- •Вопросы к экзамену по аналитической химии
- •I. Химия и медицина
- •1. Предмет, цели и задачи аналитической химии. Краткий исторический очерк развития аналитической химии. Место аналитической химии среди естественных наук и в системе медицинского образования.
- •II. Качественный анализ
- •2. Основные понятия аналитической химии. Типы аналитических реакций и реагентов. Требования, предъявляемые к анализу, чувствительности, селективности определения состава веществ.
- •3. Физико-химические и физические методы анализа. Макро-, полумикро-, микро- и ультрамикроанализ. Характеристика чувствительности аналитических реакций.
- •4. Аналитическая классификация катионов. Систематический и дробный анализ.
- •Общая характеристика группы
- •6. Систематический анализ смеси катионов I аналитической группы.
- •7. Применение закона действующих масс в аналитической химии. Основные положения теории слабых электролитов Аррениуса. Константа диссоциации, степень диссоциации. Закон разведения Оствальда.
- •Основные положения электролитической теории с. Аррениуса
- •Теория слабых электролитов
- •8. Основные положения теории сильных электролитов Дебая-Гюккеля. Ионная сила раствора. Активность и коэффициент активности.
- •9. Уравнения, применяемые к неидеальным (реальным) растворам. Термодинамическая константа ионизации.
- •Общая характеристика группы
- •12. Систематический анализ смеси катионов II аналитической группы.5
- •13. Протолитическая теория кислот и оснований. Понятие кислоты и основания. Амфолиты.
- •14. Кислотно-основное равновесие. Типы протолитических реакций.
- •15. Кислотные и основные свойства растворителей. Влияние природы растворителя на силу кислот и оснований. Константа кислотности и основности. Нивелирующее и дифференцирующее действие растворителей.
- •16. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель рН как количественная мера активной кислотности и щёлочности. Кислотно-основные индикаторы. Измерения рН растворов (см. 17).
- •19. Теория кислот и оснований Льюиса. Мягкие и жёсткие кислоты и основания.
- •Общая характеристика группы
- •21. Систематический анализ смеси катионов III аналитической группы.
- •22. Систематический анализ смеси катионов I-III аналитических групп.
- •25. Систематический анализ смеси катионов IV аналитической группы.
- •26. Гетерогенные процессы. Равновесие между жидкой и твердой фазами. Константа гетерогенных равновесий – константа растворимости (термодинамическая, реальная, условная).
- •28. Схема образования осадка. Свойства кристаллических и аморфных осадков. Влияние различных факторов на структуру и дисперсность осадков. Способы получения чистых осадков.
- •Реакции катионов железа (III)
- •Реакции катионов железа (II)
- •30. Систематический анализ смеси катионов V аналитической группы
- •31. Комплексные соединения, их строение и классификация. Хелатные и внутрикомплексные соединения.
- •Номенклатура комплексных соединений
- •Название некоторых комплексообразователей
- •32. Металлолигандное равновесие в водном растворе. Константа нестойкости и устойчивости комплексных соединений (полные, ступенчатые, координационные и истинные термодинамические).
- •33. Металлолигандный гомеостаз и способы его коррекции. Лигандообменные процессы в организме в норме и при патологии. Применение комплексных соединений в медицине.
- •34. VI аналитическая группа катионов. Общая характеристика катионов этой группы. Характерные и специфические реакции катионов.
- •Все осадки растворимы в минеральных кислотах, аммиаке и солях аммония
- •35. Систематический анализ смеси катионов VI аналитической группы.
- •36. Систематический анализ смеси катионов IV-VI аналитической группы.
- •Систематический ход анализа смеси катионов
- •Систематический ход анализа смеси катионов
- •IV аналитической группы
- •Систематический анализ смеси катионов VI аналитической группы
- •37. Аналитическая классификация анионов. Первая аналитическая группа анионов. Характерные и специфические реакции анионов so42ˉ, so32ˉ, co32ˉ, SiO32ˉ, s2o32ˉ, b4o72ˉ, po43ˉ.
- •Специфические реакции анионов I аналитической группы
- •Реакции тиосульфат-иона (s2o32‾)
- •38. Вторая аналитическая группа анионов. Характерные и специфические реакции анионов Clˉ, Brˉ, iˉ, scn ˉ, s2ˉ.
- •Реакции хлорид-иона (Cl‾)
- •Реакции иодид-иона (I‾)
- •Реакции роданид-иона (cns‾)
- •39. Третья аналитическая группа анионов. Характерные и специфические реакции анионов no3ˉ, no2ˉ, ch3cooˉ.
- •Реакция нитрат-иона (no3‾)
- •Реакции нитрит-иона (no2‾)
- •Реакции ацетат-иона (ch3coo‾)
- •III. Количественный анализ
- •40. Задачи и методы количественного анализа. Классификация методов количественного анализа. Сущность титриметрических методов анализа.
- •41. Способы выражения состава растворов: массовая доля, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента, моляльная концентрация, молярная доля, объёмная доля, титр.
- •42. Закон эквивалентов и его применение в количественном анализе. Способы определения точки эквивалентности. Способы приготовления рабочих растворов. Способы титрования: прямое, обратное, косвенное.
- •Классификация методов анализа по типу реакции
- •Классификация методов анализа по способу титрования
- •43. Сущность метода кислотно-основного титрования. Основные реакции и титранты метода. Ацидиметрия, алкалиметрия. Кислотно-основные индикаторы.
- •Титрование сильной кислоты сильной щелочью:
- •Титрование слабого основания сильной кислотой:
- •Титрование слабой кислоты сильной щелочью:
- •Кислотно-основные индикаторы
- •Кислотно-основные индикаторы
- •44. Кривые кислотно-основного титрования. Расчет, построение и анализ типичных кривых кислотно-основного титрования.
