III. Количественный анализ

*Метод количественного анализа, основанный на измерении количества реагента, затраченного на реакцию с определяемым веществом называется титриметрическим методом анализа.*Метод химического анализа, основанный на точном измерении массы определяемого компонента пробы, выделенного либо в элементарнрм виде, либо в виде соединения определенного состава, называется гравиметрическим

Расчеты в титриметрических методах анализа основаны на законе эквивалентов. Вещества реагируют друг с другом всегда в эквивалентных количествах:

с(А)∙V_A = c(B)∙V_B; Количество вещества в молях выражают буквой n. n (A)= , моль.

n (A) = c(A) V_A (Объем в этом случае должен быть в л). Молярную концентрацию вещества А вычисляют по формуле: моль/л. Молярная концентрация эквивалентов вычисляется по формуле: С(f экв.А) = , моль∙экв/л

Для вычисления массы вещества в титриметрических методах анализа используют формулы: m(A) = с(f экв.А)· V_A· M(экв.А)· 10^-3(г) Объем выражают в мл, если в л, то на 10^-3 умножать не нужно. m(B) = c(f экв.A)·V_A· M(экв.B) ·10^-3(г)

Пример (1).Объем 0,15 н раствора H₂SO₄, необходимый для осаждения ионов бария из 60 мл 0,2 н раствора BaCl₂, равен… Решение:

Используем закон эквивалентов: c(f экв. H₂SO₄) V _H2SO4 = c(f экв. BaCl₂) V _BaCl2

0,15 ∙ V _H2SO4 = 60 ∙ 0,2 V _H2SO4 =( 60 ∙ 0,2)/ 0,15 = 80 мл. Ответ: 80 мл.

Пример (2). Для нейтрализации 100 мл 0,2 н раствора HNO₃, необходим раствор, содержащий …г гидроксида натрия. 1) 0,8 2) 0,4 3) 4 4) 8 Решение:

M_э(NaOH) = M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль;

m_NaOH = V_HNO3 c(HNO₃) M_э(NaOH) 10^-3 = 100 ∙ 0,2 ∙ 40 ∙ 10^-3 =0,8. Ответ: 0,8 г

Пример (3). Масса осадка, образующегося при сливании 50 мл 0,2 н раствора AgNO₃ и 100 мл 0,1 н раствора NaCl, равна…1) 2,88 2) 1,43 3) 0,72 4) 2,16 Решение:

AgNO₃ + NaCl = AgCl + NaNO₃

Вещества реагируют в эквивалентных количествах, т.е. количество моль (n) продукта реакции должно быть равно количеству моль исходных веществ:

n(A) = V_A c(A) моль n(AgNO₃) = 50 ∙ 0,2 = 0,01 моль

n(NaCl) = 100 ∙ 0,1 = 0,01 моль, значит AgCl тоже образуется 0,01 моль.

М(AgCl) = 107,87 + 35,5 = 143,37 г/моль; M(AgCl) = 143,37 ∙ 0,01 = 1,43 г

Ответ: m(AgCl) =1,43 г.

IV.Физико-химические методы анализа

Многие физико-химические характеристики растворов ( светопоглощение, величина угла вращения плоскости поляризации, электропроводность и др.) находятся в зависимости от концентрации вещества. Измеряя эти величины, мы можем определить количество вещества в анализируемом растворе.

В зависимости от измеряемых параметров выделяют:1). оптические методы анализа;2). методы, основанные на взаимодействии частиц с магнитными полями, 3) электрохимические методы анализа;4) радиометрические методы анализа;5). методы хроматографического анализа.

Оптические методы анализа основаны на способности атомов и молекул вещества испускать, поглощать или рассеивать электромагнитное излучение

Метод	Характеристика метода	Аналитический сигнал (измеряемый параметр)
Атомно-эмиссионный спектральный анализ (АЭС)	Метод анализа, основанный на изучении спектров испускания	Интенсивность испускаемого излучения
Люминесцентный анализ (флуоресцентный) а)фотолюминесценция б)радиолюминесценция в)хемилюминесценция	Использует свечение исследуемого объекта, возникающее под действием: - ультрафиолетовых лучей; - радиоактивных лучей; - химических реактивов.	Интенсивность люминесцентного излучения
Абсорбционный спектральный анализ	Основан на изучении спектров поглощения анализируемых веществ В основе лежит закон Бугера –Ламберта-Бера	Оптическая плотность атомного пара (А)
Спектрофотометрический метод анализа	Изучает поглощение анализируемым веществом света с определенной длиной волны, т.е. поглощение монохроматического излучения В основе лежит закон Бугера –Ламберта-Бера	Оптическая плотность (А)
Фотометрический анализ	Изучает поглощение анализируемым веществом света не строго монохроматического излучения В основе лежит закон Бугера –Ламберта-Бера	Оптическая плотность (А)
Нефелометрия	Использует явление рассеяния света твердыми частицами, взвешенными в растворе	Интенсивность светорассеяния
Колориметрия	Метод, основанный на на определении содержания вещества по интенсивности окраски

Электрохимические методы анализа

Метод	Характеристика метода	Аналитический сигнал (измеряемый параметр)
Потенциометрия	Основан на измерении потенциала электрода, погруженного в раствор. В основе лежит закон Нернста	Потенциал (Е), В
Кондуктометрия	Основан на измерении удельной электропроводности анализируемого раствора	Удельная электропроводность
Кулонометрия	Метод, основанный на измерении количества электричества, затраченного на электрохимическое окисление или восстановление определяемых ионов или элементов В основе лежит закон Фарадея	Количество электричества (Q), Кл
Вольтамперометрия (полярография, вольтамперометрическое титрование и др. методы)	Методы, основанные на расшифровке поляризационных кривых, полученных в электролитической ячейке с поляризующмся индикаторным и неполяризующимся электродом сравнения.	Ток (I), мкА
Электрогравиметрия	Метод, основанный на измерении массы вещества, выделившегося в процессе электролиза на предварительно взвешенном электроде.	Масса (m), г

Хроматография – это метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на различном распределении их между двумя несмешивающимися фазами – подвижной и неподвижной. При контакте с поверхностью неподвижной фазы компоненты смеси распределяются между подвижной и неподвижной фазами в соответствии с их адсорбируемостью.

Сорбция – это поглощение вещества (сорбата) твердыми или жидкими поглотителями (сорбентами).

5