МодульII. Типи реакцій та процесів в аналітичній хімії
Тема 4. «Основні типи хімічних реакцій у аналітичній хімії»
Основні типи хімічних реакцій в аналітичній хімії: кислотно-основні, комплексоутворення, окиснення-відновлення. Використані процеси: осадження-розчинення, екстракція, сорбція. Константи рівноваги реакцій та процесів. Стан речовин в ідеальних та реальних системах. Структура розчинників та розчину. Сольватація, іонізація, дисоціація. Поведінка електролітів та неелектролітів у розчинах. Теорія Дебая-Хюккеля. Коефіцієнти активності. Концентраційні константи. Опис складних рівноваг. Загальна та рівноважна концентрації. Умовні константи.
4.1. Кислотно-основні реакції. Сучасні уявлення про кислоти та основи. Теорія Бренстед-Лоурі. Рівнавага в системі кислота - сполучена основа та розчинник. Константи кислотності та основності. Кислотні та основні властивості розчинників. Константа автопротолізу. Вплив природи розчинника на силу кислоти та основи. Нівелюючий та диференціювальний ефект розчинника. Кислотно-основна рівновага в багатокомпонентних системах. Буферні розчини та їх властивості. Буферна ємність. Обчислення рН розчинів незаряджених та заряджених кислот та основ, багатоосновних кислот та основ, суміші кислот та основ. 4.2. Реакції комплексоутворення. Типи комплексних сполук, що використовуються в аналітичній хімії. Класифікація комплексних сполук за характером взаємодії метал-ліганд, за однорідністю ліганду та центрального іона (комплексоутворювача). Властивості комплексних сполук, що мають аналітичне значення: стійкість, розчинність, фарбування, летючість. Ступінчасте комплексоутворення. Кількісні характеристики комплексних сполук: константи стійкості (ступінчасті та загальні), функція освіти (середнє лігандне число), функція закомплексованості, ступінь утворення комплексу. Чинники, що впливають комплексоутворення: будова центрального атома і ліганда, концентрація компонентів, рН, іонна сила розчину, температура. Термодинамічна та кінетична стійкість комплексних сполук. Вплив комплексоутворення на розчинність сполук, кислотно-основну рівновагу, окисно-відновний потенціал систем, стабілізацію різних ступенів окислення елементів. Способи підвищення чутливості та вибірковості аналізу з використанням комплексних сполук. Теоретичні основи взаємодії органічних реагентів з неорганічними іонами. Вплив їхньої природи, розташування функціонально-аналітичних груп, стереохімії молекул реагенту на його взаємодію з неорганічними іонами. Теорія аналогій взаємодії іонів металів з неорганічними реагентами типу H 2 O, NH 3 і H 2 S і кисень-, азот, сірковмісними органічними реагентами. Основні типи сполук, що утворюються за участю органічних реагентів. Хелати, внутрішньокомплексні сполуки. Фактори, що визначають стійкість хелатів Найважливіші органічні реагенти, що застосовуються в аналізі для поділу, виявлення, визначення іонів металів для маскування і демаскування. Органічні реагенти для органічного аналізу. Можливості використання комплексних сполук та органічних реагентів у різних методах аналізу. 4.3. Окисно-відновні реакції. Електродний потенціал. Рівняння нернста. Стандартний та формальний потенціали. Зв'язок константи рівноваги із стандартними потенціалами. Напрямок реакції окиснення та відновлення. Чинники, що впливають напрямок окислювально-відновних реакцій. Поняття про змішані потенціали. Механізми окиснювально-відновних реакцій. Основні неорганічні та органічні окисники та відновники, що застосовуються в аналізі. Методи попереднього окиснення та відновлення обумовленого елемента. 4.4. Процеси осадження та співосадження. Рівноваги в системі розчин - осад. Опади та їх властивості. Схема утворення осаду. Кристалічні та аморфні опади. Залежність структури осаду від його індивідуальних властивостей та умов осадження. Залежність форми осаду від швидкості утворення та зростання первинних частинок. Чинники, що впливають розчинність опадів: температура, іонна сила, дія однойменного іона, реакції протонізації, комплексоутворення, окислення-відновлення, структура і розмір часток. Умови одержання кристалічних опадів. Гомогенне осадження. Старіння осаду. Причини забруднення осаду. Класифікація різних видів співосадження. Позитивне та негативне значення явища співосадження в аналізі. Особливості утворення колоїдно-дисперсних систем. Використання колоїдних систем у хімічному аналізі. Модуль III. Методи виявлення та ідентифікаціїТема 5. «Методи виявлення та ідентифікації» 0,2 (8 годин) Завдання та вибір методу виявлення та ідентифікації атомів, іонів та хімічних сполук. Дробний та систематичний аналіз. Фізичні методи виявлення та ідентифікації неорганічних та органічних речовин. Мікрокристаллоскопічний аналіз, пірохімічний аналіз (фарбування полум'я, сублімація, утворення перлів). Краплинний аналіз. Аналіз розтирання порошків. Хроматографічні методи якісного аналізу Експресний якісний аналіз у заводських та польових умовах. Приклади практичного застосування методів виявлення. МодульIV. Методи виділення, поділу та концентруванняТема 6. «Методи виділення, поділу та концентрування» 0,1 (4 години) Основні методи поділу та концентрування, їх роль у хімічному аналізі, вибір та оцінка. Поєднання методів поділу та концентрування з методами визначення; гібридні методи. Одноступінчасті та багатоступінчасті процеси поділу. Константи розподілу. Коефіцієнт розподілу. Ступінь вилучення. Чинник поділу. Коефіцієнт концентрування. 6.1. Методи екстракції. Теоретичні засади методів. Закон розподілу. Класифікація екстракційних процесів. Швидкість екстракції. Типи екстракційних систем. Умови екстракції неорганічних та органічних сполук. Реєстрація. Природа та характеристика екстрагентів. Поділ та концентрування елементів методом екстракції. Основні органічні реагенти, які використовуються для поділу елементів методом екстракції. Селективне поділ елементів методом підбору органічних розчинників, зміна рН водної фази, маскування та демаскування. 6.2. Методи осадження та співосадження. Застосування неорганічних та органічних реагентів для осадження. Способи поділу осадженням або розчиненням при різних значеннях рН, за рахунок утворення комплексних сполук та застосування окисно-відновних реакцій. Групові реагенти та вимоги до них. Характеристики малорозчинних сполук, що найчастіше використовуються в аналізі. Концентрування мікроелементів з осадженням на неорганічних та органічних носіях (колекторах). 6.3. Інші методи. Електрохімічні способи. Відгін (дистиляція, сублімація). Зонна плавка. Тема 7. Хроматографічні методи аналізу 0,2 (6 годин) 7.1. Визначення хроматографії.Поняття про рухому та нерухому фази. Класифікація методів по агрегатному стану рухомої та нерухомої фаз, за механізмом поділу, за технікою виконання. Способи одержання хроматограм (фронтальний, витіснювальний, елюентний). Основні параметри хроматограми. Основне рівняння хроматографії. Селективність та ефективність хроматографічного поділу. Теорія теоретичних тарілок. Кінетична теорія. Роздільна здатність як фактор оптимізації хроматографічного процесу. Якісний та кількісний хроматографічний аналіз. 7.2. Газова хроматографія. Газо-адсорбційна (газо-твердофазна) та газо-рідинна хроматографія. Сорбенти та носії, вимоги до них. Механізм розподілу. Схема газового хроматографа Колонки. Детектори, їх чутливість та селективність. Області застосування газової хроматографії. 7.3. Рідина хроматографія. Види рідинної хроматографії. Переваги високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ). Схема рідинного хроматографу. Насоси, стовпчики. Основні типи детекторів, їх чутливість та селективність. 7.3.1. Адсорбційна рідинна хроматографія. Нормально-фазовий та обернено-фазовий варіанти. Полярні та неполярні нерухомі фази та принципи їх вибору. Модифіковані силікагелі як сорбенти. Рухливі фази та принципи їх вибору. Області застосування адсорбційної рідинної хроматографії. 7.4. Іонообмінна хроматографія. Будова та фізико-хімічні властивості іонообмінників. Іонообмінна рівновага. Селективність іонного обміну та фактори його визначальні. Області застосування іонообмінної хроматографії. Іонна хроматографія як варіант високоефективної іонообмінної хроматографії. Особливості будови та властивості сорбентів для іонної хроматографії. Одноколоночна та двоколоночна іонна хроматографія, їх переваги та недоліки. Іонохроматографічне визначення катіонів та аніонів. Іон-парна та лігандообмінна хроматографія. Загальні принципи. Рухливі та нерухомі фази. Області застосування. 7.5. Ексклюзивна хроматографія. Загальні засади методу. Рухливі та нерухомі фази. Особливості механізму розподілу. Визначувані речовини та галузі застосування методу.7.6. Площинна хроматографія. Загальні засади поділу. Способи одержання площинних хроматограм. Реагенти їх прояви. Паперова хроматографія. Механізми поділу. Рухливі фази. Переваги і недоліки. Тонкошарова хроматографія. Механізми поділу. Сорбенти та рухливі фази. Області застосування.МодульV. Хімічні методи аналізу
