Основы аналитической химии

Содержание

1. Объект изучения аналитической химии

2. Способы выражения концентраций растворов

3. Объемный (титрометрический) анализ

4. Метод нейтрализации

5. Механизм действия ионизационных индикаторов.

6. Методы оксидиметрии

1. Объект изучения аналитической химии

Аналитическая химия - это наука о методах и приемах изучения качественного и количественного состава веществ. Она включает два больших раздела: качественный и количественный анализ.

Качественный анализ определяет, из каких составных частей состоит исследуемое вещество.

Количественный анализ устанавливает их точные весовые соотношения.

При проведении количественного анализа сейчас используются три группы методов:

- химические, основанные на знании химических свойств соединений и их растворов. К ним относят объемный, весовой и газовый анализы;

- физические, основанные на определении физических свойств веществ. Это спектральный и люминесцентный анализы;

-физико-химические. Например, хроматографический , колориметрический.

Самыми простыми являются химические методы количественного анализа.

Любой раствор характеризуется величиной концентрации.

2. Способы выражения концентраций растворов

Концентрации растворов могут быть выражены различными способами:

1. Массовая доля вещества (ω) - это отношение массы вещества к массе того, в чем это вещество содержится. Например, если вещество содержится в растворе, то

ω _{вещества} = m _{вещества}/ m _{раствора.}

2. Процентная концентрация (С%) численно равна массовой доле вещества в растворе, выраженной в процентах. Определяется по формуле:

С% _{вещества} = (m _{вещества}/ m _{раствора.}) _* 100%.

Величина процентной концентрации показывает сколько грамм вещества содержится в 100 г раствора. Например, известно С% (NaOH)= 30 % - это означает, что в 100 г щелочного раствора содержится 30 г чистого NaOH.

3. Молярная концентрация (С_М) – это отношение количества вещества (ν, моль) к объему раствора (V, литр), в котором это вещество содержится. Определяется по формуле:

С_М= ν / V, (моль/л).

Величина молярной концентрации показывает сколько моль вещества содержится в 1 литре раствора. Например, известно С_{М (КСl)} = 1,3 (моль/л) – это означает, что в 1 литре такого раствора содержится 1,3 моль хлорида калия.

4. Моляльная концентрация (Сm) - это отношение количества вещества (ν, моль) к массе растворителя, в которой это вещество содержится (m _{растворителя} , кг). Определяется по формуле:

Сm = ν / m _{растворителя} , (моль/кг)

5. Титр (Т) раствора показывает сколько грамм вещества содержится в 1 мл раствора. Определяется по формуле:

Т = m _{вещества}/ V , (г /мл)

6. Мольная доля (γ) растворенного вещества в растворе показывает отношение количества растворенного вещества к суммарному количеству вещества всех составляющих раствора (и вещества и растворителя). Например: раствор поваренной соли состоит из NaCl и воды, тогда:

γ _NaCl = ν _NaCl /( ν _NaCl + ν _Н2О )

7. Нормальная концентрация (С_N, N) – это отношение числа эквивалентов (n) вещества к объему раствора (V, л.), в котором это вещество содержится. Определяется по формуле:

N= n / V , (экв/л).

Эквивалентом любого вещества называется такое его количество, которое в ходе химической реакции замещается одним молем атомов водорода. Масса одного эквивалента называется эквивалентной массой (Э), тогда число эквивалентов легко определить по формуле:

n = m / Э или n = N _* V

Определение эквивалентных масс соединений, участвующих в реакциях обмена, осуществляется по известным формулам:

Э _{кислоты} = М _{кислоты}/ основность кислоты. Например, для Н₂SO₄: Э = 98/2 =49 (г/экв).

Э _{основания} = М _{основания} / кислотность основания. Для NaOH: Э=40/1=40 (г/экв).

Э _соли = М _соли / (валентность металла _* число атомов металла). Например, для карбоната натрия (Na₂CO₃): Э _соли = 106 / 1_*2 =53 (г/экв).

Э _{оксида (ХО)} = М _оксида / (валентность элемента Х _* число атомов элемента Х). Например, для оксида алюминия (Al₂O₃): Э _оксида = 102 / 3_*2 = 17,2 (г/экв).