2. Механо-хімічний аналіз ( або аналіз методом розтирання)

Метод вперше запропонував Д.І.Менделєєв, а практично використав Ф.М.Флавицький, 1892 р.

В основі методу лежить зміна забарвлення або виділення газу

CoCI_{2 ( к )} + 4 NH₄SCN _{( к )} → ( NH₄)₂ [Co ( SCN )₄ ] + 2 NH₄CI_{( к )}

синій колір

2 NH₄CI _{( к )} + Ca(OH)_{2 ( к )} → 2NH_{3 ( г )} ↑ + CaCI_{2 ( к )} + 2H₂O _{( г )}

CH₃COONa _{( к )} + NaHSO_{4 ( к )} → Na₂SO_{4 ( к )} + CH₃COOH ↑

запах оцту

Аналіз методом мокрої хімії

Вперше ввів Р. Бойль : речовину, яку аналізують, розчиняють у воді, кислотах , лугах, амоніаку, органічних розчинниках.

У практиці аналітичної хімії, в основному використовують водні розчини різних речовин, тому що у водних розчинах можна контролювати умови проходження реакції, розчини легко дозуються і перемішуються.

Методи за технікою виконання характерних реакцій мокрим способом:

1) Пробірковий

2) Безпробірковий : а) Краплинний

б) Мікрокристалоскопічний

в) Безстружковий

г) Екстракційний

1)Пробірковий метод

Реакції проводять в пробірках

2) Безпробірковий метод

Краплинні реакції - Змішування речовин на фарфоровій ( керамічній або скляній ) пластинці із заглибленнями на предметному склі. Цей метод розробив у 30 – роках вчений М.О. Тананаєв

Мікрокристалоскопічні реакції грунтуються на утворенні осадів, які мають характерну форму, колір та здатність заломлювати світло. Досліджують особливості кристалів під мікроскопом.

К⁺ + NаНС₄Н₄О₆ → КНС₄Н₄О₆ + Nа⁺

Класифікація методів аналізу в залежності від кількості ( маси та об’єму) досліджуваної речовини

Назва		Маса речовини, г	Об’єм розчину, см3
Нова	Стара
Грам . метод	Макроаналіз	1-10	50 - 100
Сантиграм. метод	Напівмікроаналіз	0,05- 0,5	1 – 10
Міліграм. метод	Мікроаналіз	10-3 - 10-6	10-1 - 10-4
Мікрограм. метод	Ультрамікроаналіз	10-6 - 10-9	10-4 - 10-6
Субмікрограм.метод	Нанограманаліз	10-9 - 10-12	10-7 - 10-10

Макроаналіз вимагає порівняно великих мас і об’ємів розчинів досліджуємої речовини .

Мікро – та напівмікроаналіз має ряд переваг:

• зменшується витрата реагентів у сотні раз

• повітря лабораторії в меншій мірі забруднюється газами і парою

• скорочується час на проведення дослідів

Аналітичні реакції та вимоги до них

Аналітичною реакцією – може бути реакція, яка супроводжується аналітичним сигналом – зовнішнім ефектом : утворення осаду, поява забарвлення, газу.

Аналітичні реакції ділять на три групи:

1) Реакції відкриття або виявлення

Ag⁺ + CI^- = AgCI↓

2) Реакції перевірки, ідентифікації або тотожності

AgCI + NH₃* H₂O = [ Ag( NH₃)₂ ] CI + 2H₂O

3) Реакції розділення

У практиці якісного аналізу мокрим способом використовують такі реакції і реактиви:

1. Загально - аналітичні

2. Групові

3. Характерні

4. Специфічні

5. Селективні або вибіркові

Загально – аналітичні реакції - це реакції, в результаті яких всі або більшість різних видів йонів, які є у розчині, утворюють осад, чи газуваті продукти, або навпаки, в результаті яких осади переходять у розчин або розкладаються

Mg (NO₃)₂ MgCO₃

C a (NO₃)₂ + Na₂CO₃ CaCO₃

Ba (NO₃)₂ BaCO₃

Fe (NO₃)₂ FeCO₃

Реакція осадження цих катіонів металів у вигляді карбонатів є загально – аналітичною.

Групові аналітичні реакції - це реакції в результаті яких із суміші йонів невелика їх група утворює осади чи газуваті продукти ( або навпаки ).

Са²⁺ СаSO₄

S r²⁺ + H₂SO₄ SrSO₄

Ba²⁺ BaSO₄

Вимоги до групових реактивів:

Кількісне осадження йонів, осад, що утворився, повинен легко розчинятися в кислотах, надлишок даного реактиву не повинен заважати виявляти інші йони.

Характерні реакції - це такі реакції , в результаті яких з даним видом йонів утворюються продукти з особливо яскраво вираженими зовнішніми ознаками:

Колір, зміна кольору, виділення газу

2К⁺ + Na⁺ + [ Co( NO₂ ) ₆] ^3- → K₂Na[ Co ( NO₂)₆] ↓ жовто – бурого кольору

( за умови відсутності йонів амоніаку)

Специфічні реакції - це реакції, використання яких дозволяє відкривати даний йон у присутності інших

NH₄⁺ + OH^- →NH₃ + H₂O

Селективні та вибіркові реакції - це аналітичні реакції реактиву з обмеженим числом йонів

S CN^- Fe³⁺

Co²⁺

Bi ³⁺

Mo^У

W^УІ

Вимоги до аналітичних реакцій:

• Відносно велика швидкість проходження реакції

• Реакція повинна бути характерною стехіометричною і стійкою до дій зовнішніх факторів

• Специфічність

• Селективність

• Чутливість

Чутливість реакції – це найменша маса речовини або йона, яка може бути відкрита даним реактивом.

