Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. Лабораторный практикум
.pdf
АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
ЦЕНТРОСОЮЗА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КООПЕРАЦИИ»
САРАНСКИЙ КООПЕРАТИВНЫЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Лабораторный практикум
Составитель:
Т. И. Сульдина
Ай Пи Эр Медиа
Саратов • 2018
УДК 543
ББК 24.4
А64
Рецензент:
А. А. Шабарин — кандидат химических наук, доцент кафедра
естественно-научного образования
Мордовского республиканского института образования;
А64 Аналитическая химия и физико-химические методы
анализа [Электронный ресурс] : лабораторный практикум / сост.
Т. И. Сульдина. — Электрон. дан. и прог. (5 Мб). — Саратов: Ай Пи
Эр Медиа, 2018 – 118 с.
ISBN 978-5-4486-0057-9
В практикуме содержатся химические (реакции обнаружения
анионов и катионов, метод нейтрализации и др.) и физико-химические
(хроматография, потенциометрия и др.) методы анализа,
библиографический список, приложения.
Предназначен для студентов всех форм обучения направлений
подготовки 19.03.04 «Технология продукции и организация общественного
питания» и 38.03.07 «Товароведение».
Учебное электронное издание
© Сульдина Т. И., составление, 2017
© ООО «Ай Пи Эр Медиа», 2017
Технический редактор К.С. Досмухамбетова
Компьютерная верстка, обложка С.С. Сизиумовой
Для создания электронного издания использовано:
Приложение pdf2swf из ПО Swftools, ПО IPRbooks Reader,
разработанное на основе Adobe Air
Подписано к использованию 03.08.2017. Объем данных 7 Мб.
Издание представлено в электронно-библиотечных системах
IPRbooks (www.iprbookshop.ru),
Библиокомплектатор (www.bibliocomplectator.ru)
Бесплатный звонок по России: 8-800-555-22-35
Тел.: 8 (8452) 24-77-97, 8 (8452) 24-77-96
Отдел продаж и внедрения ЭБС:
доб. 206, 213, 144, 145
E-mail: sale@iprmedia.ru
Отдел комплектования ЭБС:
доб. 224, 227, 208
E-mail: mail@iprbookshop.ru
По вопросам приобретения издания обращаться:
доб. 208, 201, 222, 224
E-mail: izdat@iprmedia.ru, author@iprmedia.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ................................................................................... 5
Г л а в а 1
ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Лабораторная работа № 1. Реакции обнаружения катионов и ани-
онов в растворе .......................................................................................... 10
Лабораторная работа № 2. Определение содержания кристаллизационной воды в кристаллогидрате хлорида бария и железа в соли
Мора гравиметрическим анализом .......................................................... 34
Лабораторная работа № 3. Приготовление титрованных растворов
кислот и щелочей (метод кислотно-основного титрования, или ней-
трализации) ................................................................................................ 40
Лабораторная работа № 4. Определение содержания веществ ме-
тодом осаждения ....................................................................................... 44
Лабораторная работа № 5. Определение содержания Ca2+ и Mg2+
в воде комплексонометрическим или комплексиметрическим мето-
дами ............................................................................................................ 50
Лабораторная работа № 6. Определение содержания различных
веществ методом окисления-восстановления (редоксиметрия) ........... 57
Г л а в а 2
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Лабораторная работа № 7. Обнаружение веществ методом хро-
матографии ................................................................................................ 71
Лабораторная работа № 8. Определение содержания веществ
в растворах потенциометрическим методом ................................ .......... 81
Лабораторная работа № 9. Фотоколориметрическое определение
содержания веществ в растворах ............................................................. 86
Лабораторная работа № 10. Изучение рефрактометрического
метода контроля качества пищевых продуктов .................................... 100
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................ 106
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 ..................................................................................... 108
Приложение 2 ..................................................................................... 114
Приложение 3 ..................................................................................... 117
Приложение 4 ..................................................................................... 118
4
ПРЕДИСЛОВИЕ
Одним из важных разделов химии является аналитическая
химия – наука, развивающая общую методологию, методы и сред-
ства изучения химического вещества и разрабатывающая способы
анализа различных объектов.
Основной целью аналитической химии является обеспечение
точности, правильности, высокой чувствительности и экспрессивности анализа, что крайне важно для технологии приготовления
пищевых продуктов и необходимо при подготовке будущих специалистов – технологов общественного питания.
