Введение

Аналитическая химия – это раздел химической науки, разрабатывающий на основе фундаментальных законов химии и физики принципиальные методы и приемы качественного и количественного анализа атомного, молекулярного и фазового состава вещества. Качественный анализ дает возможность применять теоретические знания по общей и неорганической химии для решения практических задач, раскрытия химизма процессов, лежащих в основе методов анализа. Систематический качественный анализ развивает аналитическое мышление, способствует формированию научного стиля мышления студентов. Особенно большая роль отводится аналитике в тех отраслях, где требуется постоянный и тщательный контроль химического состава исходного сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

Аналитическая химия необходима для подготовки бакалавров по направлениям технологов пищевых производств. В процессе изучения аналитической химии студенты знакомятся с теорией и практикой химического анализа, без которого невозможно контролировать качество выпускаемой пищевой продукции.

1. Основные принципы качественного анализа

1.1. Аналитические химические реакции

В качественном анализе аналитические реакции подразделяют на реакции общие, групповые, селективные и специфические. К общим относят реакции, аналитические сигналы которых одинаковы для многих ионов. Применяемый в этом случае реагент также называют общим. Частным случаем общих реакций являются групповые реакции, используемые в конкретных условиях для выделения определенной группы ионов, обладающих близкими свойствами. В этом случае общий реагент становится групповым. Общие и групповые реакции применяют для выделения и разделения ионов сложной смеси. Селективными (избирательными) называют те аналитические реакции, которые в условиях опыта позволяют в смеси ионов обнаружить ограниченное число катионов и анионов. Специфические − это реакции, аналитический эффект которых характерен только для одного иона в присутствии других ионов. Селективные и специфические реакции обычно называют частными или качественными характерными реакциями на тот или иной ион.

Выбранная аналитическая реакция обнаружения всегда имеет определенный предел обнаружения, или определенную чувствительность. Под пределом обнаружения понимают наименьшее количество вещества, которое может быть определено данной реакцией с заданной вероятностью Р.

Практическая задача качественного анализа раствора неорганического вещества, как правило, сводится к обнаружению катионов и анионов. Если состав анализируемого раствора несложен или необходимо лишь подтвердить уже известный состав с помощью химических реакций – в этом случае анализ проводят дробным методом. При анализе неизвестного раствора сложного состава для обнаружения входящих в него катионов и анионов применяют систематический метод анализа.

Открытие иона в дробном анализе можно проводить в отдельных порциях раствора в любой последовательности в присутствии других ионов, используя селективные реакции. Если качественная характерная реакция на определяемый ион не является специфической, обнаружение иона выполняется в два этапа.

На первом этапе, в отдельных небольших порциях исследуемого раствора устраняют влияние мешающих ионов методом маскировки (изменяя кислотность раствора, связывая мешающий ион в комплекс, изменяя его степень окисления) или удаления. На втором этапе обнаруживают искомый ион характерной реакцией.

Все операции систематического анализа (разделение и обнаружение ионов) проводят в определенной последовательности. Анализируемую смесь ионов делят на аналитические группы, пользуясь групповыми реагентами, причем последовательно и в строго определенном порядке. В пределах каждой группы обнаруживают и удаляют из анализируемого раствора в результате последовательных операций все мешающие ионы. Открывают данный ион характерными реакциями. Название систематического метода анализа определяется групповыми реагентами. Поэтому каждый из систематических методов анализа имеет свое деление катионов на аналитические группы. В данном пособии рассматривается кислотно-основная система анализа.