Литература
Основная:
1. Пащенко А.Л. Физ. химия силикатов. – М.: «Высшая школа», 1986. – 368 с.
Дополнительная:
2. Горшков В.С. и др. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений. – М.: «Высшая школа», 1988. – 400 с.
«Основы аналитической химии»
Краткое содержание лекции
Аналитическая химия имеет два раздела: качественный и количественный анализы. Химический анализ широко применяется в различных отраслях: металлургии, в биологии, медицине, геохимии, в производстве строительных материалов и др.
Задачей качественного анализа является выяснение качественного состава вещества, т.е. из каких элементов или ионов состоит данное вещество. При изучении состава неорганических веществ в большинстве случаев приходится иметь дело с водными растворами кислот, солей и основании. Эти вещества служат электролитами и в водных растворах диссоциированы на ионы. Поэтому анализ сводится к определению отдельных ионов -катионов и анионов.
Методы качественного анализа делятся на химические, физико-химические и физические. Мы рассматриваем химические методы анализа отдельных групп катионов и анионов в растворах. Анализ вещества, проводимый в растворах, называется мокрым путем. Это основной путь полного определения состава вещества. При этом применяют реакции образования осадка, окрашенных соединений или выделения газа. Эти реакции проводят обычно в пробирках. Ряд качественных реакций проводят на предметных стеклах, и образующиеся кристаллы рассматривают под микроскопом. Это - так называемые микрокристаллоскопические реакции. Иногда прибегают к выполнению реакций капельным методом. Для этого на полоску фильтровальной бумаги наносят каплю испытуемого раствора и каплю реактива и рассматривают окраску пятна на бумаге.
|
|
В химическом анализе используется лишь незначительная часть того многообразия реакций, которое свойственно данному иону. Происходящее при этом химическое превращение называется аналитической реакцией. Вещества, с помощью которых выполняется открытие ионов, называются реактивами на соответствующие ионы. Реакции, характерные для какого-либо иона, называются частными реакциями этого иона. Например, желтая кровяная соль K4[Fe (CN)6] является реактивом на ион Fe3+, a реакция 4Fe3+ + [ Fe (CN)6]4- = Fе4 [Fe (CN)6]3- частной реакцией этого иона.
Аналитическая реакция должна протекать не слишком медленно и быть достаточно простой по выполнению. Для аналитических реакций важнейшими требованиями служит специфичность и чувствительность. Чем меньшее количество ионов вступает в ре-акцию с данным реактивом, тем более специфична данная реакция. Чем меньшее количество вещества может быть определено с помощью данного реактива, тем более чувствительна эта реакция. Так, реакция открытия ионов Ғе3+ с реактивом K4 [Fe (CN)6] является специфичной, т.к. благодаря образованию характерного темно-зеленого осадка Fe4[Fe (CN)6]3 позволяет открывать ион Fe3+ в присутствии многих других катионов. Реакция очень чувствительна, ибо позволяет открывать незначительные количества солей Fe (III).
|
|
Условия проведения аналитических реакций
Выполнение каждой аналитической реакции требует соблюдения
определенных условий се проведения, важнейшими из которых являются:
1) концентрация реагирующих веществ, 2) среда раствора, 3) температура.
Концентрация открываемого иона и реактива имеет большое значение.
Каждая частная реакция характеризуется открываемым минимумом
вещества в данном количестве раствора. Чем чувствительнее реакция, тем
меньше открываемый минимум вещества. Если реакция
малочувствительна, проводить ее можно только в достаточно концентрированных растворах. Для очень многих частных реакций имеет значение концентрация реактива и его количество. Обычно при выполнении качественной реакции добавляют избыток раствора. Однако слишком большого количества реактива надо избегать, т.к. в некоторых случаях может пойти вторичная реакция, и осадок растворится. Так, при добавлении к находящемуся в растворе иону А13+ иона ОН- (реактив NaOH) образуется студнеобразный белый осадок А1(0Н)3
А13++ЗОН-=А1(ОН)3
При дальнейшем прибавлении гидроксида натрия осадок А1(ОН)з растворяется вследствие образования гидроксикомплексов, например [А1 (ОН4]-
А1(ОН)3+ОН-=[А1(ОН4)]-.
Реакция среды (кислая, нейтральная, щелочная) - важный фактор проведения аналитических реакций. Это зависит от свойств как анализируемых ионов, так и используемых для анализа веществ с различным значением водородного показателя (рН) раствора.
Третьим фактором является температура. Некоторые трудно растворимые соли выпадают в осадок только при охлаждении. Примером может служить образование осадков Na[Sb(OH)6] и KHC4H4О6
Многие реакции происходят без нагревания, на холоду. Часть реакций приходится проводить при нагревании, т.к. при обычной температуре они протекают слишком медленно. Необходимость соблюдения определенных условий справедлива и для реакций, проводимых сухим путем. Так, окрашивание пламени в характерный для данного иона цвет удается лишь при нагревании в определенной части пламени достаточно летучего соединения.
Реактивы, используемые для выполнения аналитических реакций, делятся на специфические, избирательные (селективные) и групповые. Специфические-образуют характерный осадок или окрашивание только с определенным ионом. Например, реактив K3[Fe (CN)6] образует темно-синий осадок только с ионами Fe2+.
Избирательные (селективные) реактивы реагируют с несколькими ионами, которые могут принадлежать к одной или разным группам.
Например, реактив КJ реагирует с ионами Pb2+, Ag 2+ Hg2+ (II группа), а также с ионами Hg2+ и Сu 2+ (IV группа).
Групповой реактив вступает в реакцию со всеми ионами данной группы. С помощью этого реактива ионы данной группы можно отделить от ионов других групп. Например, групповым реактивом катионов III-й аналитической группы является серная кислота, которая с катионами Ва2+ и Са2+ образует белые трудно растворимые осадки.
Сабақтың қысқаша мазмұны
Аналитикалық химияның мәселелері қарастырылады. Аналитикалық химия екі бөлімнен тұрады: сапалық және сандық. Химиялық анализ әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады: құрылыс материалдары өндірісінде, металлургия, биология, медицина, геохимия және т.б.