10.2. Количественный анализ

Количественный анализ – определение содержания (концентрации, массы и т.п.) компонентов в анализируемом веществе. Количественный анализ проводят в определенной последовательности: отбор и подготовка проб, проведение анализа, обработка и расчет результатов анализа.

Гравиметрия – (гравиметрический анализ; весовой анализ) методы количественного анализа, основанные на измерении массы веществ. Из части исследуемого вещества известной массы (навески) определяемый компонент выделяют тем или иным способом. Зная массы навески (а) и весовой формы (в), рассчитывают содержание х (%масс.) определяемого компонента х = в/а∙100.

Титриметрия - методы количественного анализа, основанные на измерении количества вещества (реагента), необходимого для взаимодействия с определяемым компонентом в растворе или газовой фазе в соответствии со стехиометрией химической реакции между ними. При проведении анализа модно контролировать либо объем, либо массу добавляемого титранта – раствора или газовой смеси с точно известной концентрацией реагента.

Спектральный анализ - метод качественного и количественного определения состава веществ, основанный на исследовании их спектров испускания, поглощения, отражения и люминесценции. Спектры возникают при переходах между уровнями энергии в атомах, молекулах и образованных из них макроскопических системах. Различают:

• атомный и молекулярный спектральный анализы – определение соответствующего элементного и молекулярного состава вещества;

• эмиссионный спектральный анализ проводят по спектрам испускания атомов, ионов или молекул, возбужденных различным способом;

• абсорбционный спектральный анализ проводят по спектрам поглощения электромагнитного излучения анализируемыми объектами.

В зависимости от цели исследования, свойств анализируемого вещества, специфики используемых спектров, области длин волн, способы измерения спектров и других факторов спектральный анализ подразделяют на ряд самостоятельных методов.

По диапазону длин волн (или частот) электромагнитного излучения выделяют радиоспектроскопию, микроволновую спектроскопию и оптическую.

Спектрофотометрия (оптическая спектроскопия) – метод исследования и анализа веществ, основанный на измерении спектров поглощения в оптической области электромагнитного излучения: изучают зависимость интенсивности поглощения светового потока от длины волны. В основе лежит основной закон поглощения оптического излучения (закон Бугера – Ламберта – Бера), отражающий количественное соотношение между интенсивностью светового потока, падающего на образец, и интенсивностью светового потока, прошедшего через образец. Различают спектрофотометрию в ИК области спектра (инфракрасная спектроскопия), видимой и УФ области спектра (ультрафиолетовая спектроскопия).

Вольтамперометрия – электрохимический метод анализа, основанный на изучении зависимости силы тока в электролитической ячейке от потенциала погруженного в анализируемый раствор индикаторного микроэлектрода. Разновидностью вольтамперометрии является полярография, где используется индикаторный микроэлектрод из жидкого металла, поверхность которого периодически или непрерывно обновляется.

Потенциометрия – электрохимический метод анализа, основанный на изучении электродного потенциала от компонентов электрохимической реакции. При потенциометрических измерениях составляют гальванический элемент с индикаторным электродом, потенциал которого зависит от активности хотя бы одного из компонентов электрохимической реакции и электродом сравнения, и измеряют ЭДС этого элемента.

Кулонометрия – электрохимический метод анализа, основанный на измерении электропроводности жидких электролитов, которая пропорциональна их концентрации.

Калориметрия – метод измерения количества теплоты, выделяющейся или поглощающейся в процессе.

Хроматография – совокупность методов и процессов разделения, анализа и физико-химических исследований смесей растворенных веществ, где используется разделяющая среда (неподвижная фаза) и какой-либо растворитель (подвижная фаза). Метод основан на различии в скоростях перемещения концентрационных зон исследуемых компонентов в потоке подвижной фазы относительно слоя неподвижной фазы. Одна из разновидностей – адсорбционная хроматография – основана на различной избирательной сорбируемости разделяемых веществ адсорбентом.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 2

Электроотрицательность элементов (по Полингу)

