j
НА СКЛАДЕ в наличии, шт. | {{in_stock}} |
Название книги | Аналитическая химия: учебник. - Изд. 3-е |
Автор | Саенко |
Год публикации | 2021 |
Издательство | Феникс |
Раздел каталога | Химические науки (ID = 115) |
Серия книги | Среднее профессиональное образование |
ISBN | 978-5-222-34606-8 |
EAN13 | 9785222346068 |
Артикул | 978-5-222-34606-8 |
Количество страниц | 287 |
Тип переплета | матовая+лакировка |
Формат | 84*108/32 |
Вес, г | 278 |
В учебнике описаны методы качественного и количественного анализа, а также физико-химические (инструментальные) исследования. К каждому параграфу даны контрольные вопросы для более глубокого усвоения материала, задачи для самостоятельной работы учащихся. Таблицы, необходимые для решения задач, приведены в Приложении. Учебник предназначен для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 19.02.10 "Технология продукции общественного питания", изучающих курс аналитической химии, а также для студентов всех специальностей укрупненной группы 19.00.00 "Промышленная экология и биотехнологии". Теоретические разделы, содержащиеся в настоящем издании, могут быть также рекомендованы при изучении курсов общей и неорганической химии.
К сожалению, посмотреть онлайн и прочитать отрывки из этого издания на нашем сайте сейчас невозможно, а также недоступно скачивание и распечка PDF-файл.
Среднее профессиональное образованиеО.Е. СаенкоАНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯУчебник для средних специальных учебных заведенийРекомендовано Научно-методическим советом Международного научного общественного объедиИздание З еРостов-на-Дону «Феникс» 2021УДК 546(075.32)ББК 24.4я723КТК 155С14Саенко О.Е.С14циальных учебных заведений / О.Е. Саенко. — Изд. 3-е. — Ростов н/Д : Феникс, 2021. — 287 с. — (СредISBN 978-5-222-34606-8В учебнике описаны методы качественного и количеУчебник предназначен для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования спеУДК 546(075.32)ББК 24.4я723 Учебное изданиеСаенко Ольга ЕвгеньевнаАНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯОтветственный редактор: М. Басовская Технический редактор: Г. ЛогвиноваФормат 84x108 1/32. Бумага тип №2.Тираж 1 000 экз. Заказ №Импортер на территории ЕАЭС: ООО «Феникс»344011, Россия, Ростовская обл., г. Ростов-на-Дону, ул. Варфоломеева, 150Тел./факс: (863) 261-89-50, 261-89-59Изготовлено в Украине. Дата изготовления: 022021.Срок годности не ограничен.Изготовитель: ООО «БЭТ».61024, Украина, г. Харьков, ул. Максимилиановская, 17© Саенко О.Е., 2016ISBN 978-5-222-34606-8 © Оформление, ООО «Феникс», 2016ВведениеАналитическая химия занимается разработкой методов анализа и исследования различных объектов, изучением качественного и количественного состава вещества. Объектами исследования аналитической химии могут быть вещества как различной структурной сложности (атомы, молекулы, ионы, сложные вещества и др.), так и различВсе методы по природе изучаемых параметров химиВ древности химический анализ применялся для исслеОсновным инструментом анализа в древние времена служиВ 1637 г. в Стокгольме была создана «Королевская хидля изучения состава и свойств веществ. Применение фиXVIII в. дал много классических образцов качественВ современный период появилось большое количество физических и физико-химических методов анализа — хроАналитическая химия традиционно делится на два разность и т. д. В зависимости от массы сухого вещества или объема раствора анализируемого вещества различают слеТаблица 1* Приняты секцией аналитической химии IUPAC в 1955 г.