При изучении аналитической химии студентам нужно научиться надежно определять количественные характеристики пищевых
ингредиентов, точно измерять, определять состав и воспитывать в
себе точность и аккуратность.
В практикуме представлены лабораторные работы с использованием качественных и количественных методов анализа.
В качественном анализе существенное внимание уделено обнаружению отдельных химических элементов – катионов и анионов
различных аналитических групп, в количественном анализе – традиционным в аналитической химии титрометрическим и гравиметрическим методам.
В последние годы наряду с указанными и другими химическими методами в аналитической химии широко стали использоваться
физико-химические методы, которые называют инструментальными, поскольку они основаны на использовании измерительных
приборов. Из химических методов анализа должное внимание уделено хроматографическим: представлены опыты по разделению
ионов и некоторых веществ путем радиальной и восходящей хроматографии на бумаге.
Из физико-химических методов, выбор которых ограничен материальной базой лаборатории, приведены фотоэлектроколориметрический, рефрактометрический и потенциометрический методы определения веществ.
5
Учитывая специфику направления, в практикум включены
некоторые опыты по определению содержания веществ в пищевых
продуктах.
Исходя из развиваемой авторами-составителями экологической
направленности в преподавании химии, в приложениях представлены в краткой форме аналитические экспресс-методы обнаружения некоторых ионов в природе (прил. 1) и развернутый перечень
качественных реактивов на многие ионы (прил. 2), который расширит представления студентов о возможностях аналитической
химии в мониторинге состояния окружающей среды.
Также в целях обобщения сведений об аналитических группах
ионов в прил. 3, 4 даны их краткие групповые характеристики,
групповые реактивы, а также аналитические формы (получаемые
соединения). Дополнительный материал рекомендуется студентам
для самостоятельного изучения.
Число лабораторно-практических занятий определяется объемом учебных часов, отведенных практической части курса для
студентов заочной формы обучения, обучающихся по направлениям 19.03.04 «Технология продукции и организация общественного
питания» и 38.03.07 «Товароведение».
На занятиях студенты работают парами и после выполнения задания отчитываются перед преподавателем о принципах и результатах анализа.
Изучение аналитической химии направлено на формирование у
обучающихся следующих общепрофессиональных (ОПК) и профессиональных (ПК) компетенций.
6
КОМПЕТЕНЦИИ НАПРАВЛЕНИЯ
ПОДГОТОВКИ 19.03.04
«ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКЦИИ
И ОРГАНИЗАЦИЯ
ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ»
Профессиональные компетенции
ПК-1 способностью использовать технические средства для из-
мерения основных параметров технологических процессов,
свойств сырья, полуфабрикатов и качество готовой продукции,
организовать и осуществлять технологический процесс производства продукции питания,
ПК-11 способностью осуществлять мониторинг проведения мо-
тивационных программ на всех ее этапах, оценивать результаты
мотивации и стимулировать работников производства,
ПК-24 способностью проводить исследования по заданной методике и анализировать результаты экспериментов. ПК-26 способностью измерять и составлять описание проводимых экспериментов, подготавливать данные для составления обзоров, отчетов и
научных публикаций; владением статистическими методами и
средствами обработки экспериментальных данных проведенных
исследований.
Для подготовки направления 19.03.04 «Технология продукции
и организация общественного питания» необходимо:
- знать: основные фундаментальные понятия, законы и теории
аналитической химии; методы и средства химического исследования веществ и их превращений; сущность буферного действия
растворов; формулы для расчетов рН различных растворов; основы теории электролитической диссоциации сильных и слабых
электролитов; способы выражения концентраций растворов и их
взаимные перерасчеты; основные химические и физикохимические методы анализа веществ, теоретические основы и области применения; метрологические характеристики методов анализа; химические свойства сырья и продукции питания предприятий питания; методы и средства химического исследования продовольственного сырья растительного и животного происхождения,
7
продукции питания различного назначения; основные химические
и физико-химические методы анализа сырья и продукции питания,
их сущность, теоретические основы и области применения; контроль качества и безопасности продовольственного сырья и продукции питания.
