- •Аналитическая химия
- •Составитель: Юрьева Алла Владимировна, канд. Хим. Наук, доц. Каф. «Физическая химия»
- •Общие методические указания
- •Общие теоретические основы аналитической химии и основы качественного анализа
- •Тема 1. Периодическая система элементов д.И. Менделеева, закон действия масс и их значение в аналитической химии.
- •Емкости и концентрации компонентов буферных растворов
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 2. Динамическое равновесие в гетерогенных системах
- •Примеры расчетов с использование правила произведения растворимости
- •Если растворимость соли 4,68106 моль/л, то в соответствии с записанным равновесием и без учета гидролиза
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 3. Равновесие в растворах гидролизующихся солей
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 4. Окислительно-восстановительные реакции, комплексные соединения и органические реагенты в химическом анализе
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 5. Основы качественного анализа
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольная работа № 1
- •Вариант 17
- •Вариант 18
- •Бумага офсетная. Усл. Печ. Л. 1,75. Уч. Изд. Л. 1,75. Тираж
- •Издательство ОмГту. 644050, Омск, пр. Мира, 11, т. 23-02-12
Аналитическая химия
Методические указания к самостоятельной
работе студентов
Омск, 2001
Составитель: Юрьева Алла Владимировна, канд. Хим. Наук, доц. Каф. «Физическая химия»
В методические указания включены вопросы для самоподготовки и самопроверки, примеры решения задач и варианты контрольных работ по общей теоретической части курса аналитической химии и основам качественного анализа.
Могут быть использованы студентами всех форм обучения, изучающих аналитическую химию.
Аналитическая химия – наука, развивающая теоретические основы химического анализа веществ и материалов и разрабатывающая методы идентификации, обнаружения, разделения и определения химических элементов и их соединений, а также методы установления химического строения веществ.
Идентификация компонентов и определение качественного состава вещества или смеси веществ являются предметом качественного анализа. Определение содержания (количества или концентрации) составных частей веществ – задача количественного анализа.
При обнаружении какого-либо компонента обычно фиксируют появление аналитического сигнала – образование осадка, изменение окраски, появление линии в спектре и т.д. При определении количества вещества измеряют величину интенсивности сигнала. Количественный анализ необходим для определения чистоты веществ, при контроле сырья, продуктов и отходов в различных отраслях промышленности, а также при контроле загрязнения экологических объектов.
Общие методические указания
Теоретическая часть курса состоит из ряда важнейших тем: периодическая система элементов Д.И. Менделеева, закон действия масс, динамическое равновесие в растворах и гетерогенных системах, окислительно-восстановительные процессы, комплексообразование. Она является общей для качественного и количественного анализа.
Перед решением задачи необходимо проработать по учебнику соответствующий раздел, проверив прочность усвоения материала с помощью вопросов для самопроверки. Выполняя вариант контрольного задания, давайте краткие, но точные ответы. При решении задач следует приводить весь ход решения, включая уравнения реакций, расчетные формулы в общем виде, необходимые константы (диссоциации, произведения растворимости и др.). Желательно делать краткие пояснения при выполнении вспомогательных расчетов.
Общие теоретические основы аналитической химии и основы качественного анализа
Тема 1. Периодическая система элементов д.И. Менделеева, закон действия масс и их значение в аналитической химии.
Динамическое равновесие в гомогенных средах, диссоциация воды, водородный показатель и буферные системы.
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева имеет большое значение в аналитической химии. С помощью периодического закона можно предвидеть химико-аналитические свойства элементов и их ионов, систематизировать большое количество аналитических реакций, изучить закономерности изменения свойств соединений.
Закон действия масс в аналитической химии применяется при рассмотрении процессов диссоциации слабых электролитов и для характеристики равновесия между осадком малорастворимого электролита и его раствором. С его помощью можно определить константу диссоциации слабого электролита, смещение равновесия при введении одноименного иона.
Динамическое равновесие в растворах зависит от температуры, среды и концентрации (активности в случае сильных электролитов). Восстановите в памяти основы теории сильных и слабых электролитов, понятие о степени диссоциации, активности, коэффициенте активности, ионной силе растворов, смещении гомогенных равновесий.
Электролитическая диссоциация воды. Для воды и ее растворов произведение концентраций ионов Н+ и ОН величина постоянная при данной температуре (ионное произведение воды - при 298 К). Вспомните расчеты концентрации ионов Н+ и ОН, а также рН и рОН сильных и слабых одно- и многоосновных кислот и оснований. Водородный показатель среды является одним из главных факторов, определяющих направление, скорость реакций, а в случае окислительно-восстановительных реакций и состав продуктов. Изменение рН может вызвать протекание нежелательных побочных реакций.
Буферные растворы. В химическом анализе для стабилизации рН среды часто используются буферные растворы, в которых концентрация ионов водорода не изменяется при разбавлении и мало изменяется при добавлении небольшого количества сильной кислоты или щелочи.
Буферные растворы обладают определенной буферной емкостью. Она измеряется количеством сильной кислоты или сильного основания, которое необходимо добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить его рН на единицу.
Изучите механизм действия кислых и основных буферных растворов. Выясните, от чего зависит рН буферных растворов, их емкость и как можно их регулировать. Ознакомьтесь с вычислением концентрации и активности ионов Н+ и ОН, значениями рН и рОН в водных буферных растворах.
Буферные растворы широко используются в практике химического анализа. Многие химико-аналитические реакции благоприятно протекают в некотором определенном интервале значений рН, который можно создать, добавляя к раствору ту или иную буферную смесь.
Примеры расчетов по определению [H+], [OH-], рН, буферной