- •45. Окислительно-восстановительные реакции, применяемые в объёмном анализе. Сущность методов оксидиметрии. Классификация редокс-методов, способы установления точки эквивалентности в оксидиметрии.
- •Общая характеристика и классификации методов оксидиметрии
- •46. Метод перманганатометрии, его сущность.Условия проведения перманганатометрического титрования. Титрант, его приготовление и стандартизация. Определение солей железа (II) в растворах.
- •48. Иодометрическое определение меди в растворах. Применение иодометрии в медицине. Определение солей меди (II) в растворах.
- •49. Теоретические основы комплексонометрического титрования. Условия проведения комплексонометрического определения содержания металлов в растворе. Комплексоны, их особенности.
- •Классификация физико-химических методов
- •52. Спектрофотометрический метод. Его сущность. Основные законы светопоглощения – законы Бугера-Ламберта и Бера.
- •Классификация методов оптического анализа
- •55. Потенциометрический метод. Теоретические основы метода, классификация
- •Типы электродов, применяемых в потенциометрии:
- •Потенциометрическое определение рH растворов
- •57. Полярографический метод. Сущность полярографии. Индикаторные электроды и электроды сравнения. Диффузионный ток. Качественный и количественный полярографический анализ.
- •58. Хроматографические методы анализа. Ионообменная, газовая и жидкостная хроматография.
- •Классификация хроматографических методов
- •59. Экстракция. Сущность метода. Закон распределения. Константа экстракции. Коэффициент распределения.
- •60. Важнейшие растворители и реагенты, используемые в экстракции. Хелатные соединения в экстракции. Скорость экстракции. Примеры разделения биологических объёктов методом экстракции.
Систематический ход анализа смеси катионов
IV-VI АНАЛИТИЧЕСКИХ ГРУПП
Анализируемый раствор (может содержать осадок) 1. Предварительно открывают катионы сурьмы и Fe2+. 2. Если раствор содержит осадок, то к нему, не отфильтровывая, приливают 1/4-1/5 объема 2. раствора HNO3 и нагревают до кипения. Если при этом осадок полностью не растворяется, его отфильтровывают и анализируют отдельно на катионы сурьмы, висмута и ртути (II). В освобожденный от осадка раствор (или первоначальный раствор, если в нем не было осадка) добавляют избыток щелочи, затем 0,5-1,0 мл Н2О2, кипятят 1-2 минуты и фильтруют. | ||||
Фильтрат 1: щелочной раствор [Al(OH)4]‾, CrO42‾, [Zn (OH)4]2‾, SnO32‾. Нейтрализуют соляной кислотой, приливают раствор Na2CO3 и фильтруют |
Осадок 1: гидроксиды катионов V-VI групп, оксид ртути (II) и оксид-гидроксид марганца (IY) растворяют в HNO3 при нагревании, затем приливают 3-4 объема конц. NH4OH, слегка нагревают и фильтруют. | |||
Фильтрат 2 CrO42‾ Из отдельной порции открывают ион CrO42‾ дальнейшим окислением до CrO5 или надхромовых кислот. |
Осадок 2: AI(OH)3, Sn(OH)4, (ZnOH)2CO3 растворяют в HCI. От-крытие ка-тионов Zn2+, AI3+, Sn4+ проводят по схеме анна-лиза кати-онов IV ана-литической группы (схема 11). |
Фильтрат 3: аммиакаты катионов VI группы. Раствор упари-вают (для уда-ления NH3) и нейтрализуют HCI. Если при этом образуется осадок (воз-можно бразова-ние меркур-аммония) его отфильтровыва-ют, растворяют в конц. HNO3 и проверяют на Hg2+ раствором калия иодида. Открытие ос-тальных кати-онов VI группы проводят по схеме 12. |
Осадок 3: гидроксиды V группы Смывают осадок в пробирку, приливают Н2О2 и слегка нагревают. При этом Mn(OH)2 окисляется до MnO2, а Fe(OH)2 – до Fe(OH)3. Приливают небольшое количество NH4OH, равный объем NH4CI и фильтруют | |
Фильтрат 4: MgCI2. Открывают ионы Mg2+ раствором Na2HPO4 |
Осадок 4: MnO2, Fe(OH)3, Bi(OH)3 – делят на две части. Первую часть растворяют в HCI и из раствора открывают ионы Fe3+ аммония ро-данидом, а ионы Bi3+ – щелочным раствором соли олова (П). Вторую часть растворяют в HNO3 и из рас-твора открывают Mn2+ натрия вис-мутатом, окисляя его до MnO4‾ |
Схема 11
Систематический ход анализа смеси катионов
IV аналитической группы
Анализируемый раствор: Al3+, Cr3+, Zn2+, Sn2+ ПриливаютNa2CO3 и H2O2, нагревают и центрифугируют |
|
Осадок 1: Al(OH)3, Sn(OH)4, (ZnOH)2CO3, растворяют в HCl и обрабатывают избытком NH4OH + NH4Cl; центрифугируют |
Центрифугат 1: CrO42‾ |
Открывают хром окислением CrO42‾ до CrO5 |
Осадок 2: Al(OH)3, Sn(OH)4, растворяют в HNO3 | |
Открывают Al3+ ализарином
|
Восстанавливают Sn4+ до Sn2+ и открывают солями Bi3+ |
Центрифугат 2: [Zn(NH3)4]2+ |
Открывают цинк K4[Fe(CN)6] в уксуснокислой среде |
Схема 12