Глава 1КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗРаздел 1 Теоретические основы качественного анализа§ 1. Краткая характеристика методов качественного анализаХимическая идентификация (обнаружение) — это устареагентом, а реакция, в реаналитической реакцией. Химический анализ вещества проводят двумя способами: «сухим путем» или «мокрым путем».Анализ «сухим путем» подразделяется на пирохимичес и анализ методом растирания. К пирохимичесПолучение окрашенных перлов основано на способноNaNH4HPO4 • 4Н2О или буре Na2B4O7 • 4Н2О образовывать стекла (перлы), окрашенные в определенный цвет. По окраске стекла возможно опреРеакции окрашивания пламени основаны на термическом разложении солей при внесении их в пламя горелки: при высокой температуре образующиеся ионы восстанавливаиспытания платиновую или нихромовую проволоку, впаМетод растирания применяется в первую очередь для анализа руд и минералов в полевых условиях. Согласно ме2 растирают с кристалликами роданида аммония NH4CNS. При этом смесь синеет вследствие образования комплексной соли:СоС12 + 4NH4CNS = (NH4)2[Co(CNS)4] + 2NH4C1.Анализ «мокрым способом» — это химические реакции, протекающие в растворах электролитов. Анализируемое вещество предварительно растворяют в воде или других ранию ионов (катионов и анионов). Химическая идентифивыпадение осадка:ВаС12 + H2SO4 = BaSO44- + 2НС1Ва2+ + SO42- -a BaSOj;изменение цвета раствора:FeCl3 + 3NH4SCN = Fe(SCN)3 + 3NH4C1 раствор кроваво-красного цвета Fe3+ + 3SCN- —> Fe(SCN)3;выделение газа:NH4C1 + NaOH = NaCl + NH3? + H2O.NH4+ + OH- -A NH3 + H2O.Проведение анализа «мокрым путем» возможно милли- грамм-методом. По способу выполнения данный метод деМикрокристаллоскопическое исследование проводится с помощью микроскопа. На предметном стекле проводится реакция взаимодействия капли исследуемого вещества с каплей реагента; в результате реакции образуются кристалCaSO4 подтверждает наличие иона кальция. Однако кристаллы того или иного вещества приотносится скорость роста кристаллов, поэтому следует не смешивать исследуемый раствор и реагент на предметном стекле, а нужно соединять между собой капли реагентов при помощи тонкой стеклянной палочки или кусочком воКапельный метод основан на использовании капиллярследуемого раствора и обрабатывают парами аммиака; после этого на то же место помещают каплю насыщенно§ 2. Чувствительность аналитических реакцийВажным условием правильного проведения анализа явоткрываемым минимумом т;
предельной концентрацией Спред или предельным разбавлением Кпред;
минимальным объемом предельно разбавленного раствора.
Открываемый минимум — наименьшая масса вещества, которая может быть обнаружена данной реакцией; выра-6 г = 10-3 мг). Чем меньше открываемый минимум, тем более чувствительна реакция. Предельной концентрацией открываемого вещества называют отношение одной весовой части (1г) определяеK2[PtCl6] из одной капли анализируемого раствора, равна 1:10 000. Это означает, что катион калия еще можно обнаружить в виде K2[PtCl6] в водном растворе, содержащем 1 г К+ в 10 000 мл. Но если концентрация меньше, чем 1 : 10 000, то обнаружить его в виде данного осадка в одной капле исследуемого раствора невозможно. Величина, обратная препредельным разбавлег пред р ^предVnped показывает, в каком объеме водного раствора соK2[PtCl6] из одной капли раствора, равно 10 000, т. е. объем раствора, содержащий 1 г ионов калия, не может быть разбавлен в этом случае больше, чем до 10 000 мл. Реакция будет тем чувствительнее, чем меньМинимальным объемом предельно разбавленОткрываемый минимум, предельная концентрация, минимальный объем и предельное разбавление взаимосвят = Спред ■ VMUH ■ 106 МКГ;илиV 106 V предЧувствительность реакции определяется также времеMg2+ можно открыть несколькими способами, в том числе дейNa^PC^ в присутствии гидNH4OH и хлорида аммония NH4C1 и карбонатом натрия Na2CO3. Оказалось, что образование белого кристаллического осадка фосфата магния-аммония MgNH4PO4 происходит быстрее, чем основного карбона(MgOH)2CO3; следовательно, первая реакция более чувствительная.