- •А.В. Юрьева аналитическая химия Учебное пособие
- •Предисловие
- •Глава 1. Аналитическая химия как наука
- •1.1. Предмет и методы аналитической химии. Качественный и количественный анализ
- •1.2. Значение аналитической химии
- •1.3. Краткий очерк развития аналитической химии
- •Глава 2. Качественный химический анализ
- •2.1. Особенности аналитических реакций и способы их выполнения
- •2.2. Требования к аналитическим реакциям. Чувствительность реакций. Селективные и специфические реакции
- •2.3. Дробный и систематический анализ
- •2.4. Классификации катионов
- •Сульфидная классификация катионов
- •Деление катионов на группы по кислотно-основной классификации
- •2.5. Классификация анионов
- •Классификация анионов
- •2.6. Анализ конкретных объектов
- •Изменения проб при нагревании на пластинке
- •2.7 Основы качественного анализа органических соединений
- •Практические работы
- •Групы по кислотно-основной классификации
- •Продукты некоторых аналитических реакций катионов третьей аналитической группы по кислотно-основной классификации
- •Растворимость в воде некоторых солей катионов I–III аналитических групп по кислотно-основной классификации
- •Продукты некоторых аналитических реакций катионов четвертой аналитической группы по кислотно-основной классификации
- •Продукты некоторых аналитических реакций катионов пятой аналитической группы по кислотно-основной классификации
- •Продукты некоторых аналитических реакций катионов шестой аналитической группы по кислотно-основной классификации
- •Вопросы и задачи
- •Глава 3. Метрологические основы химического анализа
- •3.1. Общая схема аналитического определения
- •Выбор метода анализа
- •Отбор и подготовка пробы к анализу
- •Проведение измерения
- •Расчет результатов анализа
- •Погрешности химического анализа
- •3.2.1. Систематические погрешности
- •3.2.2. Случайные погрешности
- •Значение t для различной доверительной вероятности
- •Вопросы и задачи
- •Глава 4. Количественный анализ. Химические методы
- •4.1. Гравиметрический анализ
- •4.1.1. Осаждение
- •4.1.2. Фильтрование и промывание осадка
- •4.1.3.Высушивание и прокаливание
- •4.1.4. Вычисления в гравиметрическом анализе
- •Практические работы
- •Вопросы и задачи
- •Глава 5. Титриметрический анализ
- •5.1. Сущность титриметрического анализа
- •5.2. Стандартизация раствора титранта
- •5.3. Основные приемы титриметрических определений
- •5.4. Расчеты в титриметрическом анализе
- •5.5. Кривые титрования
- •5.6. Основные методы титриметрического анализа
- •5.7. Техника работы
- •Вопросы и задачи
- •Глава 6. Реакции кислотно-основного взаимодействия
- •6.1. Протолитическая теория кислот и оснований Бренстеда-Лоури
- •6.2. Электронная теория Льюиса
- •6.3. Кислотно-основные и некоторые другие свойства растворителей
- •6.4. Равновесия в водных растворах кислот и оснований
- •6.5. Буферные растворы
- •6.6. Кислотно-основные индикаторы
- •Вопросы и задачи
- •Глава 7. Кислотно-основное титрование
- •7.1. Рабочие растворы
- •7.2. Кривые титрования и выбор индикатора
- •7.3. Практическое применение методов кислотно-основного титрования
- •Практические работы
- •Вопросы и задачи
- •Глава 8. Реакции окисления-восстановления. Окислительно-восстановительное титрование
- •Окислительно-восстановительное титрование
- •8.1. Требованиям к реакциям в методе окислительно-восстановительного титрования
- •8.2. Способы установления точки эквивалентности
- •8.3. Молярная масса эквивалента в реакциях окисления-восстановления
- •8.4. Кривые титрования
- •8.5. Индикаторы
- •8.6. Классификация методов окислительно-восстановительного титрования
- •8.7. Перманганатометрия
- •Практические работы
- •8.8. Иодометрия
- •Практические работы
- •8.9. Хроматометрия
- •Вопросы и задачи
- •Глава 9. Титрование по методу осаждения
- •9.1. Аргентометрия
- •9.2. Меркурометрия
- •Практические работы
- •Вопросы и задачи
- •Глава 10. Комплексометрическое титрование
- •10.1. Комплексонометрия
- •10.1.1. Рабочие растворы
- •10.1.2. Кривые титрования
- •10.1.3. Способы обнаружения конечной точки титрования
- •10.1.4. Применение комплексонометрии
- •Практические работы
- •Вопросы и задачи
- •Глава 11. Методы маскирования, разделения и концентрирования
- •11.1. Маскирование
- •11.2. Разделение и концентрирование
- •11.3. Краткая характеристика некоторых методов разделения и концентрирования
- •Вопросы и задачи
- •Глава 12. Биологические методы анализа
- •Вопросы
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Глава 1. Аналитическая химия как наука………………………….. ………… 4
- •Глава 2. Качественный химический анализ…………………………………….. 8
- •Глава 3. Метрологические основы химического анализа……………………. 50
- •Глава 4. Количественный анализ. Химические методы………………………. 63
- •Глава 5. Титриметрический анализ………………………………………………. 77
- •Глава 6. Реакции кислотно-основного взаимодействия ……………………… 89
- •Глава 7. Кислотно-основное титрование………………………………………… 100
- •Глава 8. Реакции окисления-восстановления. Окислительно-
6.2. Электронная теория Льюиса
По электронной теории Льюиса кислоты – соединения, способные принять пару электронов (акцепторы электронной пары), а основания – соединения, способные предоставить пару электронов для образования ковалентной связи (доноры электронной пары).