Величини чутливості аналітичної реакції :

а) відкриває мий мінімум ( абсолютна чутливість) – це найменша маса речовини ( йона ), яка може бути відкрита дією даного реактиву за певних умов

б) гранична концентрація або граничне розбавлення С_гран. – це відношення однієї масової частини визначуваного йона до найбільшої маси розчинника,

вираженої в тих же одиницях ( г/ см³ , г/мл ) тому розчинник вода.

V _гран. = 1/ С_гран. ( см³/ г )

Граничне розбавлення показує, в якому найбільшому об’єм водного розчину міститься визначуваний йон масою 1 г

в) мінімальний об’єм гранично розбавленого розчину V _мін. – це об’єм розчину, який містить відкриваний мінімум

г) границя виявлення ( ГВ ) – це найменша маса йона у грамах, яка міститься в одному сантиметрі кубічному досліджуваного розчину.

Умови, які впливають на чутливість аналітичної реакції

1. Достатня концентрація реактиву і аналізуємої речовини

2. Наявність відповідного рН середовища

3. Дотримання температурного режиму

4. Об’єм аліквоти

5. Послідовність додавання реактивів

6. Товщина шару розчину

7. Метод виконання реакції

8. Ефект реакції

9. Присутність домішок

10. Наявність специфічного і селективного реактиву

Література

1. А.Т. Пилипенко, И.В. Пятницкий «Аналитическая химия», часть І. Москва, «Высшая школа», 1990 г.

2. А.Т. Пилипенко, И.В. Пятницкий «Аналитическая химия», часть ІІ, Москва, «Высшая школа», 1990.

3. Н.Я.Логинов, А.Г. Воскресенский, И.С. Солодкий «Аналитическая химия», Москва, «Просвещение», 1975 г.

4. В.П. Васильев ««Аналитическая химия», часть І. Москва, «Высшая школа», 1989 г.

5. В.П. Васильев ««Аналитическая химия», часть ІІ. Москва, «Высшая школа», 1989 г.

6. В.П. Васильев, Р.П. Морозова, Л.А. Кочергина. Аналитическая химия. Лабораторный практикум. – M.: Дрофа, 2004 – 416 c.

7. В.П. Васильев, Л.А. Кочергина, Т.Д.Орлова. Аналитическая химия. Сборник вопросов, упражнений и задач.– M.: Дрофа, 2003 –320 c.

8. В.П. Васильев, В.Е. Калинина, Л.А. Кочергина, А.Н.Куракин, П.М.Милюков, Г.А.Прик. Сборник вопросов и задач по аналитической химии. – M.: Высшая школа, 1976 – 216 c.

9. В.П. Васильев. Аналитическая химия. Книга 1 и 2. – M.: Дрофа, 2003. – 458 c.

10. Д.Д.Лучевич, А.С.Мороз, О.В.Грибальська. Аналітична хімія. Підручник. – К.:Медицина, 2009 – 416 с.

11. Т.В. Солодовнік „Аналітична хімія та інструментальні методи аналізу. Лабораторний практикум”, Черкаси: ЧДТУ, 2009, - 194 с.

12. А.С. Сегеда «Аналітична хімія. Якісний аналіз», Київ, ЦУЛ, 2002.

13. A.С. Сегеда. Аналітична хімія. Кількісний аналіз. – Київ: ЦУЛ. Фітосоціоцентр, 2006. – 544 c.

14. А.С. Сегеда. Р.Л. Галаган. Збірник задач і вправ з аналітичної хімії. Якісний аналіз. – Київ: ЦУЛ. Фітосоціоцентр, 2002. – 429 с.

15. А.С. Сегеда. Збірник задач і вправ з аналітичної хімії. Кількісний аналіз. – Київ: ЦУЛ. Фітосоціоцентр, 2005. – 491 c.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ: Вивчення основних правил роботи та техніки безпеки в лабораторії аналітичної хімії. Використовуючи прийоми напівмікрометоду аналізу, навчити студентів:

-працювати з кислотами, лугами, шкідливими і отруйними речовинами;

-виконувати характерні реакції на катіони I-ІІI-ї аналітичних груп,

акцентуючи увагу на фармакопейні реакції;

-результати досліджень оформляти у вигляді протоколу і робити

правильні висновки.

ЗНАТИ: -правила роботи в лабораторії аналітичної хімії;

-властивості сполук катіонів I-ІII-ї аналітичних груп;

-класифікацію катіонів на аналітичні групи;

-закон діючих мас.

ВМІТИ: -правильно і безпечно користуватись хімічними реактивами і

посудом;

-працювати з центрифугою, електричними та нагрівальними

приладами;

-надавати першу допомогу при нещасних випадках;

-виконувати характерні реакції катіонів I-ІII-ї аналітичних груп;

-центрифугувати, випаровувати, перевіряти повноту осадження та

проби забарвлення полум’я;

-робити висновки з результатів аналізу і оформляти їх у вигляді

протоколу.