ХЕМОМЕТРИКА

предмет особого раздела аналитической химии, занимающегося математическими и статистическими методами обработки результатов измерений с применением компьютеров

Для осуществления всестороннего контроля качества результатов следует использовать в первую очередь разнообразные статистические тесты

В основе всех понятий, характеризующих качество результатов анализа или методик таких, как точность, чувствительность и т. д., так или иначе лежит представление о случайном xapaктepe результатов измерения.

Их случайный характер проявляется в том, что при многократном повторении измерительного процесса каждый раз будет получено, вообще говоря, другое значение.

Распределение случайных величин

Рассмотрим сначала частоты попадания случайных данных в тот или иной интервал значений.

В качестве примера проанализируем набор величин оптической плотности, полученных для одного и того же раствора при многократных фотометрическихизмерениях

В таблице приведены 9 интервалов значений и число результатов, попавших в соответствующий интервал. Графически данные табл. можно представить в виде гистограммы

Результаты повторных измерений оптической плотности одного и того же раствора. Среднее значение равно 0,2397.

Измерение	Значение	Измерение	Значение
1	0,2350	9	0,2410
2	0,2400	10	0,2419
3	0,2379	11	0,2410
4	0,2400	12	0,2430
5	0,2360	13	0,2418
6	0,2370	14	0,2360
7	0,2400	15	0,2400
8	0,2450

При неограниченном увеличении числа измерений и, соответственно, нeoгpаниченном сужении интервалов значений экспериментальная гистограмма в пределе превратится в плавную колоколообразную кривую, называемой кривой гауссова или нормального расnределения

Математически кривая нормального рас­пределения описывается следующим уравнением:

Среднее значение – характеристика положения

Стандартное отклонение – характеристика разброса

Вопросы

дисциплина «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа»

1. Роль аналитической химии в научно-техническом прогрессе. Задачи, решаемые при изучении аналитической химии.

Ответ: Значение аналитической химии. Аналитическая химия играет огромную роль в научном и техническом прогрессе, в значительной степени способствуя развитию многих естественных наук, например геохимии, геологии, минералогии, физики, биологии, агрохимии, а также металлургии, медицины и т. д.

Особое значение имеет аналитическая химия в развитии самой химической науки — одной из важнейших областей естествознания.

Аналитические определения необходим^ при выполнении каждой научно-исследовательской работы по химии. Кроме того, к аналитическим методам исследования прибегают в процессе выполнения научно-исследовательских работ в области геохимии, геологии, минералогии, металлургии, медицины, биологии, агрохимии и др.

Особенно велико значение аналитической химии и химического анализа в производстве, где необходим постоянный контроль для предупреждения брака, причиной которого часто бывают нежелательные примеси в исходном сырье, промежуточных продуктах и готовой продукции. По результатам анализа судят о течении технологического процесса и о качестве получаемого материала.

Аналитическая химия имеет решающую роль в деле научного обоснования и разработки современных методов автоматического контроля [см. книга 3, Физико-химические (инструментальные) методы анализа], без которых невозможно поддержание химико-технологических и физико-химических процессов производства на заданном оптимальном уровне и обеспечение системы автоматического управления производством.

На основании данных химического анализа геологами ведутся поиски полезных ископаемых. На основе многочисленных определений изотопного состава рудных свинцов и метеоритов установлен возраст земной коры (~5-109 лет) и солнечной системы (>4- 109—4,5- 109лет). По результатам анализа судят о той роли для питания растений и животных, которую играют входящие в состав почв и удобрений так называемые микроэлементы. По данным анализа крови врачи судят о здоровье человека.

Без современных методов анализа был бы невозможен синтез новых химических соединений. С другой стороны, новые методы производства требуют более совершенных методов анализа. Роль аналитической химии особенно существенно возрастает в настоящее время, когда у нас решается грандиозная задача создания гигантской химической промышленности.

