5 Содержание дисциплины

5.1 Программа дисциплины

Раздел 1 Предмет аналитической химии.

Предмет аналитической химии. Основные этапы развития аналитической химии и ее роль в развитии естествознания, техники, агропромышленного комплекса, защите окружающей среды. Задачи современной аналитической химии. Основные требования к аналитическим методам: высокая точность, низкий предел обнаружения, избирательность, экспрессивность. Виды анализа: элементный, функциональный, структурный, изотопный, молекулярный, фазовый. Методы анализа: химический, физико-химический и физический. Классификация химических методов анализа: макро-, микро-, ультрамикроанализ. Современное состояние аналитической химии и перспективы.

Раздел 2 Метрологические основы аналитические химии

Количество вещества и способы выражения состава растворов. Выбор метода анализа. Точность анализа. Отбор и подготовка пробы. Систематические и случайные погрешности анализа.

Раздел 3 Методы обнаружения. Качественный анализ ионов

Аналитический сигнал. Аналитическая реакция. Специфические и групповые реакции. Групповые реагенты. Дробный метод качественного анализа и систематический метод анализа. Классификация катионов и анионов на аналитические группы. Кислотно-щелочная схема качественного анализа. Качественные реакции на катионы и анионы. Анализ смеси катионов и анионов в растворе. Анализ сухой соли.

Раздел 4 Типы реакций и процессов в аналитической химии. Закон действующих масс в аналитической химии

Химическое равновесие. Закон действующих масс в приложении к аналитической химии. Кинетический и термодинамический подход. Сильные и слабые электролиты. Основные положения теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля. Активность. Коэффициент активности. Ионная сила в растворе. Предельное и расширенное уравнение Дебая-Хюккеля. Определение коэффициентов активности. Расчет концентраций и активностей ионов. Общая и равновесная концентрация ионов. Термодинамические, концентрационные и условные константы равновесия и связь между ними. Зависимость константы от температуры. Скорость реакции в химическом анализе. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Примеры ускорения, замедления реакций и процессов, используемых в химическом анализе.

Основные типы химических реакций, используемых в аналитической химии. Кислотно-основное равновесие. Современные представления о кислотах и основаниях. Теория кислот и оснований. Протолитическая теория Бренстеда-Лоури. Равновесие в системах кислота – сопряженное основание. Константа кислотности и основности. Кислотные и основные свойства растворителей. Сила кислот и оснований. Кислотно-основные свойства в многокомпонентных системах. Буферные растворы, их свойства. Буферная емкость. Расчет рН растворов.

Комплексообразование. Основные понятия. Типы и свойства комплексных соединений, классификация комплексных соединений. Количественные характеристики комплексных соединений, константы устойчивости. Термодинамическая и кинетическая устойчивость комплексных соединений. Факторы, влияющие на устойчивость комплексов. Использование в анализе комплексных соединений и органических реагентов.

Окислительно-восстановительное равновесие. Уравнение окислительно-восстановительных реакций. Оценка окислительно-восстановительной способности. Уравнение Нернста. Стандартный и формальный потенциалы. Константы окислительно-восстановительных реакций. Влияние различных факторов на силу окислителя и восстановителя. Влияния ионной силы и температуры на протекание реакций окисления и восстановления.

Равновесие в системе осадок – раствор. Произведение растворимости. Растворимость. Факторы, влияющие на растворимость. Константы растворимости (концентрационная, термодинамическая). Осаждение. Механизм и кинетика образования осадков. Влияние природы, количества осадителя, рН и комплексующих ионов на полноту осаждения.