3 Содержание дисциплины и методические указания к темам Введение

Значение аналитической химии в производственной и научно-исследовательской деятельности человека

Классификация методов анализа, используемых в аналитической химии.

Значение химического равновесия в аналитической химии. ЗДМ. Константа диссоциации, смещение ионных равновесий. Условия образования и растворения осадков. Кислотно-основное равновесие. Ионное произведение воды, pH растворов.

Буферные растворы. Гидролиз солей и его значение в анализе.

Окислительно-восстоновительные реакции.

Двойные и комплексные соли, применяемые в химическом анализе.

Литература: [1. с 4-5, 11-13, 14-19, 36-38, 40-44, 52-54, 86-88, 89-90,

106-114, 120-121, 131-140]

Методические указания

Любое вещество состоит из одного или нескольких элементов. Например: алмаз состоит из углерода, вода и пероксид водорода – из водорода и кислорода, аммиак и гидразин – из азота и водорода.

Установить состав вещества – значит определить, какие химические элементы образуют это вещество. Такие задачи решаются методами химического анализа. Однако эти методы дают возможность установить не только какие элементы входят в состав любого вещества, но и в каких количественных соотношениях.

В настоящее время задачи значительно усложняются. Возникла необходимость определять не только химические элементы, но и их изотопы. Расширилось само понятие – состав вещества. Оно включает определение химических элементов, функциональность групп, ионов, молекул, изотопов.

Аналитическая химия – это наука о методах анализа вещества. Предметом этой науки является теория и практика анализа. Химический анализ – это получение опытным путем данных о химическом составе вещества методами, которые рекомендует аналитическая химия.

В настоящее время особенно остро встал вопрос об экологии, так как загрязнения атмосферы, воды, почвы приняли во многих странах угрожающий характер. Уже сейчас во многих городах уровень загрязнения воздуха в 10 раз и более превышает предельно допустимые нормы. Большую опасность для окружающей среды представляют соединения мышьяка, ртути, свинца, асбестовая пыль и т. п.

Без современных методов анализа невозможен синтез огромного количества химических соединений. Велика их роль в физиологии, микробиологии, медицине, агрохимии, сельском хозяйстве (анализ почв, удобрений, кормов, продуктов сельского хозяйства). Без химического анализа нельзя себе представить многие производства. Например: металлургию, нефтехимию, предприятия основной химии (получение кислот, щелочей, удобрений), производство органических продуктов и красителей, пластических масс, искусственного и синтетического волокна, цемента и других строительных материалов, взрывчатых веществ, поверхностно-активных веществ (ПАВ), переработку жиров, производство лекарственных препаратов, бытовой химии, парфюмерии.

В условиях производства с помощью химического контроля проводят:

-определение качества сырья,

-контроль процессов производства,

- определение качества выпускаемой продукции,

- анализ отходов производства,

- охрану окружающей среды.

Именно химический контроль во многих случаях обеспечивает предотвращение аварий, наибольшую рентабельность производства, высокое качество выпускаемой продукции. Важную роль играет анализ пищевых продуктов, судебный анализ и анализ произведений искусства (например, при определении подлинности того или иного произведения), а также археологических находок.

Заниматься химическим анализом невозможно без знаний теоретических основ аналитической химии:

-электролитической диссоциации;

-закона действующих масс;

-химического равновесия в гетерогенных системах;

-произведения растворимости в системе «раствор-осадок».

Данные темы нашли свое отражение в контрольной работе № 1 (задания №№6,7,8).

При выполнении задания №6 необходимо знание основных типов реакций, используемых в аналитической химии. Так кислотно-основные свойства веществ и протекающие с их участием реакции в водных растворах объясняет протолитическая теория. На основании этой теории существуют расчетные формулы значений рН растворов кислот, солей и оснований. Решение заданий начинается с определения класса вещества и его силы с позиции теории электролитической диссоциации. Выбирается соответствующая формула для расчета. Необходимые константы находятся студентами самостоятельно в справочной литературе. Подставьте численные значения и рассчитайте.

При выполнении заданий №7 решения начинайте с составления уравнения диссоциации электролита. Выразите ПР (произведение растворимости) через произведение концентрации ионов через растворимость на основе уравнения диссоциации. Подставьте численные значения и рассчитайте.

При выполнении задания №8 использовать уравнения законов разбавления Оствальда и его частные случаи. Помните, что разбавление растворов увеличивает степень диссоциации. Решение начинайте с написания уравнения диссоциации электролита. По уравнению диссоциации написать уравнение константы диссоциации (Кдис) и проводить дальнейшие вычисления.

Вопросы для самоконтроля

1. Классификация методов анализа.

2. Значение химического равновесия в аналитической химии.

3. Условия образования растворения осадков.

4. Понятие константы диссоциации, ее расчет.

5. Сильные и слабые электролиты, расчет рН, рОН, [H⁺], [OH^-].