1. АХ-наука о способах идентефикации хим. соед., о принципах и методах опред. хим. сост. в-в и их хим. структ.

Задача: получение информации о составе и строении мат. объектов (изучение способов идентефикации).

Структура: выделяют 3 основных направления

-разработка общих теоретических основ АХ – включает теорию об отборе проб, составление схемы анализа и изучает пути автомат. анализа, применение ЭВМ.

-Разработка методов анализа состоит из:

1) Создание нового метода анализа

2) Совершенствование методов, расширении сферы методов.

3) Ах конкретных объектов-использует методы ах для решения конкретных задач (производство, медицина).

Цель: в зависимости от задачи обеспечить высокую точность инадежность результатов.

В зависимости от цели анализ делят на качественный(обнаружение и идентефикация компонентов в-ва) и количественный(определение их конц. или масс).

Методы:1)Пробоотбора 2)Разложения 3)Разделение 4) Обнаружение и определение 5) Гибридные методы(дробный, специф. р-ии). Методы определения делятся на химические, физ.,биолог. Все хим. и физ-хим методы базируются на р-иях: кислотно-основных, ОВР, комплексообразования. Методы разделения:осаждение, экстракция.

Анал. р-ии-р-ии, которые сопровождаются

характерным внешним эффектом. Р-ии с внешним эффектом, характерным только для одного иона называются специфическими. Их немного. Чаще р-ии селективны-дают эффект, характерный для нескольких ионов или соед. Анал. р-ии можно выполнять сухим и мокрыми путями. При мокром пути р-ии протекают в р-ре, обычно между ионами. Этот способ имеет более широкое применение , чем сухой, т.к. большинство р-ий протекают в р-рах между ионами. При сухом пути в-во подвергают обработке(нагревание, растирание) в твердом виде. Систематический ход анализа обычно проводят мокрым путём в растворе исследуемого в-ва.

2. Систематический анализ. На чем основано разделение катионов по сероводородной схеме. На примере смеси катионов Cr Co Ni Cu Cd Sn(II IV) As (III V). Покажите возможность разделения и анализ по сероводородной схеме.

Систематический анализ –анализ, по которому предварительно проводиться разделение всех элементов на отдельные группы, а обнаружение того или иного элемента с помощью характ. р-ий осуществляется в присутствии ограниченного числа других элементов.

Сероводородная схема основана на обработке р-ра (предварительно удалив HCl ом Ag Pb Hg) H₂S в сильнокислой среде.

Групповые реактивы H₂S, HCl, (NH₄)₂CO₃ разделяют 5 групп по образованию катионами хлоридов, сульфидов и карбонатов. Cr Co Ni Cu Cd Sn(II, IV) As(III,V).

Данный р-р вначале обрабатывают H₂S в кислой среде, получают осадок сульфиды Cu Cd As(III,V) и Sn(II, IV). Сульфиды As и Sn растворимы в полисульфиде аммония (NH₄)₂Sn, а сульфиды Cu и Cd нерастворимы(т.к.) относятся к разным подгруппам. Катионы Cr Co Ni находятся в р-ре полученном после обработки сероводородом в кислой среде.

3. На чем основано разделение катионов по аммиачно-фосфатной и кислотно-щелочной схемам анализа. Предложите наиболее рациональную схему анализа смеси катионов Al Zn Mn Mg Cu Cd.

Кислотно-основный метод основан на различном отношении катионов к кислотам (соляной и серной) и основаниям (NaOH KOH и NH4OH) и различной растворимости хлоридов, сульфатов и гидроксидов в воде, щелочах, кислотах, и р-ре аммиака. По отношению к групповым реагентам все катионы делятся на 6 групп.

Аммиачно-фосфатный метод основан на различной растворимости фосфатов в воде, кислотах(уксусной, азотной, соляной), щелочах и водном р-ре аммиака.

