- •Вопросы к экзамену по аналитической химии
- •I. Химия и медицина
- •1. Предмет, цели и задачи аналитической химии. Краткий исторический очерк развития аналитической химии. Место аналитической химии среди естественных наук и в системе медицинского образования.
- •II. Качественный анализ
- •2. Основные понятия аналитической химии. Типы аналитических реакций и реагентов. Требования, предъявляемые к анализу, чувствительности, селективности определения состава веществ.
- •3. Физико-химические и физические методы анализа. Макро-, полумикро-, микро- и ультрамикроанализ. Характеристика чувствительности аналитических реакций.
- •4. Аналитическая классификация катионов. Систематический и дробный анализ.
- •Общая характеристика группы
- •6. Систематический анализ смеси катионов I аналитической группы.
- •7. Применение закона действующих масс в аналитической химии. Основные положения теории слабых электролитов Аррениуса. Константа диссоциации, степень диссоциации. Закон разведения Оствальда.
- •Основные положения электролитической теории с. Аррениуса
- •Теория слабых электролитов
- •8. Основные положения теории сильных электролитов Дебая-Гюккеля. Ионная сила раствора. Активность и коэффициент активности.
- •9. Уравнения, применяемые к неидеальным (реальным) растворам. Термодинамическая константа ионизации.
- •Общая характеристика группы
- •12. Систематический анализ смеси катионов II аналитической группы.5
- •13. Протолитическая теория кислот и оснований. Понятие кислоты и основания. Амфолиты.
- •14. Кислотно-основное равновесие. Типы протолитических реакций.
- •15. Кислотные и основные свойства растворителей. Влияние природы растворителя на силу кислот и оснований. Константа кислотности и основности. Нивелирующее и дифференцирующее действие растворителей.
- •16. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель рН как количественная мера активной кислотности и щёлочности. Кислотно-основные индикаторы. Измерения рН растворов (см. 17).
- •19. Теория кислот и оснований Льюиса. Мягкие и жёсткие кислоты и основания.
- •Общая характеристика группы
- •21. Систематический анализ смеси катионов III аналитической группы.
- •22. Систематический анализ смеси катионов I-III аналитических групп.
- •25. Систематический анализ смеси катионов IV аналитической группы.
- •26. Гетерогенные процессы. Равновесие между жидкой и твердой фазами. Константа гетерогенных равновесий – константа растворимости (термодинамическая, реальная, условная).
- •28. Схема образования осадка. Свойства кристаллических и аморфных осадков. Влияние различных факторов на структуру и дисперсность осадков. Способы получения чистых осадков.
- •Реакции катионов железа (III)
- •Реакции катионов железа (II)
- •30. Систематический анализ смеси катионов V аналитической группы
- •31. Комплексные соединения, их строение и классификация. Хелатные и внутрикомплексные соединения.
- •Номенклатура комплексных соединений
- •Название некоторых комплексообразователей
- •32. Металлолигандное равновесие в водном растворе. Константа нестойкости и устойчивости комплексных соединений (полные, ступенчатые, координационные и истинные термодинамические).
- •33. Металлолигандный гомеостаз и способы его коррекции. Лигандообменные процессы в организме в норме и при патологии. Применение комплексных соединений в медицине.
- •34. VI аналитическая группа катионов. Общая характеристика катионов этой группы. Характерные и специфические реакции катионов.
- •Все осадки растворимы в минеральных кислотах, аммиаке и солях аммония
- •35. Систематический анализ смеси катионов VI аналитической группы.
- •36. Систематический анализ смеси катионов IV-VI аналитической группы.
- •Систематический ход анализа смеси катионов
- •Систематический ход анализа смеси катионов
- •IV аналитической группы
- •Систематический анализ смеси катионов VI аналитической группы
- •37. Аналитическая классификация анионов. Первая аналитическая группа анионов. Характерные и специфические реакции анионов so42ˉ, so32ˉ, co32ˉ, SiO32ˉ, s2o32ˉ, b4o72ˉ, po43ˉ.
- •Специфические реакции анионов I аналитической группы
- •Реакции тиосульфат-иона (s2o32‾)
- •38. Вторая аналитическая группа анионов. Характерные и специфические реакции анионов Clˉ, Brˉ, iˉ, scn ˉ, s2ˉ.