Тема 8. "Хімічні методи аналізу" 8.1. Гравіметричний метод аналізу.Сутність гравіметричного аналізу, переваги та недоліки методу. Прямі та непрямі методи визначення. Найважливіші органічні та неорганічні осадники. Похибки у гравіметричному аналізі. Загальна схема визначень. Вимоги до обложеної та гравіметричної форм. Зміни складу осаду при висушуванні та прожарюванні. Термогравіметричний аналіз. Аналітичні ваги. Чутливість терезів та її математичний вираз. Чинники, що впливають на точність зважування. Техніка зважування. Приклади практичного застосування гравіметричного методу аналізу. 8.2. Титриметричні методи аналізу.Методи титриметричного аналізу. Класифікація. Вимоги до реакції в титриметричному аналізі. Види титриметричних термінів. Способи вираження концентрацій розчинів у титриметрії. Еквівалент, молярна маса еквівалента, молярна концентрація. Первинні та вторинні стандарти. Фіксали. Види кривих титрування. Чинники. що впливають характер кривих титрування і величину стрибка титрування у різних методах. Крапка еквівалентності. Способи визначення кінцевої точки титрування у різних методах.8.3. Кислотно-основне титрування. Побудова кривих титрування. Вплив величини констант кислотності чи основності, концентрації кислот чи основ, температури характер кривих титрування. Кислотно-основне титрування у неводних середовищах. Кислотно-основні індикатори. Похибки титрування при визначенні сильних та слабких кислот та основ, багатоосновних кислот та основ.8.4. Окисно-відновне титрування . Побудова кривих титрування. Вплив концентрації іонів водню, комплексоутворення, іонної сили розчину на характер кривих титрування. Способи визначення кінцевої точки титрування. Похибки титрування. Методи окиснювально-відновного титрування. Перманганатометрія. Визначення заліза(II), марганцю(II), оксалатів, пероксиду водню, нітритів. Іодометрія та іодиметрія. Система йод-іодид як окисник або відновник. Броматометрія, цериметрія, ванадатометрія, титанометрія, хромометрія. Первинні та вторинні стандарти. Індикатори, що використовуються. Визначення неорганічних та органічних сполук. 8.5. Просадочне титрування. Побудова кривих титрування. Способи визначення кінцевої точки титрування; індикатори. Похибки титрування. Приклади практичного застосування . 8.6. Комплексометричне титрування. Неорганічні та органічні титранти у комплексометрії. Використання амінополікарбонових кислот у комплексонометрії. Побудова кривих титрування. Металохромні індикатори та вимоги до них. Найважливіші універсальні та специфічні металохромні індикатори. Способи комплексонометричного титрування: пряме, зворотне, непряме. Селективність титрування та способи її підвищення. Похибки титрування. Приклади практичного застосування. Визначення кальцію, магнію, заліза, алюмінію, міді, цинку в розчинах чистих солей та при спільній присутності. 8.7.Інші титриметричні методи аналізу. Термометричне, радіометричне титрування. Сутність способів. 8.8. Кінетичні методи аналізу.Сутність способів. Каталітичний та некаталітичний варіанти кінетичних методів; їх чутливість та селективність. Типи використовуваних каталітичних та некаталітичних реакцій: окислення-відновлення, обміну лігандів у комплексах, перетворення органічних сполук, фотохімічні та ферментативні реакції. Способи визначення концентрації за даними кінетичних вимірів. МодульVI. Електрохімічні методи аналізуТема 9. Фізико-хімічні та фізичні методи аналізу. Електрохімічні методи аналізу 9.1. Електрохімічні методи аналізу. Загальна характеристика методів. Класифікація. Електрохімічні осередки. Індикаторний електрод та електрод порівняння. Рівноважні та нерівноважні електрохімічні системи. Явища, що виникають під час протікання струму (омічне падіння напруги, концентраційна та кінетична поляризація). Поляризаційні криві та їх використання у різних електрохімічних методах. 9.1.1. Потенціометрія. Пряма потенціометрія. Вимірювання потенціалу. Оборотні та незворотні окисно-відновлювальні системи. Індикаторні електроди. Іонометрія. Класифікація іоноселективних електродів. Характеристики іоноселективних електродів: електродна функція, коефіцієнт селективності, час відгуку. Потенціометричне титрування. Зміна електродного потенціалу у процесі титрування. Способи виявлення кінцевої точки титрування в реакціях: кислотно-основних, комплексоутворення, окиснення-відновлення; процеси осадження. 9.2. Кулонометрія. Теоретичні засади методу. Закон Фарадея. Способи визначення кількості електрики. Пряма кулонометрія та кулонометричне титрування. Кулонометрія при постійному струмі та постійному потенціалі. Зовнішня та внутрішня генерація кулонометричного титранта. Титрування електроактивних та електронеактивних компонентів. Визначення кінцевої точки титрування. Переваги та обмеження методу кулонометричного титрування порівняно з іншими титриметричними методами. 9.3. Вольтамперометрія. Індикаторні електроди. Класифікація вольтамперометричних методів. Отримання та характеристика вольтамперної кривої. Граничний дифузійний струм. Полярографія. Рівняння Ільковича. Рівняння полярографічної хвилі Ільковича – Гейровського. Потенціал напівхвилі. Ідентифікація та визначення неорганічних та органічних сполук. Сучасні види вольтамперометрії: пряма та інверсійна, зміннострумова; хроноамперометрія з лінійною розгорткою (осцилографія). Переваги та обмеження порівняно з класичною полярографією. Амперометричне титрування . Сутність способу. Індикаторні електроди. Вибір потенціалу індикаторного електрода. Види кривих титрування. 9.4. Інші електрохімічні методи аналізу.Загальна характеристика електрогравіметричних методів. Електропровідність розчинів та принципи кондуктометрії. Хронопотенціометрія – вольтамперометрія при постійному струмі. Практичне застосування методів. Порівняльна характеристика чутливості та вибірковості, областей застосування електрохімічних методів.
МодульVII. Спектроскопічні методи аналізу
Тема 9. Фізико-хімічні та фізичні методи аналізу. Спетроскопічні методи аналізу 9.15. Спектроскопічні методи аналізу.спектр електромагнітного випромінювання. Основні типи взаємодії речовини з випромінюванням: емісія (теплова, люмінесценція), поглинання, розсіювання. Класифікація спектроскопічних методів енергії. Класифікація спектроскопічних методів на основі спектра електромагнітного випромінювання: атомна, молекулярна, абсорбційна, емісійна спектроскопія. Спектри атомів. Основні та збуджені стани атомів, характеристики станів. Енергетичні переходи. Правила добору. Закони випромінювання та поглинання. Імовірності електронних переходів та часи життя збуджених станів. Характеристики спектральних ліній: положення у спектрі, інтенсивність, напівширина. Спектри молекул; їх особливості. Схема електронних рівнів молекули. Уявлення про повну енергію молекул як суми електронної, коливальної та обертальної. Основні закони поглинання електромагнітного випромінювання (Бугера) та закон випромінювання (Ломакіна-Шейбе). Зв'язок аналітичного сигналу з концентрацією з'єднання, що визначається.Апаратура. Способи монохроматизації променистої енергії. Класифікація спектральних пристроїв їх характеристики. Приймачі випромінювання. Інструментальні завади. Шуми та відношення сигнал-шум; оцінка мінімального аналітичного сигналу 9.16. Методи атомної оптичної спектроскопії.Атомно-емісійний метод. Джерела атомізації та збудження: електричні розряди (дугові, іскрові, зниженого тиску), полум'я, плазмотрони, індуктивно-пов'язана плазма, лазери; їх основні характеристики. Фізичні та хімічні процеси в джерелах атомізації та збудження. Спектрографічний та спектрометричний методи аналізу, їх особливості, галузі застосування. Якісний та кількісний аналіз методом емісійної спектрометрії полум'я. Основна апаратура: спектрографи, квантометри. Полум'яні фотометри та спектрофотометри. Метрологічні характеристики та аналітичні можливості. Атомно-флуоресцентний метод. принцип методу; особливості та застосування. Атомно-абсорбційний метод. Атомізатори (полум'яні та неполум'яні). Джерела випромінювання (лампи з порожнім катодом, джерела суцільного спектра, лазери), їх характеристики. Спектральні та фізико-хімічні перешкоди, способи їх усунення. Метрологічні характеристики, можливості, переваги та недоліки методу, його порівняння з атомно-емісійним методом. Приклади практичного застосування атомно-емісійного та атомно-абсорбційного методів. 9.17. Методи атомної рентгенівської спектроскопіїРентгенівські діапазони, їх особливості. Способи генерації, монохроматизації та реєстрації рентгенівського випромінювання. Види рентгенівської спектроскопії: рентгеноемісійна, рентгеноабсорбційна, рентгенофлуоресцентна. принцип рентгеноемісійної спектроскопії; Рентгеноспектральний мікроаналіз (електронний зонд). Основи рентгенофлуоресцентної спектроскопії; особливості та значення методу (швидкий неруйнівний багатоелементний аналіз); приклади використання. 9.18. Методи молекулярної оптичної спектроскопії9.18.1. Молекулярна абсорбційна спектроскопія (спектрофотометрія). Зв'язок хімічної структури сполуки з абсорбційним спектром. Функціональний аналіз з коливальних та електронних спектрів. Зв'язок оптичної густини з концентрацією. Основний закон світлопоглинання. Основні причини відхилення від закону (інструментальні та фізико-хімічні). Поняття про істинний і здається молярному коефіцієнті поглинання. Способи отримання пофарбованих сполук. Фотометричні аналітичні реагенти; вимоги до них. Способи визначення концентрації речовин. Вимірювання високих, низьких оптичних густин (диференціальний метод). Аналіз багатокомпонентних систем. Застосування методу для дослідження реакцій у розчинах (комплексоутворення, протолітичних, процесів агрегації), що супроводжуються зміною спектрів поглинання. Метрологічні характеристики та аналітичні можливості. Приклади практичного застосування методу. 9.18.2. Молекулярна люмінесцентна спектроскопія. Класифікація видів люмінесценції за джерелами збудження (хемілюмінесценція, біолюмінесценція, електролюмінесценція, фотолюмінесценція та ін.), механізму та тривалості світіння. Флуоресценція та фосфоресценція. Схема Яблонської. Закон Стокс-Ломмеля. Правило дзеркальної симетрії Левшина. Чинники, що впливають інтенсивність люмінесценції. Гасіння люмінесценції. Спектральні та фізико-хімічні перешкоди. Кількісний аналіз люмінесцентним способом. Метрологічні характеристики та аналітичні можливості методу. Порівняння можливостей молекулярної абсорбційної та люмінесцентної спектроскопії щодо неорганічних сполук. Переваги люмінесцентної спектроскопії при ідентифікації та визначенні органічних сполук.