§ 3. Условия проведения аналитических реакцийНа результат качественного определения оказывают большое влияние условия проведения реакций, в первую очередь реакция среды и температура; pH в первую очередь влияет на процессы образования осадка: осадки, раствориCl~, Br^, I-, перманганатом калия КМпО4 чув4 окисляет только I до 12, не оказывая влияния на остальные ионы, при pH = 3 окисляет также Вг^ до Вг2, а при pH < 1 окисляется и С1 до С12. Необходимое значеKH2SbO4 обнаружение может пройти только в нейтральной среде на холоде, так как кислоты разлагают реактив, в щелочной среде и в гоKH2SbO4 растворяется с образоваНекоторые реакции протекают в нужном направлении только при соблюдении определенной последовательносNH4OH и хлорида аммония NH4C1 образует белый кристалличесMgNH4PO4.Mg2+ + НРО42- + NH4OH = MgNH4PO4 + Н20.Эта реакция удается лишь при последовательном выNH4C1, чтобы последующее прибавление NH4OH не вызвало выMg(OH)2, после этого по каплям приливают разбавленный раствор гидрофосMg(OH)2. При сильно щелочной реакции (pH >10) может образоваться мало характерный осадок фосфата магния Mg3(PO4)2.В некоторых случаях повысить чувствительность можCo[Hg(SCN)4] реакция не идет при малых концентрациях ионов кобальта. Но при добавлении небольшого количества ионов цинка Zn2+ сраZn[Hg(SCN)4] и Co[Hg(SCN)4]. Это явление наСледовательно, для правильного проведения качественрактеристику этому понятию. Элементарное вещество или соединение содержит основной (главный) компонент и примеси (посторонние вещества). Если примеси содержат-3— 10-1; «микроследы» — 10 6—10 3; «ультрамикроследы» — 10—9—10“6; «субмикроследы» — <10~9. Вещество называет-4— 10-3 % (молярные доли) и особо чистым (ультрачистым) при содержании примесей ниже 10-7 % (молярные доли). Следует отметить, что определение степени чистоты часВыпускаемые реактивы для проведения аналитических реакций подразделяются на 6 квалификаций:технические;
очищенные;
чистые (ч);
чистые для анализа (ч. д. а);
химические чистые (х. ч.);
особо чистые (ос. ч.).
Особо чистые реактивы содержат наименьшее количеПовышения чувствительности можно также добиться выпариванием раствора; предварительным осаждением в виде малорастворимого соединения с последующим ра§ 4. Специфичность и избирательность аналитических реакцийАналитические реакции характеризуются специфично2+ хроматом калия К2СгО4, которая сопровождаетFe3+ реактивом роданида аммония NH4SCN с образованием раствора кроваво-красного цвета. Чем меньше число ионов, вступающих в реакцию с данным реактивом, тем более избирательным является реактив.Для оценки влияния посторонних ионов на характерKI в присутствии ионов меди возможна толь2+ превыша2+ не более чем в 25 раз. Пре2+ : : Cu2+ = 1 : 25. В случае, когда концентрация посторонNi2+ и железа Fe3+ обнаружению ионов никеля реактивом Чугаева в аммиачFe(OH)3. Поэтому ионы железа маскируют путем прибав[FeF6]3~.