концентрировать разбавленные растворы и затем в них соответствующим методом анализа определять искомые компоненты.

  Для этого анализируемый раствор пропускают

через  хроматографическую  колонку  (рис. 7),

заполненную  катионитом  (анионитом). Катионы

(анионы)  из  раствора  поглощаются катионитом (анионитом), а в растворе образуется эквивалентное количество кислоты (щелочи),  которую оттитровы-

вают щелочью  (кислотой) известной концентрации.

Затем  вычисляют содержание определяемого

компонента  в  анализируемом растворе (по закону эквивалентов).  Если  в  лаборатории отсутствуют

хроматографические  колонки,  то  можно  исполь-

зовать  бюретки  с  краном,  объемом 50 – 100 см3, 

поместив  в основание бюретки слой битого стекла

или стекловаты,  а  затем, заполнив ее подготовлен-  Рис. 7. Хроматогра - ным ионитом.  фическая колонка

Перечень лабораторных работ по разделу:

1. Ионообменная хроматография. Отделение катионов от анионов

2. Подготовка хроматографической колонки к работе.

3. Определение содержания хлорида натрия в растворе методом

  ионообменной хроматографии.

4. Применение химических методов анализа в технохимическом контроле

  производства продовольственных продуктов.

5. Применение физико-химических методов анализа в технохимическом

  контроле производства продовольственных продуктов.

ИНСТРУКЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА

на выполнение лабораторной работы 38 

по учебной дисциплине «Химия»

Тема: «Хроматографический метод анализа»

Наименование работы  «Ионообменная хроматография. Отделение катионов от анионов»

Цель: изучить хроматографический метод анализа, процессы, происходящие между ионитами и растворами электролитов.

Приобретаемые умения и навыки: применение основных законов химии для решения задач в области профессиональной деятельности; использование свойств органических веществ, дисперсных и коллоидных систем для оптимизации технологического процесса;

описание уравнениями химических реакций процессов, лежащих в основе производства продовольственных продуктов; использование лабораторной посуды и оборудования;

выбор метода и хода химического анализа, реактивов и аппаратуры; проведение качественных реакций на неорганические вещества и ионы, отдельные классы органических веществ; соблюдение правил техники безопасности при работе в химической лаборатории; экономичное расходование реактивов.

Формируемые компетенции: ОК 1 – 9; ПК 1.1. – 4.3.

Норма времени: 2 часа

Оснащение рабочего места: инструкционные карты, периодическая система 

, таблица растворимости, таблица значений констант диссоциации электролитов, калькуляторы, таблица значений  растворимости слабых электролитов, набор химических реактивов и лабораторного оборудования.

Литература: Беляева и упражнения по общей и неорганической

  химии. – М.: Просвещение, 2012.

  Васильев химия. – М.: Дрофа, 2015.

  Глинка химия. – М.: Интеграл – Пресс, 2012.

  Глинка и упражнения по общей химии. – М.:

  Интеграл – Пресс, 2014.

  Ерохин . – М.: Академия, 2011.

  Золотов аналитической химии. Задачи и вопросы.

  – М.: Высшая школа, 2014.

  Ищенко химия. – М.: Академия, 2

  Коренман по аналитической химии. Анализ

  пищевых продуктов. – М.: КолосС, 2012.

  Логинов химия. – М.: Просвещение, 2015.

Контрольные вопросы при допуске:

1. В чем заключается сущность хроматографического метода анализа?

  Что он позволяет определить?

2. В чем заключается сущность процессов сорбции и десорбции?

3. Какова классификация хроматографических методов?

4. В чем заключается сущность ионообменной хроматографии?

5. Дайте определение ионитов. Какие группы ионитов вы знаете? Каков

  механизм их действия?

6. Опишите последовательность действий по подготовке ионитов к анализу.

7. Каким способом можно регенерировать иониты?

