Вопросы к экзамену по аналитической химии. Типы химических реакций и процессов в аналитической химии Основные типы химических реакций в аналитической химии

Главная > Документ

Модуль II . Типы реакций и процессов в аналитической химии

Тема 4. «Основные типы химических реакций в аналитической химии»

Основные типы химических реакций в аналитической химии: кислотно-основные, комплексообразования, окисления-восстановления. Используемые процессы: осаждение-растворение, экстракция, сорбция. Константы равновесия реакций и процессов. Состояние веществ в идеальных и реальных системах. Структура растворителей и раствора. Сольватация, ионизация, диссоциация. Поведение электролитов и неэлектролитов в растворах. Теория Дебая-Хюккеля. Коэффициенты активности. Концентрационные константы. Описание сложных равновесий. Общая и равновесная концентрации. Условные константы.

4.1. Кислотно-основные реакции . Современные представления о кислотах и основаниях. Теория Бренстеда-Лоури. Равновесие в системе кислота - сопряженное основание и растворитель. Константы кислотности и основности. Кислотные и основные свойства растворителей. Константа автопротолиза. Влияние природы растворителя на силу кислоты и основания. Нивелирующий и дифференцирующий эффект растворителя.Кислотно-основное равновесие в многокомпонентных системах. Буферные растворы и их свойства. Буферная емкость. Вычисления рН растворов незаряженных и заряженных кислот и оснований, многоосновных кислот и оснований, смеси кислот и оснований.4.2. Реакции комплексообразования . Типы комплексных соединений, используемых в аналитической химии. Классификация комплексных соединений по характеру взаимодействия металл-лиганд, по однородности лиганда и центрального иона (комплексообразователя). Свойства комплексных соединений, имеющие аналитическое значение: устойчивость, растворимость, окраска, летучесть.Ступенчатое комплексообразование. Количественные характеристики комплексных соединений: константы устойчивости (ступенчатые и общие), функция образования (среднее лигандное число), функция закомплексованности, степень образования комплекса. Факторы, влияющие на комплексообразование: строение центрального атома и лиганда, концентрация компонентов, рН, ионная сила раствора, температура. Термодинамическая и кинетическая устойчивость комплексных соединений.Влияние комплексообразования на растворимость соединений, кислотно-основное равновесие, окислительно-восстановительный потенциал систем, стабилизацию различных степеней окисления элементов. Способы повышения чувствительности и избирательности анализа с использованием комплексных соединений.Теоретические основы взаимодействия органических реагентов с неорганическими ионами. Влияние их природы, расположения функционально-аналитические групп, стереохимии молекул реагента на его взаимодействие с неорганическими ионами. Теория аналогий взаимодействия ионов металлов с неорганическими реагентами типа H 2 O, NH 3 и H 2 S и кислород-, азот-, серосодержащими органическими реагентами. Основные типы соединений, образуемых с участием органических реагентов. Хелаты, внутрикомплексные соединения. Факторы, определяющие устойчивость хелатов Важнейшие органические реагенты, применяемые в анализе для разделения, обнаружения, определения ионов металлов, для маскирования и демаскирования. Органические реагенты для органического анализа. Возможности использования комплексных соединений и органических реагентов в различных методах анализа.4.3. Окислительно-восстановительные реакции . Электродный потенциал. Уравнение Нернста. Стандартный и формальный потенциалы. Связь константы равновесия со стандартными потенциалами. Направление реакции окисления и восстановления. Факторы, влияющие на направление окислительно-восстановительных реакций. Понятие о смешанных потенциалах. Механизмы окислительно-восстановительных реакций.Основные неорганические и органические окислители и восстановители, применяемые в анализе. Методы предварительного окисления и восстановления определяемого элемента.4.4. Процессы осаждения и соосаждения . Равновесие в системе раствор - осадок. Осадки и их свойства. Схема образования осадка. Кристаллические и аморфные осадки. Зависимость структуры осадка от его индивидуальных свойств и условий осаждения. Зависимость формы осадка от скорости образования и роста первичных частиц. Факторы, влияющие на растворимость осадков: температура, ионная сила, действие одноименного иона, реакции протонизации, комплексообразования, окисления-восстановления, структура и размер частиц. Условия получения кристаллических осадков. Гомогенное осаждение. Старение осадка. Причины загрязнения осадка. Классификация различных видов соосаждения. Положительное и отрицательное значение явления соосаждения в анализе. Особенности образования коллоидно-дисперсных систем. Использование коллоидных систем в химическом анализе. Модуль I II . Методы обнаружения и идентификации Тема 5. «Методы обнаружения и идентификации» 0,2 (8 часов)Задачи и выбор метода обнаружения и идентификации атомов, ионов и химических соединений. Дробный и систематический анализ. Физические методы обнаружения и идентификациинеорганических и органических веществ.Микрокристаллоскопический анализ, пирохимический анализ (окрашивание пламени, возгонка, образование перлов). Капельный анализ. Анализ растиранием порошков. Хроматографические методы качественного анализа. Экспрессный качественный анализ в заводских и полевых условиях. Примеры практического применения методов обнаружения. Модуль IV . Методы выделения, разделения и концентрирования Тема 6. «Методы выделения, разделения и концентрирования» 0,1 (4 часа)Основные методы разделения и концентрирования, их роль в химическом анализе, выбор и оценка. Сочетание методов разделения и концентрирования с методами определения; гибридные методы. Одноступенчатые и многоступенчатые процессы разделения. Константы распределения. Коэффициент распределения. Степень извлечения. Фактор разделения. Коэффициент концентрирования.6.1. Методы экстракции . Теоретические основы методов. Закон распределения. Классификация экстракционных процессов. Скорость экстракции. Типы экстракционных систем. Условия экстракции неорганических и органических соединений. Реэкстракция. Природа и характеристика экстрагентов. Разделение и концентрирование элементов методом экстракции. Основные органические реагенты, используемые для разделения элементов методом экстракции. Селективное разделение элементов методом подбора органических растворителей, изменение рН водной фазы, маскирования и демаскирования.6.2. Методы осаждения и соосаждения . Применение неорганических и органических реагентов для осаждения. Способы разделения осаждением либо растворением при различных значениях рН, за счет образования комплексных соединений и применения окислительно-восстановительных реакций. Групповые реагенты и предъявляемые к ним требования. Характеристики малорастворимых соединений, наиболее часто используемых в анализе. Концентрирование микроэлементов соосаждением на неорганических и органических носителях (коллекторах). 6.3. Другие методы . Электрохимические методы. Отгонка (дистилляция, возгонка). Зонная плавка.Тема 7. Хроматографические методы анализа 0,2 (6 часов)7.1. Определение хроматографии. Понятие о подвижной и неподвижной фазах. Классификация методов по агрегатному состоянию подвижной и неподвижной фаз, по механизму разделения, по технике выполнения. Способы получения хроматограмм (фронтальный, вытеснительный, элюентный). Основные параметры хроматограммы. Основное уравнение хроматографии. Селективность и эффективность хроматографического разделения. Теория теоретических тарелок. Кинетическая теория. Разрешение как фактор оптимизации хроматографического процесса. Качественный и количественный хроматографический анализ.7.2. Газовая хроматография . Газо-адсорбционная (газо-твердофазная) и газо-жидкостная хроматография . Сорбенты и носители, требования к ним. Механизм разделения. Схема газового хроматографа. Колонки. Детекторы, их чувствительность и селективность. Области применения газовой хроматографии.7.3. Жидкостная хроматография . Виды жидкостной хроматографии. Преимущества высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Схема жидкостного хроматографа. Насосы, колонки. Основные типы детекторов, их чувствительность и селективность.7.3.1. Адсорбционная жидкостная хроматография . Нормально-фазовый и обращенно-фазовый варианты. Полярные и неполярные неподвижные фазы и принципы их выбора. Модифицированные силикагели как сорбенты. Подвижные фазы и принципы их выбора. Области применения адсорбционной жидкостной хроматографии.7.4. Ионообменная хроматография . Строение и физико-химические свойства ионообменников. Ионообменное равновесие. Селективность ионного обмена и факторы его определяющие. Области применения ионообменной хроматографии. Ионная хроматография как вариант высокоэффективной ионообменной хроматографии. Особенности строения и свойства сорбентов для ионной хроматографии. Одноколоночная и двухколоночная ионная хроматография, их преимущества и недостатки. Ионохроматографическое определение катионов и анионов. Ион-парная и лигандообменная хроматография. Общие принципы. Подвижные и неподвижные фазы. Области применения.7.5. Эксклюзионная хроматография . Общие принципы метода. Подвижные и неподвижные фазы. Особенности механизма разделения. Определяемые вещества и области применения метода.7.6. Плоскостная хроматография. Общие принципы разделения. Способы получения плоскостных хроматограмм. Реагенты для их проявления. Бумажная хроматография . Механизмы разделения. Подвижные фазы. Преимущества и недостатки. Тонкослойная хроматография . Механизмы разделения. Сорбенты и подвижные фазы. Области применения.

