Ответы по аналитике. Основные положения качественного анализа

• Название: Основные положения качественного анализа
• Дата: 24.05.2019
• Размер: 0.71 Mb.
• Имя файла: Ответы по аналитике.docx
• Тип: Документы; #78649
• страница: 12 из 17

Задачи и методы количественного анализа. Аналитические весы

Задачей количественного анализа является определение количественного

содержания отдельных составных частей в исследуемом веществе. Количественный анализ используется в биологии, физиологии, медицине, биохимии, химии пищевых продуктов, фармации и т.д.

Все методы количественного анализа подразделяются на химические, физико-химические и физические. К химическим методам относятся гравиметрический, титриметрический и газовый анализы, к физико-химическим – фотометрия, электрохимический и хроматографический анализы, к физическим – спектральный анализ, люминесцентный.

1. Гравиметрический анализоснован на определении массы вещества, выделенного в чистом виде или в виде соединения известного состава. Например, чтобы определить количество бария в его соединениях, ион Ва²⁺осаждают при помощи разбавленной серной кислоты. Осадок ВаSО₄ фильтруют, промывают, прокаливают и точно взвешивают. По массе осадка ВаSО₄ и его формуле вычисляют, сколько в нем содержится

бария. Гравиметрический метод дает результаты высокой точности, но он очень трудоемок.

2.Титриметрический анализ основан на точном измерении объема реактива,

затраченного на реакцию с определенным компонентом. Реактив берется в виде раствора определенной концентрации – титрованный (стандартный) раствор. Момент, когда реактив будет прибавлен в количестве, эквивалентном содержанию определяемого вещества, т.е. окончания реакции, определяется различными способами. При титровании приливают реактив в количестве, эквивалентном количеству исследуемого вещества. Зная объем и точную концентрацию раствора, пошедшего на реакцию с определяемым веществом, вычисляют его количество.

Титриметрический анализ дает менее точные результаты, чем гравиметрический, но важным его преимуществом является большая скорость выполнения анализа. В зависимости от типа реакций, протекающих в процессе титрования, титриметрический анализ включает методы кислотно-основного титрования, методы оксидиметрии и методы осаждения и комплексообразования.

3. Методы фотометрииоснованы на измерении поглощения, пропускания и рассеяния света раствором. Для большинства фотометрических методов используют так называемые цветные реакции, т.е. химические реакции, сопровождающиеся изменением окраски раствора. Метод, основанный на определении содержания вещества по интенсивности окраски, называютколориметрией. Оценку интенсивности окраски раствора производят визуально или с помощью соответствующих приборов.

Иногда определяемый компонент превращают в труднорастворимое соединение и о его содержании судят по интенсивности помутнения раствора. Метод, основанный на этом принципе, называют нефелометрией. Методы колориметрии и нефелометрии применяются для определения компонентов, входящих в состав анализируемого вещества в очень малых количествах. Точность этого метода ниже, чем гравиметрического или титриметрического.

3. 
   Электрохимические методы. К этим методам относятся электрогравиметрический анализ, кондуктометрия, потенциометрия м полярография. Электрогравиметрический метод применяется для определения концентрации металлов. Определяемый элемент осаждается путем электролиза на электроде, масса которого известна. Кондуктометрия и потенциометрия относятся к электротитриметрии. Окончание реакции при титровании устанавливают или путем измерения электропроводности раствора или путем измерения потенциала электрода, погруженного в исследуемый раствор. Потенциометрический метод применяется также для определения рН раствора. Определение основано на измерении электродвижущей силы раствора (э.д.с.), которая зависит от концентрации ионов водорода. В полярографическом методе о количестве определяемого иона судят по характеру вольтамперной кривой (полярограмма), получаемой при электролизе исследуемого раствора с капельным ртутным катодом в особом приборе – полярографе. Этот метод отличается высокой чувствительностью. Применяя полярографический метод, можно в одном и том же растворе качественно и количественно определять различные элементы, не прибегая к химическим реакциям.
   

Аналитические весы – это высокоточный весоизмерительный прибор. Без аналитических весов невозможно функционирование лабораторий, проводящих исследования в различных отраслях науки и промышленности. На них взвешивают порошки, вещества в жидком и твердом агрегатных состояниях. Все лабораторные аналитические весы по их точности можно отнести к двум группам:

1.полу-микрохимические взвешивают до 0,01 мг; 2.микрохимические взвешивают до 0,001мг.

49. катионы 6 аналит. группы

Катионы 6-ой аналитической группы Cu²⁺, Hg²⁺ Co²⁺Ni²⁺

Общая характеристика катионов шестой аналитической группы

Катионы 6-ой ан. группы осаждаются растворами гидроксида аммония, образуя осадки гидроксидов и основных солей. Осадки гидроксидов и основных солей растворяются в избытке раствора гидроксида аммония, образуя комплексные соли. Это свойство отличает катионы 6-ой группы.

При взаимодействии катионов 6-ой гр. с едкими щелочами в осадок выпадают их гидроксиды или основные соли, растворимые в кислотах и нерастворимые в щелочах.

Сероводород осаждает сульфиды катионов 6-группы – образуется осадок черного цвета. Сульфиды растворимы в минеральных кислотах. Карбонаты щелочных металлов осаждают карбонаты или основные карбонаты катионов 6-ой гр, растворимые в кислотах. Фосфаты осаждаются при взаимодействии с гидрофосфатом натрия и растворимы в кислотах. Катионы меди, кобальта и никеля в растворах окрашены соответственно в зеленый или синий, розовый и зеленый цвет.

