1.Количественный анализ бывает –
гравиметрический ( весовой) - титриметрический (объемный)
Титриметрический метод анализа основан на определении вещества, после взаимодействия с раствором вещества в ходе химической реакции. Объемный метод анализа основан на законе эквивалентов.
Виды титриметрического анализа[править | править вики-текст]
Титриметрический анализ может быть основан на различных типах химических реакций:
• кислотно-основное титрование — реакции нейтрализации;
• окислительно-восстановительное титрование (перманганатометрия, иодометрия, хроматометрия, цериметрия, броматометрия, ванадатометрия) — окислительно-восстановительные реакции;
• осадительное титрование (аргентометрия, гексоцианоферратометрия, меркурометрия) — реакции, протекающие с образованием малорастворимого соединения, при этом изменяются концентрации осаждаемых ионов в растворе;
• комплексиметрическое титрование — реакции, основанные на образовании прочных комплексных соединений, например, с комплексоном (обычно ЭДТА), при этом изменяются концентрации ионов металлов в титруемом растворе.
Индика́тор (лат. indicator — указатель) — соединение, позволяющее визуализировать изменение концентрации какого-либо вещества или компонента, например, в растворе при титровании, или быстро определить pH, еН и др. параметры. Существуют также химические индикаторы для самых различных специальных целей, например, для определения дозы облучения.
Виды индикаторов[править | править вики-текст]
• Кислотно-основные индикаторы
• Редокс-индикаторы, Ох- и Red-формы которых имеют различный цвет
• Металлоиндикаторы
• Адсорбционные индикаторы
Кислотно-основное титрование — титриметрические методы определения концентрации кислот или оснований, основанные на реакции нейтрализации:
Н3O+ + ОН− = 2Н2О
2. Метод нейтрализации — титриметрический метод определения концентрации кислот (ацидиметрия) и щелочей (алкалиметрия) в растворах.
В основе метода нейтрализации лежит использование реакции нейтрализации, т. е. соединения водородных и гидроксильных ионов с образованием малодиссоциирующего вещества - воды. Соответственно кислоты определяют щелочами, щелочи - кислотами.
В этом методе используют главным образом два индикатора фенолфталеин и метилоранжевый, в некоторых случаях используют лакмус, метилкрасный. Согласно ионной теории индикаторов – индикатор в методе нейтрализации представляет собой слабые органические кислоты или основания, у которых недиссоциированные молекулы имеют другую окраску, чем образуемые ими ионы. Точка эквивалентности (конечная точка титрования) в титриметрическом анализе момент титрования, когда число эквивалентов добавляемого титранта эквивалентно или равно числу эквивалентов определяемого вещества в образце. В некоторых случаях наблюдают несколько точек эквивалентности, следующих одна за другой, например, при титровании многоосновных кислот или же при титровании раствора, в котором присутствует несколько определяемых ионов.
Количественный анализ позволяет установить элементный и молекулярный состав исследуемого объекта или содержание отдельных его компонентов.
В зависимости от объекта исследования различают неорганический и органический анализ. В свою очередь их разделяют на элементный анализ, задача которого — установить, в каком количестве содержатся элементы (ионы) в анализируемом объекте, на молекулярный и функциональный анализы, дающие ответ о количественном содержании радикалов, соединений, а также функциональных групп атомов в анализируемом объекте.
Метод перманганатометрии. Индикаторы метода. Рабочие и стандартные растворы. Сущность титрования перманганатом калия.
Перманганатометрия – один из наиболее часто применяемых методов окислительно-восстановительного титрования. В качестве титранта используют раствор перманганата калия, окислительные свойства которого можно регулировать в зависимости от кислотности раствора
Окончание титрования устанавливается по отсутствию розовой окраски перманганат-иона или с помощью индикатора (например, дифениламина или ферроин).
В качестве рабочего раствора применяют перманганат калия KMnO4. Перманганатометрия — это титриметрический (объёмный) метод определения веществ, основанный на реакциях окисления с участием перманганат-ионов.
В основе перманганатометрического титрования лежит окислительно-восстановительный процесс с участием пары Mn(VII)/Mn(II) (Еo=+1,52 В) в кислой среде:
При использовании раствора перманганата калия в качестве титранта можно определять, например, ионы железа, пероксид водорода, оксалаты:
Конечную точку титрования определяют без индикатора по появлению собственной фиолетовой окраски ионов MnO4-.
