Файл: Zантn 5302 Заманауи аналитикалы химияны теориялы негіздері пнінен Дрістер жинаы шымкент, 2023 растырушылар философия докторы (PhD) х.. к., Шертаева Н. Т. Заманауи аналитикалы химияны теориялы негіздері.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 245
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ерімейді. Қышқыл әлсіз және ортаның реакциясына байланысты алмастырудың әртүрлі деңгейіндегі тұздарды түзеді.
Күшәланы қышқыл мен оның тұздары тотықсыздандырғыштар болып табылады, мысалы, бейтарап ортада иодты иодидтерге дейін тотықсыздандырады.
II аналитикалық топ анион қоспаларын талдау. SO2-, SO2- тұратын, ІІ аналитикалық топ аниондары қоспасын талдағанда дәйекті түрде келесі операциялар орындалады:
SO42- ашу және бөліп алуды проводят, ерітіндіге BaCl2 қосып жүргізеді, қышқылдар мен сілтілерде ерімейтін BaSO4 тұнбаның түзілуі сульфат-ионының болуын білдіреді;
Көптеген катиондар мен аниондар біртипті реакциялармен сипатталады, олар оны ашу үшін қолданылады. алайда катиондар мен аниондардың күрделі қоспасында оларды сәтті қолдану өзара кедергі келтіру әсерінен қиындатылған. Алдындағы тарауларда көрсетілгендей, оларды кейінгі тұндыру реакциямен анықтау үшін, иондарды бөлудің айтарлықтай тиімді әдістері бар. Алайда тұндыру реакциялары иондарды әрдайым толық бөле бермейді. Бұл жағдайларда, оларды бөлу үшін басқа құралдарды қолданған мақсатты болады, мысалы сұйықтықтықэкстракцияны— қоспа құрауыштарын бір сұйық фазадан (су ерітіндісі) арнайы реагенттен тұратын (экстрагент) екіншісіне (сумен араласпайтын органикалық еріткіш) ауыстыру.
Бұл ретте келесілерге қол жеткізіледі:
Экстракцияны қолданумен иондарды сапалық анықтау үшін көптеген реакциялар қолданылады, олардың кейбірі төменде келтірілген.
Co2+ ионын ашу:
CoCl2 + 4NH4SCN = (NH4)2[Co(SCN)4] + 2NH4Cl
(NH4)2[Co(SCN)4] көгілдір комплексі су ерітіндісінде тек SCN- ионының артық мөлшерінде және кобальт иондарының жоғары концентрацияларында түзіледі. Экстракциондық нұсқада реакция
жүргізу, яғни су ерітіндісімен араласпайтын органикалық ерітінді болғанда (эфир, изоамил спирті және с.с.), кобальттің аздау концентрациялары кезінде айқын көрінетін аналитикалық әсер береді.
H2CrO6 хромүсті қышқылының түзілу реакциясы бойынша хромды ашу:
K2Cr2O7 + 4H2O2 + 2HNO3 = 2H2CrO6 + 3KNO3 + 3H2O
Амил спирті немесе диэтил эфирі болғанда, H2CrO6 хромүсті қышқылымен бөлінетін органикалық еріткіш қабатының көк түске боялуы байқалады.
C13H12N4S дитизон экстракциясымен мырыш ионын ашу: ZnSO4 + 2C13H12N4S = Zn(C13H11N4S)2 + H2SO4
Мырыштан тұратын ерітіндіге дитизонның хлороформды ерітіндісін (ашық жасыл түсті) қосқанда, экстракт сығынды алқызыл реңке боялады. Реакция өте сезімтал. Оңтайлы рН 8,3.
Катиондарды анықтаудың және бөлудің көптеген аса сезімтал реакциялары белгілі. Оларды қолдануды шектеу еріткіштердің токсиндік қасиеттеріне және олардың өртену қауіптілігіне байланысты.