Модуль V . Химические методы анализа

Тема 8. «Химические методы анализа»8.1. Гравиметрический метод анализа. Сущность гравиметрического анализа, преимущества и недостатки метода. Прямые и косвенные методы определения. Важнейшие органические и неорганические осадители. Погрешности в гравиметрическом анализе. Общая схема определений. Требования к осаждаемой и гравиметрической формам. Изменения состава осадка при высушивании и прокаливании. Термогравиметрический анализ.Аналитические весы. Чувствительность весов и ее математическое выражение. Факторы, влияющие на точность взвешивания. Техника взвешивания.Примеры практического применения гравиметрического метода анализа. 8.2. Титриметрические методы анализа. Методы титриметрического анализа. Классификация. Требования, предъявляемые к реакции в титриметрическом анализе. Виды титриметрических определений. Способы выражения концентраций растворов в титриметрии. Эквивалент, молярная масса эквивалента, молярная концентрация. Первичные и вторичные стандарты. Фиксаналы. Виды кривых титрования. Факторы. влияющие на характер кривых титрования и величину скачка титрования в различных методах. Точка эквивалентности. Способы определения конечной точки титрования в различных методах.8.3. Кислотно-основное титрование. Построение кривых титрования. Влияние величины констант кислотности или основности, концентрации кислот или оснований, температуры на характер кривых титрования. Кислотно-основное титрование в неводных средах. Кислотно-основные индикаторы. Погрешности титрования при определении сильных и слабых кислот и оснований, многоосновных кислот и оснований.8.4. Окислительно-восстановительное титрование. Построение кривых титрования. Влияние концентрации ионов водорода, комплексообразования, ионной силы раствора на характер кривых титрования. Способы определения конечной точки титрования. Погрешности титрования.Методы окислительно-восстановительного титрования. Перманганатометрия. Определение железа(II), марганца(II), оксалатов, пероксида водорода, нитритов.Иодометрия и иодиметрия. Система иод-иодид как окислитель или восстановитель. Броматометрия, цериметрия, ванадатометрия, титанометрия, хромометрия. Первичные и вторичные стандарты. Используемые индикаторы. Определение неорганических и органических соединений. 8.5. О садительное титрование . Построение кривых титрования. Способы определения конечной точки титрования; индикаторы. Погрешности титрования. Примеры практического применения. 8.6. Комплексометрическое титрование . Неорганические и органические титранты в комплексометрии. Использование аминополикарбоновых кислот в комплексонометрии. Построение кривых титрования. Металлохромные индикаторы и требования, предъявляемые к ним. Важнейшие универсальные и специфические металлохромные индикаторы. Способы комплексонометрического титрования: прямое, обратное, косвенное. Селективность титрования и способы ее повышения. Погрешности титрования.Примеры практического применения. Определение кальция, магния, железа, алюминия, меди, цинка в растворах чистых солей и при совместном присутствии.8.7.Другие титриметрические методы анализа . Термометрическое, радиометрическое титрование. Сущность методов.8.8. Кинетические методы анализа. Сущность методов. Каталитический и некаталитический варианты кинетических методов; их чувствительность и селективность. Типы используемых каталитических и некаталитических реакций: окисления-восстановления, обмена лигандов в комплексах, превращения органических соединений, фотохимические и ферментативные реакции. Способы определения концентрации по данным кинетических измерений. Модуль VI . Электрохимические методы анализа Тема 9. Физико-химические и физические методы анализа. Электрохимические методы анализа9.1. Электрохимические методы анализа . Общая характеристика методов. Классификация. Электрохимические ячейки. Индикаторный электрод и электрод сравнения. Равновесные и неравновесные электрохимические системы. Явления, возникающие при протекании тока (омическое падение напряжения, концентрационная и кинетическая поляризация). Поляризационные кривые и их использование в различных электрохимических методах.9.1.1. Потенциометрия . Прямая потенциометрия. Измерение потенциала. Обратимые и необратимые окислительно-восстановительные системы. Индикаторные электроды. Ионометрия. Классификация ионоселективных электродов. Характеристики ионоселективных электродов: электродная функция, коэффициент селективности, время отклика. Потенциометрическое титрование. Изменение электродного потенциала в процессе титрования. Способы обнаружения конечной точки титрования в реакциях: кислотно-основных, комплексообразования, окисления-восстановления; процессах осаждения.9.2. Кулонометрия . Теоретические основы метода. Закон Фарадея. Способы определения количества электричества. Прямая кулонометрия и кулонометрическое титрование. Кулонометрия при постоянном токе и постоянном потенциале. Внешняя и внутренняя генерация кулонометрического титранта. Титрование электроактивных и электронеактивных компонентов. Определение конечной точки титрования. Преимущества и ограничения метода кулонометрического титрования по сравнению с другими титриметрическими методами.9.3. Вольтамперометрия . Индикаторные электроды. Классификация вольтамперометрических методов. Получение и характеристика вольтамперной кривой. Предельный диффузионный ток. Полярография. Уравнение Ильковича. Уравнение полярографической волны Ильковича - Гейровского. Потенциал полуволны. Идентификация и определение неорганических и органических соединений. Современные виды вольтамперометрии: прямая и инверсионная, переменнотоковая; хроноамперометрия с линейной разверткой (осциллография). Преимущества и ограничения по сравнению с классической полярографией. Амперометрическое титрование. Сущность метода. Индикаторные электроды. Выбор потенциала индикаторного электрода. Виды кривых титрования.9.4. Другие электрохимические методы анализа. Общая характеристика электрогравиметрических методов. Электропроводность растворов и принципы кондуктометрии. Хронопотенциометрия - вольтамперометрия при постоянном токе. Практическое применение методов. Сравнительная характеристика чувствительности и избирательности, областей применения электрохимических методов.

Модуль VII . Спектроскопические методы анализа

Тема 9. Физико-химические и физические методы анализа. Спетроскопические методы анализа9.15. Спектроскопические методы анализа. Спектр электромагнитного излучения. Основные типы взаимодействия вещества с излучением: эмиссия (тепловая, люминесценция), поглощение, рассеяние. Классификация спектроскопических методов по энергии. Классификация спектроскопических методов на основе спектра электромагнитного излучения: атомная, молекулярная, абсорбционная, эмиссионная спектроскопия.Спектры атомов. Основные и возбужденные состояния атомов, характеристики состояний. Энергетические переходы. Правила отбора. Законы испускания и поглощения. Вероятности электронных переходов и времена жизни возбужденных состояний. Характеристики спектральных линий: положение в спектре, интенсивность, полуширина.Спектры молекул; их особенности. Схемы электронных уровней молекулы. Представление о полной энергии молекул как суммы электронной, колебательной и вращательной. Основные законы поглощения электромагнитного излучения (Бугера) и закон излучения (Ломакина-Шейбе). Связь аналитического сигнала с концентрацией определяемого соединения.Аппаратура. Способы монохроматизации лучистой энергии. Классификация спектральных приборов их характеристики. Приемники излучения. Инструментальные помехи. Шумы и отношение сигнал-шум; оценка минимального аналитического сигнала.9.16. Методы атомной оптической спектроскопии. Атомно-эмиссионный метод. Источники атомизации и возбуждения: электрические разряды (дуговые, искровые, пониженного давления), пламена, плазмотроны, индуктивно-связанная плазма, лазеры; их основные характеристики. Физические и химические процессы в источниках атомизации и возбуждения.Спектрографический и спектрометрический методы анализа, их особенности, области применения. Качественный и количественный анализ методом эмиссионной спектрометрии пламени. Основная аппаратура: спектрографы, квантометры. Пламенные фотометры и спектрофотометры. Метрологические характеристики и аналитические возможности.Атомно-флуоресцентный метод. Принцип метода; особенности и применение.Атомно-абсорбционный метод. Атомизаторы (пламенные и непламенные). Источники излучения (лампы с полым катодом, источники сплошного спектра, лазеры), их характеристики. Спектральные и физико-химические помехи, способы их устранения. Метрологические характеристики, возможности, преимущества и недостатки метода, его сравнение с атомно-эмиссионным методом. Примеры практического применения атомно-эмиссионного и атомно-абсорбционного методов.9.17. Методы атомной рентгеновской спектроскопии Рентгеновские спектры, их особенности. Способы генерации, монохроматизации и регистрации рентгеновского излучения. Виды рентгеновской спектроскопии: рентгеноэмиссионная, рентгеноабсорбционная, рентгенофлуоресцентная. Принцип рентгеноэмиссионной спектроскопии; рентгеноспектральный микроанализ (электронный зонд). Основы рентгенофлуоресцентной спектроскопии; особенности и значение метода (быстрый неразрушающий многоэлементный анализ); примеры использования.9.18. Методы молекулярной оптической спектроскопии 9.18.1. Молекулярная абсорбционная спектроскопия (спектрофотометрия). Связь химической структуры соединения с абсорбционным спектром. Функциональный анализ по колебательным и электронным спектрам. Связь оптической плотности с концентрацией. Основной закон светопоглощения. Основные причины отклонения от закона (инструментальные и физико-химические). Понятие об истинном и кажущемся молярном коэффициенте поглощения.Способы получения окрашенных соединений. Фотометрические аналитические реагенты; требования к ним. Способы определения концентрации веществ. Измерение высоких, низких оптических плотностей (дифференциальный метод). Анализ многокомпонентных систем. Применение метода для исследования реакций в растворах (комплексообразования, протолитических, процессов агрегации), сопровождающихся изменением спектров поглощения. Метрологические характеристики и аналитические возможности. Примеры практического применения метода.9.18.2. Молекулярная люминесцентная спектроскопия. Классификация видов люминесценции по источникам возбуждения (хемилюминесценция, биолюминесценция, электролюминесценция, фотолюминесценция и др.), механизму и длительности свечения. Флуоресценция и фосфоресценция. Схема Яблонского. Закон Стокса-Ломмеля. Правило зеркальной симметрии Левшина. Факторы, влияющие на интенсивность люминесценции. Тушение люминесценции. Спектральные и физико-химические помехи. Количественный анализ люминесцентным методом. Метрологические характеристики и аналитические возможности метода. Сравнение возможностей молекулярной абсорбционной и люминесцентной спектроскопии при определении неорганических соединений. Преимущества люминесцентной спектроскопии при идентификации и определении органических соединений.

Модуль VIII . Анализ конкретных объектов

Тема 10. Анализ объектов10.1. Основные объекты анализаОбъекты окружающей среды: воздух, природные и сточные воды, атмосферные осадки, почвы, донные отложения, . Характерные особенности и задачи их анализа.Биологические и медицинские объекты. Аналитические задачи в этой области. Санитарно-гигиенический контроль.Геологические объекты. Анализ силикатов, карбонатов, железных, никель-кобальтовых руд, полиметаллических руд.Металлы, сплавы и другие продукты металлургической промышленности. Определение черных, цветных, редких, благородных металлов и анализ их сплавов. Анализ неметаллических включений и определение газообразующих примесей в металлах. Контроль металлургических производств.Неорганические соединения. Вещества особой чистоты (в том числе полупроводниковые материалы, материалы высокотемпературной сверхпроводимости); определение в них примесных и легирующих микроэлементов. Послойный и локальный анализ кристаллов и пленочных материалов.Природные и синтетические органические вещества, полимеры. Виды анализа таких объектов и соответствующие методы. Примеры решения задач контроля органических производств. В результате изучения дисциплины студент должен:знать : метрологические основы химического анализа, принципы пробоотбора, типы химических реакций и процессов в аналитической химии, основные методы качественного анализа, выделения, разделения и концентрирования, выбор соответствующего метода в зависимости от последующего анализа, основные методы количественного анализа. уметь : реферировать научный текст, рассчитывать метрологические характеристики, сравнивать методы анализа по точности, селективности, чувствительности и минимально определяемому содержанию вещества; отбирать минимальную и представительную пробу, выбирать оптимального процесса для проведения анализа, проводить качественный химический анализ пробы, маскировать мешающие ионы, концентрировать определяемый компонент и разделять смеси, определять количественный состав классическими методами анализа, анализировать пробу с помощью современных электрохимических методов, в том числе ионселективными сенсорами, определять качественный и количественный состав современными оптическими методами, анализировать конкретные объекты наиболее оптимальными методами. владеть : методиками классического химического анализа и современного физико-химического анализа, навыками работы на электрохимических, спектроскопических приборах, пробоподготовкой образца для различных методов анализа. Виды учебной работы: лекции, практические и лабораторные занятия, реферат, расчетные задачи

Изучение дисциплины заканчивается зачетом и экзаменом.