- •Реакции хлорид-иона (Cl‾)
- •Реакции иодид-иона (I‾)
- •Реакции роданид-иона (cns‾)
- •39. Третья аналитическая группа анионов. Характерные и специфические реакции анионов no3ˉ, no2ˉ, ch3cooˉ.
- •Реакция нитрат-иона (no3‾)
- •Реакции нитрит-иона (no2‾)
- •Реакции ацетат-иона (ch3coo‾)
- •III. Количественный анализ
- •40. Задачи и методы количественного анализа. Классификация методов количественного анализа. Сущность титриметрических методов анализа.
- •41. Способы выражения состава растворов: массовая доля, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента, моляльная концентрация, молярная доля, объёмная доля, титр.
- •42. Закон эквивалентов и его применение в количественном анализе. Способы определения точки эквивалентности. Способы приготовления рабочих растворов. Способы титрования: прямое, обратное, косвенное.
- •Классификация методов анализа по типу реакции
- •Классификация методов анализа по способу титрования
- •43. Сущность метода кислотно-основного титрования. Основные реакции и титранты метода. Ацидиметрия, алкалиметрия. Кислотно-основные индикаторы.
- •Титрование сильной кислоты сильной щелочью:
- •Титрование слабого основания сильной кислотой:
- •Титрование слабой кислоты сильной щелочью:
- •Кислотно-основные индикаторы
- •Кислотно-основные индикаторы
- •44. Кривые кислотно-основного титрования. Расчет, построение и анализ типичных кривых кислотно-основного титрования.
- •45. Окислительно-восстановительные реакции, применяемые в объёмном анализе. Сущность методов оксидиметрии. Классификация редокс-методов, способы установления точки эквивалентности в оксидиметрии.
- •Общая характеристика и классификации методов оксидиметрии
- •46. Метод перманганатометрии, его сущность.Условия проведения перманганатометрического титрования. Титрант, его приготовление и стандартизация. Определение солей железа (II) в растворах.
- •48. Иодометрическое определение меди в растворах. Применение иодометрии в медицине. Определение солей меди (II) в растворах.
- •49. Теоретические основы комплексонометрического титрования. Условия проведения комплексонометрического определения содержания металлов в растворе. Комплексоны, их особенности.
- •Классификация физико-химических методов
- •52. Спектрофотометрический метод. Его сущность. Основные законы светопоглощения – законы Бугера-Ламберта и Бера.
- •Классификация методов оптического анализа
- •55. Потенциометрический метод. Теоретические основы метода, классификация
- •Типы электродов, применяемых в потенциометрии:
- •Потенциометрическое определение рH растворов
- •57. Полярографический метод. Сущность полярографии. Индикаторные электроды и электроды сравнения. Диффузионный ток. Качественный и количественный полярографический анализ.
- •58. Хроматографические методы анализа. Ионообменная, газовая и жидкостная хроматография.
- •Классификация хроматографических методов
- •59. Экстракция. Сущность метода. Закон распределения. Константа экстракции. Коэффициент распределения.
- •60. Важнейшие растворители и реагенты, используемые в экстракции. Хелатные соединения в экстракции. Скорость экстракции. Примеры разделения биологических объёктов методом экстракции.
Систематический анализ смеси катионов VI аналитической группы
-
Анализируемый раствор:
Cu2+, Hg2+, Cd2+, Co2+, Ni2+
Осадок 1: основная соль Со2+
и соль меркураммония
Приливают разбавленный рас-твор NH4OH и центрифугируют
Обрабатывают разбавленной
H2SO4 и центрифугируют
Раствор 2: аммиакаты меди, кадмия и никеля |
Обрабатывают Na2S2O3 (кр.) в присутствии H2SO4 и центрифу-гируют |
Раствор 3: Со2+ |
Осадок 2: соль меркураммония |
Открывают аммония роданидом |
Растворяют в конц. HNO3 и открывают Hg2+ |
Раствор 4: Cd2+, Ni2+ | |
Порцию раствора 4 кипятят, обрабатывают NH4OH и открывают Ni2+ диметилглиоксимом |
Открывают Cd2+ из отдельной пробы раствора 4 при помощи КI в присутствии избытка NH4OH |
Осадок 3: Cu2S |
Растворяют в разб. HNO3 и открывают Cu2+ аммония роданидом |
37. Аналитическая классификация анионов. Первая аналитическая группа анионов. Характерные и специфические реакции анионов so42ˉ, so32ˉ, co32ˉ, SiO32ˉ, s2o32ˉ, b4o72ˉ, po43ˉ.