3.Органикалық қосындыларды сапалы талдаудың негіздері
Органикалық заттарға сапалық талдау жүргізудің бірыңғай сызбалары жоқ. Органикалық заттарды талдау барысында белгілі затты анықтайды немесе құрамы белгісіз затты анықтайды. Әрекет ету алгоритмі әр тапсырманы шешу барысында өзгеше болады. Бірінші жағдайда қажетті
сезімталдылық пен ақпараттылығымен ерекшеленетін нақты химиялық реакцияларды таңдау қажет. Екіншісінде, яғни белгісіз органикалық қосылысты сәйкестендіргенде, әдетте әрекет етудің келесі сызбасын ұстанады: алдын ала сынамаларды жүргізеді; физикалық константаларды анықтайды; қосылыстағы элементтер; функционалдық топтар (химиялық және спектралдық әдістер), нәтижелерді әдеби деректермен салыстырады.
Алдын ала талдау ретінде, көбінесеқыздыруғажәнежануына,ыдырауымен ерігіштігіне сынақтар жүргізеді.
Қыздыружәнежануғасынама— заттың органикалық сипатын орнатудың қарапайым әдісі. Әдетте қыздыруды концентрацияланған күкірт немесе хром қышқылымен жүргізеді. Органикалық заттар күкірт қышқылының әсерінен қараяды, ал хром қышқылының сары бояуын жасылға өзгертеді.
Органикалық заттар термиялық ыдырағанда, молярлық массасы төмен және органикалық емес (күкіртті сутек, аммиак және б.), сондай ақ органикалық (құмырсқа альдегиді, метанол, сірке қышқылы және с.с.) тән өзіндік сипаттамаларымен заттарды түзеді. Оларды сәйкес реактивті қағаздарды қолданып, сәйкестендіру оңай.
Жануға сынаманы жүргізу үшін заттың біршама (30 – 50 мг) мөлшері қажет. Затты баяу қыздырғанда байқалатын әсерлер кейбір қорытындыларды береді: қатты жарқырайтын және ыстайтын жалынның түзілуі көміртектің көп мөлшерінің және оттектің салыстырмалы аз мөлшерінің болуын болжауға мүмкіндік береді; қыздырған кезде көбіктенетін, содан кейін еріткен соң,қайнайтын заттар криссталданған
судан тұрады; жану өнімдерінде кейде өзіндік иісі болады: қант – карамель, ақуыздар – жанған шаш және с.с.
Ерігіштік сынамалары заттарды нақты топтарға бөлуге мүмкіндік береді. Сәйкестендірілетін зат қандай топқа жататынын білу, жалпы талдауды жүргізуді жеңілдетеді, әсіресе реактивті еріткіштер деп аталатын - нақты концентрациясы 5%-дық NaOH, 5%-дық Na2CO3, 5%- дық NaHCO3 және с.с. нақты заттардың ерітінділеріне талдау жүргізуді
айтарлықтай жеңілдетеді. Мысалы, егер зат натрий бикарбонатының ерітіндісінде көміртек диоксидін бөлумен ерітілсе, онда ол константтық тотықтырғыштар көмірдікіне қарағанда жоғарылау қышқылдарға жатады. Тотықтыру қасиеттері әлсіздеу заттар СО2 бөлусіз ериді. Еріткіштер ретінде концентрацияланған күкірт және ортафосфорлық қышқылдарды қолданады.
Органикалық заттардың қарапайым физикалық сипаттамаларынан оларды сәйкестендіру және тазалығын анықтау үшін: қорыту және қайнау температураларын, тығыздықты, жабысқақтықты, сыну көрсеткіштері, әртүрлі еріткіштерде ерігіштігі және с.с. Әдетте анықтау үшін қарапайым аппаратура мен шамалы уақыт қажет сипаттамалар қолданылады, сенімді әдеби мәліметтер бар, ал әртүрлі заттар үшін сандық мәндегі айырма едәуір үлкен.
Элементтерді, функционалдық топтарды және жеке органикалық заттарды химиялық реакциялар көмегімен сапалы анықтау.
қайнайтын заттар криссталданған судан тұрады; жану өнімдерінде кейде өзіндік иісі болады: қант – карамель, ақуыздар – жанған шаш және с.с.
Ерігіштік сынамалары
Күшәланы қышқыл мен оның тұздары тотықсыздандырғыштар болып табылады, мысалы, бейтарап ортада иодты иодидтерге дейін тотықсыздандырады.
