Билет 4

1. Гравиметрический анализ (весовой анализ) — важнейший метод количественного химического анализа, в котором взвешивание является не только начальной, но и конечной стадией определения. Гравиметрический анализ основан на законе сохранения массы веществ при химических превращениях. Измерительным прибором служат аналитические весы. Результаты анализа выражают обычно в процентах. Гравиметрический анализ сыграл большую роль при становлении закона постоянства состава химических соединений, закона кратных отношений, периодического закона и др., применяется при определении химического состава различных объектов (горных пород и минералов), при установлении качества сырья и готовой продукции и т. д.

Точность метода от 0.01 до 0.1%

Предел обнаружения – макс.колво получ вва

Растворимость осадка – чем меньше раствор осадка тем больше предел обнаружения

Последовательность: 1 подготовка вва к анализу 2 отбор пробы и ее взвешивание 3 растворение навески(царская водка, H2SO4+HNO3) 3 получение р-р 5 осаждение опред компонента 6 фильтрование и промывание осадка 7 высушивание и прокалывание 8 взвешивание прокал осадка 9 расчеты

Осаждаемая форма – осадок, образ при добавление реагента осадителя к рру опред вва

Гравиметрич форма – образ после прокаливания осажд формы

Требования к осадкам: 1)осаждаемая форма(а. должна быть как можно менее р-римой, б. должна хорошо фильтроваться) 2)гравиметрич форма(а. не должна взаимодействовать с окр средой, б.состав должен отвечать хим формуле, в.молярная масса по возможности больше)

2. Титриметрический анализ (титрование) — методы количественного анализа в аналитической и фармацевтической химии, основанные на измерении объема раствора реактива известной концентрации, расходуемого для реакции с определяемым веществом. Титриметрический — от слова титр. Титрование — процесс определения титра исследуемого вещества. Титрование производят с помощью бюретки, заполненной титрантом до нулевой отметки. Титровать, начиная от других отметок, не рекомендуется, так как шкала бюретки может быть неравномерной. Заполнение бюреток рабочим раствором производят через воронку или с помощью специальных приспособлений, если бюретка полуавтоматическая. Конечную точку титрования (точку эквивалентности) определяют индикаторами или физико-химическими методами (по электропроводности, светопропусканию, потенциалу индикаторного электрода и т. д.). По количеству пошедшего на титрование рабочего раствора рассчитывают результаты анализа.

Суть: измерение объема реактива с точно известной концентрацией, затраченного на реакцию с опред ввом.

Рабочий(стандартный,титрованный) р-р: р-р с точно известной концентрацией.

a. Приготовленый р-р: готовят растворение навески исходного вва в заданном объеме рля(воды). Требования к исх ввам: 1)устойчивость к окр и внешн среде(отсуствие взаим с ними), 2)состав вва должен соответс хим формуле, 3)должно растворятся в рле

b. Установленный рабочий р-р: если вво не удовелтворяет требованиям предъявл к исходным ввам – сначала готовят р-р примерной концентрации, затем устанавливают точную концентрацию по другому вспомогательному вву, концентрация которого точно известна.

Способы вырания концентрации рабочего рра: 1) Сн, 2) С(х), 3) Та=м(А)/V [г/мл]; Та=Сн*мЭ(А); 4)Та/б=Сн(А)*мЭ(Б) – показывает скко грамм опред вва реагирует с одним мл данного рра.

(Сн1V1)= (Сн2V2) – з-н эквивалента; m(x) = Сн(раб рр)V(раб рр)*mЭ(х)

3. Дано: V(KMnO4)=13,85; TKMnO4/CaO=0,002832

Решение: TKMnO4/CaO=Cн(KMnO4)*mЭ(CaO); Сн(KMnO4) = T/mЭ= 0.002832/((40+16)*10^-3)=0.05н; m(Ca) = Cн(KMnO4)V(KMnO4)*mЭ(CaO)= 0.05*13.85*(40*10^-3)=0.0277г

Билет 5

1. Вале́нтность — способность атомов химических элементов образовывать определённое число химических связей с атомами других элементов. В основном, под валентностью химических элементов понимается способность свободных его атомов к образованию определённого числа ковалентных связей. Валентность можно определить также с помощью таблицы Менделеева - № группы у многих элементов совпадает с валентностью. У кальция, цинка - 2, у алюминия - 3, у фосфора -5. ПО формуле: у кислорода валентность 2,хотя он и в 6 группеИзвестную валентность умножаем на количество атомов кислорода (1). Получили 2(общий множитель) Делим на 1 (число атомов цинка).Валентность цинка =2.

