C1
.pdfІнструментальні методи аналізу
ІІ семестр, 2 курс
В основі методів:
Методи аналітичної хімії
Хімічні |
Фізико-хімічні |
Фізичні |
Проведення хімічної реакції:
Х+ R = P
1.Гравіметрія (Р↓)
2.Титриметрія
НейтралізаціяРедоксиметріяОсадженняКомплексоутворення
|
Проведення |
|
|
Вимірювання фізичної |
|
+ |
хімічної реакції |
|
|
властивості Х |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Вимірювання фізичної |
|
|
|
||
|
властивості Р або R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Інструментальні методи аналізу |
|
|||
3. Електрохімічні методи |
5. Методи атомної |
|
|||
|
аналізу (ЕМА) |
|
спектроскопії (МАС) |
|
|
|
Потенціометрія |
Атомна емісійна |
|
||
|
Кулонометрія |
Атомна абсорбційна |
|
||
|
Амперометрія |
Фотометрія полум'я |
|
||
|
Полярографія |
Рентгенфлуоресцентний |
|
||
4. Методи молекулярної |
|
аналіз |
|
||
|
|
|
|||
спектроскопії (ММС)
Молекулярна абсорбційна спектроскопіяМолекулярна емісійна спектроскопія
Методи титриметрії
В основі – хімічна реакція: Х + R = P
Якщо: VR точно встановлене (мл) |
|
|
|
νR |
= СR· VR |
||
СR точно встановлене (моль/л) |
|||
|
|
АВ? |
VR (мл) |
|
|
νR → νХ → mR ((ωR)) |
|
|
точно відомої СR |
Переваги над гравіметрією:
+Простота
+Зручність
+Швидкість
+Універсальність
Деякі метрологічні характеристики методів титриметрії:
● Точність – висока :)
(використовують для стандартизації зразків)
● Чутливість – низька:( (визначувані концентрації СХ ~10–1 – 10–3 М)
Найбільш вживані способи проведення експерименту
І. Пряме титрування
Титрант (р-н R)
додають поступово
р-н Х
Х + R = P
Розрахунок результатів (І):
mX |
,г = |
СR ×VR × EX |
||||
|
|
|
||||
|
|
1000 |
|
|||
ωX |
,% = |
СR ×VR × E X |
|
|||
10 × g |
||||||
|
|
|
|
|||
ІI. Зворотне титрування
Титрант 2 (р-н R2)
додають
поступово
р-н Х + надлишок 
титранту 1 (р-н R1)
1 етап: Х + R1(надл) = P1
2 етап: R1(надл)+ R2 = P2
Розрахунок результатів (ІІ):
m X |
, г = |
|
(СR ×VR - СR ×VR ) × E X |
||||
1 |
1 |
2 |
2 |
||||
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
ω X |
,% = |
(СR1 ×VR1 - СR 2 ×VR |
2 ) × E X |
||||
|
|
10 |
× g |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Титрант – стандартний
р-н R ?
Т.К.Т. ?
Титрант (стандартний р-н)
Вимоги до стандартного р-ну R:
1.Реагує з Х стехіометрично
2.Відносно стійкий в часі (С=const)
3.Реакція протікає досить швидко
4.Існує метод встановлення т.к.т.
Як готують?
Розчиненням порції реагенту в р-ку
Прямий Способи
встановлення СR
І. Розчинення точної наважки R у р-ку
• m ± 0,0001 г
• фіксанал
Первинний стандарт
Вимоги:
1. Високий ступінь чистоти
(+ доступні та надійні методи її встановлення)
2.Стійкість до дії атмосфери
3.Не є кристалогідратом (бажано)
4.Доступність
Опосередкований
І. Розчинення не дуже точної наважки R у р-ку
• m ± 0,001 (0,01) г
ІІ. Титрування отриманого р-ну іншим стандартним р-ном
Точка еквівалентності (т.е.)
Х + R = P |
Закон |
νекв(Х) = νекв(RR) Е=fекв·M |
еквівалентів: |
NХ·VX = NR·VVR - Титрування розчину
N1·V1 = N2·V2 - Розбавлення розчину реагенту
Точка кінця титрування (т.к.т.)
|
Зміна фізичної властивості р-ну |
||
? |
близько до точки еквівалентності (т.е.) |
||
|
|
Індикатор |
|
т.к.т. = т.е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лише в ідеалі:( |
|
|
|
|
|
|
Точність титриметричних методів
Відносна похибка - ?
• Похибка вимірювання V
грав=(1·10–4 г/0,1г)·100%= =0,1%
V ~ 20 – 25 мл |
1 |
~ 0,01/25=4·10–4 |
(0,04%) |
R |
|
|
|
Vкрапля~ 0,01 – 0,04 мл |
2~ 0,04/20=2·10–3 |
(0,2%) |
|
0,04% ≤ ≤0,2%
Менший VR – більша похибка!!!
• Індикаторна похибка
Vт.е. ≠ Vт.к.т.
Має бути меншою за 2
Групи титриметричних методів
Залежно від типу реакції: |
Х + R = P |
|
|
1.Метод нейтралізації
2.Методи окисно-відновного титрування (редоксиметрія)
Перманганатометрія
Йодиметрія
Йодометрія
Хроматометрія
Церіметрія
3.Методи осадження
Аргенометрія (м-ди Мора, Фольгарда, Фаянса)
Меркуріметрія
4.Методи комплексоутворення
Метод нейтралізації
Визначають: |
Н |
+ |
+ ОН |
– |
↔ Н2О |
|
|
|
Сильні та слабкі кислоти
Сильні та слабкі основи
Солі сильн. осн. та слабк. к-ти
Солі слабк. осн. та сильн. к-ти
Амфоліти
• Способи вираження концентрації р-ну |
Розрахунки проводимо |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тільки з врахуванням |
|
С, моль/л |
|
|
|
Т, г/мл = m,г / V, мл |
|
|||
|
|
ω, % |
|
|
значущості цифр !!! |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||||||
• Перерахунки між концентраціями |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
ТВ= (NB·EB)/1000 |
|
ТВ/А= (NB·EA)/1000 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•Еквівалент (маса еквівалента) речовини Е?
•Формули для розрахунку рН р-нів електролітів
Приклад 1. Маємо 200,0 мл 0,255 М розчину речовини. Скільки водиоди слід додати до розчину, щоб отримати 0,200 М розчин?
Приклад 2. Який об'єм 92% розчину H2SO4 (ρ=1,824 г/мл) слід відібрати для приготування 50,0 мл 0,0100 М розчину?
Приклад 3. Розрахуйте титр 0,0124 н розчину NaOH за HCl?
Приклад 4. Розрахуйте титри 0,0500 н та 0,0500 М розчину бури? Бура Na2B4O7·10Н2О
Приклад 5. Наважку H2C2O4.2H2O розчинили у воді в мірній колбі ємністю 100,0 мл. На титрування аліквотної частини розчину (20,00 мл) витратили 13,25 мл розчину NaOH. Титрування проводили з фенолфталеїном (рТ=9). Знайти концентрацію NaOH.