45.Аналітична дія крохмалю.

Індикатором йодометричного титрування є крохмаль, який в присутності молекул йоду піддається окисно-відновним процесам, при цьому зерна, маючи гофровану поверхню «бомбардуються» цими молекулами, що візуально виражається зміною забарвлення буре-чорне-фіолетове. Звідси якісною реакцією на йод є дія крохмалу.

54. хімічний аналіз складається з таких етапів:

-переведення досліджуваної речовини в розчин;

-відділення елементів, що визначаються, від інших та їх концентрування;

-якісне виявлення і кількісне визначення.

56.жовте забарвлення свідчить про лужність середовища даного розчину.

57.наявність у складі солі аніонів CO2^2-

62. Ваговий метод аналізу

Гравіметричний (ваговий) аналіз – це метод кількісного хімічного аналізу, який ґрунтується на точному вимірюванні маси речовини, що визначається, або її складових частин, що виділяються в чистому стані або у вигляді відповідних сполук точно відомого постійного складу.

Гравіметричні методи діляться на методи виділення, осадження і відгонки. В методах виділення компонент, що визначається, кількісно виділяють у вільному стані з досліджуваної речовини і зважують на аналітичних терезах

63. Осадження кристалічних осадів необхідно проводити, виконуючи певні умови:

1. осаджувати тільки з розведених розчинів розведеними розчинами осаджувача. Це уповільнює випадення осаду і попереджає забруднення осаду

2. осаджувати лише підігріті розчини гарячими розчинами осаджувачів, що також уповільнює процес утворення осаду і робить його більш крупнокристалічним

3. приливати осаджувач по краплям при постійному перемішуванні скляною паличкою, що зменшує можливість адсорбції йонів осаджувача осадом.

4. витримувати отриманий осад в теплому місці від 1 до 6 год в сосуді, в якому проводилось осадження, для «дозрівання» осаду – дрібні кристали стають більш крупними.

Осадження аморфних осадів ведуть, виконуючи певні умови:

1. осаджувати тільки з концентрованих розчинів при нагріванні

2. застосовувати осаджувач у вигляді концентрованого розчину і додавати його швидко

3. добавляти після осадження аморфного осаду 150 мл гарячої води і швидко фільтрувати, щоб не відбулася пептизація колоїда

4. додавати речовини, які сприяють осадженню.

64. Вимоги до осадів у гравіметричному аналізі:

• осад повинен бути практично нерозчинним, тобто осадження повинно бути повним;

• склад осаду після висушування або прожарювання повинен відповідати певній формулі;

• для відокремлення осаду від розчину фільтруванням розмір зерна осаду повинен бути більший, ніж пори фільтра;

• молекулярна маса вагової форми осаду була по можливості великою.

Вагоме значення на повноту осадження и якості осаду мають слідуючі умови:

-концентрація (кількість) осаджувача;

-температура;

-концентрація сторонніх солей.

Повнота осадження: розчинність осаду для гравіметричного аналізу повинна бути не більшою за 10^-6 моль/л. Коли розчинність більша для практично повного осадження треба добавляти надлишок осаджувача.

 

65. Ваговий аналіз включає декілька процесів:

1) Відбір середньої проби і підготовка речовини до аналізу

Спосіб взяття середньої проби визначається багатьма факторами: фізичним станом речовини, його структурою, способом упаковки і перевезення, розміром партії. Середня проба складається з великої кількості дрібних порцій, які беруться з різних місць досліджуваної речовини. Одним із способів відбору середньої проби є квартування. Для цього крупні шматки зразку подрібнюють до величини грецького горіху, розсипають рівним шаром на аркуш паперу у вигляді квадрата. Потім діагоналями ділять цей квадрат на чотири частини, вміст двох протилежнолежачих  секторів відкидають, а решти двох з’єднують разом. Операцію квартування повторюють багаторазово, доки проба не досягне ваги близько 25 г. Потім досліджувану речовину розтирають в фарфоровій або агатовій ступці  і пересипають в бюкс.

