Укоопспілка полтавський кооперативний технікум

Методичні рекомендації та індивідуальні завдання для самостійної роботи студентів з навчальної дисципліни : «Аналітична хімія»

Спеціальність: 5.05170101 Виробництво харчової продукції

Розробила викладач Ташріфова І.М.

Розглянуто на засіданні циклової

комісії загальноосвітніх дисциплін

Протокол від “__”_________2011 р.

Голова ц/к __________Ісакова В.С.

Полтава - 2011

Пояснювальна записка

Навчальною програмою з дисципліни “Аналітична хімія”, затвердженою Укоопспілкою 03.02.10 для спеціальності 5.05170101 Виробництво харчової продукції, передбачено аудиторні заняття і самостійну роботу студентів.

Мета даних методичних рекомендацій – допомогти студентам у самостійній роботі над вивченням курсу, у формуванні навичок самостійного навчання, вмінні набувати й поглиблювати знання з курсу "Аналітична хімія", перевірити засвоєні студентами знання щодо фізичних процесів і хімічних явищ, що їх супроводжують; зв'язків між структурою і властивостями тих речовин, що є основою продуктів харчування.

Для того, щоб викладений матеріал методичних рекомендацій найбільш вдало засвоївся потрібно розглядати його у такій послідовності:

1. Ознайомитися з темою самостійної роботи, методичними рекомендаціями та конспективним викладом питань.

2. Підібрати літературу.

3. Вивчити матеріал, скласти конспект, виконати завдання.

4. Відповісти на запитання для самоконтролю, що наводяться після кожної теми.

5. Самостійну роботу слід оформляти в окремому зошиті у вигляді конспекту.

Навчальний матеріал, передбачений для самостійного вивчення студентів, виноситься на підсумковий контроль разом із навчальним матеріалом, що опрацьовується під час проведення занять.

ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН

№ теми	Назва розділу і теми	Питання самостійної роботи	Кількість гожин
1.	Вступ	Способи вираження концентрації розчинів	3
Розділ І. Якісний аналіз			25
2.	Перша група катіонів	1. Аналітичні реакції в якісному аналізі. 2. Аналіз «мокрим» і «сухим» шляхом. 3. Специфічність і чутливість аналітичних реакцій.	3
3	Друга група катіонів	1. Гідроліз солей 2. Використання вправ на гідроліз солей.	4
4.	Третя група катіонів	1. Суть окисно-відновного процесу. 2. Аналіз суміші катіонів ІІІ групи. 3. Значення визначення катіонів ІІІ групи.	3
5.	Четверта група катіонів	1. Систематичний хід аналізу суміші катіонів 4 групи (розчин без осаду) 2. Написання схеми систематичного ходу аналізу суміші катіонів 1-4 груп 3. Значення сполук, що містять катіони 1-4 груп	3
6.	П’ята група катіонів	1. Дія групових реактивів на катіони 5 групи 2. Якісний аналіз катіонів 5 групи	4
7.	Шоста група катіонів	1. Дія групових реактивів на катіони 6 групи 2. Значення визначення катіонів 6 групи	4
8.	Аніони. Аналіз сухої солі	1. Групові реактиви на аніони 2. Окремі реакції на аніони 1 і 2 групи 3. Значення сполук, що містять аніони 1-3 груп	4
Розділ ІІ. Кількісний аналіз			26
9.	Класифікація методів кількісного аналізу	1. Роль кількісного аналізу в технохімічному контролі	2
10.	Гравіметричний (ваговий) метод аналізу	1. Сутність вагового аналізу 2. Значення вагового аналізу при дослідженні сировини	4
11.	Титриметричний метод аналізу	1. Способи вираження концентрації розчинів 2. Обчислення в титриметричному аналізі	2
12.	Метод нейтралізації . Індикатори	1. Практичне застосування методу нейтралізації в аналізі продуктів харчування. 2. Алкаліметрія. Ацидиметрія 3. Ознайомлення із задачами професійного спрямування	4
13.	Методи редоксиметрії	1. Складання рівнянь окисно-відновних реакцій, визначення коефіцієнтів методом електронного балансу	2
14.	Перманганатометрія, йодометрія	1. Застосування методу перманганатометрії, йодометрії 2. Визначення окисників, відновників	2
15.	Метод осадження	1. Значення методу осадження у технохімічному контролі	2
16.	Комплексонометричний метод	1. Умови застосування комплексонометричного методу	4
17.	Фізико-хімічні методи аналізу	1. Значення фізико-хімічних методів аналізу 2. Прилади для фотометрії 3. Потенціометрія	4
Розділ ІІІ. Аналіз сировини і продуктів харчування			9
18.	Методи технохімічного контролю продуктів харчування на підприємствах ресторанного господарства	1. Вибір проб для аналізу	2
19.	Органолептичні методи визначення якості сировини і харчових продуктів	1. Органолептична оцінка хліба і хлібобулочних виробів	2
20.	Вимірювальні методи визначення якості харчових продуктів	1. Суть методу нефелометрії, поляриметрії, рефрактометрії	5

Самостійна робота 1

Розділ І. Якісний аналіз

Тема. Вступ. Предмет аналітичної хімії

Питання:

1. Способи вираження концентрації розчинів

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

Молярна концентрація С – це відношення кількості розчиненої речовини до об’єму розчину. Вона показує, яка кількість розчиненої речовини знаходиться в 1 л розчину. Одиницею вимірювання є моль/л, моль/м³. Визначається за формулою:

ν

С _м = ,

V

де ν – кількість розчиненої речовини,

V – об’єм розчину, або

m_р.р.

С _м = ∙ 1000

М ∙ V

де m_р.р. – маса розчиненої речовини;

М – молярна маса розчиненої речовини;

V – об’єм розчину в мл.

