Основы общей и аналитической химии. Аналитическая химия

• Название: Аналитическая химия
• Дата: 23.12.2021
• Размер: 195.38 Kb.
• Имя файла: Основы общей и аналитической химии.docx
• Тип: Закон; #315110
• страница: 4 из 17

Показательчувствительности:

Аналитическая реакция тем чувствительней, чем меньше её открываемый минимум, минимальный объём предельно разбавленного раствора и чем больше предельное разбавление.

Методы маскирования, разделения и концентрирования

Нередко при поведении химического анализа, применяемый метод обнаружения или определения нужных компонентов не обеспечивает надёжных результатов:

а) без предварительного устранения влияния мешающих компонентов

в) когда концентрация определяемого вещества очень мала (ниже определяемого минимума).

Устранить мешающие компоненты можно двумя способами: маскирование или разделение (концентрирование).

Маскирование – это перевод мешающих компонентов в такую форму, которая не оказывает мешающего влияния. При этом не происходит образования новой фазы, в чём и состоит преимущество этого метода перед разделением. Исключаются операции, связанные с отделением фаз друг от друга.

Но, маскирование не всегда удается осуществить, тогда используют разделение веществ (или концентрирование)

Разделениеиконцентрирование

Разделение – это операция (процесс), в результате которой компоненты, составляющие исходную смесь, отделяются друг от друга.

Концентрирование – операция (процесс), в результате которой повышается отношение концентрации или количества микрокомпонентов к концентрации или количеству макрокомпонентов.

Различают абсолютное и относительное концентрирование.

Абсолютное концентрирование – это перевод микрокомпонента из большей массы (или объема) образца в малую массу (или объём).

Относительноеконцентрирование– это когда микрокомпонент отделяется от макрокомпонента таким образом, что повышается отношение концентрации микрокомпонента к концентрации макрокомпонента. Относительноеконцентрирование можно рассматривать как частный случай разделения.

Разделение и концентрирование имеют много общего как с точки зрения теории, так и в технике использования.

В основе большинства методов разделения лежит один и тот же принцип – избирательное распределение компонентов анализируемой пробы между двумя разделяющими фазами. Обнаруживаемый компонент смеси переводят по возможности полностью в одну из фаз.

Методы основаны на использовании различий в свойствах компонентов анализируемой системы, таких как: растворимость, температура, скорость движения частиц во внешнем электрическом поле и др.

К числу наиболее распространенных методов относятся следующие:

• 
  испарение: упаривание и выпаривание (досуха);
  
• 
  озоление - анализируемый материал путем термической обработки на воздухе превращается в минеральный остаток (золу);
  
• 
  кристаллизация;
  
• 
  экстракция (различие в растворимости извлекаемого компонента в двух контактирующих несмешивающихся фазах)
  
• 
  сорбционные (адсорбция, абсорбция и хемосорбция);
  
• 
  электрохимические;
  
• 
  хроматографические;
  
• 
  осаждение и соосаждение.
  

Соосаждение – одновременное осаждение обычно растворимого микрокомпонента с выпадающим в осадок макрокомпонентом из одного и того же раствора , вследствие образования смешанных кристаллов. Осадок макрокомпонента называют коллектором (или носителем микрокомпонента)

Коллекторы (носители) – это малорастворимые неорганические или органические соединения, которые должны захватывать нужные и не захватывать мешающие микрокомпоненты и компоненты матрицы.

Соосаждение используют для повышения полноты выделения того или иного компонента из раствора вместе с осадком.

При осаждении имеет место адсорбция, ионный обмен, изоморфное соосаждение, образование химических соединений и другие виды взаимодействия микрокомпонентов с компонентами осадка. На соосаждение микрокомпонентов оказывают влияние состояние микрокомпонента в растворе, кристаллохимические свойства осадка (структура, поверхность и др.), процесс старения осадка, кислотность раствора, порядок добавления реагентов, температура, время и другие факторы.

Разделение методом осаждения основано на различной растворимости соединений разделяемых ионов при действии реагентов. Для повышения селективности осаждения варьируют рН раствора, используют комплексообразование, изменение степени окисления элементов и другие. При правильном подборе осадителей и условий осаждения удаётся разделить практически любые смеси катионов и анионов.

Практически все неорганические и органические реагенты для осаждения неорганических ионов пригодны для разделения.

Экстракция – это метод разделения и концентрирования веществ, основанный на распределении вещества между двумя несмешивающимися фазами. В качестве одной из фаз обычно используют воду, в качестве второй – органический растворитель. Метод считается универсальным, поскольку он используется практически для всех элементов.

Преимущества экстракции перед другими методами связаны с большой скоростью достижения межфазного равновесия, быстрым отделением одной фазы от другой, а так же с тем, что соэкстракция мешающих элементов мала.

Основные понятия:

Соединение ответственное за образование экстрагируемого соединения (обычно в органической фазе) называют экстрагентом. Органическую фазу, отделённую от водной и содержащую экстрагированные соединения, называют экстрактом. Перевод вещества из органической фазы в водную называют реэкстракция,а раствор, используемый для реэкстракции – реэкстрагентом.

Инертные органические растворители, применяемые для улучшения физических и экстракционных свойств экстрагента, называют разбавителями. К ним относятся: хлороформ (СН Сl₃, тетрахлорид углерода (СCl₄), бензол (С₆ Н₆).

Экстрагенты.

Очень часто для экстракции применяют полидентатные органические реагенты, образующие с ионами металлов внутрикомплексные соединения. Реагент, образующий внутрикомплексное соединение, должен содержать хотя бы одну активную группу с подвижным атомом водорода, замещаемым в процессе комплексообразования на ион металла. Образующееся комплексное соединение малорастворимо в воде, но лучше растворимо в органических раствори-телях. К наиболее применяемым относятся: дитизон, диэтилдитиокарбаминат натрия, 8-оксихино-

мен и ацетилацетон.

Разбавители

Для экстракции органических веществ и координационных соединений элементов используют органические растворители разной природы:

а) углеводороды – гексан, циклогексан, бензол, толуол,

б) хлорпроизводные углеводородов: хлороформ, Сl₄, хлорбензол, в) спирты: изоамиловый, изобутиловый, н-бутиловый,

г) простые и сложные эфиры, д) кетоны.

Природа органического растворителя оказывает существенное влияние на экстракцию. Важны: диэлектрическая проницаемость растворителя, его сольватирующая способность, а так же способность участвовать в кислотно-основных взаимодействиях. Можно использовать смеси растворителей.