Конспект лекций в двух частях часть 2




НазваниеКонспект лекций в двух частях часть 2
страница1/6
Дата публикации03.06.2014
Размер0.65 Mb.
ТипКонспект
uchebilka.ru > Химия > Конспект
  1   2   3   4   5   6




Министерство образования и науки Украины

Сумский государственный університет

И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович, С. Б. Большанина

аналитическая химия

Конспект лекций

В двух частях

часть 2



Сумы

Сумский государственный университет

2014

Аналитическая химия : конспект лекций / составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович, С. Б. Большанина. – Сумы : Сумский государственный университет, 2014. – 61 с.

Кафедра общей химии

Содержание С.

1. Химические методы……………………………………………

4

1.1. Общее понятие о гравиметрии……………………………..

4

1.2. Образование осадка………………………………………...

7

1.3. Старение осадка…………………………………………….

9

1.4. Загрязнение осадка………………………………………..

11

1.4.1. Соосаждение…………………………………………….

12

1.4.2. Способы уменьшения соосаждения…………………….

15

1.5. Условия получения осадка………………………………

16

2. Титриметрические методы…………………………………..

19

2.1. Сущность титриметрии…………………………………..

19

2.2. Стандартные растворы…………………………………...

22

2.3. Кривые титрования………………………………………

24

2.4. Кислотно-основное титрование…………………………

29

2.4.1. Кривые титрования…………………………………

29

2.4.2. Способы обнаружения точки эквивалентности….

35

2.5. Комплексонометрическое титрование. Понятие о комплексонах……………………………………………………

40

2.5.1. Рабочие растворы……………………………………

41

2.5.2. Выполнение комплексонометрических определений……………………………………………………...

45

2.6. Окислительно-восстановительное титрование (редоксиметрия)…………………………………………………

47

2.6.1. Окислительно-восстановительные системы………...

47

2.6.2. Основные факторы, влияющие на потенциал………

51

2.6.3. Константы равновесия окислительно-восстановительных реакций……………………………………

53

2.7. Кривые титрования……………………………………….

54

2.8. Влияние условий на ход кривых титрования…………..

57

2.8.1. Определение точки эквивалентности………………...

58

2.8.2. Окислительно-восстановительные индикаторы…….

59

Список литературы……………………………………………...

61

1. Химические методы
В основе химических методов обнаружения и определения лежат химические реакции трех типов: кислотно-основные, окислительно-восстановительные и комплексообразования. Иногда они сопровождаются изменением агрегатного состояния компонентов. Наибольшее значение среди химических методов имеют гравиметрический и титриметрический. Эти аналитические методы называют классическими. Критериями пригодности химической реакции как основы аналитического метода в большинстве случаев являются полнота протекания и большая скорость.

Классические методы постепенно уступают место инструментальным. Однако они остаются непревзойденными по точности: относительная погрешность определения редко превышает 0,1–0,2 %, тогда как погрешность многих инструментальных методов – 2–5 %. Классические методы по-прежнему являются стандартными для оценки правильности определений. Основная область применения гравиметрии и титриметрии – прецизионное определение больших и средних количеств веществ.
^ 1.1. Общее понятие о гравиметрии
Гравиметрический анализ заключается в выделении вещества в чистом виде и его взвешивании. Чаще всего такое выделение проводят осаждением. Реже определяемый компонент выделяют в виде летучего соединения (метода отгонки). В ряде случаев гравиметрия – лучший способ решения аналитической задачи, например, при анализе образцов с содержанием определяемого компонента более 0,1 %, особенно если требуется проанализировать ограниченное число проб. Погрешность определения не превышает 0,1–0,2 %. Гравиметрия – это абсолютный (безэталонный) метод.

Недостатком гравиметрических методов является длительность определения, особенно при серийных анализах большого числа проб, а также населективность – реагенты-осадители за небольшим исключением редко бывают специфичными. Поэтому часто необходимы предварительные разделения.

Гравиметрическое определение состоит из нескольких этапов:

1. Осаждение соединения, содержащего определяемое вещество (его называют осаждаемой формой).

2. Фильтрование полученной смеси для отделения осадка от надосадочной жидкости.