МодульVIII. Аналіз конкретних об'єктів
Тема 10. Аналіз об'єктів10.1. Основні об'єкти аналізу Об'єкти навколишнього середовища: повітря, природні та стічні води, атмосферні опади, ґрунти, донні відклади, . Характерні особливості та завдання їх аналізу. Біологічні та медичні об'єкти. Аналітичні завдання у цій галузі. Санітарно-гігієнічний контроль. Геологічні об'єкти. Аналіз силікатів, карбонатів, залізних, нікель-кобальтових руд, поліметалевих руд. Метали, сплави та інші продукти металургійної промисловості. Визначення чорних, кольорових, рідкісних, благородних металів та аналіз їх сплавів. Аналіз неметалічних включень та визначення газоутворюючих домішок у металах. Контроль металургійних виробництв. Неорганічні сполуки. Речовини особливої чистоти (зокрема напівпровідникові матеріали, матеріали високотемпературної надпровідності); визначення в них домішкових та легуючих мікроелементів. Пошаровий та локальний аналіз кристалів та плівкових матеріалів. Природні та синтетичні органічні речовини, полімери. Види аналізу таких об'єктів та відповідні методи. Приклади розв'язання задач контролю органічних виробництв. В результаті вивчення дисципліни студент має: знати: метрологічні основи хімічного аналізу, принципи пробовідбору, типи хімічних реакцій та процесів у аналітичній хімії, основні методи якісного аналізу, виділення, поділу та концентрування, вибір відповідного методу залежно від подальшого аналізу, основні методи кількісного аналізу. вміти:
реферувати науковий текст, розраховувати метрологічні характеристики, порівнювати методи аналізу за точністю, селективністю, чутливістю та мінімально визначеним змістом речовини; відбирати мінімальну та представницьку пробу, вибирати оптимального процесу для проведення аналізу, проводити якісний хімічний аналіз проби, маскувати іони, що заважають, концентрувати визначений компонент та розділяти суміші, визначати кількісний склад класичними методами аналізу, аналізувати пробу за допомогою сучасних електрохімічних методів, у тому числі іонселективними сенсорами , визначати якісний та кількісний склад сучасними оптичними методами, аналізувати конкретні об'єкти найбільш оптимальними методами.володіти: методиками класичного хімічного аналізу та сучасного фізико-хімічного аналізу, навичками роботи на електрохімічних, спектроскопічних приладах, пробопідготовкою зразка для різних методів аналізу.Види навчальної роботи: лекції, практичні та лабораторні заняття, реферат, розрахункові завдання
Вивчення дисципліни закінчується заліком та іспитом.
Анотація дисципліни
Аналітична хімія
Загальна трудомісткість вивчення дисципліни становить 18 залікових одиниць (648 год.)
Завдання вивчення дисципліни: розвиток комунікативних та соціокультурних здібностей та якостей; оволодіння вміннями та навичками самовдосконалення. Структура дисципліни (2)
ДокументМетою вивчення дисципліни «Іноземна мова» є формування та розвиток комунікативних компетенцій (говоріння, лист, читання, аудіювання), необхідних та достатніх для вирішення комунікативно-практичних завдань у ситуаціях
Завдання вивчення дисципліни: опанувати практичні знання найважливіших факторів, подій та явищ з історії Росії
ДокументЦілі дисципліни: досягнення високого рівня знань з вітчизняної історії, розвиток навичок самостійної роботи, розкриття творчих здібностей студентів, виховання багатовимірної особистості, що поєднує у своїй професійній
Завдання вивчення дисципліни: Показати з яких проблем вітчизняної історії точаться сьогодні суперечки та дискусії у російській та зарубіжній історіографії. Показати місце історії у суспільстві; формування та еволюцію історичних понять та категорій
Самостійна роботаМета вивчення дисципліни: дати уявлення про основні етапи та зміст історії Росії з найдавніших часів і до наших днів; показати на прикладах з різних епох органічний зв'язок російської та світової історії; проаналізувати
Завдання, принципи, напрямки розвитку гімназичного освіти на сучасному етапі колісникова В. І. директор моєї гімназії №2
ДокументГімназія – це така установа, яка прагне реалізувати цілісні освітні програми, що в ідеалі комплексно впливають на зміну філософських підстав школи, що принципово змінюють характер педагогічних відносин,
Вого, наукового, ділового спілкування, а також розвиток здібностей та якостей, необхідних для комунікативного та соціокультурного саморозвитку особистості учня (1)
ДокументМетою вивчення дисципліни «Іноземна мова» є: формування та розвиток комунікативної іншомовної компетенції, необхідної та достатньої, для вирішення учнів комунікативно-практичних завдань у досліджуваних ситуаціях побутового,
2.1. Загальні питання теорії розчинів
Розчин як середовище щодо аналітичних реакцій. Вплив фізико-хімічних характеристик розчинника на хіміко-аналітичні властивості іонів. Основи теорії потужних електролітів. Активність, коефіцієнт активності, іонна сила розчинів.
Основні типи хімічних реакцій, що використовуються в аналітичній хімії
Кислотно-основна рівновага.Рівнавага у водних розчинах кислот, основ та амфолітів. Буферні розчини, їх склад та властивості. Розрахунок рН протолітичних систем на основі теорії Бренстеда-Лоурі. Застосування реакцій кислотно-основної взаємодії в аналітичній хімії. Значення буферних систем у хімічному аналізі.
Окисно-відновна рівновага.Сполучена окисно-відновна пара. Окисно-відновний потенціал і фактори, що впливають на його значення. Окисно-відновні реакції, їх константа рівноваги, напрямок та швидкість. Автокаталітичні та індуковані реакції, їх роль у хімічному аналізі. Застосування реакцій окиснення-відновлення в аналітичній хімії.
Рівновість комплексоутворення.Будова та властивості комплексних з'єднань. Полідентантні ліганди, хелатні комплекси, хелатний ефект. рівноваги в розчинах комплексних сполук, константи стійкості комплексних іонів. Використання реакцій комплексоутворення в аналітичній хімії.
Рівнавага в системі осад-розчин.Гетерогенна хімічна рівновага в розчинах малорозчинних електролітів. Правило добутку розчинності та його використання в аналітичній хімії. Константа розчинності (твір активностей). Чинники, що впливають розчинність малорозчинних сполук: сольовий ефект, вплив однойменних іонів і конкуруючих реакцій. Використання гетерогенних систем у аналітичних цілях.
Органічні аналітичні реагенти
Особливості органічних аналітичних реагентів: висока чутливість та вибірковість дії. Застосування органічних аналітичних реагентів у аналізі.
Хімічні МЕТОДИ РОЗДІЛУ ТА ВИЗНАЧЕННЯ
3.1. Загальні питання якісного аналізу
Цілі та завдання якісного аналізу. Класифікація методів якісного аналізу, залежно від величини проби. Техніка експерименту: якісні пробіркові, краплинні та мікрокристаллоскопічні реакції.
Аналітичний ефект. Аналітичні хімічні реакції та умови їх проведення. Загальні, групові та характерні (селективні та специфічні) реакції.
Аналітичні класифікації катіонів та аніонів. Аналітичні групи іонів та Періодичний закон Д. І. Менделєєва. Систематичний та дробовий якісний аналіз.
Використання реакцій осадження, комплексоутворення, кислотно-основних та окисно-відновних реакцій у якісному аналізі. Органічні аналітичні реагенти, їх переваги та застосування в якісному аналізі.
Методи поділу та виявлення іонів, що мають найбільше значення у хімічній технології
І аналітична група катіонів.Загальна характеристика. Характерні реакції іонів Na+, K+, NH4+ та Mg2+. Методи розкладання та видалення солей амонію. Систематичний перебіг аналізу суміші катіонів І групи.
ІІ аналітична група катіонів. Загальна характеристика, груповий реагент. Характерні реакції іонів Ca 2+ та Ba 2+ . Оптимальні умови осадження катіонів ІІ групи. Систематичний хід аналізу суміші катіонів ІІ групи та суміші катіонів І-ІІ груп.
ІІІ аналітична група катіонів. Загальна характеристика, груповий реагент. Характерні реакції іонів Al 3+ , Сr 3+ , Fe 3+ , Fe 2+ , Mn 2+ та Zn 2+ . Оптимальні умови осадження катіонів ІІІ групи. Систематичний хід аналізу суміші катіонів III групи та суміші катіонів I–III груп.
І аналітична група аніонів.Загальна характеристика, груповий реагент. Характерні реакції іонів CO 3 2-, SO 4 2-, PO 4 3-.
ІІ аналітична група аніонів.Загальна характеристика, груповий реагент. Характерні реакції іонів Cl – , I – .
ІІІ аналітична група аніонів.Загальна характеристика. Характерні реакції іонів NO 2 - , NO 3 -. Аналіз суміші аніонів І-ІІІ груп.
Аналіз невідомої речовини
Основні етапи проведення якісного хімічного аналізу: підготовка речовини до аналізу, відбір середньої проби, розчинення твердих речовин, попередні випробування, аналіз катіонів та аніонів.
Аналітичні реакції та аналітичні реагенти часто (звичайно) поділяють на специфічні(Специфічні, характерні) , селективні(виборчі) та групові.
Специфічніреагенти та реакції дозволяють виявляти дану речовину або даний іон у присутності інших речовин або іонів.
Так, наприклад, якщо в розчині присутній молекулярний йод I 2 , (точніше, складніше з'єднання – трииодид-ион I 3 –), то при додаванні свіжоприготовленого водного розчину крохмалю вихідний розчин забарвлюється в синій колір. Процес – оборотний; при зникненні в розчині молекулярного йоду (наприклад, при його відновленні до йодид-іонів I –) синє забарвлення також зникає та розчин знебарвлюється. Ця реакція широко використовується у якісному та кількісному хімічному аналізі. Вперше її описав у 1815 р. німецький хімік Ф. Штромейєр.
Синє фарбування розчину крохмалю в присутності йоду (саме триіодид-іонів, т.к. чистий молекулярний йод I 2 навіть у відсутності іодид-іонів I – не фарбує крохмаль) пояснюють утворенням адсорбційного комплексу між колоїдними макромолекулами крохмалю. іонами.
Специфічним реагентом на нітрит-іони NO 2 є реактив Грисса - Ілошвая (Ілосвая), що являє собою суміш α-нафтиламіну С 10 H 7 NH 2 і сульфанілової кислоти АЛЕ 3 SC 6 Н 4 NH 2), з яким нітрит-іон (звичайно у присутності оцтової кислоти) утворює азобарвник АЛЕ 3 SС 6 Н 4 N = NС 10 Н 6 NН 2 червоного кольору:
АЛЕ 3 SC 6 Н 4 NH 2 + HNO 2 + С 10 H 7 NH 2 → АЛЕ 3 SС 6 Н 4 N=NС 10 Н 6 NН 2 + 2H 2 0
Суміш α-нафтиламіну з сульфаніловою кислотою як специфічний реагент на нітрити була вперше запропонована в 1879 р. німецьким хіміком П.Гріссом. Пізніше ця реакція вивчалася угорським хіміком Л. Ілошваєм (Ілосваєм). У сучасній аналітичній хімії вказану суміш зазвичай називають "реактив (реагент) Грисса - Ілосвая" або просто "реактив Грисса", а відповідну реакцію - "реакцією Грисса - Ілосвая" або "реакцією Грисса". Замість α-нафтиламіну застосовують також нафтоли.
Як специфічний реагент на іони нікелю Ni 2+ часто використовують реактив Чугаєва – диметилгліоксим, який у присутності катіонів Ni 2+ в аміачному середовищі утворює малорозчинний у воді комплекс червоного кольору – бісдіметилгліоксимат нікелю(П), який традиційно називають нікельді
Диметилгліоксім як специфічний і дуже чутливий реагент на іони нікелю Ni 2+ був вперше запропонований російським хіміком Л.А. Чугаєвим 1905 р. і названий згодом його ім'ям («реактив Чугаєва»).