Li 1,0

Be 1,5

B 2,0

H 2,1

C 2,5

N 3,0

O 3,5

F 4,0

Na 0,9

Mg 1,2

Al 1,5

Si 1,8

P 2,1

S 2,3

Cl 3,0

K 0,8

Ca 1,0

Sc 1,3

Ti 1,5

V 1,6

Cr 1,6

Mn 1,5

Fe 1,8

Co 1,9

Ni 1,9

Cu 1,9

Zn 1,6

Ga 1,6

Ge 1,8

As 2,0

Se 2,4

Br 2,8

Rb 0,8

Sr 1,0

Y 1,2

Zr 1,4

Nb 1,6

Mo 1,6

Tc 1,9

Ru 2,2

Rh 2,2

Pd 2,2

Ag 1,9

Cd 1,7

In 1,7

Sn 1,8

Sb 1,9

Te 2,1

J 2,5

Cs 0,7

Ba 0,9

La 1,0

Hf 1,3

Ta 1,5

W 1,7

Re 1,9

Os 2,2

Ir 2,2

Pt 2,2

Au 2,4

Hg 1,9

Tl 1,8

Pb 1,9

Bi 1,9

Po 2,0

At 2,2

Fr 0,7

Ra 0,9

Ac 1,1

Th 1,3

Pa 1,4

U 1,4

Np 1,4

Таблица 3

Термодинамические свойства простых веществ

и неорганических соединений

Вещество	Агрегатное состояние	ΔΗ°298; кДж/моль	S°298; Дж/моль.К	∆G°298; кДж/моль
Простые вещества
Al	К	0	28,4	0
B	К	0	5,8	0
Ba	К	0	67,0	0
Be	К	0	9,5	0
C	Алмаз	1,83	2,4	2,8
C	Графит	0	5,7	0
Ca	К	0	41,5	0
Cl2	Г	0	222,9	0
Cr	К	0	23,6	0
Fe	К	0	27,2	0
H2	Г	0	130,7	0
Вещество	Агрегатное состояние	ΔΗ°298; кДж/моль	S°298; Дж/моль.К	∆G°298; кДж/моль
Mg	К	0	32,7	0
S(ромб.)	К	0	31,9	0
S	Г	278,8	167,7	238,3
Sb	К	0	45,7	0
Неорганические соединения
Al2S3	К	-723,4	96,0	-492,5
Al2O3	К	-1676,8	50,9	-1563,3
Al4C3	К	-209,0	88,9	-196,0
B2O3	К	-1273,8	54,0	-1193,7
BaO	К	-553,4	70,3	-525,8
BaCO3	К	-1217,1	113,0	-1137,2
BaS	К	-460,5	78,3	-456,6
BaSO4	К	-1474,2	132,3	-1363,2
CO	Г	-110,6	197,6	-137,2
CO2	Г	-393,8	213,6	-394,4
CH4	Г	-74,9	186,4	-50,9
CaCO3	К	-1207,0	91,7	-1128,4
CaO	К	-635,0	39,7	-603,6
CaS	К	-478,3	56,5	-471,9
Ca(OH) 2	К	-986,8	83,4	-899,2
Cr2O3	К	-1141,3	81,2	1059,7
FeO	К	-265,0	60,8	-244,5
Fe2O3	К	-822,7	87,5	-740,8
Fe3O4	К	-1117,9	146,3	-1014,8
HF	Г	-270,9	173,8	-272,99
H2O	Г	-242,0	188,9	-288,8
H2O	Ж	-286,0	70,0	-237,4
H2O	К	-291,8	39,3	-
MgCO3	К	- 1113,0	65,7	- 1029,3
MgO	К	- 601,8	26,9	- 569,6
NO	Г	- 90,3	210,7	80,6
NO2	Г	- 33,0	240,7	51,3
Na2CO3	К	- 1137,5	136,4	- 1047,5
P2O5	К	- 1492	-	-
SO2	Г	- 297,2	248,2	- 300,4
SO3	Г	- 376,2	256,4	- 370,0

Таблица 4

Ряд стандартных электродных потенциалов

Электрод	е◦, В	Электрод	е◦, В
Li / Li+ Rb / Rb+ K / K+ Cs / Cs+ Ba / Ba2+ Sr / Sr2+ Ca / Ca2+ Na / Na+ La / La3+ Mg / Mg2+ Sc / Sc3+ Be / Be2+ U / U3+ Al / Al3+ Ti / Ti2+ Ti / Ti4+ Mn / Mn2+ V / V 2+	-3.05 -2.93 -2.92 -2.92 -2.91 -2.89 -2.87 -2.71 -2.52 -2.36 -2.08 -1.85 -1.80 -1.66 -1.63 -1.23 -1.18 -1.17 -0.91	Zn / Zn2+ Cr / Cr3+ Fe / Fe2+ Cd / Cd2+ Tl / Tl+ Co / Co2+ Ni / Ni2+ Sn / Sn2+ Pb / Pb2+ Fe / Fe3+ H2 / 2H+ Bi / Bi3+ Cu / Cu2+ Cu / Cu+ Ag / Ag+ Hg / Hg2+ Pt / Pt2+ Au / Au3+ Au / Au+	-0.76 -0.74 -0.44 -0.40 -0.34 -0.28 -0.25 -0.14 -0.13 -0.04 -0.00 +0.21 +0.34 +0.52 +0.80 +0.85 +1.19 +1.50 +1.70

Таблица 5

Наименование наиболее важных кислот и их солей

Название кислоты	Формула	Общее название солей
Азотистая	HNO2	Нитриты (NO2-)
Азотная	HNO3	Нитраты (NO3-)
Бромоводородная	HBr	Бромиды (Br-)
Двухромовая	H2Cr2O7	Дихроматы (Cr2O72-)
Иодоводородная	HJ	Иодиды (J-)
Метакремниевая	H2SiO3	Метасиликаты (SiO32-)
Марганцовая	HMnO4	Перманганаты (MnO4-)
Сернистая	H2SO3	Сульфиты (SO32-)
Сероводородная	H2S	Сульфиды (S2-)
Серная	H2SO4	Сульфаты (SO42-)
Хлороводородная (соляная)	HCl	Хлориды (Cl-)
Угольная	H2CO3	Карбонаты (CO32-)
Уксусная	CH3COOH	Ацетаты (CH3COO-)
Ортофосфорная	H3PO4	Ортофосфаты (PO43-)
Фтороводородная	HF	Фториды (F-)
Хлорноватистая	HClO	Гипохлориты (ClO-)
Хлорноватая	HClO3	Хлораты (ClO3-)
Хлорная	HClO4	Перхлораты (ClO4-)
Хромовая	H2CrO4	Хроматы (CrO42-)
Синильная	HCN	Цианиды (CN-)

Андрианова Любовь Иосифовна,

Пнева Альбина Петровна,

Рогалева Елена Валерьевна

ОБЩАЯ ХИМИЯ

Учебное пособие

Редактор Зеленина О.М.

Подписано к печати Бумага «ГОЗНАК»

Заказ № Уч. изд. л.

Формат 60/90/ 1/16. Усл. печ. л.

Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 400 экз.

Издательство

Государственного образовательного учреждения профессионального высшего образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»