3. Промывание осадка для удаления надосадочной жидкости и адсорбированных примесей с его поверхности.

4. Высушивание при низкой температуре для удаления воды или при высокой температуре для превращения осадка в более подходящую для взвешивания форму (гравиметрическую форму).

5. Взвешивание полученного осадка.

Большинство аналитических методов использует зависимость между измеряемым физическим свойством у и количеством определяемого вещества (или его концентрацией), которая в идеальном случае (отнюдь не всегда) линейна:

c = ky,

где k – константа. Обычно значение k находят эмпирически, измеряя сигнал у от одного или более образцов с известной концентрацией. Из этого правила есть два исключения: гравиметрический и кулонометрический методы анализа. В гравиметрии k – это гравиметрический фактор F, который можно рассчитать непосредственно из общеизвестных констант. В общем случае:



где а и b – числа, необходимые для уравнивания числа молей определяемого вещества в числителе и знаменателе (табл. 1.1).

К осадкам в гравиметрии предъявляют ряд довольно жестких требований.

^ Требования к осаждаемой форме. 1. Осадок должен быть практически нерастворимым. Определяемый компонент должен выделяться в осадок количественно, при этом его концентрация в растворе после осаждения не должна превышать 10 М. Осаждение считается количественным, когда остаточное количество осаждаемого вещества лежит за пределами точности взвешивания на аналитических весах (0,0002 г).

Таблица 1.1 – Гравиметрические факторы

Определяемое вещество

Гравиметрическая форма

F

Cl

AgCl



Ba











S





Fe











Mg





MgO











Ni



(диметилглиоксимат никеля, )




2. Осадок должен выделяться в форме, удобной для его отделения от раствора и промывания, и по возможности быть крупнокристаллическим, если он кристаллический, или хорошо скоагулированным, если он аморфен. Важно, чтобы он был однородным по дисперсности.

3. Осадок должен быть чистым, т. е. не содержать посторонних примесей.
Требования к гравиметрической форме

1. Гравиметрическая форма должна быть стехиометрическим соединением известного состава.

2. Она должна быть устойчива.

3. Желательно, чтобы значение F было мало (для снижения относительной погрешности результата определения нужного компонента).

Для выполнения этих требований необходимо соблюдать условия, которые легко сформулировать, если разобраться в механизме образования осадка.
^ 1.2. Образование осадка
При добавлении реагента-осадителя к раствору осаждаемого вещества образования твердой фазы не наблюдается более или менее длительный период. Даже если достигнуто произведение растворимости, т. е. содержание осаждаемого вещества равно или превышает растворимость, система остается гомогенной. Раствор, концентрация которого выше растворимости, является пересыщенным. Такой раствор метастабилен, хотя и может существовать в отсутствие центров кристаллизации (которыми могут быть, например, пылинки) долгое время. Он играет роль переходного состояния. Для пересыщенного раствора существует некоторая предельная концентрация, называемая сверхрастворимостью, выше которой система становится неустойчивой, появляются мельчайшие твердые частицы – зародыши, и система из гомогенной переходит в гетерогенную.

Растворимость и сверхрастворимость зависят от температуры и природы вещества. Если добавлять к раствору осаждаемого иона осадитель в количестве, не превышающем сверхрастворимость, то осадка сначала не будет, затем при достижении сверхрастворимости образуются первые зародыши. Если теперь добавить осадитель в количестве, не превышающем сверхрастворимость, новые зародыши не образуются, и осадитель тратится на рост уже имеющихся частиц. В этом случае следует ожидать образования крупнокристаллического осадка. В противном случае, если сверхрастворимость будет превышена сразу или же будет постоянно превышаться при добавлении осадителя, то будут появляться все новые зародыши, на рост их не хватит вещества – в результате осадок будет мелкодисперсным.

Например, несмотря на близкую растворимость осадков BaSО4 () и (), сверхрастворимость для BaSО4 больше растворимости в 30 раз, а для AgCl менее чем в 2 раза. Превысить сверхрастворимость для AgCl легче, чем для BaSО4, в результате осадок сульфата бария – кристаллический, AgCl – аморфный, состоящий из множества мелких частиц. Ясно, что сверхрастворимость малорастворимых осадков легко превысить, даже если она достаточно сильно отличается от растворимости и осадитель добавлять маленькими порциями.