Таким образом, теория Льюиса не считает наличие водорода обязательным признаком кислоты, хотя протон и в этой теории остается кислотой, поскольку является акцептором электронов. К кислотам Льюиса в соответствии с определением относятся также катионы металлов Fe3+, Cu2+, Al3+, Ag+ и др., молекулы типа BF3, SO3, SnCl4 и т.д.
Электронная теория расширила понятия о кислотах и основаниях, позволив интерпретировать некоторые свойства веществ с единой точки зрения, однако это теория имеет и недостатки. По теории Льюиса к кислотно-основным реакциям следует отнести реакции окисления-восстановления и реакции комплексообразования. Это слишком сильное расширение понятий кислот и оснований – один из недостатков теории Льюиса.
6.3. Кислотно-основные и некоторые другие свойства растворителей
Как среда для протекания реакции растворитель обычно характеризуется диэлектрической проницаемостью (ε), которая описывает влияние растворителя на взаимодействие электрических зарядов друг с другом. По этому признаку различают растворители: полярные (ε > 30 ), обладают диссоциирующим действием; малополярные (ε = 10÷30), со слабым диссоциирующим действием; неполярные (ε < 10), не оказывают диссоциирующего эффекта.
Как участника реакции кислотно-основного взаимодействия растворитель можно характеризовать его донорно-акценторными свойствами по отношению к протону. Конечно, эти свойства не исчерпывают своеобразия и природу растворителя, поскольку существует еще специфическое взаимодействие.
При классификации по донорно-акценторным свойствам обычно выделяют протонные и апротонные растворители. Протонные растворители могут отдавать или принимать протон. Апротонные растворители не проявляют кислотно-основных свойств и не вступают в протолитическое равновесие с растворенным веществом.
Протонные растворители принято разделять на кислотные (протогенные), основные (протофильные) и амфотерные (амфипротные). У кислотных растворителей склонность к отдаче протона значительно превышает склонность к его присоединению. К этой группе растворителей относятся многие минеральные и органические кислоты (H2SO4, H3PO4, CH3COOH и др.).
Основные растворители склонны к присоединению протонов. Типичные представителями их являются NH3, NH2OH, H2NCH2CH2NH2, C5H5N и др.
Амфотерные растворители проявляют слабо выраженные кислотно-основной характер, т.е. они являются более слабыми кислотами, чем протогенные и более слабыми основаниями, чем протофильные. К амфотерным растворителям относят воду, спирты, кетоны и др. Резкую границу между рассмотренными группами растворителей, провести трудно, так как на характер кислотно-основного взаимодействия и на направления процесса существенное влияние оказывают кислотно-основные свойства взаимодействующего партнера.
У апротонных растворителей отсутствуют явно выраженные протонно-донорные или протоно-акцепторные свойства. У них небольшая величина диэлектрической проницаемости и низкий или нулевой электрический дипольный момент. Растворенные вещества в апротонных растворителях заметно не диссоциируют. Апротонными растворителями является бензол, хлороформ, тетрахлорид углерода, сероуглерод, циклогексан и др.
По влиянию на кислотно-основные свойства растворенного вещества растворители подразделяют на нивелирующие и дифференцирующие. В нивелирующих растворителях сила некоторых кислот, оснований и других электролитов становится примерно одинаковой, а в дифференцирующих – разной. Например, жидкий аммиак является нивелирующим растворителем как для сильных, так и для слабых кислот.
В дифференцирующих растворителях проявляются значительные различия в силе кислот и оснований и других электролитов. Многие кислоты и основания полностью диссоциированные в водном растворе, существенно различаются по силе в дифференцирующих растворителях. Примером дифференцирующего растворителя может служить безводная уксусная кислота. В ней приведенные ниже сильные в водных растворах кислоты сильно различаются по своим константам диссоциации (pK = –lgK), а именно:
Кислоты |
HClO4 |
HBr |
H2SO4 |
HCl |
HNO3 |
pK |
5,8 |
6,4 |
8,2 |
8,9 |
9,4 |
Из приведенных данных видно, что кроме ослабления диссоциации происходит также дифференциация силы кислот. Понятие о дифференцирующем растворителе не является абсолютным, так как для одной группы веществ растворитель может быть дифференцирующим, а для другой нивелирующим.