Аналитическая классификация анионов
Анионы 1-ой аналитической группы |
Анионы 2-ой аналитической группы |
Анионы 3-ей аналитической группы |
SO42‾, SO32‾, B4O72‾, S2O32‾ PO43 ‾, CO32 ‾ |
Cl‾, Br‾, I‾, S2‾, CNS‾ |
NO3‾, NO2‾, CH3COO‾ |
Общие групповые реактивы | ||
ВaCl2 в нейтральной среде |
AgNO3 в азотнокислой среде |
|
К I аналитической группе относятся анионы, образующие мало растворимые в нейтральной среде соли бария. Групповым реактивом анионов этой группы является раствор бария хлорида.
Na2SO3 + BaCl2 → BaSO3↓ + 2 NaCl
SO32‾ + Ba2+ → BaSO3↓
Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2 NaCl
SO42‾ + Ba2+ → BaSO4↓
Na2CO3 + BaCl2 → BaCO3↓ + 2 NaCl
CO32‾ + Ba2+ → BaCO3↓
2 Na3PO4 + 3 BaCl2 → Ba3(PO4)2↓ + 6 NaCl
2PO43‾ + 3Ba2+ → Ba3(PO4)2↓
Na2S2O3 + BaCl2 → BaS2O3↓ + 2 NaCl
S2O32‾ + Ba2+ → BaS2O3↓
Отношение выпавших осадков к разбавленному раствору HCl:
BaSO3↓ + 2 HCl → BaCl2 + SO2↑ + H2O
BaSO3↓ + 2 H+ → Ba2+ + SO2↑ + H2O
BaCO3↓+ 2 HCl → BaCl2 + CO2↑ + H2O
BaCO3↓ + 2 H+ → Ba2+ + CO2↑ + H2O
Ba3(PO4)2↓ + 6 HCl → 3 BaCl2 + 2 H3PO4
Ba3(PO4)2↓ + 6 H+ → 3 Ba2+ + 2 H3PO4
BaS2O3↓ + 2 HCl → BaCl2 + S↓ + SO2↑ + H2O
BaS2O3↓ + 2 H+ → Ba2+ + S↓ + SO2↑ + H2O
Специфические реакции анионов I аналитической группы
Реакция карбонат-иона (СО32‾)
Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + CO2↑ + H2O
CO32‾ + 2 H+ → CO2↑ + H2O
Реакции фосфат-иона (PO43‾)
2 Na2HPO4 + 3 AgNO3 → Ag3PO4↓ + 3 NaNO3 + NaH2PO4
2 HPO42‾ + 3 Ag+ → Ag3PO4↓ + H2PO4‾
Реакции тетраборат-иона (В4О72‾)
В присутствии серной кислоты и этилового спирта тетраборат-ионы образуют борный эфир, который окрашивает пламя в зеленый цвет:
Na2B4O7 + H2SO4 + 5 H2O → Na2SO4 + 4 H3BO3
B4O72‾ + 2H+ + 5 H2O → 4 H3BO3
H3BO3 + 3 C2H5OH → (C2H5O)3B + 3 H2O
Реакции сульфит-иона (SO32‾)
1. Калия перманганат в кислом растворе окисляет сульфит-ион в сульфат-ион, восстанавливаясь при этом до бесцветного иона Mn2+:
5 Na2SO3 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 → 5 Na2SO4 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 3 H2O
MnO4‾ + 8 Н+ + 5 ē → Mn2+ + 4 Н2О 2
SO32‾ + Н2О – 2 ē→ SO42‾ + 2 Н+ 5
2 MnO4‾ + 16 Н+ + 5 SO32‾ + 5 Н2О → 2 Mn2+ + 8 Н2О + 5 SO42‾ + 10 Н+
2. Иодная вода обесцвечивается сульфит-ионом вследствие восстановления I2 до I‾:
Na2SO3 + I2 + H2O → Na2SO4 + 2 HI
SO32‾ + H2O – 2ē→ SO42‾ + 2 H+ 1
I2 + 2 ē → 2 I‾ 1
SO32‾ + H2O + I2 → SO42‾ + 2 H+ + 2 I‾