2. Аналитические реакции, их специфичность и чувствительность. Требования, предъявляемые к аналитическим реакциям в качественном анализе. Качественный анализ. Кислотно-основный метод качественного анализа неорганических веществ

3. Классификация анионов, значение анионов в осуществлении химико-технологического контроля. Реакции анионов первой аналитической группы: реакции сульфат-иона (реакция с хлоридом бария), сульфит-иона (реакция с хлоридом бария, действие окислителей - йода или перманганата калия в кислой среде), реакции карбонат-иона (действие хлорида бария, реакция с кислотами. Методика определения анионов.

4. Классификация аналитических методов. Понятие аналитического сигнала. Общая схема анализа катионов.

5. Титриметрический метод анализа. Способы выражения концентрации растворов в титриметрии. Вычисления в титриметрии. Закон эквивалентов. Разбавление растворов. Приготовление стандартных растворов различными способами.

6. Вычисления в титриметрическом анализе.

Ответ:Вычисления в титриметрическом анализе

При установке титра рабочего раствора расчеты производят следующим образом. Если концентрация раствора выражается нормальностью, то для расчетов при титровании пользуются формулой:

lVV1 = I/2,va, где Vi, V2 — объем растворов, мл; Nu N2 — нормальность растворов.

Нормальная концентрация подсчитывается с точностью до четвертого десятичного знака.

Пример 1. Для определения концентрации рабочего раствора NaOH в качестве исходного раствора был взят 0,1 н. раствор соляной кислоты. Объем исходного раствора взятого для титрования равен 10 мл. Объем рабочего раствора, пошедшего на титрование, 11,30 мл. Точная нормальная концентрация рабочего раствора будет

МШШ " FNaOH = ~ПХ* - 0>0885•

При выражении точной нормальной концентрации рабочего раствора часто применяют так называемый поправочный коэффициент К. Это величина, на которую нужно умножить предполагаемую нормальность раствора, чтобы получить точную концентрацию раствора. Например, имеется приблизительно 0,1 н. раствор, для которого /(=0,945. Следовательно, точная нормальная концентрация раствора равна 0,1-0,945=0,0945.

Величину К находят, разделив определенную титри-метрически нормальность раствора на величину предполагаемой нормальности раствора.

где N—определенная нормальность раствора; N0 — .предполагаемая нормальность раствора.

Если рабочий раствор приготовлен из фиксанала,

к=\.

Пример 2. Чему равен К приблизительно 0,1 н. раствора NaOH, если его найденная титриметрически нормальная концентрация равна 0,0885:

0,0885 К= 0 1 =0,885;

Если титр раствора хотят выразить в граммах вещества в 1 мл раствора, то пользуются формулой:

т— 1000 '

где Э — эквивалентная масса вещества; N — нормальная концентрация раствора.

Пример 3. Нормальность раствора AgN03 равна 0,1020; его титр равен:

169,88-0,1020 л ,

ГАемОз"=—-ТобО = 0,01733 г/мл.

Однако чаще всего концентрацию рабочего раствора выражают через титр по определяемому веществу. Для этого пользуются формулой:

гх/у— 1000

где X —рабочий раствор; Y —определяемое вещество; Nx — нормальность рабочего раствора; Зу— эквивалентная масса определяемого вещества.

Например, нормальность раствора AgN03 равна 0,1020, его титр по хлору равен:

0,1020-35,45

7AgN03/Cl = 0,003616 г/мл.

Титр рассчитывается до четвертой значащей цифры.

Пользуясь титром раствора по определяемому веществу, легко вычислить количество вещества по формуле:

P = V-T,

где р — количество праймов определяемого вещества; V — объем рабочего раствора, пошедшего на титрование; Т — титр рабочего раствора по определяемому веществу.

Пример 4. Какое количество хлора содержалось в титруемом хлориде, если на титрование затрачено 8,20 мл нитрата серебра. TAgNcyCl =0,003616

Pel = 7AgNO.,/ciVAgNOa = 0,003616• 8,20 = 0,02965 г.

случайный раздел