Степень окисления и окислительное число. При реакциях образования ионных соединений переход электронов от одних реагирующих атомов или ионов к другим сопровождается соответствующим изменением величины или знака их электровалентности. При образовании соединений ковалентной природы такого изменения электровалентного состояния атомов фактически не происходит, а только имеет место перераспределение электронных связей, причем валентность исходных реагирующих веществ не изменяется. В настоящее время для характеристики состояния элемента в соединениях введено условное понятие степени окисления. Численное выражение степени окисления называют окислительным числом.

Р-р – однородно-гомогенная смесь, состоит из 2 или более компонентов. Р-иль – сохраняет свое агрегат состояние. Если все компонент сохран агрегат состояние, р-ль тот, которого больше. Концентрация – хар-т количественное содержание растворенного вва.

Моль — это количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равняется его массе в атомных единицах массы. Соответствует количеству вещества, в котором содержится NA частиц (молекул, атомов, ионов, или любых других тождественных структурных частиц). NA это постоянная Авогадро, равная количеству атомов в 12 граммах нуклида углерода 12C.

Эквивалент – реальная(атом,молекула) либо условная(часть атома,молекулы) частица вва способная присоединять, высвобождать; эквивалентная одному иону водорода в реакциях ионного обмена или одному электрону в ОВР. Ф.э. – число какая часть реальной молекулы эквив 1 иону водорода. Фэ кислоты – число ионов водорода, которые могут быть замещены либо замещаются в конкретной реакции на ион Ме. Фэ соли и основания оксида – произведение степени окисления иона Ме на число этих ионов в молекуле соды или оксида. Фэ кислотного оксида – число ионов водорода в молекуле кислоты соответ данному оксиду.

2. Фотометрия, совокупность методов мол.-абсорбционного спектрального анализа, основанных на избират. поглощении электромагнитного излучения в видимой, ИК и УФ областях молекулами определяемого компонента или его соединения с подходящим реагентом. Концентрацию определяемого компонента устанавливают по закону Бугера -Ламберта – Бера(I0->[-]->I1 T=I1/I0*100%; I1=I0*10^(-kl), k – коэф прпорциональнотси, l – тодщина поглащ слоя; оптич плотность – D=ECl, k=EC, плотность рра находят по методу град(калиборов) графика)

Фотометрический метод включает колориметрию(сравнение визуальной интесивности окраски исл вва со стандартным ввом), спектрофотометрию(фиксируется интенсивность поглощения монохроматического излучения) и фотоколориметрию(исл с помощью прибора с фотоэлементом).

3. Дано: m(рра)=500мл; m(соды)=2г

Решение: T(соды)=m(соды)/V=2/500=0,004г/л; T(соды)=CнmЭ(соды) => Сн=Т(соды)/мЭ=0,004/(2+12+3*16)*10^-3=0,0645н; TH2CO3/HCl=0,0645*(1+45)*10^-3=0.003г/мл

Билет 6

1. Титриметрический анализ (титрование) — методы количественного анализа в аналитической и фармацевтической химии, основанные на измерении объема раствора реактива известной концентрации, расходуемого для реакции с определяемым веществом. Титриметрический — от слова титр. Титрование — процесс определения титра исследуемого вещества. Титрование производят с помощью бюретки, заполненной титрантом до нулевой отметки. Титровать, начиная от других отметок, не рекомендуется, так как шкала бюретки может быть неравномерной. Заполнение бюреток рабочим раствором производят через воронку или с помощью специальных приспособлений, если бюретка полуавтоматическая. Конечную точку титрования (точку эквивалентности) определяют индикаторами или физико-химическими методами (по электропроводности, светопропусканию, потенциалу индикаторного электрода и т. д.). По количеству пошедшего на титрование рабочего раствора рассчитывают результаты анализа.

Суть: измерение объема реактива с точно известной концентрацией, затраченного на реакцию с опред ввом.

