- •Лекція № 1 Коротка історія, предмет і завдання аналітичної хімії
- •Хімiчний склад. Види аналізу
- •Класифікація методів аналізу
- •Аналiтичний сигнал
- •Якісний хімічний аналіз Класифікація якісних аналітичних реакцій
- •Класифікація методів якісного аналізу катіонів
- •Аналітична класифікація катіонів за сірководневим методом аналізу
- •Аналітична класифікація аніонів
- •Аналіз речовин невідомого складу
- •Основні закономірності протікання хімічних реакцій
- •Швидкість хімічних реакцій. Закон діючих мас. Константа рівноваги
- •Дисоціація електролітів
- •Йонізація води. Водневий та гідроксильний показники
- •Розрахунок рН розчинів сильних кислот та основ
- •Константа електролітичної дисоціації слабкого електроліту
- •Вплив однойменних іонів на ступінь дисоціації слабкого електроліту
- •Розрахунок рН розчинів слабких кислот та основ
- •Буферні розчини
- •Гідроліз солей
- •Лекція № 2 Титриметричні методи аналізу Загальна характеристика титриметричного аналізу
- •Стандартизація розчинів титрантів
- •Основні способи титрування
- •Метрологічні характеристики результатів аналізу
- •Принцип еквівалентності в титриметричному аналiзi
- •Кислотно-основне титрування
- •Кислотно-основні індикатори
- •Методи вибору індикаторів
- •0,1 М розчину hCl 0,1 m розчином NaOh
- •0,1 М розчину сн3соон 0,1 m розчином NaOh
- •Лекція №3 Окисно-відновне титрування Загальна характеристика окисно-відновних реакцій
- •Окисно-відновні потенціали
- •Рівняння Нернста
- •Константи рівноваги окисно-відновних реакцій
- •Вплив різних чинників на швидкість окисно-відновних реакцій
- •Редокс-індикатори та вибір індикаторів для окисно-відновного титрування
- •Криві окисно-відновного титрування
- •Методи окисно-вiдновного титрування Перманганатометрія
- •Йодометрiя
- •Хроматометрія
- •Лекція №4 Комплексонометричний аналiз Загальна характеристика методу
- •Способи комплексонометричного титрування
- •Способи фiксування точки еквiвалентностi
- •Осадження та розчинення малорозчинних сполук Добуток розчинності та розчинність малорозчинних сполук
- •Умови утворення осадів
- •Гравiметричний аналiз
- •Умови утворення осадів
- •Співосадження
- •Розрахунки в гравiметричному аналiзi
Осадження та розчинення малорозчинних сполук Добуток розчинності та розчинність малорозчинних сполук
Рiвновагу для малорозчинної сполуки MpXq з її насиченим розчином, в якому сполука дисоцiює повністю, можна виразити стехiометричним рiвнянням мiжфазної рiвноваги:
MpXq (тв.) pMq+ (р.) + qXp– (р.).
В насиченому розчині малорозчинної речовини добуток активностей йонів у степені їх стехіометричних коефіцієнтів є величиною постійною при даній температурі і називається добутком розчинності ДР.
. (8.1)
Добуток розчинностi малорозчинної сполуки MpXq, яка дисоцiює повнiстю, зв'язаний з її розчинністю (S) простим спiввiдношенням:
, (8.2)
Підвищення розчинності малорозчинних сполук у присутності сильних електролітів, які не мають спільних йонів з осадом і не вступають з ним в реакції, називають солевим ефектом.
Умови утворення осадів
Якщо добуток активностей (концентрацiй) йонiв у вiдповiдних степенях перевищує табличне значення ДР, тобто
[Mq+]p[Xp–]q > ДР(MpXq), (8.3)
то розчин пересичений i повинен випадати осад.
Очевидно, при умовi
[Mq+]p[Xp–]q < ДР(MpXq), (8.4)
розчин ненасичений i осад випадати не буде.
Введення в розчин малорозчинної сполуки електроліту з однойменним йоном приведе до додаткового переходу речовини з розчину у тверду фазу, тобто розчинність речовини зменшиться.