Применение в медицине и фармации солей катионов 6-ой аналитической группы

Сульфат меди применяют внутрь в растворах как рвотное средство и при отравлении фосфором, наружно – как прижигающее и вяжущее средство в виде растворов и палочек. В малых дозах растворы применяют для лечения анемий. Цитрат меди назначают в виде мазей при глазных заболеваниях (трихоме, конъюнктивите). Дихлорид ртути или сулема, обладает выраженными антибактериальными свойствами и применяется для дезинфекции белья, одежды, стен и при лечении кожных заболеваний. Оксицианид ртути используется в растворах для промывания при лечении ряда глазных и урологических заболеваний. Дийодид ртути иногда применяют в виде микстур для лечения сифилиса. Хлорид меркураммония используют для приготовления антисептических и противовоспалительных мазей.

Кобальт в виде комплексных соединений назначается для лечения заболеваний системы крови – анемий, для улучшения синтеза гемоглобина и усвоения железа.

Реакции катионов меди Cu²⁺

1. 
   Реакция с раствором гидроксида аммония является специфичной реакцией благодаря образованию иона тетрааминамеди (2), обладающего характерной синей окраской. Реакцией с раствором гидроксида аммония катион меди можно открыть в присутствии других катионов.
   
2. 
   Реакция с тиосульфатом натрия:
   

А) при эквивалентных соотношениях:

CuSO₄+Na₂S₂O₃→CuS₂O₃+Na₂SO₄

CuS₂O₃+H₂O→CuS↓+H₂SO₄

Б) При избытке реактива:

2CuSO₄+4Na₂S₂O₃→3Na₂SO₄+Na₂S₄O₆+Cu₂S↓+S↓+SO₂↑

В кислой среде при нагревании с избытком тиосульфата натрия соли меди(2) образуют осадок сульфида меди(1) и серы темно-бурого цвета. Реакция позволяет отделить мель(2) от ртути(2), сульфид которой нерастворим в азотной кислоте в отличие от сульфида меди.

3. 
   Реакция восстановления:
   

Cu²⁺+Zn→Cu↓+Zn²⁺

Металлы (железо, цинк, алюминий) способны восстанавливать медь(2) до элементарной меди. При нанесении на металлическую пластинку подкисленного серной или соляной кисотой раствора соли меди на пластинке образуется красноватое пятно меди.

4. 
   Реакция с гексациано(2) ферратом калия:
   

CuSO4+K₄[Fe(CN)₆]→Cu2[Fe(CN)₆]↓+ 2K₂SO₄

Образуется красно-бурый осадок гексациано(2) феррата меди, нерастворимый в разбавленных кислотах. В гидроксиде аммония осадок растворяется с образованием гидроксида тетраамина меди (2):

Cu₂[Fe(CN)₆]+12NH₄OH→(NH₄)₄[Fe(CN)₆]+2 [Cu(NH₃)₄](OH)₂+8H₂O

5. 
   Реакция окрашивания пламени. Пламя газовой горелки окрашивается солями меди (2) в зеленый цвет.
   

Реакции катионов ртути (2)

1. 
   Реакция с йодидом калия:
   

Hg(NO₃)₂+2KI→HgI₂↓+2KNO₃

HgI2+2KI→K₂[HgI₄]

Образуется ярко-красный осадок дийодида ртути, растворимый в избытке реактива с образованием бесцветного комплексного соединения. Реакция проходит в слабокислой среде. Проведению реакции мешают катионы серебра и свинца (2)

2. 
   Реакция восстановления
   

Восстановители (хлорид олова (2), медь и др.) восстанавливают ртуть (2+) до ртути (1+), затем до ртути.

SnCl₂+2HgCl₂→ Hg₂Cl₂↓+SnCl₄

Hg₂Cl₂+ SnCl₂→2Hg↓+ SnCl₄

В растворах или на фильтровальной бумаге при взаимодействии солей ртути с дихлоридо м олова образуется черный осадок металлической ртути:

Cu+HgCl₂→2Hg↓+ CuCl₂

Если поместить на медную пластинку каплю раствора соли ртути(2), то на пластинке через 4-5 мин. Образуется черное пятно металлической ртути. Если потереть пятно, появляется блестящий налет амальгамы меди. Проведению реакции мешают серебро, висмут, ртуть (1), сурьма.

3. 
   Реакция с дифенилкарбазидом:
   

В среде разбавленной азотной кислоты образуется фиолетовый или синий осадок к.с. – дифенилкарбазида ртути. Реакция специфична для катиона ртути (2). Проведению реакции мешают хроматы и молибдаты.

Реакции катионов кобальта Co²⁺

1. 
   Реакция с роданидом аммония
   

CoCl₂+4NH₄SCN→(NH₄)₂[Co(SCN)₄]+2NH₄Cl

Реакцию проводят в присутствии амилового спирта. Образуется к.с. сине – голубого цвета – тетрародано (2)кобальтат аммония, переходящее в слой амилового спирта. Проведению реакции мешает присутствие катионов меди (2), железа (3), висмута.

С помощью фильтровальной бумаги катион кобальта можно открыть в присутствии всех катионов. Для этого на бумагу наносят каплю раствора роданида аммония, а затем каплю испытуемого раствора, бумагу выдерживают в парах аммиака и подсушивают над пламенем горелки. В присутствии кобальта переферическая часть пятен приобретает синюю окраску. Иногда для связывания мешающего влияния железа (3) используют добавлениеNaF.6NaF+FeCl3→Na3[FeF6]+3NaCl

2. 
   Реакция с тетрародано(2) меркурратом аммония
   

2(NH4)2[Hg(SCN)4]+CoSO4+ZnSO4→Zn[Hg(SCN)4]*Co[Hg(SCN)4]↓+2(NH4)2SO4

50. Растворы. Концентрация раствора.