№	Содержание работы и последовательность выполнения операций	Наименование оборудования и инструмента	Инструкционные указания и тех. требования
1 2 3	Опыт 1. Подготовка ионитов к работе   Не бывший в употреблении ионит промывается дистиллированной водой от пыли, затем замачивается на 8 – 12 часов для набухания. Его необходимо перевести в активную форму. Для этого: а) к катиониту, находящемуся в пробирке прилейте  раствор соляной кислоты HCl с концентрацией 2 М. Через 5 – 7 минут раствор кислоты осторожно слейте с катионита и промойте его несколько раз дистиллированной водой до нейтральной среды (проба индикатором). Подготовленный таким образом катионит находится в активной Н+ форме и может быть использован для работы. б) к аниониту, находящемуся в пробирке прилейте раствор NaOH  с концентрацией 2 М.   Через 5 – 7 минут раствор щелочи осторожно слейте  с анионита и промойте его несколько раз дистиллированной водой до нейтральной среды (проба индикатором). Подготовленный таким образом анионит находится в активной ОН - форме и может быть использован для работы. Опыт 2. Ионный обмен на катионите   а) качественный анализ солей   Проверьте полученные вами растворы солей на присутствие катионов Cu2+ и  Fe3+ с помощью характерных реакций.   К каким аналитическим группам можно отнести данные катионы? Какие реагенты являются для них групповыми? Характерными?   б) адсорбция ионов   Подготовьте две пробирки с катионитом, поместив в каждую 1 см3 подготовленного катионита.   В одну пробирку с катионитом налейте 1 мл раствора сульфата меди (II), а во вторую – 1 мл раствора хлорида железа (III). Пробирки поместите в штатив и оставьте на 5 – 7 минут, периодически встряхивая содержимое.   в) качественный анализ фильтрата   Осторожно слейте растворы с катионита в две разные пробирки и проверьте на присутствие ионов Cu2+  и  Fe3+ теми же характерными реакциями. Что наблюдаете? Опыт 3.  Регенерация ионитов   Регенерация – восстановление катионита в прежнюю Н+ форму,  анионита – в прежнюю ОН - форму.    Для этого в пробирку с катионитом добавляют 1 мл  2М  раствора HCl, а в пробирку с анионитом 1 мл  2М раствора NaOH, через 5 – 7 минут растворы сливают и проверяют, произошла ли десорбция катионов и анионов.   Выполните регенерацию использованного вами катионита. Проверьте, произошла ли десорбция катионов Cu2+ и  Fe3+. (Как это можно сделать?)   Промойте иониты дистиллированной водой несколько раз до нейтральной среды (проба индикатором). Приведите в порядок рабочее место.	Штатив с пробирками; таблица растворимос-ти; катионит  КУ – 2, анионит АВ – 17, лакмус универс., метилоранж, дистиллир. вода,  растворы: сульфат меди, хлорид железа (III), гидроксид аммония, роданид калия,  нитрат серебра, хлорид бария, соляная кислота, гидроксид натрия	Осторожная работа с кислотами и щелочами! Ознакомиться с инструкционной картой, выполнить опыты, аккуратно оформить отчет Опишите наблюдения Составьте уравнения реакций в молекулярной, полной и сокращенной ионной формах. Опишите наблюдения, сделайте вывод, какие ионы адсорбированы в каждом случае, составьте уравнения реакций ионного обмена на катионите. Какие процессы произошли бы с растворами этих же солей на анионите? Составьте уравнения реакций ионного обмена на анионите. Опишите наблюдения, составьте уравнения реакций регенерации катионита и анионита. Как можно доказать присутствие ионов Cl - и SO42- в растворе после регенерации анионита? Приведите уравнения реакций, сделайте общий вывод.

Зав. лабораторией

ИНСТРУКЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА

на выполнение лабораторной работы 39,40 

по учебной дисциплине «Химия»

Тема: «Хроматографический метод анализа»

Наименование работы  «Определение содержания хлорида натрия в растворе методом ионообменной хроматографии»

Цель: научиться проводить количественное определение солей методом ионообменной хроматографии

Приобретаемые умения и навыки: применение основных законов химии для решения задач в области профессиональной деятельности; использование свойств органических веществ, дисперсных и коллоидных систем для оптимизации технологического процесса;

описание уравнениями химических реакций процессов, лежащих в основе производства продовольственных продуктов; использование лабораторной посуды и оборудования (подготовка к работе хроматографической колонки, подготовка и регенерация катионита, титрование); выбор метода и хода химического анализа (хроматография), реактивов и аппаратуры; проведение качественных реакций на неорганические вещества и ионы, отдельные классы органических веществ; выполнение расчетов по химическим формулам и уравнениям реакций; выполнение количественных расчетов состава вещества по результатам измерений; соблюдение правил техники безопасности при работе в химической лаборатории; экономичное расходование реактивов.