Аннотация дисциплины

Аналитическая химия

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 18 зачетных единиц (648 час.)

Задачи изучения дисциплины: развитие коммуникативных и социокультурных способностей и качеств; овладение умениями и навыками самосовершенствования. Структура дисциплины (2)
Документ
Целью изучения дисциплины «Иностранный язык» является формирование и развитие коммуникативных компетенций (говорение, письмо, чтение, аудирование), необходимых и достаточных для решения коммуникативно-практических задач в ситуациях
Задачи изучения дисциплины: овладеть практическими знаниями важнейших факторов, событий и явлений из истории России
Документ
Цели дисциплины: достижение высокого уровня знаний по отечественной истории, развитие навыков самостоятельной работы, раскрытие творческих способностей студентов, воспитание многомерной личности, сочетающей в своей профессиональной
Задачи изучения дисциплины: Показать по каким проблемам отечественной истории ведутся сегодня споры и дискуссии в российской и зарубежной историографии. Показать место истории в обществе; формирование и эволюцию исторических понятий и категорий
Самостоятельная работа
Цель изучения дисциплины: дать представления об основных этапах и содержании истории России с древнейших времен и до наших дней; показать на примерах из различных эпох органическую взаимосвязь российской и мировой истории; проанализировать
Задачи, принципы, направления развития гимназического образования на современном этапе колесникова В. И. директор моу гимназии №2
Документ
Гимназия – это такое учреждение, которое стремиться реализовать целостные образовательные программы, в идеале комплексно влияющие на изменение философских оснований школы, принципиально меняющие характер педагогических отношений,
Вого, научного, делового общения, а так же развитие способностей и качеств, необходимых для коммуникативного и социокультурного саморазвития личности обучаемого (1)
Документ
Целью изучения дисциплины «Иностранный язык» является: формирование и развитие коммуникативной иноязычной компетенции, необходимой и достаточной, для решения обучаемыми коммуникативно-практических задач в изучаемых ситуациях бытового,

2.1. Общие вопросы теории растворов

Раствор как среда для проведения аналитических реакций. Влияние физико-химических характеристик растворителя на химико-аналитические свойства ионов. Основы теории сильных электролитов. Активность, коэффициент активности, ионная сила растворов.

Основные типы химических реакций, используемых в аналитической химии

Кислотно-основное равновесие. Равновесие в водных растворах кислот, оснований и амфолитов. Буферные растворы, их состав и свойства. Расчет рН протолитических систем на основе теории Бренстеда–Лоури. Применение реакций кислотно-основного взаимодействия в аналитической химии. Значение буферных систем в химическом анализе.

Окислительно-восстановительное равновесие. Сопряженная окислительно-восстановительная пара. Окислительно-восстановитель-ный потенциал и факторы, влияющие на его значение. Окислительно-восстановительные реакции, их константа равновесия, направление и скорость. Автокаталитические и индуцированные реакции, их роль в химическом анализе. Применение реакций окисления-восстановления в аналитической химии.

Равновесие комплексообразования. Строение и свойства комплексных соединений. Полидентантные лиганды, хелатные комплексы, хелатный эффект. Равновесия в растворах комплексных соединений, константы устойчивости комплексных ионов. Использование реакций комплексообразования в аналитической химии.

Равновесие в системе осадок–раствор. Гетерогенное химическое равновесие в растворах малорастворимых электролитов. Правило произведения растворимости и его использование в аналитической химии. Константа растворимости (произведение активностей). Факторы, влияющие на растворимость малорастворимых соединений: солевой эффект, влияние одноименных ионов и конкурирующих реакций. Использование гетерогенных систем в аналитических целях.

Органические аналитические реагенты

Особенности органических аналитических реагентов: высокая чувствительность и избирательность действия. Применение органических аналитических реагентов в анализе.

Химические МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ И ОБНАРУЖЕНИЯ

3.1. Общие вопросы качественного анализа

Цели и задачи качественного анализа. Классификация методов качественного анализа в зависимости от величины пробы. Техника эксперимента: качественные пробирочные, капельные и микрокристаллоскопические реакции.

Аналитический эффект. Аналитические химические реакции и условия их проведения. Общие, групповые и характерные (селективные и специфические) реакции.

Аналитические классификации катионов и анионов. Аналитические группы ионов и Периодический закон Д. И. Менделеева. Систематический и дробный качественный анализ.

Использование реакций осаждения, комплексообразования, кислотно-основных и окислительно-восстановительных реакций в качественном анализе. Органические аналитические реагенты, их преимущества и применение в качественном анализе.

Методы разделения и обнаружения ионов, имеющих наибольшее значение в химической технологии

I аналитическая группа катионов. Общая характеристика. Характерные реакции ионов Na + , K + , NH 4 + и Mg 2+ . Методы разложения и удаления солей аммония. Систематический ход анализа смеси катионов I группы.

II аналитическая группа катионов. Общая характеристика, групповой реагент. Характерные реакции ионов Ca 2+ и Ba 2+ . Оптимальные условия осаждения катионов II группы. Систематический ход анализа смеси катионов II группы и смеси катионов I–II групп.

III аналитическая группа катионов . Общая характеристика, групповой реагент. Характерные реакции ионов Al 3+ , Сr 3+ , Fe 3+ , Fe 2+ , Mn 2+ и Zn 2+ . Оптимальные условия осаждения катионов III группы. Систематический ход анализа смеси катионов III группы и смеси катионов I–III групп.

I аналитическая группа анионов. Общая характеристика, групповой реагент. Характерные реакции ионов CO 3 2– , SO 4 2– , PO 4 3– .

II аналитическая группа анионов. Общая характеристика, групповой реагент. Характерные реакции ионов Cl – , I – .

III аналитическая группа анионов. Общая характеристика. Характерные реакции ионов NO 2 – , NO 3 – . Анализ смеси анионов I–III групп.

Анализ неизвестного вещества

Основные этапы проведения качественного химического анализа: подготовка вещества к анализу, отбор средней пробы, растворение твердых веществ, предварительные испытания, анализ катионов и анионов.

Аналитические реакции и аналитические реагенты часто (обычно) подразделяют на специфические (специфичные, характерные), селективные (избирательные) и групповые.

Специфические реагенты и реакции позволяют обнаруживать данное вещество или данный ион в присутствии других веществ или ионов.

Так, например, если в растворе присутствует молекулярный иод I 2 , (точнее, более сложное соединение – трииодид-ион I 3 –), то при прибавлении свежеприготовленного водного раствора крахмала исходный раствор окрашивается в синий цвет. Процесс – обратимый; при исчезновении в растворе молекулярного иода (например, при его восстановлении до иодид-ионов I –) синяя окраска также исчезает и раствор обесцвечивается. Эта реакция широко используется в качественном и количественном химическом анализе. Впервые ее описал в 1815 г. немецкий химик Ф. Штромейер.

Синее окрашивание раствора крахмала в присутствии иода (именно трииодид-ионов, т.к. чистый молекулярный иод I 2 даже в отсутствии иодид-ионов I – не окрашивает крахмал) объясняют образованием адсорбционного комплекса между коллоидными макромолекулами крахмала (фракциями неразветвленной амилозы) и трииодид-ионами.

Специфическим реагентом на нитрит-ионы NO 2 , является реактив Грисса – Илошвая (Илосвая), представляющий собой смесь α-нафтиламина С 10 H 7 NH 2 и сульфаниловой кислоты НО 3 SC 6 Н 4 NH 2), с которым нитрит-ион (обычно в присутствии уксусной кислоты) образует азокраситель НО 3 SС 6 Н 4 N = NС 10 Н 6 NН 2 красного цвета:

НО 3 SC 6 Н 4 NH 2 + HNO 2 + С 10 H 7 NH 2 → НО 3 SС 6 Н 4 N=NС 10 Н 6 NН 2 + 2H 2 0

Смесь α-нафтиламина с сульфаниловой кислотой в качестве специфического реагента на нитриты была впервые предложена в 1879 г. немецким химиком П.Гриссом. Позднее эта реакция изучалась венгерским химиком Л. Илошваем (Илосваем). В современной аналитической химии указанную смесь обычно называют «реактив (реагент) Грисса – Илосвая» или просто «реактив Грисса», а соответствующую реакцию – «реакцией Грисса – Илосвая» или «реакцией Грисса». Вместо α-нафтиламина применяют также нафтолы.

В качестве специфического реагента на ионы никеля Ni 2+ часто используют реактив Чугаева – диметилглиоксим, который в присутствии катионов Ni 2+ в аммиачной среде образует малорастворимый в воде комплекс красного цвета – бисдиметилглиоксимат никеля(П), который традиционно называют никельдиметилглиоксимом:

Диметилглиоксим как специфический и очень чувствительный реагент на ионы никеля Ni 2+ был впервые предложен русским химиком Л.А. Чугаевым в 1905 г. и назван впоследствии его именем («реактив Чугаева»).

Специфических аналитических реагентов и реакций известно довольно мало.

Селективные реагенты и реакции позволяют обнаруживать (одновременно !) несколько веществ или ионов (например, кристаллографические реакции, когда под микроскопом одновременно видны несколько типов кристаллов). Таких реагентов и реакций известно значительно больше, чем специфических.

Групповые реагенты и реакции (частный случай селективных) позволяют обнаруживать все ионы определенной аналитической группы (но при этом их аналитические эффекты суммируются).