4. Эквивалент –
это реальная или условная частица, которая равноценна одному протону в ионных реакциях или одному электрону в ОВР.
Фактор эквивалентности - число, показывающее, какая часть молекулы или другой частицы вещества соответствует эквиваленту ( оно меньше или равно 1).
Расчеты эквивалента неорганических веществ –
э(кисл)=  ; Э(осн)= ; Э(солей) = 
5.Концентрация растворов –
это величина определяющая количественный состав растворов:
основные формулы :
С(%)= *100%;
См= .
Cн =C(  );
Смл = .
приготовление растворов с заданной концентрацией вещества - для приготовления определённого раствора нужной концентрации обычно составляют пропорцию, где за x принимают массу вещества, которую необходимо растворить, для получения раствора необходимой концентрации. При этом необходимо вычитать массу растворённого вещества из массы раствора, чтобы найти массу растворителя. 
6. Основные понятия электрохимии –
электрохимия устанавливает механизмы процессов которые происходят на границе раздела фаз, с участием заряженных частиц, электрические явления в живых организмах.
Электропроводность- способность тел проводить электрический ток.
классификация :
молярная электропроводность – величина, возникающая между электродами ( расстояние между ними1 см) площадь которых 1см^2, в растворе с концентрацией 1моль на литр., расчет. λ = (ом^-1*cм^-1/л)
Эквивалентная электропроводимость - определяется проводимостью всех ионов. λ (Сэ)= (ом^-1*см^-1/г*экв*л)
Удельная электропроводимость – электропроводность вещества которая находится между электродами капа=1/p(плотность) ом^-1*см^-1)
7. Гальванический элемент-
химический источник тока, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительной реакцией.
Электроды сравнения - применяемые для измерения электродных потенциалов.
Электроды определения – электроды, которые чувствительны к специфическим ионам, используемые для определения концентрации ионов в растворе.
8. Зависимость электропроводности от концентрации раствора.-
С ростом концентрации электролита удельная электропроводность æ сначала увеличивается, что объясняется увеличением числа ионов (носителей заряда) в растворе. Однако, чем больше ионов в растворе, тем сильнее проявляется ион-ионное взаимодействие, приводящее к замедлению движения ионов, а также к их ассоциации. Поэтому почти всегда зависимость удельной электропроводности от концентрации электролита проходит через максимум.
9. Диссоциация слабых электролитов –
Степень диссоциации — величина, характеризующая состояние равновесия в реакции диссоциации в гомогенных (однородных) системах  .( продиссоциированных молекул вещества  , общему числу его молекул  ).
Закон Освальда - соотношение, выражающее зависимость эквивалентной электропроводности разбавленного раствора бинарного слабого электролита от концентрации раствора: 
Расчеты электропроводности и степени диссоциации.
Электропроводность электролитов, способность электролитов проводить электрический ток при приложении электрического напряжения. Носителями тока являются положительно и отрицательно заряженные ионы - катионы ианионы, которые существуют в растворе вследствие электролитич. диссоциации.
Величина обратная удельной электропроводности называется удельным электрическим сопротивлением и вычисляется по формуле:
 ,
Где: R – общее сопротивление проводника, Ом;
S – площадь поперечного сечения проводника, М2;
l – длина проводника, М.
Степень диссоциации — величина, характеризующая состояние равновесия в реакции диссоциации в гомогенных (однородных) системах.
Степень диссоциации равна отношению числа продиссоциированных молекул вещества к общему числу его молекул . Выражается в долях или процентах.
Степень диссоциации зависит как от природы растворённого электролита, так и от концентрации раствора.
Закон Кольрауша –
в бесконечно разбавленном растворе перенос электричества осуществляется всеми ионами независимо друг от друга; при этом общая молярная электропроводность раствора равна сумме молярных электропроводностей отдельных ионов. Но при увеличении концентрации растворов увеличивается взаимодействие между ионами и закон Кольрауша не выполняется.
Хотя, как выяснилось впоследствии, такой «эстафетный» механизм электропроводности имеет много общего с механизмом переноса тока ионами Н3О+ и ОН, для большинства электролитов он оказался неприменимым.