Все катионы делятся на 5 групп. Выгоден тем, что фосфат-ионы не мешают ходу анализа т.к. в нейтральной и щелочной средах образуются малорастворимые фосфаты .

Для данной смеси катионов более рациональный метод-кислотно щелочной, т.к. анализ идет по трем аналитическим группам, а не по двум как в аммиачно-фосфатном, и также менее трудоемко.

4. Химическое равновесие в гомогенных растворах. Константы равновесия. Факторы, влияющие на химическое равновесие.

Хим. равновесие устанавливается в рез-те обратимой реакции aA+bB↔cC+dD ΔG=0

константа равновесия.

Формула соответствует закону действующих масс-для идеальных систем в состоянии хим. равновесия отношение произведений активности продуктов р-ии в степенях равных стехиометрическим коэфф. к произведению активности исх. в-в, в степенях, равных стехеометр. коэфф., есть величина постоянная при данных t P и в данном растворителе.

Кинетически, химическое равновесие – состояние динамического равновесия, при котором каждый компонент создается с той же скоростью, что и расходуется конст. равн-ия (V1=V2). К позволяет определить направление и глубину протекания хим. р-ии. K>1 благоприятствует протекание прямой реакции, K<1 – обратной.

следовательно, протеканию прямой р-ии (K>1, lnK>1) способствует выделение теплоты(ΔH⁰<0) и увеличение энтропии(ΔS⁰>0) системы.

Дифференцируя ур-ие по T

для экзотермических пр-ов (ΔH⁰<0) величины K с ростом Т убывают, а для эндотермических возрастают.

На поведение исх. в-в и продуктов влияют посторонние в-ва – конкурирующие р-ии. При этих р-иях при электростатическом взаимодействии исп. условную K равн.

[A]=αCa Ca – общая концентрация, α – коэфф. пропорциональности. γ-коэфф. активности. [A]-равновесная.

Если посторонние в-ва не вступают во взаимодействие и отклонение от ЗДМ обусловлено электростатическим взаимодействием то Кравн выражают через равновесные концентрации.

На химическое равновесие также влияет сольватационный эффект(взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного в-ва) т.е. это и конкурирующая р-ия и электростатическое взаимодействие одновременно)

5. Взаимодействие между растворенным веществом и растворителем. Ионная сила раствора; активность и коэффициент активности; их взаимосвязь.

Взаимодействие между растворенным в-вом и растворителем называют сольватацией. В водных р-рах называется гидратацией. Сольватационные эффекты являются частично электростатическими и частично химическими. Сольватациия р-ре не велика если в-во в виде молекул. Если в-во в виде ионов то сальватация больше, т.к между ионами действуют электростатич. силы. Из за водородных связей, взаимодействия между частицами слабые. Физ. сольватация наблюдается для молекул, а также ионов, недостаточно склонных к образованию координационных связей (Na K Ca Ba). Химическая сольватация обусловлена образованием координационных связей между молекулами растворителя и частицами в-ва.

Активность – это концентрация, которую имел бы компонент идеального раствора, обладающего теми же термодинамическими свойствами, что и данный реальный раствор. размерность: моль/л.

использовано в законе действия масс.

Активность иравновесная концентрация связаны:

фи – коэффициент активности, хар-ет степень отклонения системы от идеальной, за счет электростатических взаимодействий с посторонними ионами, и своими, если С велика.

для систем, близких к идеальной, γ(фи)≈1,

. Коэфф. зависит от заряда иона и от ионной силы р-ра, которая является мерой электростатического взаимодействия в р-ре (I)

I - величина, численно равная ½ сумме произведений квадратов заряда каждого из ионов на его концентрацию: .

Зависимость γ, заряда иона и I выражают уравнением Дебая-Хюккеля , когда I≤0.01M

, когда I=0.01 – 0.1M

А и В – константы, зависят от Т и диэлектрической проницаемости растворителя. a – максимальное расстояние сближения ионов. γ индифидуально для иона не определяют. определяюс средн. γ : γ±(AmBn)