Так, например, хлороводородная кислота НСl и растворимые в воде хлориды (NaСl, KСl, NH 4 Сl и т. д.) являются групповыми реагентами на группу катионов, состоящую из ионов одновалентного серебра Ag + , «одновалентной» ртути Hg 2 2+ и двухвалентного свинца Рb 2+ Точнее говоря, в роли группового реагента здесь выступают хлорид-ионы Сl -- , образующие с указанными катионами металлов малорастворимые в воде белые осадки хлоридов этих катионов:

Ag + + Сl -- → AgCl ↓

Hg 2 2+ + 2Сl -- → Hg 2 Cl 2 ↓

Рb 2+ +2Сl -- → РbCl 2 ↓

Аналогично серная кислота H 2 SO 4 и растворимые сульфаты (Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 , (NH 4) 2 SO 4 и т.д.) являются групповыми реагентами на группу двухвалентных катионов кальция Са 2+ , стронция Sr 2+ и бария Ва 2+ . С указанными катионами сульфат-анион SO 4 2-- (собственно групповой реагент) дает малорастворимые в воде сульфаты, выпадающие в виде белых осадков:

Ca 2+ + SO 4 2-- → CaSO 4 ↓

Sr 2+ + SO 4 2-- → SrSO 4 ↓

Ba 2+ + SO 4 2-- → BaSO 4 ↓

Существуют групповые реагенты и для других групп катионов и анионов, а также органических соединений, имеющих в своей структуре одну и ту же функциональную группу (например, амино-группу, гидрокси-группу и др.).

Физико-химических и физических методов, применяемых для обнаружения элементов.Отвечает на вопрос – какие в-ва входят в обьект. Цель качественного анализа- обнаружение определенных вещ-в или их компонентов в анализируемом объекте. Реакции должны быть как можно более селективны(с несколькими компонантами) и высокочувствительны. Качественный анализ в водных растворах основан на ионных реакциях и позволяет обнаружить катионы или анионы. Если обьект новый, о нем ничего не известно, то в начале выполняют качественный анализ, а потом кол-й. Выпадение белого осадка: . Основные типы химических реакций в аналитической химии : кислотно-основные, комплексообразования, окисления-восстановления. Аналитические реакции - они сопровождаются внеш. визуальным видом(осадок, окраска, выделение газа). Образование окрашенных растворов:Fe(3+)+3SCN(-)=Fe(SCN)3(кроваво-кр.) Обьекты могут находится в твердом состоянии и жидком, т.е. «сухим» и «мокрым» путем. Окрашивание пламени: Na-желтый,K-фиолетовый,Rb-малиновый,B-зеленый,B-зеленый,Pb-голубой. «Мокрый»-чаще используется.

МЕТОДЫ качественного анализа делятся на химические, физико-химические и физические.Физические методы основаны на изучении физ. св-в анализируемого вещ-ва. К этим методам относятся спектральный и др.В физико-химических методах течение реакции фиксируется измерением определенного физ. св-ва исследуемого р-ра. К этим методам относятся полярография, хроматография и др.К химическим методам относятся методы, основанные на использовании хим. св-в исследуемых вещ-в.В хим. методах качест. анализа используются только аналит. реакции. Аналитические реакции- они сопровождаются внеш. визуальным видом(осадок, окраска, выделение газа). Выпадение белого осадка: . Способы: обьекты могут находится в твердом состоянии и жидком. «Сухие»-окрашивание пламени, образование свободных металлов и т.д. Окрашивание пламени: Na-желтый,K-фиолетовый,Rb-малиновый,B-зеленый,Pb-голубой. «Мокрый»-чаще используется. В зависимости от кол-ва обьекта сущ.:макроанализ0,1, микроанализ

Дробный метод основан на открытии ионов специфическими реакциями, проводимыми в отдельных порциях исследуемого раствора. Все катионы делят на 3 группы, включающие соответственно s-, р- и d-элементы. В дробном анализе применяют специфические реакции, которые позволяют обнаружить один ион в присутствии всех остальных ионов.Специфических реакций немного. Систематический метод - это последовательное разделение ионов и их открытие. Основан на том, что сначала с помощью групповых реактивов разделяют смесь ионов на группы и подгруппы, а потом в этих подгруппах обнаруживают каждый ион специальными реакциями. Дробный метод лучше чем систематический тем что, можно сэкономить реактивы и время. Но т.к. специфических реакций немного и влияние мешающих ионов нельзя устранить то обращаются уже к систематическому методу анализа.

Выполнение каждой аналитической реакции требует соблюдения определенных условий ее проведения, важнейшими из которых являются: концентрация реагирующих веществ, среда раствора, и температура. Напр.чтобы образовался какой-либо осадок, надо с помощью определенного реагента создать условия, при которых получается пересыщенный раствор. В присутствии избытка реагента реакция может не заканчиваться и идти далее. Например, при обнаружении ионов Hg2+ с помощью KI по реакцииHg(N03)2 + 2KI → 4HgI2 + 2KN03 в случае избытка реагента KI вместо осадка ярко-красного цвета Hgl2 образуется раствор в бледно-желтый цвет: HgI2 + 2KI -+ K2.

Чувствительность химической реакции - наименьшее кол-во вещ-ва, которое можно обнаружить данной реакцией или количественно определить данным методом анализа..Высокочувствительная р-ция -требует небольших кол-в в-в Малочувствительная реакция -р-ция требующая больших содерж. анализ. в-а. Реакция называется специфической , когда позволяет обнаружить один ион в присутствии всех остальных. Специфической, например, на ион аммония является реакция: NH4Cl + KOH → NH3 + KCl + H2O.На чувствительность качественных реакций оказывают влияние такие факторы, как Аммиак обнаруживают по запаху или по посинению красной лакмусовой бумажки, смоченной в воде и помещенной над пробиркой. Селективные реакции(избирательные)- реакции с несколькими компонентами.

6) Методы:1)выпаривание воды - нагревание р-а над пламенем спиртовки, вода начнет испаряться, а объем р-ра уменьшится. По мере выпаривания воды раствор становиться более концентрированным. 2)метод экстракции - перевод компонента в органич. растворителях. Экстракция может быть разовой или непрерывной. 3)метод ионного обмена - это обратимая хим. реакция, при которой происходит обмен ионами между твердым веществом и раствором электролита. Ионный обмен может происходить как в гомогенной среде, так и в гетерогенной, в которой один из электролитов является твёрдым. 4)метод соосаждения - переход в осадок примесей, сопутствующий осаждению основного вещ-ва из р-ра, расплава или пара, содержащих несколько вещ-в. Соосаждение происходит тогда , когда раствор пересыщен в отношении вещ-ва.

V реакции -изменение концентрации в-ва в ед. времени(моль/л*сек) Т.к. концентрация непрерывно меняется во времени, то и скорость непрерывно меняется во времени.Факторы, влияющие на скорость реакции:-1) природа реагирующих веществ;-2) Концентрация реагентов. Закон действия масс : скорость гомогенной реакции в каждый момент времени пропорциональна произведению концентрации реагирующих вещ-в, возведенных в некоторую степень.Vпрям.реакции=K[A]^a*[B]^b, где –исх. молярн. концентр. в-в., K-константа скорости. Каждая реакция имеет свою контанту скорости. Порядок реакции может принимать произвольные значения..3) Зависимость от температуры. Скорость большинства реакций с ростом температуры возрастает, т.к. повышается число активных частиц.
Химическое равновесие - состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причем скорости в каждой паре прямая-обратная реакция равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.А2 + В2 ⇄ 2AB. Константа равновесия показывает во сколько раз скорость прям. реакции>или1-преобладает прямая, если Физ.смысл К: скорость реакции при концентрации реагирующих в-в 1моль /л. Зависит от природы в-в и t. От концентрации не зависит. Кпрям*[A]^a*[B]^b=Кобр.[C]^c*[D]^d
З. действия масс показывает как изменять реакции в нужном направлении. Нужно увелич. скорость прямой реакции и уменьшить-обратной. FeCl3+NH4SCN↔Fe(SCN)3(кроваво-кр)+3NH4Cl.

Kравн.=[ Fe(SCN)3]*[ NH4Cl]^3/[ FeCl3]*. Для смещения равновесия вправо необходимо увелич. концентрацию исх. в-в. Для смещения равновесия влево необходимо увелич. концентр. продуктов реакции. Факторы влияющие на химическое равновесие: 1) температура- При увеличении температуры хим. равновесие смещается в сторону эндотермической (поглощение) реакции, а при понижении в сторону экзотермической (выделение) реакции. 2) давление- При увелич. давления хим. равновесие смещается в сторону меньшего объёма веществ, а при понижении наоборот. 3) концентрация исх. в-в и продуктов реакции- При увелич. концентрации одного из исх. в-в равновесие смещается в сторону продуктов реакции, а при увелич. концентрации продуктов реакции в сторону исх. в-в. Катализаторы не влияют на смещение химического равновесия!
10) КОНСТАНТА РАВНОВЕСИЯ, отношение между концентрациями продуктов реакции и исходных веществ, которое характеризует ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ ОБРАТИМОЙ РЕАКЦИИ при определенной температуре.Вид К. равновесия зависит от типа хим. реакции.1)кислотно-основные реакции-используется кислоты и основания. К. равновесия используется только для слабых кислот и оснований. Для слабых к-т: HA=H^+ +A^- Kравн=[H]*[A]/ Для сильных кислот: BOH=B+OH Kравн=[B]*/ 2)образование осадка(гетерогенные системы) KA(осадок, твердая)=K^+ +A^-(насыщ., жидкая) Kравн=[ K]*[A]/ 3)образование комплексных соед. Kравн=Kобразов. Комплексов=

Kравн обрт. р-ции=Кнестойкости комплекс. Для многоступенчатой хим. реакции сущ. след. равновесия: А+3В=АВ3. 1ступень:А+В=АВ Kравн=[АВ]/[A]*[B] 2ступень: АВ+В=АВ2 Kравн=/*[B] 3)ступень:АВ2+В=АВ1/3 Общая К равновесия::А+3В=АВ2 К общ. равн.=/[А]*.

