М инистерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

И нститут природных ресурсов

Направление (специальность) – Химическая технология

Кафедра - _____________________________

Содержание компонента в пробе вещества объекта анализа. Методы измерения. Вещество сравнения. Стандартные и градуировочные растворы

Отчет по лабораторной работе № 5_____

по дисциплине Метрология, стандартизация, сертификация

Исполнитель(и)

Студент(ы), И. О. Фамилия(и)

(дата)

Руководитель

(доцент, к.х.н.) Н.Н.Чернышова

(дата)

Томск –2011

Содержание компонента в пробе вещества объекта анализа. Методы измерения. Вещество сравнения. Стандартные и градуировочные растворы введение

Выполнение лабораторной работы по теме «Содержание компонента в пробе вещества объекта анализа. Методы измерения. Вещество сравнения. Стандартные и градуировочные растворы компонента» способствует углубленному освоению студентами теоретических положений изучаемой дисциплины «Метрология, стандартизация, сертификация», разделы «Метрология». При выполнении данной лабораторной работы студенты также получат практические навыки проведения основных аналитических операций в количественном химическом анализе пробы вещества, а именно, операций измерения массы аналитической пробы, измерения точных объёмов с помощью различной мерной посуды, приготовления стандартных и градуировочных растворов из вещества сравнения и усвоения способов расчета концентрации приготовленных растворов.

Вопросы итогового контроля по теме занятия «Содержание компонента в пробе вещества объекта анализа. Методы измерения. Вещество сравнения. Стандартные и градуировочные растворы компонента»

1. Что такое количественный анализ вещества объекта анализа?

2. В каких единицах выражают содержание компонента в твердых, жидких и газообразных пробах вещества?

3. Напишите формулу для расчета процентного содержания определяемого компонента в пробе вещества объекта анализа.

4. Назовите основную единицу измерения количества частиц компонента в веществе, принятой в Международной системе единиц физических величин. Каков её физический смысл?

5. Что такое концентрация компонента? Каковы основные наименования концентрации компонента приняты в Международной системе единиц физических величин, что они обозначают и каковы их единицы измерения? Какие наименования концентрации компонента используются в химической промышленности?

6. Напишите формулу для расчета молярной концентрации компонента в растворе, если известна его масса и объём раствора?

7. Напишите формулу, связывающую молярную и массовую концентрации компонента в растворе.

8. Что представляет собой вещество сравнения в химическом анализе и для чего оно нужно? Какие вещества используют в качестве вещества сравнения в химическом анализе?

9. Что представляет собой стандартный образец состава вещества? Приведите пример стандартного образца состава минерального вещества.

10. Какой раствор какого-либо компонента называют стандартным? Из чего и как можно приготовить стандартный раствор компонента?

11. Чем отличается стандартизованный раствор компонента от стандартного раствора? Из чего и как готовят стандартизованный раствор компонента?

12. Как Вы понимаете, что такое раствор титранта?

13. Какой раствор называют градуировочным? Перечислите способы приготовления градуировочных растворов.

14. В каких случаях градуировочные растворы можно приготовить как стандартные, путём взятия навесок различной массы и растворения их в точно измеренном объёме растворителя, а в каких случаях только путём последовательного разбавления стандартного раствора?

15. Напишите формулу, устанавливающую связь между концентрацией компонента А в разбавленном и концентрированном растворах, если разбавленный раствор получают из более концентрированного путём его разбавления и используют мерную посуду. Какой закон природы отражает эту связь?

16. Как измеряют массу навески вещества m_вещ при взвешивании на аналитических весах?

17. Напишите формулу для расчета массы навески вещества m_вещ, необходимую для приготовления раствора объемом V, исходя из заданных значений концентрации компонента А в растворе и его процентного содержания (w(А)) в веществе.

18. Чем и как измеряют точно объём при проведении химического анализа?

Рекомендуемая литература:

1. Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология. М.: Изд-во стандартов.-1991.-492с.

.3. Основы аналитической химии: учебник в 2 кн. / Под ред. Ю. А. Золотова. – Кн.1: Общие вопросы. Методы разделения – М.: Высшая школа, 2004. – 539 с.

4. ГОСТ Р 52361-2005 Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль объекта аналитический. Термины и определения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

СОДЕРЖАНИЕ КОМПОНЕНТА В ПРОБЕ ВЕЩЕСТВА ОБЪЕКТА АНАЛИЗА. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ. ВЕЩЕСТВО СРАВНЕНИЯ. СТАНДАРТНЫЕ И ГРАДУИРОВОЧНЫЕ РАСТВОРЫ

Цель работы: ознакомиться со способами выражения концентрации компонента, способами определения содержания компонента в пробе вещества, способами приготовления стандартных и градуировочных растворов и приготовить такие растворы.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Содержание компонента в пробе вещества объекта анализа

Измерения, задачей которых является определение химического состава и содержания различных компонентов веществ и материалов, называются аналитическими. Под компонентом понимают химический элемент, химическое соединение, радикал, изотоп, функциональную группу, группу или класс химических соединений, обладающих однородными свойствами. От содержания компонентов и их взаимного расположения зависят свойства продуктов и материалов, значит и изделий, из них изготовленных.

Аналитические измерения применяются в химических, биологических, геологических, космических исследованиях, медицине, криминалистике, для контроля технологических процессов в химической промышленности, в металлургии и ряде других областей. Объектами рассматриваемых измерений являются практически все существующие вещества и материалы, которые могут находиться в различных агрегатных состояниях. О масштабе аналитических измерений говорит тот факт, что только в химической промышленности необходимо производить анализ более 75 тысяч различных веществ и материалов. Диапазон измеряемых концентраций чрезвычайно широк. Например, для измерения влажности и концентрации чистых веществ требуются средства измерения с верхним пределом измерения 100 %. При изготовлении полупроводниковых материалов, волоконных световодов и чистых металлов необходимо определять примеси, концентрации которых составляет 10^-6 – 10^-8 %. В материалах для ядерной энергетики требуется определять примеси на уровне 10^-10 % и ниже.

Химика-технолога интересует содержание какого-то одного или нескольких компонентов в пробе вещества объекта анализа – в исходном сырье, промежуточном и готовом химическом продукте в % или в г/дм³.

Проба вещества объекта анализа – часть вещества объекта анализа, отобранная для химического анализа и/или исследования его структуры,, определения свойств, отражающая его химический состав, структуру, свойства.

Определяемый компонент в пробе вещества объекта анализа в зарубежных учебниках по аналитической химии называют аналитом, этот же термин введен в действие в аналитическую практику в России по ГОСТ Р 52361-2005 «Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль объекта аналитический. Термины и определения».

Химический анализ в общем случае состоит из качественного и количественного анализов. Задачей качественного анализа является определение химической природы компонентов, из которых состоит анализируемый объект. Задачей количественного анализа является определение концентрации этих компонентов.

Содержание компонента в пробах твердого вещества получают в %, которое рассчитывают через полученное как результат анализа значение массовой доли компонента, безразмерной величины.

Массовая доля (А) компонента А – это отношение массы m(А) компонента А в пробе вещества к общей массе пробы вещества, m _вещ, пошедшей на анализ:

(А)= m(А)/ m _вещ , б/р

Массовая доля компонента А в пробе вещества может быть пересчитана в его процентное содержание:

(А) = [m (А)/ m _вещ ]100, %

Объёмная доля газообразного компонента А в газовой пробе вещества рассчитывают как:

w(А) = [V(А)/ V_общ ] 100, %,

где V(А) – объем газа А в общем объеме пробы газообразного вещества, V_общ.