Нормальна концентрація, або нормальність, - це відношення грам-еквівалента розчиненої речовини до об’єму розчину.Нормальність виражається в г- еквівалента в 1 л розчину і позначається С_н.

Визначається за формулою:

m_р.р.

С _н = ∙ 1000

Екв. розч. ∙ Vр-ну

де m_р.р. – маса розчиненої речовини;

Екв. – еквівалентрозчиненої речовини;

V – об’єм розчину в мл.

Еквівалент кислоти дорівнює відношенню її відносної молекулярної маси до основності кислоти.

Екв. Н₂SО₄ = М_r (Н₂SО₄) : 2; М_r (Н₂SО₄) = 98; Екв. Н₂SО₄ = 98: 2 = 49.

Еквівалент основи дорівнює відношенню її відносної молекулярної маси до валентності металу, що утворює основу.

Екв. Ва(ОН)₂ = М_r (Ва(ОН)₂) : 2; М_r ((Ва(ОН)₂) = 171;

Екв. Ва(ОН)₂ = 171: 2 =85,5.

Еквівалент солі дорівнює відношенню відносної молекулярної маси до добутку валентності металу на кількость атомів.

Екв. Аl₂(SО₄)₃ = М_r (Аl₂(SО₄)₃) : (3 ∙ 2); М_r (Аl₂(SО₄)₃) = 342;

Екв. Аl₂(SО₄)₃ = 342 : 6 = 57.

Значення визначення концентрації водневих іонів в хімії та інших науках.

Визначення концентрації водневих іонів має дуже велике начення в різних галузях хімії, технології, грунтознавства, геології, біохімії, медицини та інших наук. Утворення і розчинення більшої частини осадів, як, наприклад, гідроксидів, сульфатів, карбонатів, фосфптів залежить від концентрації водневих іонів. Багато процесів окиснення і відновлення як неорганічних, так і органічних речовин (в т. ч. біохімічні процеси) змінюють свій напрям на протилежний в залежнасті від зміни кислотності або лужності середовища. У виробництві соди та інщих мінеральних солей, флотаційному збагаченні руд, в харчовій промисловості, виробництві шкір, фарбуванні тканин і в безлічі інших випадків для правильної науково-обгрунтованої постановки технологічного процесу, необхідно враховувати вплив концентрації водневих іонів і вміти її визначити.

Особливо важливим є визначення концентрації водневих іонів в об’ємному аналізі, зокрема методі нейтралізації, який базується на кислотно-основних рівновагах.

Загальновідомо, що зручною величиною для визначення концентрації є pH–водневий показник:

pH=-lg[H⁺]

Розглянемо, як розраовуєтьсяя pH для різних кислот і основ, а також солей і буферних розчинів.

Розчини кислот.

1. Сильні кислоти повністю дисоціюють у розведених розчинах. Тому можна прийняти, що

[H⁺]=C_кисл.

рН= -lg C_кисл.

Так, для 0,03н розчинуHCl знаходимо

pН= .

2. Слабкі кислоти

Для кислоти складу НА константа дисоціації дорівнює

, але

C_кисл =[HА] і [H⁺]= [А^-], тому

Зручно користовуватися величиною рК_кисл= -lg К_кисл

Приклад:

3. Багатоосновні кислоти

Розглядаємо константи ступінчатої дисоціації, наприклад, вугільної (карбонатної) кислоти:

Н ₂СО₃ Н⁺+ НСО₃^-

Н СО₃^- Н⁺+ СО₃^2-

(рК₁=6,5)

(рК₂=10,2)

Отже, друга константа дисоціації в 5000 раз менша першої, тому друга ступінь дисоціації не має практичного впливу на величину рН розчину слабкої кислоти. Крім того, слід мати на увазі, що концетрація дуже мала. Тому, наприклад, для 0,01н розчину карбонатної кислоти знаходимо

Розчини основ.

Для визначення рН основ користуємось відомим співвідношенням:

рН+рОН=14 рН=14-рОН

Що стасується рОН, то він обчислюється абсолютно аналогічно розрахунку рН. Це видно з наступних прикладів:

1. Оючислити рН 0,002н розчину NaOH

pОH= -lg[ОH^-]= -lg C_кисл= -lg = -0,3+3= 2,7

рН=14-рОН=14-2,7=11,3

2. Оючислити рН 0,5н NaOH К_осн=

рК=

рН=14-2,5=11,5

Розчини солей.

Вивід формул, для розрахунку рН розчинів солей є досить складною і довготривалою справою. Тому наводимо кінцеві формули для деяких видів.

1. Солі слабких кислот і сильних основ

Приклад: обчислити рН 0,1м розчину оцтовокислого натрію.

2. Аналогічно обчислюється рН розчинів солі утворених сильними кислотами і слабкими основами

3. Середні солі багатоосновних кислот

Формула подібна до попередньої, однак, слід пам’ятати, що треба підставляти константи дисоціації останнього ступення дисоціації.

Приклад: обчислити рН 0,5м розчину Na₃PO₄

Із довідника вибираємо для ортофосфорної кислоти рК₁=2.1, рК₂=7.2, рК₃=12.3 і користуємось останньою величиною.

4. Кислі солі

Концентрація водневих іонів в розчині кислої солі залежить від обох констант дисоціації двохосновної кислоти і мало залежить (в певних межах) від C_кисл. Тому формула має вигляд

Приклади:

1. обчислити рН 0,5м розчину гідрокарбонату натрію.

З таблиць знаходимо для Н₂СО₃ рК₁= 6.5 і рК₂=10.2

(реакція розчину лужна)

1. обчислити рН 0,5м розчину гідросульфату натрію

З таблиць знаходимо для Н₂SО₃ рК₁=1.8 і рК₂=7.2

(реакція розчину кисла)