- •1. Предмет и значение аналитической химии. Связь с другими науками.
- •1.1. Определение.
- •1.2. Предмет и значение.
- •1.3. Теоретическая основа. Связь с другими науками.
- •2. Методы аналитической химии. Прикладные виды химического анализа.
- •3. Классификация качественного и количественного анализа.
- •3.1. Классификация качественного анализа.
- •4.2. Взятие навески.
- •4.3. Пробоподготовка.
- •5. Разложение (вскрытие) пробы: растворение, сплавление, спекание, специальные методы.
- •5.1. Растворение в жидкостях.
- •5.2. Сплавление.
- •5.3. Примеры практического применения сплавления.
- •5.4. Спекание.
- •5.5. Специальные методы. Термическое разложение.
- •5.6. Пирогидролиз.
- •11.2. Способы осуществления.
- •21. Общая характеристика титриметрического анализа (та). Понятие, терминология. Требования к реакциям, применяемым в та.
- •21.1. Общая характеристика.
- •21.2. Требования к реакциям, применяемым в та.
- •22. Основные приёмы титрования. Прямое, обратное, косвенное титрование. Примеры.
- •22.1. Прямое титрование.
- •22.2. Обратное титрование (титрование по остатку).
- •31.2. Термодинамическая и концентрационная константы равновесия реакции.
- •60.2. Условное произведение растворимости.
- •61. Растворение малорастворимого соединения: под действием кислот, комплексонообразователей, окислительно-восстановительных реакций.
- •61.1. Растворение малорастворимого соединения.
- •61.2. Растворение осадков под действием кислот.
- •61.3. Растворение осадков вследствие комплексообразования.
- •61.4. Растворение в результате овр.
- •69.2. Преимущества га.
- •69.3. Недостатки га.
4.2. Взятие навески.
Из подготовленной средней пробы берут точную навеску для анализа на аналитических весах. Примерную навеску рассчитывают заранее, исходя из ориентировочного содержания определяемого компонента в пробе и выбранного исхода его определения.
При гравиметрическом определении навеску для анализа берут с таким расчётом, чтобы масса высушенного (прокалённого) осадка была в пределе 0,05-0,3 г. При уменьшении массы возрастает относительная ошибка взвешивания, а при увеличении – увеличение длительности анализа.
4.3. Пробоподготовка.
В большинстве случаев разложение пробы сводится к её переведению в раствор.
При проведении этой стадии стремятся все компоненты перевести в раствор без потерь и загрязнений.
5. Разложение (вскрытие) пробы: растворение, сплавление, спекание, специальные методы.
Выбор способа разложения зависит как от свойств исследуемого материала, так и от последующего метода определения. В свою очередь, от метода разложения зависит экономическая эффективность аналитических работ (стоимость и качество анализа). Для разложения твёрдого материала применяют следующие способы:
А) растворение в жидкостях;
Б) сплавление;
В) спекание;
Г) специальные методы.
5.1. Растворение в жидкостях.
Получить раствор анализируемой пробы мокрым способом можно, используя растворы кислот, солей и оснований. Непосредственное растворение в минеральной кислоте или смеси кислот является наиболее быстрым и чистым способом разложения. Минеральные кислоты, используемые для разложения, делятся на 2 группы:
1. Кислоты, не оказывающие окислительного действия (HCl(конц.), H2SO4(разб.), H3PO4 и HClO4).
Этими кислотами, иногда в присутствии восстановителя, разлагают оксиды элементов в состоянии высокой степени окисления.
Например, MnO2 (пиролюзит) переводят в раствор действием раствора HCl(конц.):
MnO2+4HCl(конц.) MnCl2+Cl2+2H2O
Железные руды растворяют в HCl в присутствии SnСl2:
Fe2O3+6HCl+SnCl2 2FeCl2+SnCl4+3H2O
2. Кислоты, действующие как сильные окислители (HNO3(конц.), H2SO4(конц.), HClO4(конц.)).
Горячая концентрированная HNO3 разлагает минералы типа: сульфиды, арсениды; в ней растворяются все металлы, кроме алюминия и хрома, образуя поверхностные оксидные плёнки.
При действии концентрированной HNO3 на олово, сурьму и вольфрам образуются малорастворимые кислоты, что позволяет сразу отделить эти металлы фильтрованием после растворения сплавов.
Эффективность воздействия горячей H2SO4 обусловлена отчасти её высокой температурой кипения (примерно 340 градусов Цельсия). В ней растворяются большинство металлов и сплавов, а если при обработке добавить ещё сульфат щелочного металла, то температура кипения увеличится, и тем самым ускорится растворение.
Такой приём используется при растворении нитридов лигирующих элементов в сплавах в присутствии катализатора (CuSO4, HgO или Se). Хлорная кислота используется реже, чем серная с точки зрения безопасности. Во многих случаях используют смеси кислот: HNO3+HCl, H2SO4+H3PO4, H2SO4+HF.
Разложению различных твёрдых веществ способствует образование комплексов. Комплексообразователь вводят непосредственно при вскрытии пробы либо после растворения для обеспечения устойчивости раствора во времени.
Часто для этой цели используют органические кислоты: винная, лимонная, щавелевая; минеральные кислоты: HF, H3PO4.
Для растворения легированных ферросплавов обычно используют смесь 3 кислот: H2SO4+HClO4+H3PO4 при нагревании.
Присутствие H3PO4 связывает ионы Fe3+ в устойчивые комплексы, что дополнительно ускоряет растворение.
Органические кислоты применяются при разложении минерального сырья лишь в единичных случаях, главным образом они применяются в фазовом анализе для растворения минералов: известняк, гипс, флюорит (CaF2).
Для растворения силикатов используют CH3COOH, трихлоруксусную, муравьиную, а также растворы трилона Б с различным значением pH.
Растворы щелочей, аммиака, а также растворы карбонатов и хлоридов также, как и органические кислоты являются растворителями в фазовом анализе.
В концентрированных и разбавленных растворах щелочей растворимы лишь некоторые материалы, содержащие элементы, обладающие амфотерными свойствами. В концентрированном аммиаке, содержащем небольшое количество H2O2, избирательно растворяются сульфиды мышьяка (AsS и As2S3); а сопутствующие сульфиды железа и ртути нерастворимы. Благодаря этому можно избирательно отделить мышьяк от этих элементов.