Специфічних аналітичних реагентів та реакцій відомо досить мало.
Селективніреагенти та реакції дозволяють виявляти ( одночасно !) кілька речовин або іонів (наприклад, кристалографічні реакції, коли під мікроскопом одночасно видно кілька типів кристалів). Таких реагентів та реакцій відомо значно більше, ніж специфічних.
Груповіреагенти та реакції (частковий випадок селективних) дозволяють виявляти всі іони певної аналітичної групи (але при цьому їх аналітичні ефекти підсумовуються).
Так, наприклад, хлороводнева кислота НСl і розчинні у воді хлориди (NaСl, KСl, NH 4 Сl тощо) є груповими реагентами на групу катіонів, що складається з іонів одновалентного срібла Ag + , «одновалентної» ртуті Hg 2 2 двовалентного свинцю Рb 2+ Точніше кажучи, у ролі групового реагенту тут виступають хлорид-іони Сl - , що утворюють із зазначеними катіонами металів малорозчинні у воді білі опади хлоридів цих катіонів:
Ag + + Сl -- → AgCl ↓
Hg 2 2+ + 2Сl -- → Hg 2 Cl 2 ↓
Рb 2+ +2Сl -- → РbCl 2 ↓
Аналогічно сірчана кислота H 2 SO 4 і розчинні сульфати (Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 (NH 4) 2 SO 4 і т.д.) є груповими реагентами на групу двовалентних катіонів кальцію Са 2+ , стронцію Sr 2+ і барію Ва 2+ . З зазначеними катіонами сульфат-аніон SO 4 2-- (власне груповий реагент) дає малорозчинні у воді сульфати, що випадають у вигляді білих опадів:
Ca 2+ + SO 4 2-- → CaSO 4 ↓
Sr 2+ + SO 4 2-- → SrSO 4 ↓
Ba 2+ + SO 4 2-- → BaSO 4 ↓
Існують групові реагенти і для інших груп катіонів та аніонів, а також органічних сполук, що мають у своїй структурі одну й ту саму функціональну групу (наприклад, аміно-групу, гідрокси-групу та ін.).
Фізико-хімічних і фізичних методів, застосовуваних виявлення елементів. Відповідає питанням – які в-ва входять у об'єкт. Мета якісного аналізу - виявлення певних речей або їх компонентів в аналізованому об'єкті. Реакції повинні бути якомога більш селективними (з декількома компонантами) і високочутливі. Якісний аналіз у водних розчинах заснований на іонних реакціях та дозволяє виявити катіони або аніони. Якщо об'єкт новий, про нього нічого не відомо, то спочатку виконують якісний аналіз, а потім кол-й. Випадання білого осаду: . Основні типи хімічних реакцій в аналітичній хімії: кислотно-основні, комплексоутворення, окислення-відновлення Аналітичні реакції- Вони супроводжуються зовніш. візуальним виглядом (осад, фарбування, виділення газу). Утворення пофарбованих розчинів: Fe(3+)+3SCN(-)=Fe(SCN)3(кроваво-кр.) Об'єкти можуть бути у твердому стані і рідкому, тобто. «сухим» та «мокрим» шляхом. Фарбування полум'я: Na-жовтий, K-фіолетовий, Rb-малиновий, B-зелений, B-зелений, Pb-блакитний. "Мокрий"-частіше використовується.
МЕТОДИ якісного аналізу поділяються на хімічні, фізико-хімічні та фізичні. Фізичні методизасновані на вивченні фіз. св-в аналізованого реч-ва. До цих методів відносяться спектральний та ін. У фізико-хімічних методахТечія реакції фіксується вимірюванням певного фіз. св-ва досліджуваного р-ну. До цих методів відносяться полярографія, хроматографія та ін. .До хімічних методівналежать методи, що ґрунтуються на використанні хім. св-в досліджуваних реч-в.В хім. методи якості. аналізу використовуються лише аналіт. реакції. Аналітичні реакції-вони супроводжуються зовніш. візуальним виглядом (осад, фарбування, виділення газу). Випадання білого осаду: . Способи: об'єкти можуть бути у твердому та рідкому стані. "Сухі"-фарбування полум'я, утворення вільних металів і т.д. Фарбування полум'я: Na-жовтий, K-фіолетовий, Rb-малиновий, B-зелений, Pb-блакитний. "Мокрий"-частіше використовується. Залежно від кількості об'єкта сут.:макроаналіз0,1, мікроаналіз
Дробний методзаснований на відкритті іонів специфічними реакціями, що проводяться в окремих порціях досліджуваного розчину. Всі катіони ділять на 3 групи, що включають відповідно s-, р-і d-елементи. У дробовому аналізі застосовують специфічні реакції, які дозволяють виявити один іон у присутності решти всіх іонів. Специфічних реакцій небагато. Систематичний метод- це послідовне поділ іонів та його відкриття. Заснований на тому, що спочатку за допомогою групових реактивів розділяють суміш іонів на групи та підгрупи, а потім у цих підгрупах виявляють кожен іон спеціальними реакціями. Дробний метод краще ніж систематичний тим, що можна заощадити реактиви і час. Але т.к. специфічних реакцій небагато і вплив іонів, що заважають, не можна усунути, то звертаються вже до систематичного методу аналізу.
Виконання кожної аналітичної реакції вимагає дотримання певних умов її проведення, найважливішими з яких є: концентрація реагуючих речовин, середовище розчину та температура. Щоб утворився будь-який осад, треба за допомогою певного реагенту створити умови, за яких виходить пересичений розчин. У присутності надлишку реагенту реакція може закінчуватися і йти далі. Наприклад, при виявленні іонів Hg2+ за допомогою KI реакції Hg(N03)2 + 2KI → 4HgI2 + 2KN03 у разі надлишку реагенту KI замість осаду яскраво-червоного кольору Hgl2 утворюється розчин у блідо-жовтий колір: HgI2 + 2KI -+ K2.
Чутливість хімічної реакції- найменша кількість реч-ва, яку можна виявити даною реакцією або кількісно визначити даним методом аналізу. Високочутлива р-ція-вимагає невеликих кіл-у в-в Малочутлива реакція-р-ція потребує великих утрим. аналіз. в-а. Реакція називається специфічною, коли дозволяє виявити один іон у присутності решти. Специфічною, наприклад, на іон амонію є реакція: NH4Cl + KOH → NH3 + KCl + H2O. Селективні реакції (виборчі) -реакції з кількома компонентами
Vреакції-Зміна концентрації в-ва в од. часу(моль/л*сек) Т.к. концентрація безперервно змінюється у часі, те й швидкість безперервно змінюється у часі.Фактори, що впливають швидкість реакції:-1) природа реагуючих речовин;-2) Концентрація реагентів. Закон дії мас: швидкість гомогенної реакції в кожний момент часу пропорційна добутку концентрації реагуючих речей, зведених в деякий ступінь. молярн. концентр. в-в., K-константа швидкості. Кожна реакція має контанту швидкості. Порядок реакції може набувати довільних значень..3) Залежність від температури. Швидкість більшості реакцій зі зростанням температури зростає, т.к. підвищується кількість активних частинок.
Хімічне рівновагу- стан хімічної системи, у якому оборотно протікає одна чи кілька хімічних реакцій, причому швидкості у кожному парі пряма-зворотна реакція рівні між собою. Для системи, що знаходиться в хімічній рівновазі, концентрації реагентів, температура та інші параметри системи не змінюються з часом. А2 + В2 ⇄ 2AB. Константа рівновагипоказує скільки разів швидкість прям. реакції>або1-переважає пряма, якщо Фіз.Сенс К: швидкість реакції при концентрації реагують в-в 1моль /л. Залежить від природи в-в та t. Від концентрації залежить. Кпрям*[A]^a*[B]^b=Кобр.[C]^c*[D]^d
З. дії мас показує, як змінювати реакції в потрібному напрямку. Потрібно збільшити. швидкість прямої реакції і зменшити-зворотній. FeCl3+NH4SCN↔Fe(SCN)3(кроваво-кр)+3NH4Cl.
10) КОНСТАНТА РІВНОВАГИ, відношення між концентраціями продуктів реакції та вихідних речовин, яке характеризує ХІМІЧНУ РІВНОВУГУ ЗВЕРНЕНОЇ РЕАКЦІЇ при певній температурі. Вид К. рівноваги залежить від типу хім. реакції.1)кислотно-основні реакції-використовується кислоти і основи. рівноваги використовується тільки для слабких кислот і основ. Для слабких к-т: HA=H^+ +A^- Kрівн=[H]*[A]/ Для сильних кислот: BOH=B+OH Kрівн=[B]*/ 2)утворення осаду(гетерогенні системи) KA(осад, тверда)=K^+ +A^-(насич., рідка) Kрівн=[ K]*[A]/ 3) утворення комплексних з'єдн. Kрівн = K образів. Комплексів =
Крівн обрт. р-ції = Кнестійкість комплекс. Для багатоступінчастої хім. реакції сущ. слід. рівноваги: А+3В=АВ3. 1ступінь:А+В=АВ Kрівн=[АВ]/[A]*[B] 2ступінь: АВ+В=АВ2 Kрівн=/*[B] 3)ступінь:АВ2+В=АВ1/3 Загальна До рівноваги:: А+3В=АВ2 До заг. рівн. = / [А] *.
Вид: До заг.рівн.хім.реакції = твору ступ. К.рівн.
11) Крівн. залежить від t для реакції, що протікають скловим ефектом. Екзотермічні-з виділенням тепла, при повішенні t рівновагу зміщуючи ліворуч, тобто. Кравн прямої реакції зменшується. Ендотермічні- з поглинанням тепла із зовніш. середовища, у разі підвищення t рівновагу зміщується вправо, тобто. Кравн прямої реакції збільш. Для реакції, що не йдуть з тепловим ефектом, Кравн не залежить від t.
