- •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-
Деление катионов на группы по кислотно-основной классификации
Группа |
Катионы |
Групповой реагент |
Получаемое соединение |
Групповая характеристика |
I |
K+, Na+, NH4+ |
нет |
– |
Хлориды, сульфаты и гидроксиды растворимы в воде |
II |
Ag+, Pb2+, Hg22+ |
2н. HCl |
Осадок AgCl, PbCl2, Hg2Cl2 |
Хлориды не растворимы в воде |
III |
Ba2+, Ca2+, Sr2+ |
2н. H2SO4 |
Осадок BaSO4, CaSO4, SrSO4 |
Сульфаты не растворимы или плохо растворимы в воде и кислотах |
IV |
Zn2+, Al3+, Cr3+, Sn2+, Sn4+, As(III), As (V) |
Избыток 4н. NaOH или КОН |
Раствор [Zn(OH)4]2-, [Al(OH)6]3-, [Cr(OH)6]3-, [Sn(OH)4]2-, [Sn(OH)6]2-, AsO33-, AsO43- |
Гидроксиды растворимы в избытке щелочей |
V |
Mg2+, Mn2+, Bi3+, Fe2+, Fe3+ |
Избыток 25 %-ого NH4OH |
Осадок Mg(OH)2, Mn(OH)2, Bi(OH)3, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Sb(OH)3, Sb(OH)5 |
Гидроксиды не растворимы в избытке NH4OH |
VI |
Cu2+, Hg2+, Сd2+, Co2+, Ni2+ |
избыток 25 %-го NH4OH |
Раствор [Cu(NH3)4]2+, [Hg(NH3)4]2+, [Cd(NH3)4]2+, [Co(NH3)4]2+, [Ni(CH3)6]2+ |
Гидроксиды растворимы в избытке раствора NH4OH |
2.5. Классификация анионов
Общепринятой классификации анионов не существует. Одна из наиболее распространенных – это разделение анионов на 3 аналитические группы по растворимости солей бария и серебра (табл. 2.3).
Таблица 2.3
Классификация анионов
Группа |
Анионы |
Групповой реагент |
Групповая характеристика |
I |
SO42-, SO32-, S2O32-, CO32-, PO43-,SiO22-, BO2- и др. |
BaCl2 в нейтральной или слабощелочной среде |
Соли бария малорастворимы в воде, но растворяются в разбавленных кислотах (за исключением BaSO4) |
II |
Сl-, Br-, I-, S2- |
AgNO3 в присутствии HNO3 |
Соли серебра малорастворимы в воде и HNO3 |
III |
NO3-, NO2- и др. |
Группового реагента нет |
Соли бария и серебра растворимы в воде |
Анализ анионов имеет свои особенности. В отличие от катионов анионы обычно не мешают обнаружению друг друга. Поэтому многие из них обнаруживают дробным методом. К систематическому ходу анализа прибегают лишь в наиболее сложных случаях, например, при наличии в растворе анионов-восстановителей или окислителей.
2.6. Анализ конкретных объектов
Перед выполнением анализа полезно рассмотреть образец под микроскопом, обращая внимание на цвет и форму отдельных частиц. Иногда это позволяет получить предварительные данные об однородности образца и о числе компонентов в нём.
Закончив визуальные исследования, приступают к подготовке образца к анализу. Твердые вещества растирают в агатовой или фарфоровой ступке, так как измельченное вещество легче растворяется. Кроме того, если анализируемый объект представляет собой смесь веществ или природный объект (минерал, руда), при измельчении достигают равномерного смешения всех составных веществ объекта. Кусок сплава с помощью напильника или сверла превращают в стружки или опилки. Измельченный образец делят на три (в случае сплавов или металлов – на две) части. Одну из них используют для предварительных испытаний и остаток сохраняют на случай повторения анализа. В остальных частях обнаруживают катионы и анионы. Количество образца должно быть оптимальным: нельзя брать и слишком много, и слишком мало вещества. В первом случае можно получить искаженную информацию о способности образца растворяться в том или ином растворителе, а во втором можно столкнуться со сложностью обнаружения некоторых ионов. Обычно берут навеску 25 мг, если после растворения её объем раствора доводят до 1 мл.
Предварительные испытания и растворение вещества. К предварительным испытаниям относят исследования поведения образца в пламени. Их начинают, внося небольшое количество вещества в петле платиновой проволоки в пламя газовой горелки. Обугливание и сгорание пробы говорит о присутствии органических веществ, мгновенное улетучивание – солей аммония, окрашивания пламени – катионов, обладающих этим свойством. Далее пробу подвергают нагреванию в пламени на фарфоровой пластинке или шпателе, добавляя в случае необходимости некоторые реактивы. При этом с пробой может происходить ряд изменений, характер которых позволяет делать некоторые заключения (табл. 2.4)
Таблица 2.4