Рабочий(стандартный,титрованный) р-р: р-р с точно известной концентрацией.

a. Приготовленый р-р: готовят растворение навески исходного вва в заданном объеме рля(воды). Требования к исх ввам: 1)устойчивость к окр и внешн среде(отсуствие взаим с ними), 2)состав вва должен соответс хим формуле, 3)должно растворятся в рле

b. Установленный рабочий р-р: если вво не удовелтворяет требованиям предъявл к исходным ввам – сначала готовят р-р примерной концентрации, затем устанавливают точную концентрацию по другому вспомогательному вву, концентрация которого точно известна.

Требования: 1)Достаточная скорость реакций 2)Не должно протекать побочных реакций 3)Должна быть возможность фиксировать точку эквивалентности. Методы:

a. нейтрализации (кислотно-основное титрование) — нейтрализация — это реакции с изменением pH растворов.

b. окисления-восстановления (перманганатометрия, иодометрия, хроматометрия) — реакции, которые происходят с изменением окислительно-восстановительных потенциалов в системе титрования.

c. осаждения (аргентометрия) — реакции, протекающие с образованием малорастворимого соединения, при этом изменяются концентрации осаждаемых ионов в растворе.

d. комплексообразования (комплексонометрия) — реакции, основанные на образовании прочных комплексных соединений ионов металлов (всех, кроме одновалентных) с комплексоном III (двунатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты), при этом изменяются концентрации ионов металлов в титруемом растворе.

2. Гравиметрический анализ (весовой анализ) — важнейший метод количественного химического анализа, в котором взвешивание является не только начальной, но и конечной стадией определения. Гравиметрический анализ основан на законе сохранения массы веществ при химических превращениях. Измерительным прибором служат аналитические весы. Результаты анализа выражают обычно в процентах. Гравиметрический анализ сыграл большую роль при становлении закона постоянства состава химических соединений, закона кратных отношений, периодического закона и др., применяется при определении химического состава различных объектов (горных пород и минералов), при установлении качества сырья и готовой продукции и т. д.

Точность метода от 0.01 до 0.1%

Растворимость осадка – чем меньше раствор осадка тем больше предел обнаружения

Осаждаемая форма – осадок, образ при добавление реагента осадителя к рру опред вва

Гравиметрич форма – образ после прокаливания осажд формы

Требования к осадкам: 1)осаждаемая форма(а. должна быть как можно менее р-римой, б. должна хорошо фильтроваться) 2)гравиметрич форма(а. не должна взаимодействовать с окр средой, б.состав должен отвечать хим формуле, в.молярная масса по возможности больше)

Преим: низка погрешность и высокая точность, что удобно когда колво проб ограничено; недоста: длительность опред, неселективность(из-за чего необходимо предварит разделение компонентов пробы).

3. Дано: m(нав)=0.15г; V(H2C2O4)=20мл; Сн(H2C2O4)=0.095н; V(KMnO4)=12.8; C=0.064моль/л

Решение: nf(Mn)=CнV-CнV=20*0.095-12.8*0.064=1.08моль*мл/л; m(Mn)=nf(Mn)*mЭ(Mn)=1.08*10^-3*55=0.06г; w=m(Mn)/m(нав)*100%=0.06/0.15=40%

Билет 7

1. Произведение растворимости (ПР) — произведение концентрации ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе при постоянной температуре и давлении. Произведение растворимости — величина постоянная. Зная ПР можно определить растворимость труднорастворимого соединения, т.е. концентрацию насыщенного рра. Чтобы уменьшить р-ость труднорастов вва добавляют одноименный ион в составе расовримой соли:

AgCl<- ->Ag+ + Cl-

NaCl= Na+ + Cl-; ПР(AgCl)=C(Ag+)C(Cl-)

Солевой эффект – при добавлении к насыщенному рру какого-нибудь сильного электролита происходит рост ионной силы раствора, уменьшение коэфф активности ионов, что повышает растворимость труднорастворимого соединения.

Разделение методом осаждения основано на различной растворимости соединений разделяемых ионов при действии реагентов. Для повышения селективности осаждения варьируют рН раствора, используют комплексообразование, изменение степени окисления элементов и другие. При правильном подборе осадителей и условий осаждения удаётся разделить практически любые смеси катионов и анионов.

2. ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЯ, титриметрич. метод анализа, основанный на р-циях: MnO4 + 8H+ + 5е <--> 4H2O + Mn2+ и MnO4+ 4H2O + Зе <-->MnO2 + 4OH— (стандартные электродные потенциалы соотв. +1,52 и +0,57 В). Титрантом служит водный р-р KMnO4, к-рый в чистом виде очень устойчив и долго хранится. Однако в присут. Mn(II) происходит р-ция: 2MnO4+ 3Mn2+ + 2H2O5MnO2 + 4H+, к-рая ускоряется диоксидом марганца и при понижении кислотности р-ра. Поскольку перманганат калия всегда содержит трудно удаляемые примеси, свежеприготовленный р-р KMnO4 кипятят в течение часа, фильтруют через стеклянный фильтр и хранят в темных склянках, в защищенных от прямого солнечного света местах (т.к. на свету ускоряется разложение KMnO4 на MnO2 и O2).

Для определения концентрации титранта используют р-ры с точно известным содержанием (стандартные р-ры) Na2C2O4, As2O3 (в присут. ICl или KIO3 в качестве катализатора), FeS04·(NH4)2SO4·6H2O и K4[Fe(CN)6]·3H2O. Конечную точку титрования в перманганатометрии устанавливают обычно визуально без индикатора по появлению или исчезновению окраски перманганат-иона (даже 2·10-6 M р-р KMnO4 имеет отчетливую розовую окраску), потенциометрически или амперометрически. При обратном титровании к исследуемому р-ру приливают р-р KMnO4, избыток к-рого от-титровывают р-ром восстановителя, напр. щавелевой к-ты.

Перманганатометрию применяют для определения Fe(II), Sb(III), Mn(II), V(IV), W(V), U(IV), Tl(I), Cr(III), H2O2, H2C2O4 и ее солей, арсенитов, гидразина и ряда орг. в-в (напр., хлоруксусной и пропионовой к-т в щелочной среде); обратным пермангана-тометрич. титрованием определяют восстановители, медленно реагирующие с KMnO4, - иодиды, цианиды, родани-ды, фосфиты.

Перманганатометрию используют также для косвенных определений. Напр., концентрации очень сильных восстановителей, окисляющихся в обычных условиях растворенным кислородом, - Cr (II), V(II), Ti(III), Nb(III), Mo(III), Cu(I), Sn(II) и др. - устанавливают после их взаимод. с ионами Fe(III) по кол-ву образовавшихся ионов Fe (II), к-рые оттитровывают р-ром KMnO4. Ионы таких металлов, как Ca, Cd, Zn, Pb(Il), Со, Ni, РЗЭ, определяют после их осаждения в виде оксалатов. К перманганатометрии часто относят обратное ферриметрич. титрование, в к-ром при определении окислителей (дихроматов, персульфатов, ванадатов, MnO2, PbO2, Pb3O4 и др.) их предварительно восстанавливают с помощью Fe(II), избыток к-рого оттитровывают р-ром KMnO4.

Йодометрия, хим., один из способов объемного или титрованного анализа, основан на реакции между свободным йодом и серноватисто-натриевою солью, Na2S2O3; последняя при действии на свободный йод переводит его в бесцветное соединение с натрием, 2Na2S2O3+I2 = 2NaI+Na2S4O6.

Методом йодометрии можно определять как окисли­тели (они окисляют I- до 1°), так и восстановители (они восстанавливают йод до 1~).

3. Дано:ПР(Bi(OH3))=4.3*10^-31; C(Bi(III))=0.17моль/л

Решение: Bi(OH3)=Bi+3OH; ПР(Bi(OH3))=C(Bi(III))*C^3(OH); C(OH)=(ПР(Bi(OH3))/ C(Bi(III)))^1/3=(4.3*10^-31/0.17)^1/3=1.36*10^-10; pHнач=14-(-lg(1.36*10^-10))=4.1; C(OH)=(ПР(Bi(OH3))/ C(полное))^1/3=(4.3*10^-31/1*10^-6)^1/3=7.5*10^-9; pHкон=14-(-lg(7.5*10^-9))=5.9