II аналитикалық топ анион қоспаларын талдау. SO2-, SO2- тұратын, ІІ аналитикалық топ аниондары қоспасын талдағанда дәйекті түрде келесі операциялар орындалады:
SO42- ашу және бөліп алуды проводят, ерітіндіге BaCl2 қосып жүргізеді, қышқылдар мен сілтілерде ерімейтін BaSO4 тұнбаның түзілуі сульфат-ионының болуын білдіреді;
-
3
MgCl2 аммиак ерітіндісінің көмегімен PO43- және AsO4- иондарын бөліп алу. MgNH4PO4 және MgNH4AsO4 түскен тұнбаларын центрифугалаумен бөліп алады. Қалған ерітіндіден күміс нитраттарының реакциясымен және сипаттамалық реакциялармен AsО3−иондарын анықтайды; -
3
PO3- және AsО3− иондарын анықтау: тұнбаны (MgNH4PO4 және MgNH4AsO4) HCl ерітеді, күшәнді (У) күшәнға (Ш) дейін KI көмегімен тотықсыздандырады, экстракция немесе қайнатумен түзілген иодты жояды, аммиак қосады. Егер MgNH4PO4 тұнбасы қайта түзілсе, онда бастапқы ерітіндіде PO3—ион болады. Қалған ерітіндіде AgNO3 немесе басқа сипаттамалық реакциялардың көмегімен күшәнді ашады.
-
Белгісіз заттың сапалы талдауы
Көптеген катиондар мен аниондар біртипті реакциялармен сипатталады, олар оны ашу үшін қолданылады. алайда катиондар мен аниондардың күрделі қоспасында оларды сәтті қолдану өзара кедергі келтіру әсерінен қиындатылған. Алдындағы тарауларда көрсетілгендей, оларды кейінгі тұндыру реакциямен анықтау үшін, иондарды бөлудің айтарлықтай тиімді әдістері бар. Алайда тұндыру реакциялары иондарды әрдайым толық бөле бермейді. Бұл жағдайларда, оларды бөлу үшін басқа құралдарды қолданған мақсатты болады, мысалы сұйықтықтықэкстракцияны— қоспа құрауыштарын бір сұйық фазадан (су ерітіндісі) арнайы реагенттен тұратын (экстрагент) екіншісіне (сумен араласпайтын органикалық еріткіш) ауыстыру.
Бұл ретте келесілерге қол жеткізіледі:
-
экстракциясы кезінде анықталатын затты концентрациялау (егер органикалық фазаның көлемі су ерітіндісінің көлемінен біраз мөлшерде аз болса); -
бөлу нәтижесінде кедергі келтіретін құрауыштардың әсерін азайту; -
жүзеге асырылмайтын немесе су ерітіндісінде қиындықпен жүретін осындай реакцияларды жүргізу мүмкіндігі.
Экстракцияны қолданумен иондарды сапалық анықтау үшін көптеген реакциялар қолданылады, олардың кейбірі төменде келтірілген.
Co2+ ионын ашу:
CoCl2 + 4NH4SCN = (NH4)2[Co(SCN)4] + 2NH4Cl
(NH4)2[Co(SCN)4] көгілдір комплексі су ерітіндісінде тек SCN- ионының артық мөлшерінде және кобальт иондарының жоғары концентрацияларында түзіледі. Экстракциондық нұсқада реакция
жүргізу, яғни су ерітіндісімен араласпайтын органикалық ерітінді болғанда (эфир, изоамил спирті және с.с.), кобальттің аздау концентрациялары кезінде айқын көрінетін аналитикалық әсер береді.
H2CrO6 хромүсті қышқылының түзілу реакциясы бойынша хромды ашу:
K2Cr2O7 + 4H2O2 + 2HNO3 = 2H2CrO6 + 3KNO3 + 3H2O
Амил спирті немесе диэтил эфирі болғанда, H2CrO6 хромүсті қышқылымен бөлінетін органикалық еріткіш қабатының көк түске боялуы байқалады.
C13H12N4S дитизон экстракциясымен мырыш ионын ашу: ZnSO4 + 2C13H12N4S = Zn(C13H11N4S)2 + H2SO4
Мырыштан тұратын ерітіндіге дитизонның хлороформды ерітіндісін (ашық жасыл түсті) қосқанда, экстракт сығынды алқызыл реңке боялады. Реакция өте сезімтал. Оңтайлы рН 8,3.
Катиондарды анықтаудың және бөлудің көптеген аса сезімтал реакциялары белгілі. Оларды қолдануды шектеу еріткіштердің токсиндік қасиеттеріне және олардың өртену қауіптілігіне байланысты.