- уметь: ориентироваться в научной и методической литературе
по тематике изучаемой дисциплине, владеет работой со справочниками норм и нормативов содержания вредных веществ, проводит анализ пищевых продуктов на содержание неорганических
веществ; проводить расчеты концентрации растворов для анализа
контроля качества и безопасности продовольственного сырья и
продукции питания; проводить очистку веществ в лабораторных
условиях; готовить стандартные растворы для анализа контроля
качества и безопасности продовольственного сырья и продукции
питания; планировать и осуществлять химический эксперимент,
анализировать и интерпретировать полученные результаты, формулировать выводы; владеть основными химическими и физикохимическими методами анализа сырья и продукции питания различного назначения.
- владеть: навыками работы с нормативно-технической доку-
ментацией, регламентирующей показатели качества пищевой продукции, навыками проведения контрольных исследований содержания неорганических и органических составляющих в пищевых
продуктах, применяет полученные знания в профессиональной
деятельности; навыками выполнения химических анализа сырья и
продукции питания различного назначения, навыками проведения
теоретических и экспериментальных и практических исследований
в области производства продукции питания с использованием современных программных средств, инновационных и информационных технологий.
8
КОМПЕТЕНЦИИ НАПРАВЛЕНИЯ
ПОДГОТОВКИ 38.03.07 «ТОВАРОВЕДЕНИЕ»
Общепрофессиональные компетенции
ОПК 5 – способностью применять знания естественнонаучных
дисциплин для организации торгово-технологических процессов и
обеспечения качества и безопасности потребительских товаров.
знать: научные основы физических, химических, физикохимических и биологических методов для инструментальной
оценки показателей качества и безопасности потребительских товаров; основные термины и понятия аналитического контроля,
нормативно-правовую базу пробоотбора потребительских товаров,
предназначенных для аналитического контроля, принципы организации лабораторий аналитического контроля, основные способы
пробоподготовки, физико-химические основы методов инструментального анализа, виды инструментального анализа и экспертизы
потребительских товаров, типы современных приборов, используемых для инструментального анализа.
уметь: использовать физические, химические, физико- химические и биологические методы как инструмент в профессиональной
деятельности; воспроизводить методику выполнения измерений
при наличии актуализированных ГОСТов и инструкций по эксплуатации прибора, в том числе приготовление необходимых реактивов, осуществлять пробоподготовку, строить градуировочные графики, проводить математико-статистическую обработку результатов и осуществлять их оценку, работать на простых и среднесложных приборах.
владеть: методологией оценки качества товаров физическими,
химическими, физико-химическими и биологическими методами
анализа; методологией идентификации и выявления фальсификации товаров с помощью современных физических, химических,
физико-химических и биологических методов исследования; стандартными физико-химическими методами исследования, современными способами поиска научной информации о существующих методах аналитического контроля потребительских товаров,
методами математико-статистической обработки результатов исследования
9
Г л ав а 1
,К
,Na
NH
.NH
4
ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Л а б о р а то р н а я р а бо та № 1
РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ
КАТИОНОВ И АНИОНОВ
В РАСТВОРЕ
Опыт 1. Обнаружение
-ионов
(первая аналитическая группа катионов)
Р е а к т и вы и о б ор уд о в а н и е: растворы хлорида калия
(KCl), гексанитрокобальтата натрия (Na3[Co(NO2)6]), гексагидроксостибиата калия (K[Sb(OH)6]), гидроксида натрия (NaOH) или
гидроксида калия (KOH), реактива Несслера (раствор K2[HgI4] в
KOH), ватный тампон, универсальная индикаторная бумага, пробирки, штатив, стеклянные палочки, проволока, спиртовка.
Т е о р е т ич е с к ое п оя с н е ни е. Катионы первой аналитической группы Na+ и K+, NH
+
являются катионами S1-элементов с
4
электронной структурой благородного газа. Калий и натрий входят
в первую группу периодической системы Д.И. Менделеева и обладают ярко выраженными металлическими свойствами. Вследствие
высокой полярности связи этих катионов с анионами, близкой к
ионной, большинство их солей растворимо в воде. Соли калия и
натрия, образованные слабыми кислотами, подвергаются гидролизу, а соли, образованные сильными кислотами, – нет.
Раствор аммиака в воде – слабое основание. Соли, образованные им и сильными кислотами, подвергаются гидролизу. В отличие от солей калия и натрия соли аммония разлагаются при нагревании и поэтому могут быть удалены прокаливанием. Данное
свойство солей аммония используется для удаления катионов
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]