12) Загальна константа рівноваги дорівнює добутку ступінчастих констант. Загальна хімічна реакція::А+3В↔АВ3-многоступ. реакція.:1) ступінь А+В↔АВ Кравн=/[A]*[B]. 2) ступінь АВ+В↔АВ2 Кравн = / * [B]. 3) ступінь АВ2+В↔АВ1/3. Загальна реакція: А+3В↔АВ2. До заг. рівн. = / [А] *. Загальна Кравн дозволяє визначити напрямок хім. реакції. Приклад розчинення сульфіду Fe у кислоті: FeS+2H^+= Fe^2++H2O. 1стадія: FeS↔Fe^2++S^-. Кравн = * /. К1==* 2стадія: S^2++2H+↔H2S. Кравн = / Кдіс.H2S. Кобщ.=К1*К2=ПРFeS/Кдіс.H2S. Чим більше ПР осаду і менше Кдис утворює електрона, тим повніше йде пряма реакція (розчинення осаду)
13) Електроліти, в-ва, у яких помітної концентрації присутні іони, що зумовлюють проходження ел. струму (іонну провідність). До слабких електролітів відносяться багато органічних к-ти та основи у водних та неводних розчинниках. Ступінь дисоціації залежить від природи розчинника, концентрації розчину, температури та інших факторів. Один і той же електроліт при однаковій концентрації, але в різних розчинниках утворює розчини з різним ступенем дисоціації. Закон розведення Освальда: із зменшенням концентрації розчину ступінь дисоціації слабкого електроліту збільшується.
14) Електроліти, речовини, в яких у помітній концентрації присутні іони, що зумовлюють проходження ел. струму (іонну провідність). Бувають сильні та слабкі. Сильні електроліти практично повністю дисоційовані на іони у розведених розчинах. До них відносяться багато неорганічних солей, кислот і підстав, що мають високу дисоціуючу здатність Концентрація іонів у розчинах сильних електролітів настільки велика, що починають проявлятися сили міжіонної взаємодії. Св-ва електроліту, які від числа іонів, виявляються у своїй слабше. Активність іона пов'язана з його концентрацією співвідношенням: a = fC. де f – коефіцієнт активностіі вона. Хім. активність кожного іона залежить від концентрації всіх іонів та зарядів. Чим більші ці величини, тим менший хімічний. активність кожного іона. Коеф. активності іонів залежать від складу та концентрації р-ну, від заряду та природи іона та низки ін. умов.
15) Загальної теорії кислот та основ не існує. Для аналітичних цілей
використовують теорію кислот та основ Арреніуса. Відповідно до цієї теорії, кислоти - це речовини кіт. віддають катіони Н, донари. Підстави - це речовини кіт приєд., акцептори. У протолітичній теоріїкислоти – це донори протонів, тобто. в-ва, що дають протони. Кислоти позначаються літерою а. CH3COOH ↔ H+ +CH3COO-. Підстави у цій теорії позначаються буквою b. К-ти й започатковано. можуть бути нейтральними-HCl, H2SО4; аніонні-HCO3.HSO3; катіонні-NH4. Нейтральні-HCl, Y2SO4; Аніонні-YCO3, HSO3; Катіонні-NH4.
16) У виразі До =, де До зв . термодинамічні. константою рівноваги, Для ідеальних і не ідеальних систем залежить від t, тиску та природи розчинника. При поданні замість активностей рівноважних концентрацій Кр=[C]*[D]/[A]*[B] або К'= отримуємо концентраційні константи рівноваги. На значення концентраційних констант впливає багато факторів: на Ко і на К'-t, тиск, природа розчинника (К-реальна концентр. константа рівноваги, вони хар-ют положення рівноваги з урахуванням впливу електростатичних взаємодій К'-умовна концентр. константа рівноваги вони хар-ют з урахуванням сумарного впливу електростатичних та хімічних взаємодій). Концентраційні константи можна обчислити з термодинамічних, попередньо розрахувавши величини коеф. активності.
17)Водневий показник-величина, що характеризує активність чи концентрацію іонів водню у розчинах. Водневий показник позначається рН. Водневий показник чисельно = негативного десяткового логарифму активності або концентрації іонів водню, вираженої в молях на літр: pH=-lg[ H+ ] нейтральний р-р рН=7, кислий р-р рН 7. У воді концентрація іонів водню визначається електролітичною дисоціацією води за рівнянням H2O=H++OH-. Константа дисоціації при 22 ° С становить: 
Іо́нний витвір води- добуток концентрацій іонів водню Н+ та іонів гідроксиду OH− у воді або у водних розчинах Шкала кислотності розчинів:
| 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 |
| Реакція середи | Сильно-кисла | Слабокисла | Нейтра- льна | Слабо-щіло | Сильно-лужна |
||||||||||
| кисла | лужна |
||||||||||||||
18) Кислотно-основні індикатори- органічні сполуки, здатні змінювати колір у розчині при зміні кислотності (pH). Універсальний індикатор-суміш кількох індикаторів, ними просочують смужки "індикаторного паперу", за допомогою яких можна швидко визначити кислотність досліджуваних водних розчинів. Індикатори широко використовують у титруванні в аналітичній хімії та біохімії. 
Індикатори зазвичай використовують, додаючи кілька крапель водного розчину. Інший спосіб застосування - використання смужок паперу, просочені розчином індикатора (наприклад, "Універсальний індикатор").
Для визначення значення pH розчинівшироко використовують кілька методик. 1) Використання спеціального приладу - pH-метра - дозволяє вимірювати pH в ширшому діапазоні і точніше (до 0,01 одиниці pH. 2) Аналітичний об'ємний метод - кислотно-основне титрування. Розчин відомої концентрації (титрант) по краплях додається до досліджуваного розчину. При їх змішуванні протікає хімічна реакція. Крапка еквівалентності- Момент, закінчення реакції. 3) Вплив температури на значення pH
19) Гідроліз солей– це взаємодія іонів солі з водою з утворенням малодисоціюючих частинок. а) Сіль утворена слабкою кислотою та сильною основою: рН>7
б) Сіль утворена сильною кислотою та слабкою основою: рН в) Сіль утворена слабкою кислотою та слабкою основою:
Протолітична рівновагапри гідролізі солей може бути зміщено вправо або вліво при зміні температури, розведенні розчину. Типи гідролізу: гідроліз по катіону (в реакцію з водою входить лише катіон); гідроліз по аніону (в реакцію з водою входить лише аніон); спільний гідроліз (в реакцію з водою входить і катіон, і аніон).
20) Гідроліз солей– це взаємодія іонів солі з водою з утворенням малодисоціюючих частинок. Чинники, що впливають на гідроліз солей: -природа солі; -Концентрація солі; -t (ніж > t, тим > h); -РН середовища. Гідроліз солей знижує у якісному аналізі їх активність. 1) (NH4) 2CO3-груп.реагент 2гр. катіону
Концентр. карбонат амонію зменшується та активність реагенту зменшується. 2) (NH4) 2S-груп.реагент 3гр. катіону
Активність сульфіду амонію знижується. Застосування: -виявлення іонів BiCL3+H2O ↔Bi(OH)2CL+HCL; Bi(OH)2CL →BiOCL+H2O. Типи гідролізу: гідроліз по катіону (в реакцію з водою вступає лише катіон); гідроліз по аніону (в реакцію з водою входить лише аніон); спільний гідроліз (в реакцію з водою входить і катіон, і аніон).
21) Гідроліз солей- це хімічна взаємодія іонів солі з іонами води, що призводить до утворення слабкого електроліту. Гідроліз може сприяти виконанню реакції, а іноді заважає проведенню аналізу. Бувають такі способи придушення та посилення гідролізу солей.1. Для посилення гідролізу солей додають підстави для зв'язування в процесі гідролізу іонів H+. Рівновага реакції зміщується в бік гідролізу солі. Для придушення гідролізу зазначених солей до розчину додають к-ти, тоді: У такій ситуації збільшується кількість іонів H + і реакція зміщується в зворотний бік, тобто. зменшується гідроліз солі.
22) Гідроліз солей– це хімічний. взаємодія іонів солі з іонами води, що призводить до утворення слабкого електроліту. Гідроліз солей є оборотною хімічною реакцією. Кількісними характеристиками його є ступінь гідролізу (h) та константа гідролізу (Кг). h- Вказує, яка частина солі прогідролізувалася, тобто. перетворилася на свої складові; вимірюється в % або частках одиниці. Ступінь гідролізу не є константою. Кг-константа рівноваги оборотної реакції Залежить від t, але не залежить від концентрації розчину. Кг = К (Н2О) / До дис.к-ти * До дис.осн. Ступінь гідролізу- Відношення числа гідролізованих молекул до загального числа розчинених молекул; h= (Сгідр/Собщ)·100 %, де Сгідр - число молей гідролізованої солі, Собщ - загальна кількість молей розчиненої солі. Ступінь гідролізу солі тим вищий, чим слабкіша кислота або основа, що її утворюють. Водневий показник, pH- міра активності іонів водню в розчині, і кислотність, що кількісно виражає його, обчислюється як негативний (взятий зі зворотним знаком) десятковий логарифм активності водневих іонів, вираженої в молях на літр: pH=-Lg
23) Буферними системамизв. р-ри, збер. Постійний рН, при додаванні в розчин або при розведенні сильних к-т або основ. Здатність зберігати постійне значення рН зв . буферною дією. Бувають: а)кислі-зі слабких к-т та їх солей(ацетатний); б)основні-зі слабких основ та їх солей(аміачний). Один компонент нейтралізує додану до-ту, другий-в луг, що додається. Буфери можуть бути кислими, лужними або нейтральними, наприклад, фосфатний буфер, карбонатний. Для кислого буфера: рН=рКк-ти-LgСк-ти/Солі. Для лужного буфера: рН = 14-р Косн + Lg Сосн / Солі. Буфери це двокомпонентні системи. Буферні розчини необхідні для створення рН. Кожен буфер має опред. рН.