Выод: К общ.равн.хим.реакции=произведению ступ. К.равн.
11) Кравн. зависит от t для реакции протекающих стекловым эффектом. Экзотермические-с выделением тепла,при повешение t равновесие смещаетя влево, т.е. Кравн прямой реакции уменьшается. Эндотермические- с поглащением тепла из внеш. среды,при повышении t равновесие смещается вправо,т.е. Кравн прямой реакции увелич. Для реакции не идущих с тепловым эффектом Кравн не зависит от t.
12) Общая константа равновесия равна произведению ступенчатых констант. Общая хим.реакци::А+3В↔АВ3-многоступ. реакция.:1)ступень А+В↔АВ Кравн=/[A]*[B]. 2)ступень АВ+В↔АВ2 Кравн= /*[B]. 3)ступень АВ2+В↔АВ1/3. Общая реакция: А+3В↔АВ2. К общ. равн.=/[А]*. Общая Кравн позволяет определить направление хим. реакции. Пример растворение сульфида Fe в кислоте: FeS+2H^+= Fe^2++H2O. 1стадия: FeS↔Fe^2++S^-. Кравн=*/. К1==* 2стадия: S^2++2H+↔H2S. Кравн=/Кдис.H2S. Кобщ.=К1*К2=ПРFeS/Кдис.H2S. Чем больше ПР осадка и меньше Кдис образующего электрона, тем полнее идет прямая реакция(растворение осадка)
13) Электролиты, в-ва, в которых в заметной концентрации присутствуют ионы, обусловливающие прохождение эл. тока (ионную проводимость). К слабым электролитам относятся многие органические к-ты и основания в водных и неводных растворителях. Степень диссоциации зависит от природы растворителя, концентрации раствора, температуры и др. факторов. Один и тот же электролит при одинаковой концентрации, но в различных растворителях образует растворы с различной степенью диссоциации.Закон разбавления Освальда : с уменьшением концентрации раствора степень диссоциации слабого электролита увеличивается.
14) Электролиты, вещества, в которых в заметной концентрации присутствуют ионы, обусловливающие прохождение эл. тока (ионную проводимость).Бывают сильные и слабые.Сильные электролиты практически полностью диссоциированы на ионы в разбавленных растворах. К ним относятся многие неорганические соли, кислоты и основания, обладающих высокой диссоциирующей способностью Концентрация ионов в растворах сильных электролитов настолько велика, что начинают проявляться силы межионного взаимодействия. Св-ва электролита, зависящие от числа ионов, проявляются при этом слабее. Активность иона(обозначается а) связана с его концентрацией соотношением: a = fC. где f – коэффициент активности иона. Хим. активность каждого иона зависит от концентрации всех ионов и зарядов. Чем больше эти величины, тем меньше хим. активность каждого иона. Коэф. активности ионов зависят от состава и концентрации р-ра, от заряда и природы иона и ряда др. условий.
15) Общей теории кислот и оснований не существует. Для аналитических целей

используют теорию кислот и оснований Аррениуса. Согласно этой теории , кислоты - это вещества кот. отдают катионы Н, донары. Основания - это вещества кот присоед., акцепторы. В протолитической теории кислоты - это доноры протонов, т.е. в-ва, отдающие протоны. Кислоты обозначаются буквой а. CH3COOH ↔ H+ +CH3COO-. Основания в данной теории обозначаются буквой b. К-ты и основан. могут быть нейтральными-HCl, H2SО4;анионные-HCO3.HSO3;катионные-NH4. Нейтральные-HCl, Y2SO4; Анионные-YCO3, HSO3 ; Катионные-NH4.
16) В выражении Ко= ,где Ко наз. термодинамич. константой равновесия , для идеальных и не идеальных систем зависит от t,давления и природы растворителя. При представлении вместо активностей равновесных концентраций Кр=[C]*[D]/[A]*[B] или К’= получаем концентрационные константы равновесия. На значения концентрационных констант влияет много факторов: на Ко и на К’-t, давление, природа растворителя (К-реальная концентр. константа равновесия, они хар-ют положение равновесия с учетом влияния электростатических взаимодействий К’-условная концентр. константа равновесия, они хар-ют с учетом суммарного влияния электростатических и хим. взаимодействий). Концентрационные константы можно вычислить из термодинамических предварительно рассчитав величины коэф. активности.
17)Водородный показатель- величина, характеризующая активность или концентрацию ионов водорода в растворах. Водородный показатель обозначается рН. Водородный показатель численно = отрицательному десятичному логарифму активности или концентрации ионов водорода, выраженной в молях на литр: pH=-lg[ H+ ] нейтральный р-р рН=7, кислый р-р рН 7. В воде концентрация ионов водорода определяется электролитической диссоциацией воды по уравнению H2O=H++OH-. Константа диссоциации при 22° С составляет: Ио́нное произведе́ние воды́ - произведение концентраций ионов водорода Н+ и ионов гидроксида OH− в воде или в водных растворах Шкала кислотности растворов:

рН	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
рОН	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
Реакция среды	Сильно-кислая				Слабо-кислая			Нейтра- льная	Слабо-щело			Сильно-щелочная
Реакция среды	кислая							Нейтра- льная	щелочная

18) Кислотно-основные индикаторы - органические соединения, способные изменять цвет в р-ре при изменении кислотности (pH). Универсальный индикатор- смесь нескольких индикаторов, ими пропитывают полоски «индикаторной бумаги», с помощью которых можно быстро определить кислотность исследуемых водных растворов. Индикаторы широко используют в титровании в аналитической химии и биохимии.

Индикаторы обычно используют, добавляя несколько капель водного р-ра. Другой способ применения - использование полосок бумаги, пропитанных раствором индикатора (например, "Универсальный индикатор").

Для определения значения pH растворов широко используют несколько методик. 1)Использование специального прибора - pH-метра - позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH. 2)Аналитический объёмный метод - кислотно-основное титрование. Раствор известной концентрации (титрант) по каплям добавляется к исследуемому раствору. При их смешивании протекает химическая реакции. Точка эквивалентности - момент, окончания реакции. 3) Влияние температуры на значения pH
19) Гидролиз солей – это взаимодействие ионов соли с водой с образованием малодиссоциирующих частиц. а) Соль образована слабой кислотой и сильным основанием: рН>7

б) Соль образована сильной кислотой и слабым основанием:рН в) Соль образована слабой кислотой и слабым основанием:
Протолитическое равновесие при гидролизе солей может быть смещено вправо или влево при изменении температуры, разбавлении р-ра. Типы гидролиза: гидролиз по катиону (в реакцию с водой вступает только катион); гидролиз по аниону (в реакцию с водой вступает только анион); совместный гидролиз (в реакцию с водой вступает и катион, и анион).
20) Гидролиз солей – это взаимодействие ионов соли с водой с образованием малодиссоциирующих частиц. Факторы влияющие на гидролиз солей : -природа соли; -концентрация соли; -t (чем >t, тем >h); -рН среды. Гидролиз солей понижает в качественном анализе их активность. 1)(NH4)2CO3-групп.реагент 2гр. катиона

Концентр. карбонат аммония уменьшается и активность реагента уменьшается. 2)(NH4)2S-групп.реагент 3гр. катиона

Активность сульфида аммония понижается. Применение:- обнаружение ионов BiCL3+H2O ↔Bi(OH)2CL+HCL; Bi(OH)2CL →BiOCL+H2O. Типы гидролиза : гидролиз по катиону (в реакцию с водой вступает только катион); гидролиз по аниону (в реакцию с водой вступает только анион); совместный гидролиз (в реакцию с водой вступает и катион, и анион).
21) Гидролиз солей - это хим.взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к образованию слабого электролита. Гидролиз может способствовать выполнению реакции, а иногда мешает проведению анализа. Бывают следующие способы подавления и усиления гидролиза солей.1. Прибавление к раствору соли др. электролита, к-ты или осн..Для усиления гидролиза солей добавляют основания для связывания в процессе гидролиза ионов H+. Равновесие реакции смещается в сторону гидролиза соли.Для подавления гидролиза указанных солей к р-ру добавляют к-ты, тогда:В такой ситуации увеличивается кол-во ионов H+ и реакция смещается в обратную сторону, т.е. уменьшается гидролиз соли.

22) Гидролиз солей - это хим. взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к образованию слабого электролита..Гидролиз солей является обратимой химической реакцией. Количественными характеристиками его являются степень гидролиза (h) и константа гидролиза (Кг). h - показывает, какая часть соли прогидролизовалась,т.е. превратилась в свои составляющие;измеряется в %или долях единицы. Степень гидролиза не является константой. Кг -константа равновесия обратимой реакции. Зависит от t, но не зависит от концентрации р-ра. Кг=К(Н2О)/К дисс.к-ты*К дисс.осн. Степень гидролиза – отношение числа гидролизированных молекул к общему числу растворенных молекул; h= (Сгидр/Собщ)·100 %, где где Сгидр - число молей гидролизованной соли, Собщ - общее число молей растворённой соли. Степень гидролиза соли тем выше, чем слабее кислота или основание , её образующие. Водоро́дный показа́тель, pH - мера активности ионов водорода в растворе, и количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на литр: pH=-Lg
23) Буферными системами наз. р-ры, сохр. Постоянный рН, при добавлении в р-р или при разбавлении сильных к-т или оснований. Способность сохранять постоянное значение рН наз. буферным действием . Бывают: а)кислые-из слабых к-т и их солей(ацетатный); б)основные-из слабых оснований и их солей(аммиачный). Один компонент нейтрализует добавленную к-ту, второй-в добавляемую щелоч. Буферы могут быть кислыми, щелочными или нейтральными, напр.,фосфатный буфер, карбонатный. Для кислого буфера:рН=рКк-ты-LgСк-ты/Соли. Для щелочного буфера:рН=14-рКосн+LgСосн/Соли. Буферы-это двухкомпонентные системы. Буферные р-ры нужны для создания рН. Каждый буфер имеет опред. рН.

