Лекция №1

Введение.

Аналитической химией называют науку о методах анализа вещества. Метод исследования, основанный на разложении данного вещества на простые составные части называется анализом.

Основные аналитические проблемы:

1. Снижение предела обнаружения

2. Повышение точности и избирательности

3. Обеспечение экспрессности

4. Анализ без разрушения

5. Локальный анализ

6. Дистанционный анализ

Виды анализа:

1. Изотопный

2. Элементный

3. Структурно - групповой

4. Молекулярный

5. Вещественный

6. Фазовый

Тенденции развития аналитической химии:

Инструментализация, автоматизация, математизация, миниатюризация, увеличение доли физических методов анализа, создание сенсоров и тест – методов.

Основные объекты анализа:

1. Объекты окружающей среды

2. Биологические и медицинские объекты

3. Геологические объекты

4. Производственный анализ

5. Металлы, сплавы и другие продукты металлургической промышленности

6. Атомные материалы

7. Неорганические соединения

8. Природные и синтетические органические вещества

9. Специальные объекты анализа ( яды, взрывчатые вещества, космические объекты.)

10. Аналитическая химия элементов.

План лекции №2

Химические методы качественногого анализа

Идентификация компонентов и определение качественного состава вещества или смеси веществ являются предметом качественного анализа. Определение содержания (количества или концентрации) составных частей веществ – задача количественного анализа в его современном виде заложил Фрезениус («Руководство по качественному химическому анализу» 1842 г.) и отечественный ученый Меньшуткин.

Типы реакций в качественном анализе

В классическом качественном неорганическом и органическом анализе, осуществляемом химическими методами, основан на реакциях образования осадка определенного цвета, формы и свойств, окрашенного растворимого соединения или окрашенного продукта окислительно – восстановительной реакции, а также газов со специфическими химическими и физическими свойствами.

Химические реакции обнаружения различаются по технике и методике выполнения и способу наблюдения. Реакции можно выполнять «мокрым» и «сухим» путем. Чаще применяют анализ «мокрым» путем: при этом исследуемое вещество необходимо предварительно растворить в воде, кислоте или щелочи. Если вещество нерастворимо, следует сплавить его, например, со щелочью, а затем уже полученный плав растворить в воде или кислоте.

В основе реакций идентификации лежат определенные физико-химические принципы (см. разделы «Химическое равновесие» , «растворимость осадков», «образование осадка», малорастворимые соли», «кислотно-основное равновесие», «комплексометрия», «окислительно-восстановительные реакции»).

Некоторые примеры реакций различных типов, используемых в качественном анализе:

Кислотно – основные реакции

Реакция обнаружения ацетат-иона, партнером ацетат-иона в этой реакции является ион водорода, существующий в гидратированной форме (правильнее было бы записать или )

Аналогичным образом можно обнаружить ион аммония :

Реакции комплексообразования

Используются также реакции комплексообразования с органическими реагентами 8-оксихиналином, ализарином S и др.

Реакции осаждения

Реакции полимеризации

Многие вещества в водных растворах способны образовывать димеры или полимеры линейного или циклического строения. Простейшим примером может служить димеризация хромат-иона с образованием бихромат-иона, сопровождающегося изменением желтой окраски на оранжевую

Еще одной важной в аналитическом отношении реакцией является взаимодействие ионов двух различных типов с образованием смешанного полимерного соединения, так называемого гетерополисоединения.

(12 – молибдофосфат – ион)

Эта реакция применяется для обнаружения фосфат – ионов.

Окислительно – восстановительные реакции

Эти реакции связаны с переносом электронов и могут протекать в различных формах.

а) Простой обмен электронами:

б) Гетерогенные реакции между ионами в растворе и твердыми веществами:

в) Реакции диспропорционирования:

г) Реакции компропорционирования (синпропорционирования )

Реакции с выделением газов

Для обнаружения ионов часто используют реакции с выделением газов (например, приведенные выше кислотно – основные реакции). Выделяющийся газ затем обычно вступает в другую реакцию, которая, собственно и используется для обнаружения. Например, для обнаружения карбонат-ионов используют выделение диоксида углерода при действии кислот. Выделяющийся газ можно обнаружить при помощи реакции образования малорастворимого карбоната бария.

Таким образом, с точки зрения наблюдаемых эффектов все реакции обнаружения можно разделить на четыре группы:

1. Образование характерных осадков

2. Растворение осадков

3. Появление (изменение) окраски

4. Выделение газов