- •Часть I.
- •Тема 1. Химическая термодинамика………………………………………..4
- •Тема 2. Скорость химических реакций и методы ее регулирования
- •Тема 3. Химическое равновесие
- •Тема 4 Гетерогенные химические системы и поверхностные явления в них (спецраздел)
- •Тема 5. Растворы. Кислотно-основные свойства веществ. Реакции обменного разложения в растворах электролитов и их использование в химическом анализе
- •5.1. Электролитическая диссоциация и водородный показатель среды (рН)
- •5.2. Реакции обмена в растворах электролитов, в том числе гидролиз
- •5.3. Представление о химическом анализе
- •Тема 6. Жесткость воды и реакции солей жесткости в водных растворах
- •Тема 7. Соединения кальция и вяжущие вещества на их основе (спецраздел)
- •Тема 8. Окислительно-восстановительные реакции и их использование в химическом анализе
- •Электрохимический ряд напряжений металлов
- •Тема 9 Электрохимические системы и процессы
- •Список рекомендуемой литературы
- •Приложение
5.3. Представление о химическом анализе
Анализ – это процедура получения опытным путём данных о химическом составе и строении вещества. Полный анализ включает в себя качественный, количественный и структурный анализ веществ.
Качественный анализ – это установление химического состава анализируемого объекта путём идентификации и обнаружения в нём тех или иных компонентов.
Количественный анализ – это определение количественного содержания компонентов в анализируемом объекте.
Структурный анализ – это установление химического и пространственного строения вещества.
Методы, используемые в анализе, должны иметь аналитический сигнал.
Аналитический сигнал – это наблюдаемые в процессе анализа изменяющиеся параметры, дающие информацию о качественном, количественном составе вещества и его структуре (изменение температуры, окраски, выделение осадка или газа, появление характерных спектральных полос и сигналов и т. д.)
Методы анализа подразделяются на химические, электрохимические, спектральные, хроматографические, термические и др. Химические методы основаны на химических реакциях между анализируемым веществом и анализируемым реагентом.
Аналитическими реагентами (или реактивами) называются вещества, вступающие в реакцию с анализируемыми веществами с появлением соответствующего аналитического сигнала.
В основе химических методов анализа могут лежать реакции следующих типов:
− обменного разложения (электролитическая диссоциация, нейтрализация, гидролиз, комплексообразование и др.)
− окислительно – восстановительные реакции (ОВР), в том числе электрохимические реакции.
При проведении химического анализа в тех случаях, когда реакция не даёт собственного аналитического сигнала, в реакционную среду добавляют индикатор.
Индикатор – это вещество, способное вступать в реакцию с анализируемым веществом или реагентом с образованием соединения определенной окраски. Например, индикаторы кислотно-основного типа изменяют окраску в зависимости от рН среды (см. п. 5.1), т. е указывают на избыток в реакционной среде кислоты или основания.
С помощью индикатора фиксируется полный расход одного из реагирующих веществ, т.е. момент завершения реакции, называемый точкой эквивалентности. Точка эквивалентности указывает на то, что вещества прореагировали в количествах, пропорциональных их эквивалентам (по закону эквивалентов).
Химические методы широко используются в количественном анализе с помощью приёма титрования.
Титриметрия – это метод количественного определения анализируемого вещества по объёму раствора реактива известной концентрации, называемого титрантом, израсходованного на реакцию с определенным объёмом раствора исследуемого вещества. Раствор реактива, концентрация которого известна, называют стандартным раствором.
Титрование – это прибавление к точно отмеренному объёму раствора анализируемого вещества объёма раствора реагента, затраченного на реакцию до достижения точки эквивалентности. Когда израсходованное количество титранта оказывается эквивалентным количеству определяемого (или титруемого) вещества, реакция заканчивается, и этот момент называют точкой эквивалентности. Практически по аналитическому сигналу (переход окраски индикатора) фиксируют точку конца реакции, которая приближенно соответствует точке эквивалентности.
Для количественного определения концентрации исследуемого раствора с применением метода титрования используется следствие из закона эквивалентов для реакций в растворах: объёмы растворов веществ, затраченные на реакцию, обратно пропорциональны нормальным концентрациям этих растворов: V1/V2 = С2н/С1н