Якщо потрібно знайти вміст якого-небудь елемента в хімічно чистій сполуці, то речовину спочатку очищають від домішок.

2) Взяття наважки

Наважка – кількість досліджуваної речовини, яка взята від середньої проби і точно зважена на аналітичних терезах. Величина наважки залежить від передбачуваного осаду. Якщо осадок обємний, потрібно взяти маленьку наважку, щоб осад міг поміститися на фільтрі. Вага осаду повинна бути в межах 0,1-0,3 г. Якщо осад – кристалічна речовина, то його вага повинна бути близько 0,5 г.

Розрахувавши величину наважки, речовину попередньо зважують на технохімічних, а потім на аналітичних терезах.

3) Розчинення наважки

Наважку речовини  бюкса переносять в стакан об’ємом 200-300 мл і розчиняють в дистильованій воді. Щоб прискорити розчинення, вміст стакана нагрівають на азбестовій сітці або водяній бані. Розчинення ведуть повільно, щоб не було бурного кипіння.

Якщо досліджувана речовина нерозчинна у воді, то її намагаються розчинити в кислоті або царській водці. Якщо необхідний розчинник не можна підібрати, то речовину сплавляють з NaOH, Na2CO3, K2CO3. Потім отриманий сплав розчиняють.

4) Осадження

Хімічна сполука, у вигляді якої осаджується елемент, що визначається, називається формою осадження. Вимоги до осаджуваної форми:

1. мала розчинність;

2. структура осаду повинна дозволяти вести фільтрування і відмивку з достатньою швидкістю.

3. осаджувана форма повинна легко перетворюватися в гравіметричну форму.

4. осаджувач по можливості повинен бути специфічним реактивом (не осаджувати одночасно інші йони в розчині)

5) Проба на повноту осадження

Щойно розчин над осадом стає прозорим, обережно приливають  по стінці стакана декілька крапель розчину осаджувача. Якщо в місці падіння крапель розчин не мутніє, повнота осадження досягнута. В протилежному випадку  до рідини додають ще декілька мілілітрів осаджувача, перемішують  скляною паличкою, знову нагрівають і дають «дозріти» осаду.

6) Фільтрування і промивання осаду

Для відділення осаду від розчину застосовують беззольні фільтрі, при виготовленні яких фільтрувальний папір послідовно промивають HF, HCl, водою. При спалюванні таких фільтрів маса золи дуже мала і вказується на кожній пачці фільтрів.

Беззольні фільтри виготовляють різної щільності, що необхідно враховувати при виборі фільтра. Щільність фільтра позначають кольором  паперової стрічки, якою упакована пачка. Випускають три сорта беззольних фільтрів:

1. синя стрічка – дрібнопористі, для дрібнокристалічних осадів

2. біла стріча – середньої щільності

3. червона стрічка – крупно пористі, швидко фільтруючі, для крупнозернистих і аморфних осадів.

Для кількісного відділення осадів, які потім висушують, а не прокалюють, застосовують скляні лійки або фільтрувальні тиглі з впаяними в них пористими скляними пластинками.

7) Висушування або прокалювання осаду

Для прокалювання служать фарфорові, кварцеві або платинові тиглі, попередньо висушені до сталої маси. Фільтр з осадом поміщають в попередньо зважений тигель і прокалюють до сталої маси. Після прокалювання тигель  виймають з печі тигельними щипцями і поміщують в ексикатор.

Охолоджений в ексикаторі тигель зважують на аналітичних терезах.

8) Обчислення

Х=b*100/q Х – масова частка речовини, що визначається, % b – маса сухого залишку, г q – наважка, г

Якщо елемент, що визначається, осаджують у вигляді певної хімічної речовини, для перерахунку на елемент гравіметричної форми користуються фактором перерахунку або аналітичним множником, на який потрібно помножувати результат: Х=(b/q)F*100

 

67.тигель- лабораторне устаткування, для нагрівання, висушування, плавлення, згоряння різних матеріалів,..конічної чи циліндричної форми.

68. Суть методу – вимірювання об’єму розчину реактиву відомої концентрації, який витрачено на взаємодію з розчином визначуваної речовини, і за рівнянням хімічної реакції обчислення кількості речовини.