Это явление объясняется эстафетным, или гротгусовским, механизмом перемещения ионов водорода и гидроксила.
12. Физические свойства воды: температура, диэлектрическая проницаемость, поверхностное натяжение, вязкость, роль в процессе набухания полимеров.
вода переходит в твердое состояние при температуре в 0 °C и кипит (превращается в водяной пар) при температуре 100 °C. Высокая диэлектрическая проницаемость воды (Е=78,5) способствует растворению солей, кислот, оснований и их диссоциации на ионы. Вода имеет максимальное для жидкостей (кроме ртути) поверхностное натяжение, благодаря чему обеспечивается возможность движения соков в растениях, крови в сосудах животных и человека. С повышением температуры поверхностное натяжение воды уменьшается.Вязкость (способность жидкости оказывать сопротивление различным формам движения) воды закономерно изменяется в зависимости от температуры: уменьшается с ее возрастанием. С повышением концентрации растворенных в воде солей вязкость увеличивается. В то же время действие давления на вязкость воды довольно специфично: с понижением температуры при умеренном давлении вязкость воды снижается, хотя логично было бы ожидать ее повышения, а если давление увеличить значительно, то поведение воды подчиняется общему правилу.Набухание - это процесс поглощения, или сорбции низкомолекулярных жидкостей (или их паров) полимером.При набухании молекулы низкомолекулярной жидкости (или ее пара) проникают между элементами структуры полимера, вызывая межструктурное набухание, или внутрь структур, раздвигая макромолекулы (внутриструктурное набухание). При этом благодаря способности макромолекул изменять свою форму растворитель не только заполняет пустоту между отдельными звеньями, но и увеличивает эффективные радиусы полимерных клубков и расстояния между их центрами масс, не нарушая сплошности полимерного тела. Это приводит к увеличению объёма и массы полимерного тела по сравнению с исходным. При этом объём всей системы (полимер + растворитель) обычно уменьшается - явление контракции. Контракция системы при набухании полимера объясняется ориентацией молекул растворителя вдоль макромалекул, и система становится более компактной.
Следовательно, процесс набухания - это сорбция (поглощение) низкомолекулярного вещества полимером, сопровождающаяся увеличением его массы, объема и изменением структуры.
13. Растворами называются гомогенные системы, содержащие не менее двух веществ. Могут существовать растворы твердых, жидких и газообразных веществ в жидких растворителях, а также однородные смеси (растворы) твердых, жидких и газообразных веществ. Как правило, вещество, взятое в избытке и в том же агрегатном состоянии, что и сам раствор, принято считать растворителем, а компонент, взятый в недостатке - растворенным веществом.
14. Диффузия и осмос в растворах
В растворах частицы растворителя и растворенного вещества равномерно распределяются по всему объему системы вследствие своего беспорядочного теплового движения. Этот процесс называется диффузией и протекает самопроизвольно при растворении вещества или при смешивании растворов различных концентраций.
Первый закон
Парциальное давление насыщенного пара компонента раствора прямо пропорционально его мольной доле в растворе, причём коэффициент пропорциональности равен давлению насыщенного пара над чистым компонентом.
Второй закон.
Понижение температуры кристаллизации бесконечно разбавленных растворов не зависит от природы растворённого вещества и прямо пропорционально моляльной концентрации раствора. 
Исключение.
Повышение температуры кипения бесконечно разбавленных растворов нелетучих веществ не зависит от природы растворённого вещества и прямо пропорционально моляльной концентрации раствора
Законы Рауля не выполняются для растворов (даже бесконечно разбавленных), которые проводят электрический ток — растворов электролитов. Для учёта этих отклонений Вант-Гофф внёс в приведённые выше уравнения поправку — изотонический коэффициент i, неявно учитывающий диссоциацию молекул растворённого вещества:
 ; 
Осмос, направленный внутрь ограниченного объёма жидкости, называется эндосмосом, наружу — экзосмосом. Перенос растворителя через мембрану обусловлен осмотическим давлением. Это осмотическое давление возникает соответственно Принципу Ле Шателье из-за того, что система пытается выровнять концентрацию раствора в обеих средах, разделенных мембраной, и описывается вторым законом термодинамики.