^ Образование зародышей может быть спонтанным (гомогенная нуклеация) и индуцированным (гетерогенная нуклеация). При гомогенной нуклеации зародыш появляется в результате скопления около одного центра группы ионов или ионных пар (под действием химических сил). При гетерогенной нуклеации ионы собираются вокруг посторонней твердой частицы (затравки, например пылинки); при этом ионы (или ионные пары) диффундируют к поверхности затравки и адсорбируются на ней. На практике имеет место гетерогенная нуклеация, поскольку в растворе всегда достаточно посторонних твердых частиц. К сожалению, основные теоретические положения относятся к спонтанной нуклеации.

Рассмотрим образование зародышей с термодинамической и кинетической точек зрения. Зародыш – очень маленькая частица, поэтому большинство образующих его ионов находится на внешней части – гранях, ребрах, углах. Такие ионы обладают повышенной свободной энергией, так как силы, действующие со стороны свободных ионов, больше, чем со стороны растворителя. Зародыш с максимальным поверхностным натяжением называется критическим. Он играет роль активированного комплекса в химической реакции. Все зародыши, не достигшие критического размера, распадаются, а достигшие его – растут. Процесс образования зародышей проходит индукционный период, продолжительность которого зависит от концентрации и природы ионов:

,

где n = 2,5 – 9.

Относительно размеров критического зародыша нельзя сделать категорического утверждения. На основании термодинамического подхода (исходя из значений поверхностного натяжения) он должен содержать около ста ионов. Если же исходить из прямой зависимости индукционного периода от скорости образования зародышей, то критический зародыш должен быть очень небольшим (от 2 до 9 ионов), например (CaF2)3, (BaSО4 )4. И тот и другой подходы основаны на допущениях, вряд ли приемлемых для окончательных решений.
  1   2   3   4   5   6

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Конспект лекций в двух частях часть 2 iconКонспект лекций Конспект лекций для студентов, обучающихся по направлениям...
И классификация

Конспект лекций в двух частях часть 2 iconКонспект лекций по ахд конспект лекций по предмету: «Анализ хозяйственной...

Конспект лекций в двух частях часть 2 iconВ. Д. Осипова полифония учебное пособие в двух частях Часть 1 Полифонические приёмы
О. И. Куницын; кандидат педагогических наук, доцент Омского государственного педагогического

Конспект лекций в двух частях часть 2 iconКонспект лекций по дисциплине «Математические методы и модели энергетического...
Основы работы в системе компас: конспект лекций составитель: Э. В. Колисниченко. – Сумы: Изд-во СумГУ, 2010. – 249 с

Конспект лекций в двух частях часть 2 iconКонспект лекций для студентов всех форм обучения специальности «Автоматика...
Конспект лекций рассмотрен и рекомендован к изданию кафедрами «Менеджмента и маркетинга» и «Экономика предприятий» Донижт, протокол...

Конспект лекций в двух частях часть 2 iconКонспект лекций 2007 Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей...
Экология. Конспект лекций. Для студентов специальностей 080201 «Информатика», 090220 «Оборудование химических производств и предприятий...

Конспект лекций в двух частях часть 2 iconКонспект лекций cogito, ergo sum история психологии • Конспект лекций...
Конспект предназначен для студентов и преподавателей психологических факультетов выс­ших учебных заведений и всех тех, кто интересуется...

Конспект лекций в двух частях часть 2 iconТ. П. Демиденко конспект лекций
Конспект лекций «Инженерная графика» для студентов 1 курса дневной формы обучения бакалавров по направлению 140101 «Гостинично-ресторанное...

Конспект лекций в двух частях часть 2 iconКонспект лекций по дисциплине «Метрология и стандартизация»
Конспект лекций по дисциплине Метрология и стандартизация. Часть Метрология

Конспект лекций в двух частях часть 2 iconКонспект лекций по дисциплине «Физическая химия»
Физическая химия: Конспект лекций/ Составитель С. Ю. Лебедев. Сумы: Изд-во СумГУ, 2007. 37 с

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<