24) Кожен буфер має опред. рН залежить від концентрації компонента та його об'ємів. рН(кислого буф.)=рКк-ти-Lg *Ню к-ти/Ню солі. рН(лужного буф.)=14-рКосн.+ Lg*Ню осн/Ню солі
Ацетатний буфер: CH3COOH ↔ CH3COO+H CH3COONa ↔ CH3COO+Na
1. Додамо невелику кількість NaOH(сильний луг)
NaOH+CH3COOH → CH3COONa+H2O
2. Додаємо невелику кількість HCL(сильна к-та)
HCL+CH3COONa ↔ CH3COOH+HCL
3. Додаємо невелику кількість NaOH(луг)
NaOH(сильне)+NH4C(дуже слабке)L→NH4OH+NaCL
4. Додаємо невелику кількість HCL(сильна кислота)
HCL(сильна)+NH4OH(сіль) ↔ NH4CL+Н2О. Буфери можуть бути кислими, лужними чи нейтральними. Приклади буферів: 1)фосфатний NaH2PO4(к-та слабка) та Na2HPO4(сіль)
H2PO4 ↔ H+HPO4
Na2HPO4 → 2Na+HPO4 2)карбонатний NaHCO3-слабка кислота та Na2CO3-сіль
Кожен буфер має певну ємність. При додаванні великих кількостей кислот і підстав буфера, його рН може змінюватися. Буферна ємність -це кількість (моль) сильної к-ти або сильного осн, яке необхідно додати до 1 л буфера, для зміни його рН на 1. Чим більша концентрація компонента, тим більша буферна ємність. Оптимальне співвідношення між компонентами 1:1
25) Буфери-це двокомпонентні системи. Найбільш поширені ацетатний та аміачний. Застосовується для створення та підтримки речовин Крім того, буферні розчини широко використовуються в хімічному аналізі та для калібрування рН-метрів Буферні розчини відіграють величезну роль у житті організмів, забезпечуючи сталість рН крові та лімфи. .І у кількісному аналізі при опред. жорсткості води.(Аміачний буфер) формула: Ж=N*V1/V
26) Хім. рівновага- Стан системи в кіт. швидкість прямої реакції = швидкості зворотної. В основі усунення лежить з.дії мас. CH3COOH ↔ CH3COO+H(рівнів.система)
Вводимо в систему сіль оцтової кислоти
CH3COONa ↔CH3COO+Na(сильний електроліт)
Після введення розчин солі концентрація ацетату збільшується. Швидкість зворотної реакції збільшується, рівновага зміщується вліво, дисоціація оцтової кислоти зменшується, вона стане слабкішим електролітом.
27) Гетерогенні системи- неоднорідні, рівнофазні системи, вони складаються із двох фаз. В якісному аналізі гетерогенні системи складаються з рідини (фаза 1), тверді (фаза2) та осаду. Фаза-агрегатний стан (рідкий, твердий і газоподібний). Гетерогенні використовують у якісному аналізі для виявлення, для поділу речовин, також у кількісному аналізі. Області застосування гетерогенних систем: 1)Випадання та розчинення опадів 2)Випарення та випаровування, перегонка.
П.Р.- добуток молярних К іонів осаду в насич.енному р-рі. Добуток розчинності-константа гетерогенного процесу раств. Чим більша розчинність осаду, тим більший добуток осаду . Розчинність(моль/л)- концентрація малорозчинного в-ва в насиченому розчині в даних умовах.
28) Мета якісного аналізу: виявлення речей-в. Найчастіше їх беруть в облогу. Тому потрібно знати умову їхнього осадження: 1)розчинність в-в. Чим менша розчинність осаду, тим більша повнота осадження. якщо концентрація не перевищує 10^-6 моль/л. 2) Кількість осаджувача. Чим більша концентрація осадника, тим більша повнота осадження. 3). Ступінь дисоціації осадника. Доцільно використовувати сильний електроліт. Активність його будить вищою. NH4-слабкий електроліт та NaOH-сильний електроліт
Mg+NaOH → Mg(OH)2+2Na
Повнота осадження будить більше.
NH4OH ↔ NH4+OH
NaOH ↔ Na+OH 4) pH-р-ра
Кожен осад випадає за певного рН-р-ра, це дозволяє розділяти іони. 5).Наявність сторонніх електронів у р-рі. Сторонні електроліти-не містять однакових іонів з осадителями та з осадженим іоном.
Приклад:
29) Розчинність малорозчинного з'єдн. залежить від присутності в розчині сильних електролітів, що не мають спільного іона з осадом і має загальний іон. Присутність сильного електроліту, що не має осаду однойменного іона, збільшує розчинність за рахунок зниження активності іонів в р-рі. Це явище отримало назву сольового ефекту. Сольовий ефект-підвищення розчинності опадів за стороннього електроліту. Приклад: Р-римість BaSO4 у 0,1М KNO3 підвищує у 2,2 рази.
30 ) Для розчинення осаду необхідно зробити розчин над осадом ненасич. Це досягається шляхом: 1) розбавлення-додавання води. Цей спосіб використовується для добре розчинних опадів. 2) виділення газу FeS↓+2HCl →FeCl2+H2S Kр.=ПР(FeS)/Kдисс.Н2S >>1-реакція йде 3)Утворення слабких електролітів 4) ОВР(зміна заряду іонів у р-рі) Розчинення опадів залежить від До рівноваги розчинення осаду, якщо Крав.>1 йде розчинення.
31) Комплексообразование широко застосовується, як і якісному, і у кол-м аналізі, т.к. вони мають фарбування.
Комплексні сполуки-це складна група; У р-рі як одне ціле, що відрізняється за св-м від складових його компонентів. До складу комплексу входить: центр. Атом та леганди. Центральний атом- Частка навколо якої розташовані леганди. Ліганди-можуть бути аніонами (хлор, бор, йод) до складу молекули можуть входити органічні і неорганічні. з'єдн.. Приклад: ^2+ CI2 Ліганди-донори e.
32) Окисно-відновні реакції широко застосовуються в аналітичній хімії як у якісному так і кількісному аналізі. Окислення це віддача електронів. Відновлення-застосування електронів. Окислювач приймає електрони і перетворюється на відновлювальну форму. Відновник віддаючи електрони перетворюється на окислювальну форму, отже кожному окислювачу соотв. сполучений відновник чи оборот.
Види ОВР:1) Міжмолекулярні - реакції, в яких атоми, що окислюються і відновлюються, знаходяться в молекулах різних речовин, наприклад: Н2S + Cl2 → S + 2HCl 2) Внутрішньомолекулярні - реакції, в яких атоми, що окислюються і відновлюються, знаходяться в молекулах однієї і тієї ж речовини , наприклад: NH4NO3 → N2O + 2H2O. Чим сильніший окислювач, тим слабкіше сполучений відновник. Застосовуються в хімічному. метод аналізу.
33) Сорбційні процеси- засновані на поглинанні твердою речовиною або рідкою з розчину або газу. Реч-ва, які поглинають інші реч-ва зв. сорбент .(реч-во) Сорбція поділяється на: -адсорбцію-поглинання речовини на поверхні;-абсорбція-поглинання речовини обсягом сорбенту. Чим більша концентрація речовини, тим більша сорбція. Сорбенти поділяються на молекулярні (поглинають молекули) та іонообмінні (поглинають іони). Ефективність екстракції визначає коефіцієнт. розподілу. До розпр. = З в-ва(в органічній фазі)/З в-ва (у водній фазі) Екстракція- Поглащення, розчинення одного компонента. Її можна використовувати для поділу та концентрування катіонів та аніонів.
1) Завдання кол-го аналізу визначення змісту аналізованого реч-ва в об'єкті. Зміст може виражатися показниками: 1) для твердих речовин-w(в-ва) в об'єкті, г/т, мг/кг; 2) для рідин-w(в-ва) у розчині, моль/л, г/л, і т.д.
Завдання аналітич. хімії у тому числі і кол-го аналізу у визначенні реч-в, до складу яких входить той чи інший елемент-це фазовий аналіз. Наприклад: Si може бути у вигляді SiO2, AI2O3*SiO3.
Методи: хімічний (заснований на хімічних реакціях), фізичний (на вивченні фізичних властивостей речовин, що залежать від їх складу.), хіміко-фізичний (на вивченні фізичних властивостей речовин, отриманих при хімічній реакції).
2) Бувають: систематичні, випадкові, промахи. Систематичні можна передбачити:
Методичні(помилки, що залежать від приладів та частоти реактивів)
Оперативні помилки - не виконують аналіз.
Випадкові помилки - немає закономірності, не можуть бути передбачені (температура, вологість)
Промахи - грубі помилки (не правильний розрахунок, просіювання розчину).
Помилки можуть бути абсолютні та відносні.
Абсолютні - різниця між отриманим та справжнім результатом.
Відносні – маса абсолютної помилки до справжнього результату.
3.) Метод заснований на зважуванні вих. об'єктів та отриманих при хім. реакціях на аналіт. вагах. Точність зважування на аналіт. вагах = 2*10^-4. Метод точний, але дуже тривалий. Застосовується під час аналізу вина, молока тощо. Він підрозділяється на:-метод осадження (заснований на осадженні речей-в їх фільтрації, промивання та сушіння); і -метод відгону (заснований на видаленні летких речовин при нагріванні або при обробці реактивами).
Вимоги до опадів: Повинна мати низьку розчинність, швидко фільтруватися та омиватися від домішок.
Вимоги до осадника: Осадник повинен повністю облягати компонент. Вимоги до вагової(це осад кіт. зважують ): склад вагової форми повинен точно відповідати її хімічним. формулою і повинна витримувати високі температури та хімічні. стійка.
4.) Співосадження- спільне осадження кількох речовин. Буває поверхневе (поглинання речей-в поверхнею осаду) або зовнішнє і внутрішнє співосадження (механічне захоплення частинками осаду частиною розчину).
Способи зменшення осадження: переосадження осаду, промивання опадів. Застосування співосад: Для підвищення концентрацій мікрокомпонентів, для виявлення речовин Mg+2OH Mg(OH)2 деякі опади можуть поглинати індикатори, при цьому колір індикатора змінюється.
5) 1. Присутність сторонніх електролітів (температура, рН середовища, природа раств.) присутність сольового ефекту. 2. З підвищенням температури розчинність більшості опадів збільшується. 3.Вплив рН: Розчин опадів залежить від рН середовища. рН осадження залежить від р-ну індикаторів. 4. Вплив природи розчинника. 5. наявність сторонніх в-в
6.)
Чинник перерахунку F-відношення моляр. маси визна. в-ва та моляр. маси вагової форми. F=x*М опред..форми/у*М вага.форми. Де х і у-числа, що зрівнюють число атомів у чисельнику і знаменнику. У методі осадження розрізняють: 1) визначається форма-аналізується в-во. 2)осаждаемая форма-осад, к-й осаджується і 3)вагова-осад, к-й зважують. m(опред. форма)=F*m(вага.форма)*100%/m зразка. Напр.:Fe(опред.форма) →Fe(OH)3 ↓(осаджувана форма)→Fe2O3(вагова форма).
7)
Осяжний метод- заснований на вимірі обсягу розчину пішов на реакцію з іншим розчином. Для аналізу необхідно мати: аналізований розчин, розчин титранта-це розчин з точною відомою концентрацією, а титрування-це поступове додавання одного розчину до ін. розчину до закінчення р-ції. Один розчин додають у колбу для титрування, а інший розчин у бюретку. Потім один розчин титрують іншим. Перевага методу: метод швидкий, але менш точний, ніж ваговий. Завдання аналізу точно встановити точку еквівалентності.