24) Каждый буфер имеет опред. рН зависящий от концентрации компонента и их обьемов. рН(кислого буф .)=рКк-ты-Lg *Ню к-ты/Ню соли. рН(щелочного буф.)=14-рКосн.+ Lg*Ню осн/Ню соли

Ацетатный буфер: CH3COOH ↔ CH3COO+H CH3COONa ↔ CH3COO+Na

1. Добавим небольшое кол-во NaOH(сильная щёлочь)

NaOH+CH3COOH → CH3COONa+H2O

2. Добавляем небольшое количество HCL(сильная к-та)

HCL+CH3COONa ↔ CH3COOH+HCL

3. Добавляем небольшое количество NaOH(щёлочь)

NaOH(сильное)+NH4C(очень слабое)L→ NH4OH+NaCL

4. Добавляем небольшое количество HCL(сильная кислота)

HCL(сильная)+NH4OH(соль) ↔ NH4CL+Н2О. Буферы могут быть кислыми, щелочными или нейтральными. Примеры буферов: 1)фосфатный NaH2PO4(к-та слабая) и Na2HPO4(соль)

H2PO4 ↔ H+HPO4

Na2HPO4 → 2Na+HPO4 2)карбонатный NaHCO3-слабая кислота и Na2CO3-соль

Каждый буфер имеет определённую ёмкость. При добавлении больших количеств кислот и оснований к буферу, его рН может изменяться.Буферная ёмкость -это кол-во (моль) сильной к-ты или сильного осн, которое необходимо добавить к 1 л буфера, для изменения его рн на 1. Чем больше концентрация компонента, тем больше буферная ёмкость.Оптимальное соотношение между компонентами 1:1

25) Буферы -это двухкомпонентные системы.Наиболее распространены ацетатный и аммиачный. Применяется для создания и поддержания веществ Кроме того, буферные растворы широко используются в химическом анализе и для калибровки рН-метров Буферные растворы играют огромную роль в жизни организмов, обеспечивая постоянство рН крови и лимфы. .И в количественном анализе при опред. жёсткости воды.(аммиачный буфер) формула: Ж=N*V1/V

26) Хим. равновесие - состояние системы в кот. скорость прямой реакции=скорости обратной. В основе смещения лежит з.действия масс. CH3COOH ↔ CH3COO+H(равнов.система)

Вводим в систему соль уксусной кислоты

CH3COONa ↔CH3COO+Na(сильный электролит)

После введения в раствор соли концентрация ацетата увеличивается. Скорость обратной реакции увеличивается, равновесие смещается влево, диссоциация уксусной кислоты уменьшается, она станет более слабым электролитом.

27) Гетерогенные системы - неоднородные, равнофазные системы, они состоят из двух фаз. В качественном анализе гетерогенные системы состоят из жидкости (фаза 1) , твёрдые(фаза2) и осадка. Фаза- агрегатное состояние(жидкое, твёрдое и газообразное). Гетерогенные используют в качественном анализе для обнаружения, для разделения веществ, также в количественном анализе. Области применения гетерогенных систем : 1)Выпадение и растворение осадков 2)Выпарение и испарение, перегонка.

П.Р .- произведение молярных К ионов осадка в насыщ.енном р-ре. Произведение растворимости-константа гетерогенного процесса раств. Чем больше растворимость осадка,тем больше произведение осадка. Растворимость (моль/л)- концентрация малорастворимого в-ва в насыщенном р-ре в данных условиях.

28) Цель качественного анализа: обнаружение вещ-в. Чаще всего их осаждают. Поэтому нужно знать условие их осаждения: 1)растворимость в-в. Чем меньше растворимость осадка,тем больше полнота осаждения. , если концентрация не превышает 10^-6 моль/л. 2) Кол-во осадителя. Чем больше концентрация осадителя, тем больше полнота осаждения. 3).Степень диссоциации осадителя. Целесообразно использовать осадитель сильный электролит. Активность его будит выше. NH4-слабый электролит и NaOH-сильный электролит

Mg+NaOH → Mg(OH)2+2Na

Полнота осаждения будит больше.

NH4OH ↔ NH4+OH

NaOH ↔ Na+OH 4)pH-р-ра

Каждый осадок выпадает при определённом рН-р-ра,это и позволяет разделять ионы. 5).Наличие посторонних электронов в р-ре. Посторонние электролиты -не содержат одинаковых ионов с осадителями и с осаждённым ионом.

Пример:

29) Растворимость малорастворимого соед. зависит от присутствия в р-ре сильных электролитов, не имеющих общего иона с осадком и имеющего общий ион. Присутствие сильного электролита, не имеющего с осадком одноименного иона, увеличивает растворимость за счет снижения активности ионов в р-ре. Это явление получило название солевого эффекта. Солевой эффект- повышение растворимости осадков при постороннем электролите. Пример: Р-римость BaSO4 в 0,1М KNO3 повышает в 2,2 раза.

30 ) Для растворения осадка необходимо сделать р-р над осадком ненасыщ. Это достигается путем: 1)разбаления-добавление воды. Этот способ используется для хорошо растворимых осадков. 2) выделение газа FeS↓+2HCl →FeCl2+H2S Kравн.=ПР(FeS)/Kдисс.Н2S >>1-реакция идет 3)Образование слабых электролитов 4) ОВР(изменение заряда ионов в р-ре) Растворение осадков зависит от К равновесия растворения осадка, если Крав.>1 идёт растворение.

31) Комплексообразование широко применяется, как в качественном, так и в кол-м анализе, т.к. они имеют окраску.

Комплексные соед -это сложная группа;сущ. В р-ре как одно целое, отличающееся по св-м от образующих его компонентов.В состав комплекса входит:центр. Атом и леганды. Центральный атом - частица вокруг, которой располагаются леганды. Лиганды -могут быть анионами(хлор, бор, йод)в состав молекулы могут входить органич и неорганич. соед.. Пример: ^2+ CI2 Лиганды-доноры e.

32) Окислительно-восстановительные реакции широко применяются в аналитической химии как в качественном так и в количественном анализе. Окисление-это отдача электронов. Восстановление-применение электронов. Окислитель принимает электроны и переходит в восстановительную форму.Восстановитель отдавая электроны переходит в окислительную форму, следовательно каждому окислителю соотв. сопряжённый восстановитель или на оборот.

Виды ОВР:1) Межмолекулярные - реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах разных веществ, например: Н2S + Cl2 → S + 2HCl 2) Внутримолекулярные - реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах одного и того же вещества, например: NH4NO3 → N2O + 2H2O. Чем сильнее окислитель, тем слабее сопряжённый восстановитель.Применяются в хим. методе анализа.

33) Сорбционные процессы - основаны на поглощении твёрдым веществом или жидким из р-ра или из газа. Вещ-ва, которые поглощают другие вещ-ва наз. сорбент .(вещ-во) Сорбция подразделяется на:-адсорбцию-поглощение вещества на поверхности;-абсорбция-поглощение вещества объёмом сорбента. Чем больше концентрация вещества, тем больше сорбция. Сорбенты подразделяются на молекулярные(поглощают молекулы) и ионообменные(поглащают ионы). Эффективность экстракции определяет коэф. распределения. К распр.= С в-ва(в органической фазе)/С в-ва (в водной фазе) Экстракция - поглащение, растворение одного компонента. Ее можно использовать для разделения и концентрирования катионов и анионов.

1) Задача кол-го анализа определение содержания анализируемого вещ-ва в объекте. Содержание может выражаться показателями:1)для твёрдых веществ-w(в-ва) в объекте, г/т, мг/кг; 2)для жидкостей- w(в-ва) в растворе, моль/л, г/л, и т.д.

Задача аналитич. химии в том числе и кол-го анализа в определении вещ-в, в состав которых входит тот или иной элемент- это фазовый анализ. Например: Si может находится в виде SiO2, AI2O3*SiO3.

Методы : химический(основан на химических реакциях), физический(на изучении физических свойств веществ зависящих от их состава.), химико-физический(на изучении физических свойств веществ полученных при химической реакции).

2) Бывают:систематические, случайные, промахи. Систематические можно предусмотреть:

Методические(ошибки зависящие от приборов и частоты реактивов)

Оперативные ошибки – не чательно выполняют анализ.

Случайные ошибки- нет закономерности, не могут быть предусмотрены(температура, влажность)

Промахи -грубые ошибки (не правильный расчёт, просеивание раствора).

Ошибки могут быть абсолютные и относительные.

Абсолютные - разность между полученным и истинным результатом.

Относительные - масса абсолютной ошибки к истинному результату.

3.) Метод основан на взвешивании исх. обьектов и полученных при хим. реакциях в-в на аналит. весах.Точность взвешивания на аналит. весах = 2*10^-4. Метод точный, но очень длительный. Применяется при анализе вина, молока и т.д. Он подразделяется на:-метод осаждения(основан на осаждении вещ-в их фильтрации, промывки и сушки); и -метод отгонки(основан на удалении летучих веществ при нагревании или при обработки реактивами).

Требования к осадкам : Должна иметь низкую растворимость, быстро фильтроваться и омываться от примесей.

Требования к осадителю : Осадитель должен полностью осаждать компонент. Требования к весовой(это осадок кот. взвыешивают): состав весовой формы должен точно соответствовать её хим. формуле и должна выдерживать высокие температуры и хим. устойчива.

4.) Соосаждение - совмесное осаждение нескольких веществ. Бывает поверхностное(поглощение вещ-в поверхностью осадка) или внешнее и внутреннее соосаждение(механический захват частицами осадка частью р-ра).

Способы уменьшения соосаждения: переосаждение осадка, промывание осадков. Применение соосаждений: Для повышения концентраций микрокомпонентов, для обнаружения веществ Mg+2OH Mg(OH)2, некоторые осадки могут поглощать индикаторы, при этом цвет индикатора меняется.

5) 1. Присутствие посторонних электролитов(температура, рн среды, природа раств.) Присутствие солевого эффекта. 2. С повышением температуры растворимость большинства осадков увеличивается. 3.Влияние рН: Раствор осадков зависит от рН среды..рН осаждения зависит от р-ра индикаторов. 4. Влияние природы растворителя. 5. наличие посторонних в-в

6.) Фактор пересчета F-отношение моляр. массы опред. в-ва и моляр. массы весовой формы. F=x*М опред..формы/у*М вес.формы. Где х и у-числа уравнивающие число атомов в числителе и знаменателе. В методе осажления различают:1)определяемая форма-анализируемое в-во. 2)осаждаемая форма-осадок, к-й осаждается и 3)весовая-осадок, к-й взвешивают. m(опред. форма)=F*m(вес.форма)*100%/m образца. Напр.:Fe(опред.форма) →Fe(OH)3 ↓(осаждаемая форма)→Fe2O3(весовая форма).
7) Оъёмный метод - основан на измерении объёма р-ра пошедшего на реакцию с другим раствором. Для анализа необходимо иметь: анализируемый раствор, раствор титранта- это раствор с точной известной концентрацией, а титрование-это постепенное добавление одного р-ра к др. р-ру до оканчания р-ции. Один раствор добавляют в колбу для титрования, а другой раствор в бюретку. Потом один раствор титруют другим. Преимущество метода: метод быстрый, но менее точный чем весовой. Задача анализа точно установить точку эквивалентности.