Основне значення має приготування робочих розчинів і точне вимірювання об’єму цих розчинів.

Розчин реактиву відомої концентрації називається робочим або титрованим розчином.

Титр – одиниця вимірювання концентрації розчину і означає кількість речовини в грамах, яка є в 1 мл розчину.

Процес добавляння робочого розчину до розчину визначуваної речовини називається титруванням. Звичайно титрують до досягнення точки еквівалентності, тобто моменту, коли кількість реактиву, яка є в об’ємі робочого розчину, стане еквівалентною кількості визначуваної речовини.

Точку еквівалентності встановлюють, вводячи в розчин речовини, що здатні змінювати свій колір після введення робочого розчину в еквівалентній кількості або в невеликому надлишку. Ці речовини називаються індикаторами.

В титриметричному аналізі, крім реакцій осадження, використовують реакції окислення-відновлення, комплексоутворення та кислотно основні.

Залежно від типу хімічної реакції, що лежить в основі визначення, титриметричні методи аналізу класифікують таким чином:

1. метод кислотно-основного титрування;

2. методи осадження і комплексоутворення;

3. методи окислення-відновлення.

Хімічні реакції титриметричного аналізу повинні відповідати певним вимогам:

-реакції повинні проходити стехіометрично (згідно з рівнянням);

-робочий розчин реактиву повинен реагувати тільки з тією речовиною, яку визначають (не повинно бути побічних реакцій);

-реакція між робочим розчином і розчином визначуваної речовини повинна проходити швидко.

Концентрацію розчинів у титриметричному аналізі модна давати у процентах, грамах на мілілітр чи на літ, у молях або еквівалентах на літр тощо. Найбільш простіше користуватися для розрахунків еквівалентами.

Еквівалент сполуки – така її кількість, яка в даній реакції взаємодіє з 1 моль атомів (1 еквівалентом) водню або іншого одновалентного елемента.

Маса 1 еквівалента речовини називається еквівалентною масою.

У титриметричному аналізі концентрацію розчинів визначають числом, що показує, скільки еквівалентів речовини міститься в 1 л розчину. Розчин, в 1 л якого розчинений 1 еквівалент речовини, називають нормальним розчином. Позначають буквою «н». Розчини однакової нормальності реагують між собою в однакових об’ємах.

69. Титрування кислотами та основами.

Можливі такі типи-кислотно-основної взаємодії (в залежності від сили кислот і основ):

• між сильною кислотою і сильною основою;

• між сильною кислотою і слабкою основою;

• між слабкою кислотою і сильною основою;

• між слабкою кислотою і слабкою основою.

Внаслідок взаємодії кислоти і основи утворюються сіль і вода.

У першому випадку утворюється сіль сильної кислоти і сильної основи. Такі солі у водних розчинах не зазнають гідролізу і в точці еквівалентності реакція буде нейтральна (рН=7).

Приклад:

NaOH+YCl=H₂O

У другому випадку в точці еквівалентності утвориться сіль сильної кислоти і слабкої основи. Наприклад:

NH₄OH+HCl=H₂O+NH₄Cl

Такі солі у водних розчинах гідролізують, в результаті чого збільшується концентрація водневих іонів. Таким чином, у точці еквівалентності при титруванні слабкої основи сильною кислотою реакція буде кислою (рН менше 7).

У третьому випадку при титруванні сильної основи слабкою кислотою утворюється сіль сильної основи і слабкої кислоти, наприклад:

NaOH+CH₃COOH↔H₂O+CH₃COONa

Солі реакції у водних розчинах зазнають гідролізу, у точці еквівалентності концентрація гідроксильних іонів збільшується, реакція розчину буде лужна (рН більше 7).