3.Органикалық қосындыларды сапалы талдаудың негіздері
Органикалық заттарға сапалық талдау жүргізудің бірыңғай сызбалары жоқ. Органикалық заттарды талдау барысында белгілі затты анықтайды немесе құрамы белгісіз затты анықтайды. Әрекет ету алгоритмі әр тапсырманы шешу барысында өзгеше болады. Бірінші жағдайда қажетті
сезімталдылық пен ақпараттылығымен ерекшеленетін нақты химиялық реакцияларды таңдау қажет. Екіншісінде, яғни белгісіз органикалық қосылысты сәйкестендіргенде, әдетте әрекет етудің келесі сызбасын ұстанады: алдын ала сынамаларды жүргізеді; физикалық константаларды анықтайды; қосылыстағы элементтер; функционалдық топтар (химиялық және спектралдық әдістер), нәтижелерді әдеби деректермен салыстырады.
Алдын ала талдау ретінде, көбінесеқыздыруғажәнежануына,ыдырауымен ерігіштігіне сынақтар жүргізеді.
Қыздыружәнежануғасынама— заттың органикалық сипатын орнатудың қарапайым әдісі. Әдетте қыздыруды концентрацияланған күкірт немесе хром қышқылымен жүргізеді. Органикалық заттар күкірт қышқылының әсерінен қараяды, ал хром қышқылының сары бояуын жасылға өзгертеді.
Органикалық заттар термиялық ыдырағанда, молярлық массасы төмен және органикалық емес (күкіртті сутек, аммиак және б.), сондай ақ органикалық (құмырсқа альдегиді, метанол, сірке қышқылы және с.с.) тән өзіндік сипаттамаларымен заттарды түзеді. Оларды сәйкес реактивті қағаздарды қолданып, сәйкестендіру оңай.
Жануға сынаманы жүргізу үшін заттың біршама (30 – 50 мг) мөлшері қажет. Затты баяу қыздырғанда байқалатын әсерлер кейбір қорытындыларды береді: қатты жарқырайтын және ыстайтын жалынның түзілуі көміртектің көп мөлшерінің және оттектің салыстырмалы аз мөлшерінің болуын болжауға мүмкіндік береді; қыздырған кезде көбіктенетін, содан кейін еріткен соң,қайнайтын заттар криссталданған
судан тұрады; жану өнімдерінде кейде өзіндік иісі болады: қант – карамель, ақуыздар – жанған шаш және с.с.
Ерігіштік сынамалары заттарды нақты топтарға бөлуге мүмкіндік береді. Сәйкестендірілетін зат қандай топқа жататынын білу, жалпы талдауды жүргізуді жеңілдетеді, әсіресе реактивті еріткіштер деп аталатын - нақты концентрациясы 5%-дық NaOH, 5%-дық Na2CO3, 5%- дық NaHCO3 және с.с. нақты заттардың ерітінділеріне талдау жүргізуді
айтарлықтай жеңілдетеді. Мысалы, егер зат натрий бикарбонатының ерітіндісінде көміртек диоксидін бөлумен ерітілсе, онда ол константтық тотықтырғыштар көмірдікіне қарағанда жоғарылау қышқылдарға жатады. Тотықтыру қасиеттері әлсіздеу заттар СО2 бөлусіз ериді. Еріткіштер ретінде концентрацияланған күкірт және ортафосфорлық қышқылдарды қолданады.
Органикалық заттардың қарапайым физикалық сипаттамаларынан оларды сәйкестендіру және тазалығын анықтау үшін: қорыту және қайнау температураларын, тығыздықты, жабысқақтықты, сыну көрсеткіштері, әртүрлі еріткіштерде ерігіштігі және с.с. Әдетте анықтау үшін қарапайым аппаратура мен шамалы уақыт қажет сипаттамалар қолданылады, сенімді әдеби мәліметтер бар, ал әртүрлі заттар үшін сандық мәндегі айырма едәуір үлкен.
Элементтерді, функционалдық топтарды және жеке органикалық заттарды химиялық реакциялар көмегімен сапалы анықтау.
қайнайтын заттар криссталданған судан тұрады; жану өнімдерінде кейде өзіндік иісі болады: қант – карамель, ақуыздар – жанған шаш және с.с.
Ерігіштік сынамалары