8) В основі методу реакція нейтралізації H3O+ OH↔ 2H2O
Метод застосовується для відділення кислот, основ, солей, що мають кислу або лужну реакцію. Крапка еквівалентронсті- момент закінчення реакції. Її визначають по зміні забарвлення розчину, що титрується. Один із способів фіксації – це індикаторний метод. Індикатори - речовини, завдяки яким можна встановити кінцеву точку еквівалентності (момент різкої зміни фарбування розчину, що титрується). Інтервал переходу фарбування індикаторів рН 8-10 (ф-ф)
9). Метод піпетування. Наважку аналізованого в-ва розчиняють у мірній колбі, розбавляють водою до мітки, перемішують розчин, піпеткою відбирають аліквотну частину розчину і титрують. Вимірювати треба 3 рази. Беруть середній обсяг розчину, що пішов на титрування. Метод окремих наважок. Беруть окремі, близькі за величиною навішування аналізованого в-ва. Розчиняють у довільному обсязі води і повністю титрують одержувані при цьому розчини. Помилка має не перевищувати 0,1%
10.)
Кислотно-основні індикатори-це розчинні складні органічні сполуки, здатні змінювати власне забарвлення в залежності від pH розчину. За хімічною природою вони є слабкими кислотами або основами, що частково дисоціюють у розчині. Кислотно-основні індикатори, як правило, - оборотні індикатори, здатні оборотно змінювати забарвлення залежно від рН розчину.
Хромофорна теорія пояснює наявність фарбування індикаторів. Іонна теоріяпередбачає наявність у розчині двох форм молекули індикатора - кислої форми, та основної форми
11) Приготовлені розчини готують з точної навішування хімічно чистого в-ва і розчинів її в певному обсязі води. стандартні. Стандартизовані- їх концентрацію встановлюють за стандартними розчинами. До них належать нестійкі речовини. Титр-Показує масу опред. в-ва взаємодіє з 1мл цього розчину. Молярна масаеквівалентівречовини- маса одного благаючиеквівалентів, рівна добутку фактора еквівалентності на молярну масуцього речовини. Еквівалент речовини -Молекула або її частина відсоєд. або приєдн. 1 однозарядний іон. Н+ та ВІН-
12) Криві титрування-Показують зміну рН розчину при титруванні. Використовують для вибору індикатора. На кривій будить різкий стрибок рН, момент закінчення реакції. Стрибок рН починається з вищого рН і закінчується при рН = 10 . Слабий к-ти сильним основ. Т.е. при рН=8,9 використовують індикатор фенолфталеїну, т.к. він змінює забарвлення при рН = 8-10. Один із способів фіксації – це індикаторний метод. Індикатори - речовини, завдяки яким можна встановити кінцеву точку еквівалентності (момент різкої зміни фарбування розчину, що титрується).
13) Титрування багатоосновних кислотабо багатокислотних основ має кілька точок еквівалентності, і відповідно крива рН дає кілька перегинів, в більшості випадків, однак, не різко виражених. Багатоосновні кислоти (H3PO4, H2CO3) дисоціюють східчасто. Наприклад: H3PO4↔ H2PO-4 + H+, H2PO-4 ↔
HPO2-4 + H+, (HPO^-2)4 ↔PO3-4 + H+.
це крива титрування 0,1 H3PO4 розчином 0,1 М NaOH
криві титрування багатоосновних кислот мають кілька перегинів, що відповідають різним ступеням дисоціації. З м-о до-та титрується як одноосновна. З ф-ф титрується як двоосновна.
14) Метод заснований на осадженні. Методи осаджувального титрування: аргентометрія(титрант AgNO3), роданітометрія(титрант NH4SCN), меркурометрія(титрант Hg2(NO3)2)
Метод Мору: найбільш простий з усіх методів аргентометрії і водночас досить точний. Використовується в нейтральному або слоболужному середовищі. Сутність його полягає у прямому титруванні рідини розчином нітрату срібла з індикатором хроматом калію. AgNO3+K2CrO4(індикатор) → Ag2CrO4.↓(червоний)+2KNO3. Метод Мора широко застосовується під час аналізу харчових продуктів . Метод Фольгарду: використовують у кислих середовищах Заснований на титруванні розчину, що містить іони срібла, стандартними розчинами NH4NCS або KNCS: Ag+ + NCS- ↔ AgNCS↓. Індикатором цього методу є іони Fe3+. Адсорбційні індикатори- речовини, здатні адсорбуватися на поверхні осаду та змінювати при цьому забарвлення або інтенсивність люмінесценції.
16)ТитрантІндикатор- Хім. в-ва, що змінюють забарвлення, що утворюють осад при зміні концентрації будь-якого компонента в розчині. Сущ. 2 типи: 1) вступають у реакції з окислювачем або восем зі зміною забарвлення Напр. Крохмаль (індикатор, безбарвний) + I2 → I2 * крохмаль (синій колір). 2) змінює своє забарвлення залежно від ОВ потенціалу. А)Перманганатометрія-титрант KMnO4, кисле середовище. MnO4+5e+8eH→Mn^2++4H2O (fе=1/5). Б) Хроматометрія-титрант K2Cr2O7, середовище кисле. Cr2O7+6e+14H→2Cr^3++7H2O (fе=1/6) Застосовується для опред. всіх вос-лей. В) Йодометрія-титрант I2. KI. Na2SO3+I2+H2O→2I+Na2SO4. Застосовують під час аналізу восс-лей. Г)Броматометр-титрант Br2 C6H5OH+3Br2→C6H2Br3OH+3HBr. Застосовується дуже рідко Д) Броматометрія-титрант NaBrO3. 2BrO3+6H+5e→Br2+3H2O (fе=1/6)
17))Титрант- реагент з відомим титром (концентрацією). Індикатор- Хім. в-ва, що змінюють забарвлення, що утворюють осад при зміні концентрації будь-якого компонента в розчині. Ж=N*V*1000/V(H2O), де N-нормальність розчину,V-об'єм розчину. Жорсткість води вимірюється в мг*екв/л. Комплексометричне титрування поділяють на комплексонометрію та меркуриметрію. В основі цих методів лежить перебіг реакції між опред. в-м і реагентом і в результаті цієї реакції утворююсь комплексні з'єд.
18) Засновані на русі частинок заряджених в ел. Частинки знаходяться у рідині. Частинки рухаються в ел.
з різною швидкістю. Катод-негативно заряджений е; анод-позитивний. Нейтральні частинки також будуть йти на електрод, але повільніше. Швидкість частинок залежить від їхнього заряду та від рухливості, а рухливість частинок залежить від розміру частинок. Чим більший заряд частинок і менше їх розміри, тим швидше вони рухаються. Застосовується аналізу всіх органич. та неорганіч. в-в Класифікація: зональний електрофорез та капілярний. Зональний електрофорез застосовується при аналізі молока, а капілярний – при аналізі вина. МАЛЮНОК
19) Бувають прямі та непрямі. Засновані на вимірі ел. Більшість з них засновані на електролізі. Можуть вимірюватися слід. параметри: опір та електропровідність розчину, сила струму, потенціал електрода. Електрохім. методи поділяються на: кондуктрометрію, потенціометрію, вольамперометрію, кулометрію, електрогравіметрію. До кондуктометрії належать методи, у яких вимірюють електропровідність електролітів. Потенціометрія заснована на вимірі потенціалу індикаторного електрода.(електрод-це датчик). напруги. Кулометрія заснована на вимірі кількості електрики. Електрогравіметрія-на електролізі аналізованого розчину ел. струмом.
20) Метод заснований на електропровідності розчину. У кодуктрометрії вимірюють опір розчину в спец. електролітіч. осередки. Кондуктрометрія поділяється на пряме та кондуктрометричне титрування. . Кондуктрометріч. титрування- це непрямий спосіб, служить для опред. точки еквівалентності. Використовується для опред. точки еквівалентності, з допомогою графіка, кіт. показує залежність електроопровідності розчину від об'єму титранта. Т. еквівалентності- момент титрування, коли число еквівалентів титранта, що додається, дорівнює числу еквівалентів визначається в-ва в зразку.
21) Заснований на вимірі потенціалу індикатороного електрода. (електрод-датчик ). Індикатор.електрод-Електрод, потенціал кіт. залежить від складу аналіз. р-ра. Абсолютний потенціал електрода виміряти неможливо. дельтаЕ(потенціал електрода)=Е(инд.)-Е^0 Для вимірювання потенціалу електрода використовують прилади потенціометри, вони складаються з двох електродів. Індикаторні електроди бувають: електроди, на поверхні кіт. йде обмін електронів та електроди, де йде обмін іонів. Потенціометрич. титрування засноване на вимірюванні потенціалу індикаторного електрода при титруванні. Точку еквівалентності можна увить по різкому стрибку, для цього потрібно побудувати графік та побачити це.
22) Кулометрія заснована на вимірі кількості електрики, витраченого на електроперетворення опроеделяемого в-ва. Буває і непряма кулометрія або кулометричне титрування заснована на взаємодії аналізованого в-ва з титрантом. Вольтамперометрія заснована на випромінюванні залежності сили струму від зовніш. напруги. Для цього методу використовується 2 електроди індикаторний та стандартний. Кулометрія хороша тим, що не обов'язково використовувати стандартні розчини. Формла для кількості електрики: Q (кулон) = I (сила струму) * тау (час аналізу).
23) Метод поділу та аналізу в-в, заснований на розподілі між двома фазами , кіт не змішуються-рухливий і нерухомий. Нерухома фаза-це тверде в-во, а рухома фаза це рідина або газ, кіт проходить через нерухому фазу. Чим хороша хроматографія, так це тим, що можна багато разів повторювати процеси. Цей спосіб універсальний, тобто. поділ та визначення твердих, рідких та газоподібних з'єдн. Будь-який сорбційний процес хр-ся константою розподілу Краспред.=Снеподв.*Сподвиж. Колонки у хроматографії мають діаметр 4-6мм. Іонообмінна хроматографія-це рідинна хроматографія для поділу катіонів і аніонів. Ця хроматографія застосовується, наприклад, для очищення води. Ще існує паперова хроматотграфія, але вона погана тим що повільно розділять і не можна відразу велика кількість в-в.
24) Заснована на обміні іонів між рухомою та нерухомою фазами(іоніт) Ще бувають катіоніт(обмінюється катіонами), аніоніт(аніонами) та амфоліт(обмінюється аніонами та катіонами). Іоніти бувають натуральними та природними та ще штучними. Застосовується для поділу катіонів, відділення електролітів від електролітів, а також при аналізі вина і молока. Сорбенти- Тверді тіла або рідини, кіт поглащають з окр. Середовища гази. Бувають абсорбенти-утворює з поглащенним в-м розчин і адсорбенти-Поглащають в-во. Існують тверді сорбенти, кіт. ділитися на гранільовані та волокнисті.