У четвертому випадку при взаємодії слабкої кислоти із слабкою основою в точці еквівалентності утворюється сіль слабкої кислоти і слабкої основи, наприклад:

CH₃COOH +NH₄OH↔ CH₃COONH₄ + H₂O

Солі такого типу у водних розчинах піддаються гідролізу значною мірою, реакція розчину залежить від сили кислоти і основи. Якщо кислота і основа однакової сили, то розчин матиме нейтральну реакцію (рН=7), якщо сильнішою буде кислота, то реакція розчину буде слабко кислою, а при більшій силі основи – слабко лужною.

Індикатори методу кислотно-основного титрування.

Індикатори використовують для визначення кінця титрування. Тому, що практично неможливо підібрати індикатор, який показав би кінець титрування в точці еквівалентності, точку кінця титрування, яку визначають індикатором називають кінцевою точкою титрування. Вона завжди відрізняється від точки еквівалентності. Чим більше ці точки різняться між собою, тим більша помилка титрування.

Індикатори методу нейтралізації є слабкими органічними кислотами або основами. Індикатори бувають одно-і двоколірні. У водних розчинах кислотні індикатори дисоціюють на іони, характеристикою індикатора є його константа кислотної дисоціації.

Залежно від величини цієї константи індикатори поділяють на сильні, проміжні, слабкі.

Сильні індикатори змінюють своє забарвлення в кислому середовищі (представник – метилоранж).

Індикатори проміжної сили змінюють забарвлення при рН≈7 (лакмус).

Слабкі індикатори змінюють забарвлення в слабколужному середовищі (фенолфталеїн).

Колір індикатора залежить від концентрації водневих іонів розчину. Інтервал кислотності, в межах якого відбувається помітна для людського ока зміна забарвлення індикатора, називається інтервалом переходу індикатора. Для переважної більшості індикаторів інтервал переходу лежить у межах двох одиниць рН. Величина інтервалу переходу залежить також від індивідуальних особливостей індикаторів.

У межах інтервалу переходу індикатора є значення рН, при якому спостерігається найбільш помітна зміна кольору індикатора – це показник титрування індикатора рТ.

Особливості визначення точки еквівалентності в методі кислотно-основного титрування.

Головною задачею титриметриного аналізу є не тільки використовувати розчин з точно відомою концентрацією (фіксанал), але й правильно визначити точку еквівалентності.

Існує кілька способів фіксування точки еквівалентності.

1.За власною окраскою іонів визначуваного елементу, наприклад, марганцю у вигляді аніону MnO₄^-

2. За речовиною-свідком:

Наприклад, Ag⁺ + Cl^- " AgCl $

Ag⁺ + CrO₄" Ag₂CrO₄$ (яскраво оранжевий)

У колбу, де треба визначити іони хлору, додають невелику кількість солі K₂CrO₄ (свідок). Потім з бюретки поступово додають визначувану речовину, при цьому першими у реакцію вступають іони хлору, утворюючи білий осад (AgCl).

Таким чином, надлишкова крапля нітрату срібла буде давати яскраво оранжеве зафарбування, тому що увесь хлор вже прореагував.

3.За допомогою індикаторів.

Наприклад, при нейтралізації використовують кислотно-лужні індикатори: лакмус, фенолфталеїн, метил-оранжевий.

Схематично рівновагу індикатору можна виразити кислотно-основною ракцією:

HIn +H₂O In^- + H₃O⁺

H₂O H⁺ + OH^-

H⁺ + H₂O H₃O⁺

На інтервал переходу зафарбування індикатору впливають усі фактори, від яких залежить константа рівноваги (іонна сила, температура, сторонні речовини, розчинник), а також самого індикатору.

70. Стандарт-титри, або фіксанали – це точна наважка сухої вихідної речовини (або точно виміряна кількість розчину речовини певної концентрації), яка вміщена в запаяну скляну ампулу. Стандарт-титри приготовляють у спеціальних лабораторіях. Існують фіксанали не тільки вихідних речовин, а й усіх інших (їдкого лугу, тіосульфату натрію тощо). Для виготовлення робочого розчину ампулу розбивають, вміст кількісно переносять у колбу (1 л.), після розчинення речовини розчин у колбі розводять водою точно до 1 л.

Стандартні зразки – це еталонний зразок матеріалу з відомим процентним вмістом окремих складових частин.