Анализ, основанный на применении специфической реакции, называется дробным. Данным методом можно открывать ионы в любой последовательности из отдельных небольших порций исследуемого раствора. Но, к сожалеNH4+ и К+ с гексанитрокобальтатом (III) натрия Na3[Co(NO2)6] дают осадки желтого цвета, а с гидротартNaHC4H4O6 — белого цвета. Если же реагент дает сходные реакции с целой группой ионов, он являетH2SO4 кислоты, хлорид бария ВаС12, нитрат серебра AgNO3. Поэтому полный анализ многокомпонентной сме§ 5. Аналитическая классификация ионовРазделение на группы можно проводить в соответствии с различными системами анализа, которые позволяют идентифицировать элементы в форме тех или иных ионов. Например, в основе сульфидной системы анализа лежит растворимость сульфидов, хлоридов и карбонатов катиоТаблица 2Сульфидная система классификации катионовРастворимость солей и гидроксидов катионов, лежащая в основе аналитической классификации, как и все другие свойства катионов, функционально связана с положениКатионы у-элементов, обладающие 2- и 8-электронным внешним слоем (Li+, Na+, К+, Mg2+, Са2+, Sr2+, Ва2+ и др.), являются слабыми поляризаторами и почти не поляризуAg+, Hg2+, As (III), As (V), Sn+, Sb (III), Pb2+, Bi3+ и др., обладающие мнос легко деформируемыми электронными оболочками суль- фид-ионов происходит сильная поляризация обоих ионов и значительная деформация их внешних электронных обоКатионы с переходной электронной структурой, т. е. с незаконченным 18-электронным внешним слоем (Мп2+, Fe2+, Fe3+, Со2+, Ni2+ и др.), занимают промежуточное поТаким образом, сульфидная классификация катионов, основанная на признаке, имеющем на первый взгляд чиВ данном учебнике как основа рассматривается кислотТаблица 3Кислотно-основная система классификации катионовОкончание табл. 3Анионы обычно классифицируют по растворимости соТаблица 4Классификация анионовОкончание табл. 4Практические занятия по качественному анализу предЛабораторная работа №Частные реакции на катионКонтрольная задача на смесь катионовКонтрольные вопросы и задачиДайте определение аналитической химии.
Что является предметом изучения аналитической хи
Что понимают под аналитической реакцией, реаген
Как классифицируются примеси в химических реагентах ?
В чем сущность анализа, проводимого «сухим» и «мок
В чем разница между макро-, полумикро- и микроме
Приведите примеры реакции окрашенных перлов.
В чем заключается метод растирания?
Какова последовательность операций микрокристал- лоскопического исследования ?
Что такое специфические реакции и реактивы? При
Что понимают под чувствительностью аналитичес
Какими методами можно повысить чувствительность аналитической реакции? Приведите примеры.
Охарактеризуйте дробный и систематический ход анализа.
На чем основана кислотно-основная классификация катионов?
На чем основана классификация анионов?
Открываемый минимум ионов Bi3+ с (1-нафтиламином составляет 1 мкг. Минимальный объем раствора соли висмута равен 0,001 мл. Вычислить предельную кон
Ответ: 1:1000 г/мл.Для определения чувствительности реакции на ион РЬ2+ был взят раствор Pb(NO3)2, содержащий 1 г РЬ24 в 1л. Было найдено, что при разбавлении этого раство4 мл. Ответ: 0,07мкг; 1:14 000 г/мл.
Следовательно, эквивалент данной соли равен 6, и мо_100049 0,05 1001000= 0,245 г.На аналитических весах взвешивают навеску дихромаРабота 3Установление нормальной концентрации раствора тиосульфата натрияНормальную концентрацию раствора тиосульфата напротекает в кислой среде, для подкисления испольH2SO4;
для выделения йода требуется время, поэтому после прибавления раствора йодида калия колбу накрыва
среди продуктов реакции образуется соль Cr2(SO4)3 зеленого цвета, чтобы уменьшить интенсивность ок
индикатор — раствор крахмала — добавляется не сразу, а лишь тогда, когда большая часть иода будет оттитрована и раствор примет соломенно-желтый цвет.