Изотонический раствор — раствор, имеющий осмотическое давление, равное внутриклеточному. Клетка, погружённая в изотонический раствор, находится в равновесном состоянии — молекулы воды диффундируютчерез клеточную мембрану в равном количестве внутрь и наружу, не накапливаясь и не теряясь клеткой.
\Гипертонический раствор — раствор, имеющий бо́льшую концентрацию вещества по отношению к внутриклеточной. При погружении клетки в гипертонический раствор, происходит её дегидратация — внутриклеточная вода выходит наружу, что приводит к высыханию и сморщиванию клетки
Гипотонический раствор — раствор, имеющий меньшее осмотическое давление по отношению к другому, то есть обладающий меньшей концентрацией вещества, не проникающего через мембрану. При погружении клетки в гипотонический раствор, происходит осмотическое проникновение воды внутрь клетки с развитием её гипергидратации — набухания с последующим цитолизом.
15. Дисперсная система.
Диспе́рсная систе́ма — это образования из двух или большего числа фаз (тел), которые практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. Первое из веществ (дисперсная фаза) мелко распределено во втором (дисперсионная среда). Если фаз несколько, их можно отделить друг от друга физическим способом (центрифугировать, сепарировать и т. д.).
Обычно дисперсные системы — это коллоидные растворы, золи. К дисперсным системам относят также случай твёрдой дисперсной среды, в которой находится дисперсная фаза.
КЛАССИФИКАЦИЯ
16. Электрокинетические свойства коллоидов.
Коллоидные растворы - это высокодисперсные двухфазные системы, состоящие из дисперсионной среды и дисперсной фазы, причем линейные размеры частиц последней лежат в пределах от 1 до 100 нм.
СВОЙСТВА КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Коллоидные частицы не препятствуют прохождению света.
В прозрачных коллоидах наблюдается рассеивание светового луча (эффект Тиндаля).
Дисперсные частицы не выпадают в осадок — Броуновское движение поддерживает их во взвешенном состоянии, но в отличие от броуновского движения частиц, дисперсные частицы в коллоидных растворах не могут встретиться, что обусловлено одинаковым зарядом частиц.
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ
Коллоидные растворы могут быть получены:
1. Дисперсионными методами, основанными на дроблении, или диспергировании крупных частиц вещества до коллоидных размеров. Диспергирование можно проводить механическим измельчением, электрическим распылением и так далее.
К дисперсным методам относятся – процесс образования золей из гелей или рыхлых осадков при действии на них пептизаторов (в большинстве случаев электролитов), адсорбирующихся на поверхности коллоидных ядер и способствующих их взаимодействию с дисперсионной средой.
2. Конденсационными методами, основанными на агрегации молекул или ионов более крупные частицы. Агрегацию частиц можно осуществлять различными способами.
17. Оптические свойства коллоидов. Эффект Тиндаля. Опалесценция, рассеяние света.
ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЛЛОИДОВ
Электрокинетические явления подразделяют на две группы: прямые и обратные. К прямым относят те электрокинетические явления, которые возникают под действием внешнего электрического поля (электрофорез и электроосмос). Обратными называют электрокинетические явления, в которых при механическом перемещении одной фазы относительно другой возникает электрический потенциал (потенциал протекания и потенциал седиментации).
Электрофорез и электроосмос были открыты Ф. Рейссом (1808). Он обнаружил, что если во влажную глину погрузить две стеклянные трубки, заполнить их водой и поместить в них электроды, то при пропускании постоянного тока происходит движение частичек глины к одному из электродов.
Это явление перемещения частиц дисперсной фазы в постоянном электрическом поле было названо электрофорезом.
В другом опыте средняя часть U-образной трубки, содержащей воду, была заполнена толченым кварцем, в каждое колено трубки помещен электрод и пропущен постоянный ток. Через некоторое время в колене, где находился отрицательный электрод, наблюдалось поднятие уровня воды, в другом - опускание. После выключения электрического тока уровни воды в коленах трубки уравнивались.
Это явление перемещения дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы в постоянном электрическом поле названо электроосмосом.
Позже Квинке (1859) обнаружил явление, обратное электроосмосу, названное потенциалом протекания. Оно состоит в том, что при течении жидкости под давлением через пористую диафрагму возникает разность потенциалов. В качестве материала диафрагм были испытаны глина, песок, дерево, графит.