Гравiметричний аналiз
Гравіметричний аналіз базується на точному визначенні маси аналізованої речовини або її складових частин, які можна виділити у вільному вигляді або у вигляді сполуки точно відомого постійного складу.
В процесi гравiметричного аналiзу визначувану речовину виділяють у вільному стані (метод виділення) або вiдганяють у виглядi якої-небудь леткої сполуки (метод відгонки), або осаджують з розчину у виглядi малорозчинної сполуки (метод осадження).
Виділення речовини у вільному стані можна провести шляхом прожарюння її сполуки або електрохімічного відновлення. Так визначають золото, срібло, мідь, нікель, платину та інші метали, а також вміст золи в паливі.
Методом вiдгонки визначають, наприклад, вмiст кристалiзацiйної води в кристалогiдратах, якщо при нагрiваннi речовини не протікає iнших хiмiчних змiн, крiм видiлення води:
BaCl22H2O (кр.) BaCl2 (кр.) + 2H2O (г).
Вмiст визначуваного компоненту знаходять за зменшенням маси зразка, пiдданого термiчнiй обробцi, або за збiльшенням маси поглинача газоподiбних продуктiв реакцiї.
Методи осадження мають бiльш широке застосування, нiж методи вiдгонки. Вони базуються на осадженнi визначуваного компоненту у виглядi малорозчинної хiмiчної сполуки, вiдокремленні осаду фiльтруванням, прожарюванні (або висушуванні) осаду з подальшим зважуванням одержаної речовини.
Сполука, у виглядi якої визначуваний компонент осаджують з розчину, називається формою осадження.
Наприклад, при осадженнi SO42– формою осадження є BaSO4.
Пiсля фiльтрування та промивання осад висушують або прожарюють до постiйної маси та зважують.
Сполука, у виглядi якої визначуваний компонент зважують, називається гравіметричною формою.
При висушуваннi та прожарюннi осадiв можуть протiкати хiмiчнi процеси, наприклад:
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O;
внаслiдок чого гравiметрична форма за складом може вiдрiзнятися вiд форми осадження. Нерiдко форма осадження та гравiметрична форма спiвпадають:
BaSO4 BaSO4;
форма осадження гравіметрична форма
Переваги гравіметричних методів аналізу:
- висока точність визначень – при наважках гравіметричної форми 0.1 г похибка визначення складає 0.1 – 0.2 %;
- вiдсутнiсть будь-яких стандартизацiй або градуювань за стандартними зразками;
- простота розрахунку (за молярними масами та стехiометричними спiввiдношеннями);
- невеликi матерiальнi затрати та широкий діапазон застосування.
Недолiки гравiметричних методiв аналiзу:
- невисока селективнiсть осадження, що вимагає попереднього роздiлення або вiддiлення аналiзованого компоненту;
- тривалiсть виконання аналiзу.
Як форми осадження, в гравiметричному аналiзi можна використовувати осади, якi вiдповiдають таким вимогам:
- осад повинен бути малорозчинним, у розчинi може залишатися маса речовини менша, ніж 1∙10–4 г;
- осад повинен одержуватися чистим та легко фiльтруватися;
- бажано, щоб осад був кристалiчним.
Крупнокристалiчнi осади є чистішими, нiж дрiбнокристалiчнi чи аморфнi, бо вони мають менш розвинуту поверхню, адсорбують менше домiшок та легше фiльтруються.
Гравiметричну форму - сполуку, придатну для зважування - одержують висушуванням або прожарюванням осаду.
Основнi вимоги до гравiметричної форми:
- точна вiдповiдність її складу хiмiчнiй формулi, оскільки тільки в такому випадку за масою осаду можна розрахувати вмiст аналiзованого компоненту в пробi;
- стiйкість у певному iнтервалi температур під час прожарювання та на повiтрi за кiмнатної температурi, негiгроскопiчність, не здатність вступати в реакцiї з CO2 та О2 оточуючої атмосфери;
- бажано велика вiдносна молярна маса сполуки, щоб забезпечити вiдповiдно менший фактор перерахунку (гравiметричний фактор) F.