8) В основе метода реакция нейтрализации H3O+ OH↔ 2H2O

Метод применяется для отделения кислот, оснований, солей имеющих кислую или щелочную реакцию. Точка эквивалентронсти - момент окончания реакции.Ее определяют по изменении окраски титруемого р-ра. Один из способов фиксации это индикаторный метод. Индикаторы - вещества, благодаря которым можно установить конечную точку эквивалентности(момент резкого изменения окраски титруемого раствора).Интервал перехода окраски индикаторов рН 8-10(ф-ф)

9). Метод пипетирования . Навеску анализируемого в-ва растворяют в мерной колбе, разбавляют водой до метки, перемешивают р-р, пипеткой отбирают аликвотную часть р-ра и титруют. Измерять надо 3 раза. Берут средний объём р-ра, пошедший на титрование. Метод отдельных навесок . Берут отдельные , близкие по величине навески анализируемого в-ва. Растворяют в произвольном объёме воды и целиком титруют получаемые при этом р-ры. Ошибка должна не превышать 0,1%

10.) Кислотно-основные индикаторы- это растворимые сложные органические соед., способные изменять собственную окраску в зависимости от pH раствора. По химической природе они являются слабыми кислотами или основаниями, частично диссоциирующими в растворе. Кислотно-основные индикаторы, как правило, - обратимые индика-торы, способные обратимо изменять окраску в зависимости рН раствора.

Хромофорная теория объясняет наличие окраски индикаторов.Ионная теория предполагает наличие в растворе двух форм молекулы индикатора - кислой формы, и основной формы

11) Приготовленные р-ры готовят из точной навески химически чистого в-ва и растворов её в определённом объёме воды это- стандартные. Стандартизованные - их концентрацию устанавливают по стандартным растворам. К ним относится неустойчивые вещества. Титр -показывает массу опред. в-ва взаимодействующую с 1мл этого р-ра. Молярная масса эквивалентов вещества - масса одного моля эквивалентов, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу этого вещества . Эквивалент вещества -молекула или ее часть отсоед. или присоед. 1 однозарядный ион. Н+ и ОН-

12) Кривые титрования -показывают изменение рн раствора при титровании. Используют для подбора индикатора. На кривой будит резкий скачок рН, момент окончания реакции.Скачок рН начинается с более высокого рН и заканчиввется при рН=10 . Слабой к-ты сильным основ. Т.э. при рН=8,9 используют индикатор фенолфталеин т.к. он изменяет окраску при рН=8-10. Один из способов фиксации это индикаторный метод. Индикаторы - вещества, благодаря которым можно установить конечную точку эквивалентности(момент резкого изменения окраски титруемого раствора).

13) Титрование многоосновных кислот или многокислотных оснований имеет несколько точек эквивалентности, и соответственно кривая рН дает несколько перегибов, в большинстве случаев, однако, не резко выраженных. Многоосновные кислоты (H3PO4, H2CO3) диссоциируют ступенчато. Например: H3PO4↔ H2PO-4 + H+, H2PO-4 ↔

HPO2-4 + H+, (HPO^-2)4 ↔PO3-4 + H+.

это кривая титрования 0,1 H3PO4 раствором 0,1 М NaOH

кривые титрования многоосновных кислот имеют несколько перегибов, отвечающих разным ступеням диссоциации. С м-о к-та титруется как одноосновная. С ф-ф титруется как двуосновная.
14) Метод основан на осаждении. Методы осадительного титрования: аргентометрия(титрант AgNO3), роданитометрия(титрант NH4SCN), меркурометрия(титрант Hg2(NO3)2)

Метод Мора : наиболее простой из всех методов аргентометрии и в то же время достаточно точный. Используется в нейтральной или слобощелочной среде. Сущность его состоит в прямом титровании жидкости раствором нитрата серебра с индикатором хроматом калия. AgNO3+K2CrO4(индикатор) → Ag2CrO4.↓(красный)+2KNO3. Метод Мора широко применяется при анализе пищевых продуктов. Метод Фольгарда : используют в кислых средах. Основан на титровании раствора, содержащего ионы серебра, стандартными растворами NH4NCS или KNCS: Ag+ + NCS- ↔ AgNCS↓. Индикатором в этом методе являются ионы Fe3+. Адсорбционные индикаторы - вещества, способные адсорбироваться на поверхности осадка и менять при этом окраску или интенсивность люминесценции.

16) Титрант Индикатор - хим. в-ва, изменяющие окраску, образующие осадок при изменении концентрации какого-либо компонента в р-ре. Сущ. 2 типа: 1)вступают в реакции с окислителем или вос-лем с изменением окраски Напр. Крахмал(индикатор,бесцветный)+I2→ I2*крахмал(синий цвет). 2)изменяет свою окраску в зависимости от ОВ потенциала. А)Перманганатометрия- титрант KMnO4, кислая среда. MnO4+5e+8eH→Mn^2++4H2O (fэ=1/5). Б)Хроматометрия-титрант K2Cr2O7, среда кислая. Cr2O7+6e+14H→2Cr^3++7H2O (fэ=1/6) Применяется для опред. всех восс-лей. В)Йодометрия-титрант I2. KI. Na2SO3+I2+H2O→2I+Na2SO4. Применяют при анализе восс-лей. Г)Броматометря-титрант Br2 C6H5OH+3Br2→C6H2Br3OH+3HBr. Применяется очень редко Д)Броматометрия-титрант NaBrO3. 2BrO3+6H+5e→Br2+3H2O (fэ=1/6)
17)) Титрант - реагент с точно известным титром(концентрацией).Индикатор - хим. в-ва, изменяющие окраску, образующие осадок при изменении концентрации какого-либо компонента в р-ре. Ж=N*V*1000/V(H2O), где N-нормальность р-ра,V-обьем р-ра. Жесткость воды измеряется в мг*экв/л.Жесткость мы определяем с помощью Трилона Б. Комплексометрия основана на реакциях образования растворимых комплексных соед. Комплексометрическое титрование подразделяют на комплексонометрию и меркуриметрию. В основе этих методов лежит протекание реакции между опред. в-м и реагентом и в результате этой реакции образуюся комплексные соед.(это соед, которые состоят из комплексообразователя и лигандов, кот. окружены возле него).
18) Основаны на движении частиц заряженных в эл.поле. Частицы находятся в жидкости. Частицы движутся в эл.поле

с разной скоростью. Катод-отрицательно заряженный е; анод-положительный. Нейтральные частицы также будут идти на электрод, но медленнее.Скорость частиц зависит от их заряда и от подвижности, а подвижность частиц зависит от размера частиц. Чем больше заряд частиц и меньше их размеры, тем быстрее они движутся. Применяется для анализа всех органич. и неорганич. в-в Классификация: зональный электрофорез и капиллярный. Зональный электрофорез применяется при анализе молока, а капиллярный-при анализе вина. РИСУНОК
19) Бывают прямые и косвенные. Основаны на измерении эл. параметров зависящих от состава р-ра Большинство из них основано на электролизе. Могут измеряться след. параметры:сопротивление и электропроводность р-ра, сила тока, потенциал электрода. Электрохим. методы подразделяются на:кондуктрометрию, потенциометрию, вольамперометрию, кулометрию, электрогравиметрию. К кондуктометрии относятся методы, в которых измеряют электропроводность электролитов. Потенциометрия основана на измерении потенциала индикаторного электрода.(электрод-это датчик).Вольамперометрия основана на излучении зависимости силы тока от внеш. напряфжения. Кулометрия основана на измерении кол-а электричества. Электрогравиметрия-на электролизе анализируемого р-ра эл. током.
20)Метод основан на электропроводности р-ра. В кодуктрометрии измеряют сопротивление р-ра в спец. электролитич. ячейки. Кондуктрометрия подразделяется на прямую и кондуктрометрическое титрование. .Кондуктрометрич. титрование - это косвенный метод, служит для опред. точки эквивалентности. Используется для опред. точки эквивалентности, с помощью графика, кот. показывает зависимость электоопроводности р-ра от обьема титранта. Т. эквивалентности - момент титрования, когда число эквивалентов добавляемого титранта равно числу эквивалентов определяемого в-ва в образце.
21) Основан на измерении потенциала индикатороного электрода..(электрод-датчик). Индикатор.электрод -электрод, потенциал кот. зависит от состава анализ. р-ра.Абсолютный потенциал электрода измерить невозможно. дельтаЕ(потенциал электрода)=Е(инд.)-Е^0 Для измерения потенциала электрода используют приборы потенциометры, они состоят из двух электродов. Индикаторные электроды бывают: электроды, на поверхности кот. идет обмен электронов и электроды, где идет обмен ионов.Потенциометрич. титрование основано на измерении потенциала индикатороного электрода при титровании. Точку эквивалентности можно увить по резкому скачку, для этого нужно построить график и увидить это.