Явление, обратное электрофорезу, и названное потенциалом седиментации, было открыто Дорном (1878). При оседании частиц суспензии кварца под действием силы тяжести возникала разность потенциалов между уровнями разной высоты в сосуде.
Все электрокинетические явления основаны на наличии двойного электрического слоя на границе твердой и жидкой фаз.
http://junk.wen.ru/o_6de5f3db9bd506fc.html
18. Особые оптические свойства коллоидных растворов обусловлены их главными особенностями: дисперсностью и гетерогенностью. На оптические свойства дисперсных систем в значительной степени влияют размер и форма частиц. Прохождение света через коллоидный раствор сопровождается такими явлениями, как поглощение, отражение, преломление и рассеяние света. Преобладание какого-либо из этих явлений определяется соотношением между размером частиц дисперсной фазы и длиной волны падающего света. В грубодисперсных системах в основном наблюдается отражение света от поверхности частиц. В коллоидных растворах размеры частиц сравнимы с длиной волны видимого света, что предопределяет рассеяние света за счёт дифракции световых волн.
Светорассеяние в коллоидных растворах проявляется в виде опалесценции – матового свечения (обычно голубоватых оттенков), которое хорошо заметно на тёмном фоне при боковом освещении золя. Причиной опалесценции является рассеяние света на коллоидных частицах за счёт дифракции. С опалесценцией связано характерное для коллоидных систем явление – эффект Тиндаля: при пропускании пучка света через коллоидный раствор с направлений, перпендикулярных лучу, наблюдается образование в растворе светящегося конуса.
Эффект Тиндаля, рассеяние Тиндаля — оптический эффект, рассеивание света при прохождении светового пучка через оптически неоднородную среду. Обычно наблюдается в виде светящегося конуса (конус Тиндаля), видимого на тёмном фоне.
Характерен для растворов коллоидных систем (например, золей металлов, разбавленных латексов, табачного дыма), в которых частицы и окружающая их среда различаются по показателю преломления. На эффекте Тиндаля основан ряд оптических методов определения размеров, формы и концентрации коллоидных частиц и макромолекул.
19. Золи -это малорастворимые вещества (соли кальция, магния, холестерина идр) существующие в виде лиофобных коллоидных растворов.
Нью́тоновская жидкость — вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течении закону вязкого трения Ньютона, то есть касательное напряжение и градиент скорости в такой жидкости линейно зависимы. Коэффициент пропорциональности между этими величинами известен как вязкость.
Ньютоновская жидкость продолжает течь, даже если внешние силы очень малы, лишь бы они не были строго нулевыми. Для ньютоновской жидкости вязкость, по определению, зависит только от температуры и давления (а также от химического состава, если жидкость не является беспримесной), и не зависит от сил, действующих на неё. Типичная ньютоновская жидкость — вода.
Неньюто́новской жидкостью называют жидкость, при течении которой её вязкость зависит от градиента скорости. Обычно такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры.
Простейшим наглядным бытовым примером может являться смесь крахмала с небольшим количеством воды. Чем быстрее происходит внешнее воздействие на взвешенные в жидкости макромолекулы связующего вещества, тем выше её вязкость.
20. Поверхностное натяжение, способы измерения.
Поверхностное натяжение – сила, отнесенная к единице длины контура, ограничивающего поверхность раздела фаз (размерность Н/м); эта сила действует тангенциально к поверхности и препятствует ее самопроизвольному увеличению.
Статические методы:
1. Метод поднятия в капилляре
2. Метод Вильгельми
3. Метод лежачей капли
4. Метод определения по форме висячей капли.
5. Метод вращающейся капли
Динамические методы:
1. Метод дю Нуи (метод отрыва кольца).
2. Сталагмометрический, или метод счета капель.
3. Метод максимального давления пузырька.
4. Метод осциллирующей струи
5. Метод стоячих волн
6. Метод бегущих волн
Устойчивость коллоидных растворов: коагуляция, порог коагуляция.
Устойчивость коллоидного раствора — свойство коллоидной системы противостоять тенденции к агрегации частиц.
Коагуляция — объединение мелких диспергированных частиц в бо́льшие по размеру агрегаты. Коагуляция в лиозолях приводит к образованию сетчатой структуры (застудневание) или вызывает выпадение коагулята (син. коагулюм) — хлопьевидного осадка.
|
Скачать 1.01 Mb.