25) Заснований на взаємодії аналіз. в-ва з електромагнітним випромінюванням. Кожне у при взаємодії з випромінюванням утворює спектр. Спектр-упорядкована по довжинах хвиль електромагнітне випромінювання Резонанс-Збіг частот. Види випромінювань: ренгенівське, УФ, ІЧ, радіохвилі, магнітне поле. Атоми та молекули здатні поглащати, випускати та розсіювати випромінювання. Спектральні методи поділяються на атомну та молекулярну. Атомназаснована взаємодії атомів з електромагнітним випромінюванням, вона поділяється на атомно-емісійний та атомно-абсорційний аналіз. Емісія-це випромінювання, випромінювання. Молекулярні спектри-Електромагнітні спектри випромінювання та поглинання. ГРАФІКИ2
26) Заснована на можливості опред. в-ва, компонента суміші поглинати електромагнітне випромінювання. Бувають фотометричні та спектрофотометричні методи. Фотометричний метод вимірюється фотометром, а спектрофотометричний метод – спектрофометром. Існує з. поглащення Бугера: D=-LgT= E*L*c, де D-це щільність розчину, T-пропускання, L-товщина, с-концентрація. З цього з. слід, що чим вище концентрація розчину, тим вище щільність розчину. Зазвичай, при фотометричному аналізі порівнюють інтенсивність випромінювання. На градуювальному графіку будують залежність щільності розчину від його концентрації., і за цим графіком опред. його концентрацію.
27) Ці два методи засновані на вимірі інтенсивності світла. Турбідиметрія-Метод аналізу каламутних середовищ. Застосовується для аналітич. визначень у різних середовищах. Але цей метод не дуже точний і застосовується тільки для визначення компонентів, де не потрібна висока точність. Нефелометрія- застосовують для визначення хлоридів (AgCl) та сульфатів (BaSO4).
28) Атомно-емісійний-заснований на випромінюванні атомами електромагнітного випромінювання, кіт поміщені в полум'я. Суть методу: аналізований розчин у полум'ї газового пальника. Застосовується у металургії. Цей метод заснований на тому, щоб атоми кожного елемента могли випромінювати світло певних довжин хвиль, але для того, щоб атоми почали випромінювати світло, їх потрібно порушити, чим більше атомів будуть збуджені, тим яскравіше буде випромінювання. Цей метод дуже точний. Атомно-абсорбційний-заснований на поглинанні світла. Цей метод також застосовується в металургії, для більшості металів.Метод хороший тим, що він дуже простий, але не можна застосовувати кілька елементів одночасно.
29) Заснований явище люмінесценції. Цей метод використовують в органіч. хімії, він дозволяє виявляти в-ва у сумішах. Розрізняють флуоресцентний (цей метод мало селективний), фосфоресцентний аналіз (має високу селективність) Селективність-це св-во одного в-ва підбирати св-во іншого в-ва.
30) Цей метод використовує рентгенівські спектри для хім. аналізу в-в. За допомогою нього можна визначити якісний та кол-й аналіз. Він заснований на тому, що при збудженні атома видаляються електрони з внутрішніх оболонок. Електрони із зовніш. оболонок перескакують на порожні місця, звільняючи надмірну енергію як кванта. І за кількістю цих квантів можна визначити кількість і якісний аналіз.
31) Рефрактометрія-це метод дослідження речей, заснований на визначенні показника заломлення світла. Вона застосовується для опред. фіз-хім. параметрів в-в. n-показник заломлення. Коеф. Заломлення: n = sin (альфа) / cos (бета) Застосовується для визначення складу та в-в, а також для якості хім. складу у продуктах. Поляриметрія-засновані на ступені випромінювання світла. Етод метод використовується в аналітичній хімії, при аналізі ефірних олій та для дослідження випромінювань. Усі виміри проводяться поляриметрами.
32) Ядерно-магнітний резонанс-це резонансне поглинання електромагнітної енергії реч-м. Це відкрито 1945г. Застосовується у фіз-хім. методи аналізу. Головною частиною спектрометра є магніт, кіт. поміщається в посудину між полюсами електромагніту. Потім ця посудина починає обертатися. Коли магнітне поле починає посилюватися, починають резанувати ядра, до яких налаштований спектрометр. Ці показання записують і обертати починають на стільки швидко, наскільки це можливо.
33) ІЧ спекторометрія-заснована на поглинанні ІЧ світла. При поглинанні ІЧ світла в молекулі посилюється коливальні та обертальні рухи. Застосування-опред. якісний та кол-й аналіз. Ультрафіолетова-Метод заснований на поглинанні в-м ультрофіолетового випромінювання. Хід аналізу: через розчин пропускається УФ світло, кожна молекула поглащає опред. світло.
34) Мас-спектрометрія- це фіз. метод вимірювання відношення маси заряджених частинок матерії до їхнього заряду. За допомогою цього методу розробляють нові лікарські засоби від невиразних хвороб. Застосовується із незаконним розповсюдженням наркотиків. Ядерна енергетика немислима без мас-спектроскопії. Щоб отримати мас-спктрометр потрібно перетворити молекули на іони, потім ці іони потрібно перевести в газову фазу у вакуумі, вакуум потрібен для того, щоб іони рухалися без перешкод, а якщо вакууму немає, то іони перетворюються на незаряджені частинки.
35) ЕПР-поглинання енергії речами містять паромагнітні частки. Заснований на взаємодії реч-ва з магнітним полем. Застосовується для дослідження парамагнітних частинок, що широко застосовується в хімії. ЕПР - окремий випадок магнітного резонансу Лежить в основі радіо-спектроскопії. методів дослідження реч-ва Суть явища ЕПР полягає у резонансному поглинанні електромагнітного випромінювання неспареними електронами. ЕПР відкритий Завойським у 1944р.
Основні типи хімічних реакцій в аналітичній хімії: кислотно-основні, комплексоутворення, окиснення-відновлення. Використані процеси: осадження-розчинення, екстракція, сорбція. Константи рівноваги реакцій та процесів. Стан речовин в ідеальних та реальних системах. Структура розчинників та розчину. Сольватація, іонізація, дисоціація. Поведінка електролітів та неелектролітів у розчинах. Теорія Дебая-Хюккеля. Коефіцієнти активності. Концентраційні константи. Опис складних рівноваг. Загальна та рівноважна концентрації. Умовні константи.
Швидкість реакцій у хімічному аналізі. Елементарні стадії реакції. Кінетичні рівняння. Чинники, що впливають на швидкість. Каталізатори, інгібітори. Автокаталітичні реакції. Індуковані та пов'язані реакції. Індукційний фактор. Приклади прискорення та уповільнення реакцій та процесів, що використовуються в хімічному аналізі.
Кислотно-основні реакції . Сучасні уявлення про кислоти та основи. Теорія Бренстед-Лоурі. Рівнавага в системі кислота - сполучена основа та розчинник. Константи кислотності та основності. Кислотні та основні властивості розчинників. Константа автопротолізу. Вплив природи розчинника на силу кислоти та основи. Нівелюючий та диференціювальний ефект розчинника.
Кислотно-основна рівновага у багатокомпонентних системах. Буферні розчини та їх властивості. Буферна ємність. Обчислення рН розчинів незаряджених та заряджених кислот та основ, багатоосновних кислот та основ, суміші кислот та основ.
Реакції комплексоутворення. Типи комплексних сполук, що використовуються в аналітичній хімії. Класифікація комплексних сполук за характером взаємодії метал-ліганд, за однорідністю ліганду та центрального іона (комплексоутворювача). Властивості комплексних сполук, що мають аналітичне значення: стійкість, розчинність, фарбування, леткість.
Ступінчасте комплексоутворення. Кількісні характеристики комплексних сполук: константи стійкості (ступінчасті та загальні), функція освіти (середнє лігандне число), функція закомплексованості, ступінь утворення комплексу. Чинники, що впливають комплексоутворення: будова центрального атома і ліганда, концентрація компонентів, рН, іонна сила розчину, температура. Термодинамічна та кінетична стійкість комплексних сполук.
Вплив комплексоутворення на розчинність сполук, кислотно-основну рівновагу, окиснювально-відновний потенціал систем, стабілізацію різних ступенів окиснення елементів. Способи підвищення чутливості та вибірковості аналізу з використанням комплексних сполук.
Теоретичні основи взаємодії органічних реагентів із неорганічними іонами. Вплив їхньої природи, розташування функціонально-аналітичних груп, стереохімії молекул реагенту на його взаємодію з неорганічними іонами. Теорія аналогій взаємодії іонів металів з неорганічними реагентами типу H 2 O, NH 3 і H 2 S і кисень-, азот, сірковмісними органічними реагентами. Основні типи сполук, що утворюються за участю органічних реагентів. Хелати, внутрішньокомплексні сполуки. Фактори, що визначають стійкість хелатів Найважливіші органічні реагенти, що застосовуються в аналізі для поділу, виявлення, визначення іонів металів для маскування і демаскування. Органічні реагенти для органічного аналізу. Можливості використання комплексних сполук та органічних реагентів у різних методах аналізу.
Окисно-відновні реакції. Електродний потенціал. Рівняння нернста. Стандартний та формальний потенціали. Зв'язок константи рівноваги із стандартними потенціалами. Напрямок реакції окиснення та відновлення. Чинники, що впливають напрямок окислювально-відновних реакцій. Поняття про змішані потенціали. Механізми окиснювально-відновних реакцій.
Основні неорганічні та органічні окислювачі та відновники, що застосовуються в аналізі. Методи попереднього окиснення та відновлення обумовленого елемента.
Процеси осадження та співосадження . Рівноваги в системі розчин - осад. Опади та їх властивості. Схема утворення осаду. Кристалічні та аморфні опади. Залежність структури осаду від його індивідуальних властивостей та умов осадження. Залежність форми осаду від швидкості утворення та зростання первинних частинок. Чинники, що впливають розчинність опадів: температура, іонна сила, дія однойменного іона, реакції протонізації, комплексоутворення, окислення-відновлення, структура і розмір часток. Умови одержання кристалічних опадів. Гомогенне осадження. Старіння осаду. Причини забруднення осаду. Класифікація різних видів співосадження. Позитивне та негативне значення явища співосадження в аналізі. Особливості утворення колоїдно-дисперсних систем. Використання колоїдних систем у хімічному аналізі.
Завантаження...