22) Кулометрия основана на измерении кол-ва электричества, затраченного на электропревращение опроеделяемого в-ва. Бывает и косвенная кулометрия или кулометрическое титрование основана на взаимодействии анализируемого в-ва с титрантом. Вольтамперометрия осована на излучении зависимости силы тока от внеш. напряжения. Для этого метода используется 2 электрода индикаторный и стандартный. Кулометрия хороша тем., что не обящательно использовать стандартные р-ры. Формла для кол-ва электричества:Q(кулон) =I(сила тока) *тау(время анализа).
23) Метод разделения и анализа в-в, основанный на распределении между двумя фазами , кот не смешиваются-подвижной и неподвижной. Неподвижная фаза-это твердое в-во, а подвижная фаза это жидкость или газ, кот проходит через неподвижную фазу.Чем хороша хроматография, так это тем что можно много раз повторять процессы. Этот метод универсален, т.е. разделение и определение твердых, жидких и газообразных соед. Любой сорбционный процесс хр-ся константой распределения Краспред.=Снеподв.*Сподвиж. Колонки в хроматографии имеют диаметр 4-6мм.Ионообменная хроматография -это жидкостная хроматография для разделения катионов и анионов.Эта хроматография применяется например для очистки воды. Еще существует бумажная хроматотграфия, но она плоха тем что медленно разделят и нельзя сразу большое кол-во в-в.
24) Основана на обмене ионов между подвижной и неподвижной фазами(ионит) Еще бывают катионит(обменивается катионами), анионит(анионами) и амфолит(обменивается анионами и катионами). Иониты бывают натуральными и природными и еще искусственными. Применяется для разделения катионов, отделение электролитов от не электролитов, и еще при анализе вина и молока. Сорбенты - твердые тела или жидкости, кот поглащают из окр. Среды газы. Бывают абсорбенты -образует с поглащенным в-м раствор и адсорбенты -поглащают в-во. Существуют твердые сорбенты, кот. деляться на гранилированные и волокнистые.
25) Основан на взаимодействии анализ. в-ва с электромагнитным излучением. Каждое в-во при взаимодействии с излучением образует спектр. Спектр -упорядоченная по длинам волн электромагнитное излучение. Резонанс -совпадение частот. Виды излучений: ренгеновское, УФ, ИК, радиоволны, магнитное поле. Атомы и молекулы способны поглащать, испускать и рассеивать излучение. Спектральные методы подразделяются на атомную и молекулярную. Атомная основана взаимодействии атомов с электромагнитным излучением, она подразделяется на атомно-эмиссионный и атомно-абсорционный анализ. Эмиссия -это испускание, излучение. Молекулярные спектры -электромагнитные спектры испускания и поглощения. ГРАФИКИ2
26) Основана на способности опред. в-ва, компонента смеси поглощать электромагнитное излучение.Бывают фотометрические и спектрофотометрические методы. Фотометрический метод измеряется фотометром, а спектрофотометрический метод-спектрофометром. Существует з. поглащение Бугера: D=-LgT= E*L*c, где D-это плотность р-ра, T-пропускание, L-толщина, с-концентрация. Из этого з. следует, что чем выше концентрация р-ра, тем выше плотность р-ра. Обычно при фотометрическом анализе сравнивают интенсивность излучения. На градуировочном графике строят зависимость плотности р-ра от его концентрации., и по этому графику опред. его концентрацию.
27) Эти два методы основаны на измерении интенсивности света. Турбидиметрия -метод анализа мутных сред. Применяется для аналитич. определений в разных средах. Но этот метод не очень точен, и применяется только для определения компонентов, где не нужна высокая точность. Нефелометрия - применяют для определения хлоридов(AgCl) и сульфатов(BaSO4).
28) Атомно-эмиссионный -основан на излучении атомами электромагнитного излучения, кот помещены в пламя. Суть метода: анализируемый р-р в пламени газовой горелки. Применяется в металлургии. Этот метод основан на том, чтобы атомы каждого элемента могли испускать свет определенных длин волн, но для того чтобы атомы начали испускать свет, их нужно возбудить, чем больше атомов будут возбуждены, тем ярче будет излучение. Этот метод очень точен. Атомно-абсорбционный -основан на поглощении света. Этот метод также применяется в металлургии, для большинства металлов.Метод хорош тем что он очень прост, но нельзя применять несколько элементов одновременно.
29) Основан на явлении люминесценции. Этод метод используют в органич. химии, он позволяет обнаруживать в-ва в смесях. Различают флуоресцентный(этот метод мало селективен), фосфоресцентный анализ(обладает высокой селективностью)Селективность -это св-во одного в-ва подбирать св-во другого в-ва.
30) Этот метод использует рентгеновские спектры для хим. анализа в-в. С помощью него можно определить качественный и кол-й анализ. Он основан на том, что при возбуждении у атома удаляются электроны из внутренних оболочек. Электроны из внеш. оболочек перескакивают на пустые места , освобождая избыточную энергию в виде кванта. И по кол-ву этих квантов можно определить кол-й и качественный анализ.
31) Рефрактометрия -это метод исследования вещ-в, основанный на определении показателя преломления света. Она применяется для опред. физ-хим. параметров в-в. n-показатель преломления. Коэф. преломления:n=sin(альфа)/cos(бета) Применяется для определения состава и в-в, а также для качества хим. состава в продуктах. Поляриметрия -основанные на степени излучении света. Этод метод используется в аналитической химии, при анализе эфирных масел и для исследования излучений. Все измерения проводятся поляриметрами.
32) Ядерно-магнитный резонанс -это резонансное поглощение электромагнитной энергии вещ-м. Это явление открыто в 1945г. Применяется в физ-хим. методах анализа. Главной частью спектрометра является магнит, кот. помещается в сосуд между полюсами электромагнита. Потом этот сосуд начинает вращаться. Когда магнитное поле начинает усиливаться начинают резанировать ядра, к которым настроен спектрометр.Эти показание записывают и вращать начинают на столько быстро на сколько это возможно.
33) ИК спекторометрия -основана на поглащении ИК света. При поглащении ИК света в молекуле усиливается колебательные и вращательные движения. Применение-опред. качественный и кол-й анализ. Ультрафиолетовая -метод основан на поглащении в-м ультрофиолетового излучения. Ход анализа: через р-р пропускается УФ свет, каждая молекула поглащает опред. свет.
34) Масс-спектрометрия - это физ. метод измерения отношения массы заряженных частиц материи к их заряду. С помощью этого метода разрабатывают новые лекарственные средства от неизличимых болезней. Применяется с незаконным распространением наркотиков. Ядерная энергетика немыслема без масс-спектроскопии. Чтобы получить масс-спктрометр нужно превратить молекулы в ионы, потом эти ионы нужно перевести в газовую фазу в вакууме, вакуум нужен для того чтобы ионы двигались без препятстсвий, а если вакуума нет то ионы превращаются в незаряженные частицы.
35) ЭПР- поглощение энергии вещ-ми содержащие паромагнитные частицы. Основан на взаимодействии вещ-ва с магнитным полем. Применяется для исследования парамагнитных частиц, широко применяется в химии. ЭПР - частный случай магнитного резонанса Лежит в основе радио-спектроскопич. методов исследования вещ-ва Суть явления ЭПР заключается в резонансном поглощении электромагнитного излучения неспаренными электронами. ЭПР открыт Завойским в 1944г.

Скорость реакций в химическом анализе. Элементарные стадии реакции. Кинетические уравнения. Факторы, влияющие на скорость. Катализаторы, ингибиторы. Автокаталитические реакции. Индуцированные и сопряженные реакции. Индукционный фактор. Примеры ускорения и замедления реакций и процессов, используемых в химическом анализе.

Кислотно-основные реакции. Современные представления о кислотах и основаниях. Теория Бренстеда-Лоури. Равновесие в системе кислота - сопряженное основание и растворитель. Константы кислотности и основности. Кислотные и основные свойства растворителей. Константа автопротолиза. Влияние природы растворителя на силу кислоты и основания. Нивелирующий и дифференцирующий эффект растворителя.

Кислотно-основное равновесие в многокомпонентных системах. Буферные растворы и их свойства. Буферная емкость. Вычисления рН растворов незаряженных и заряженных кислот и оснований, многоосновных кислот и оснований, смеси кислот и оснований.

Реакции комплексообразования . Типы комплексных соединений, используемых в аналитической химии. Классификация комплексных соединений по характеру взаимодействия металл-лиганд, по однородности лиганда и центрального иона (комплексообразователя). Свойства комплексных соединений, имеющие аналитическое значение: устойчивость, растворимость, окраска, летучесть.

Ступенчатое комплексообразование. Количественные характеристики комплексных соединений: константы устойчивости (ступенчатые и общие), функция образования (среднее лигандное число), функция закомплексованности, степень образования комплекса. Факторы, влияющие на комплексообразование: строение центрального атома и лиганда, концентрация компонентов, рН, ионная сила раствора, температура. Термодинамическая и кинетическая устойчивость комплексных соединений.

Влияние комплексообразования на растворимость соединений, кислотно-основное равновесие, окислительно-восстановительный потенциал систем, стабилизацию различных степеней окисления элементов. Способы повышения чувствительности и избирательности анализа с использованием комплексных соединений.

Теоретические основы взаимодействия органических реагентов с неорганическими ионами. Влияние их природы, расположения функционально-аналитические групп, стереохимии молекул реагента на его взаимодействие с неорганическими ионами. Теория аналогий взаимодействия ионов металлов с неорганическими реагентами типа H 2 O, NH 3 и H 2 S и кислород-, азот-, серосодержащими органическими реагентами. Основные типы соединений, образуемых с участием органических реагентов. Хелаты, внутрикомплексные соединения. Факторы, определяющие устойчивость хелатов Важнейшие органические реагенты, применяемые в анализе для разделения, обнаружения, определения ионов металлов, для маскирования и демаскирования. Органические реагенты для органического анализа. Возможности использования комплексных соединений и органических реагентов в различных методах анализа.

Окислительно-восстановительные реакции . Электродный потенциал. Уравнение Нернста. Стандартный и формальный потенциалы. Связь константы равновесия со стандартными потенциалами. Направление реакции окисления и восстановления. Факторы, влияющие на направление окислительно-восстановительных реакций. Понятие о смешанных потенциалах. Механизмы окислительно-восстановительных реакций.

Основные неорганические и органические окислители и восстановители, применяемые в анализе. Методы предварительного окисления и восстановления определяемого элемента.

Процессы осаждения и соосаждения. Равновесие в системе раствор - осадок. Осадки и их свойства. Схема образования осадка. Кристаллические и аморфные осадки. Зависимость структуры осадка от его индивидуальных свойств и условий осаждения. Зависимость формы осадка от скорости образования и роста первичных частиц. Факторы, влияющие на растворимость осадков: температура, ионная сила, действие одноименного иона, реакции протонизации, комплексообразования, окисления-восстановления, структура и размер частиц. Условия получения кристаллических осадков. Гомогенное осаждение. Старение осадка. Причины загрязнения осадка. Классификация различных видов соосаждения. Положительное и отрицательное значение явления соосаждения в анализе. Особенности образования коллоидно-дисперсных систем. Использование коллоидных систем в химическом анализе.

Задачи изучения дисциплины: овладеть практическими знаниями важнейших факторов, событий и явлений из истории России

Задачи, принципы, направления развития гимназического образования на современном этапе колесникова В. И. директор моу гимназии №2