3. Требования, предъявляемые к аналитическим реакциям и реагентам. Понятие о групповом реагенте. Проведение предварительных испытаний. Дробный и систематический ход анализа.

Аналитическая реакция должна протекать достаточно быстро, необратимо и быть достаточно простой по выполнению. Для аналитических реакций также важнейшими требованиями являются специфичность и чувствительность.

Чем меньшее количество ионов вступает в реакцию с данным реактивом, тем более специфична данная реакция.

Специфичными (или специфическими) называют реакции или реактивы, при помощи которых можно в определенных условиях обнаруживать одни ионы в присутствии других ионов по специфическому изменению цвета, образованию характерного осадка, выделению газа и т.д.

Чем меньшее количество вещества может быть определено с помощью данного реактива, тем более чувствительна эта реакция.

Чувствительность реакции определяется наименьшим количеством искомого вещества, которое может быть обнаружено данным реактивом в капле (0,02-0,04 мл) раствора по данной методике. Количественно чувствительность характеризуется тремя взаимосвязанными показателями: пределом обнаружения, предельной концентрацией, предельным разбавлением

Предел обнаружения - наименьшее содержание, при котором по данной методике можно обнаружить присутствие компонента с заданной доверительной вероятностью (не менее 0,5 мкг для методов качественного химического анализа) в минимальном объеме.

Предельная (минимальная) концентрация показывает, при какой наименьшей концентрации раствора данная реакция еще позволяет однозначно открывать обнаруживаемое вещество в небольшой порции (обычно в одной капле) анализируемого раствора.

Предельное разбавление - предельное число миллилитров водного раствора, содержащего 1 г обнаруживаемого вещества, еще открываемого при помощи данной реакции, т.е. в предельно разбавленном растворе, содержащем 1 г открываемых ионов в определенном объеме, данные ионы могут быть обнаружены с помощью избранного реактива в одной капле исследуемого раствора. Например, из опыта найдено, что Cl– может быть обнаружен при помощи AgNO3, когда его предельное разбавление будет равно 1:1000000 г/мл, т.е. 1 массовая часть Cl– в 1 млн. массовых частей раствора. Очевидно, чем меньше открываемый минимум и чем больше предварительное разбавление, тем чувствительнее реакция Предельное разбавление - величина, обратная предельной концентрации. Чем выше чувствительность и специфичность, тем ценнее и эффективнее данная реакция.

Качественная аналитическая реакция должна иметь четкие визуальные признаки. Аналитическими признаками являются: образование осадка характерного вида, растворимость (или нерастворимость) веществ в различных средах, возникновение или исчезновение окраски, окрашивание пламени горелки в определенный цвет, выделение газа и т.п.

Именно по аналитическим признакам делается вывод о присутствии или отсутствии определенного иона или соединения.

4. Равновесия в водных растворах оснований. Примеры сильных и слабых оснований. Константа равновесия, степень ионизации. Кислотный показатель раствора, вывод формул для расчета pH растворов слабых оснований.

Сильные однокислотные основания (МОН) диссоциируют нацело

МОН М+ + ОН-( = 1)

ОН- = С(МОН) и рОН = -lg[OH-] = -lgC(MOH)

В растворе сильного основания KOH=K^++〖OH〗^- pH=14+lg Cосн

слабые основания-дис-т в незначит.степени и этот процесс опис-ся соответствующей константой, и наз-ся константой диссоциации слаб.основания.

ВОН↔В++ОН-

слабое основание: NH3*H2O=〖NH4〗^++〖OH〗^- pH=14-1/2pkb + 1/2Cосн

Вывод значения pH В чистой воде при 25 °C концентрации ионов водорода ([H+]) и гидроксид-ионов ([OH−]) одинаковы и составляют 10−7 моль/л, это напрямую следует из определения ионного произведения воды, которое равно [H+] • [OH−] и составляет 10−14 моль²/л² (при 25 °C)

5. Равновесия в водных растворах кислот. Понятие К-ты, примеры сильных и слабых к-т. Константа равновесия, степень диссоциации. Кислотный показатель раствора, вывод формулы для расчёта рН р-ров слабых к-т.

Согласно теории Бренстеда – Лоури (т.Б-Л) кислотой называют вещества, способные отдавать протоны (р). То есть, процесс диссоциации кислоты представляется не как процесс распада молекулы на ион водорода и ион кислотного остатка: , а как процесс взаимодействия с водой с образованием иона гидроксония и иона кислотного остатка:

В последнем случае выступает в роли кислоты, отдавая протон р молекуле воды, а молекула воды выступает в роли основания, принимая протон и образовывая ион гидроксония . При этом кислота и основание представляют собой сопряженную протолитическую пару, ареккция передачи протона называется протолитической реакцией. Частный случай протолитической реакции – протолиз, т.е. взаимодействие частиц растворенного вещества с растворителем.

В водных растворах сильный кислот катион протолизируется полностью:

К сильным кислотам относят например такие как HCL, HBr, HI, HNO3, H2SO4 HCLO4 и др.

В водных растворах слабых кислот устанавливается равновесие между молекулами и протолизировавшимися ионами:

К слабым кислотам относяться органические кислоты, H2SiO3, H2CO3, H2SO3, H2S и др.

Водородный показатель (рН) величина, характеризующая активность или концентрацию ионов водорода в растворах. Водородный показатель обозначается рН.

Водородный показатель численно равен отрицательному десятичному логарифму активности или концентрации ионов водорода, выраженной в молях на литр:

pH=-lg[ H+ ]

вывод ф-лы рН для слабых к-т.

В слабых электролитах степень диссоциации мала, и мы можем сказать что С продиссоциировавших молекул намного меньше Ск . , => можно сказать что равновесная С равна Ск.

Слабая кислота: CH3COOH=H^++〖CH3COO〗^- pH=1/2pka-1/2 lgCk