Выполнение работыБюретку тщательно вымыть, ополоснуть приготовленKI и 8—10 мл 2 н. H2SO4 (если раствор жел2Сг2О7 в колбу титрования, накрывают ее часовым стеклом и стаОбъем раствора тиосульфата, пошедший на титрование, записывают в рабочий журнал. Титрование выполняют еще два раза и рассчитывают средний объем, который исОформление работыФорма записи (пример):V(K2Cr2O7) =мл.N(K2Cr2O7) = 0,05н.V'(Na2S2O3) =мл.V"( Na2S2O3) =V(Na2S2O3)cp =РАСЧЕТN(Na2S2O3) • V(Na2S2O3cp) = N(K2Cr2O7) • V(K2Cr2O7);N M■'vNaS2O3 7Kf3KBNaS2O31000Работа 4Определение содержания меди в растворе сульфата медиОпределение меди основано на реакциях:2CuSO4 + 4KI 2CuI + I2 + 2K2SO4.I2 + 2Na2S2O3 — 2NaI + Na2S4O6.Реакция между CuSO4 и KI обратима, для более полного ее протекания слева направо необходим большой избыток раствора KI, что достигается применением более конценKI (0,5 н) по сравнению с тем, коКонтрольный раствор CuSO4 получают в мерной колбе на 100 мл, доводят до метки дистиллированной водой и хоCuSO4 и переносят 10 мл его в коническую колбу. Мензуркой в колбу отмеривают 8—10 мл 0,5 н. KI и подкисляют раствор 2—3 мл 2 н. H2SO4. Сразу же титруют темно-бурый раствор тиосульфатом, не обращая внимания на выпавший осадок. Когда раствор с осадком станет бледОформление работыФорма записи (пример):V(p-pa соли) = 10 мл.V'(Na2S2O3) = мл.V"(Na2S2O3) = мл.V(Na2S2O3)cp. = мл.РАСЧЕТT(Na2S2O3/Cu) =N М -iTNaS2O3 2ызквСи1000ут = ^Na2S2O3/Cu ‘ ^Na2S2O3 ‘ ™д6ы . г пипРабота 5Определение содержания сульфитовСульфиты определяют иодометрически способом обВыполнение работыИсследуемый раствор, содержащий ионы SO32 , разбавNa2S2O3 до тех пор, пока окраска не станет слабо-желтой, затем титруемый раствор разбавСодержаниеГлава 1. Качественный анализРаздел 1. Теоретические основы качественного анализаЗакон действия масс как основа качественного анализа
Основные положения теории электролитической диссоциации
Теория сильных электролитов
Кислотно-основные свойства веществ
Водородный показатель среды
Буферные растворы
Равновесие в гетерогенных системах
Гидролиз солей
Амфотерность гидроксидов
Окислительно-восстановительные реакции
Комплексные соединения
Раздел 2. Обнаружение индивидуальных ионов и анализ смесей ионовЧастные реакции катионов I аналитической группы
Ход анализа смеси катионов I группы
Частные реакции катионов II группы
Анализ смеси катионов II группы
Частные реакции катионов III группы
Анализ смеси катионов III аналитической группы
Анализ смеси катионов I—III аналитических групп катионов
Частные реакции катионов IV группы
Анализ смеси катионов IV группы
Частные реакции катионов V группы
Анализ смеси катионов V группы
Частные реакции катионов VI группы
Анализ смеси катионов VI группы
Анализ смеси катионов IV, V и VI групп
Анализ смеси катионов всех шести групп
Реакции анионов I аналитической группы
Реакции анионов II аналитической группы
Реакции анионов III аналитической группы
Анализ смеси анионов всех аналитических групп
Анализ твердого вещества
Глава 2. Количественный анализРаздел 1. Гравиметрический анализСущность гравиметрического анализа
Техника выполнения гравиметрического анализа
Основные операции гравиметрического анализа
Лабораторные работы гравиметрического анализа
Раздел 2. Объемный анализСущность титриметрического анализа
Химические индикаторы для установления точки эквивалентности
Расчеты в титриметрическом анализе
Метод нейтрализации (кислотно-основное титрование)
Лабораторные работы метода нейтрализации
СодержаниеОкислительно-восстановительное титрование (редоксиметрия)
Осадительное титрование
Лабораторные работы осадительного титрования
Комплексонометрия
Лабораторные работы комплексометрического титрования
Глава 3. Физико-химические (инструментальные) методы анализаОптические методы анализа
Лабораторные работы фотометрического анализа
Электрохимические методы анализа
Хроматографические
ПриложенияПриложение 1Приложение 2Приложение 3Приложение 4Приложение 5Приложение 6Приложение 7Список литературы285