Файл: физико-химические методы анализа.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.10.2025

Просмотров: 4381

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Аналитическая химия

Часть 1

Isbn 985-466-015-х

Раздел 1

Глава 1

Разложение пробы

1.3. Виды анализа

Глава 2

2.1. Аналитические реакции

2.2. Систематический и дробный анализ

Комплексообразование

2.3. Общая характеристика, классификация и спосо­бы обнаружения катионов

2.4. Общая характеристика, классификация и спосо­бы обнаружения анионов

Глава 3

3.1. Общая характеристика химического равновесия. Константа химического равновесия

3.2. Активность и коэффициент активности

3.3. Отклонения от идеальности в растворах сильных электролитов

3.4. Виды констант химического равновесия, исполь­зуемые в аналитической химии

3.5. Общие принципы расчёта состава равновесных систем

Глава 4

4.1. Важнейшие теории кислот и оснований

4.2. Количественное описание силы кислот и основа­ний

4.3. Влияние растворителя на кислотно-основные свойства растворённого вещества

4.4. Нивелирующее и дифференцирующее действие растворителя. Сильные и слабые кислоты и основания

4.5. Расчёт рН водных растворов различных прото- литов

4.6. Расчёт состава равновесных смесей протолитов при заданном значении рН

4.7. Кислотно-основные буферные растворы

Глава 5

5.1. Понятие о комплексном соединении

5.3. Равновесия в растворах комплексных соедине­ний

5.4. Влияние различных факторов на комплексооб­разование в растворах

5.5. Применение органических реагентов в аналити­ческой химии

Лиганды с одним типом донорных атомов о,о-лиганды

6.1. Произведение растворимости малорастворимого электролита

6.2. Растворимость

6.3. Влияние различных факторов на растворимость

6.4. Общие принципы растворения осадков малорас­творимых электролитов

Глава 7

7.1. Общая характеристика окислительно-восста­новительных реакций

7.2. Количественная оценка окислительно-восстано­вительной способности веществ

7.3. Влияние различных факторов на протекание окислительно-восстановительных реакций

Глава 8

8.1. Отбор пробы

I эмпирический

8.2. Разложение пробы

9.1. Общая характеристика и классификация

9.2. Жидкость - жидкостная экстракция

Глава 10

10.1. Приближённые вычисления и значащие цифры

10.2. Понятие об аналитическом сигнале

10.3. Методы расчёта концентрации вещества по ве­личине аналитического сигнала

10.4. Неопределённость и погрешности измерений

10.5. Некоторые основные положения математиче­ской статистики, используемые в аналитической химии

10.6. Пример статистической обработки результатов измерений. Исключение промахов

10.7. Основные характеристики методики анализа

Раздел 2

Глава 11

11.3. Понятие о механизме образования осадка

11.4. Коллоидная стадия образования осадка

11.5. Причины загрязнения осадка и способы их уст­ранения

11.6. Основные этапы методики гравиметрического определения методом осаждения

11.7. Гравиметрия в фармацевтическом анализе

Глава 12 общая характеристика титриметрических методов анализа

12.1. Основные понятия титриметрии

12.2. Классификация титриметрических методов анализа и способов титрования

12.3. Стандартные растворы и стандартные вещест­ва

12.4. Расчёты, связанные с приготовлением раство­ров титрантов и титрованием

Vисх_mрисх_m(hCl) _n(hCl) - m(hCl) _c(hCl) - V - m(hCl) _p _ra(hCl) -p_ ra(hCl) -p _p-ra(hCl)

Глава 13 кислотно-основное титрование

13.1. Титранты и стандартные вещества

13.2. Обнаружение конечной точки титрования. Ки­слотно-основные индикаторы

13.3. Кривые титрования

13.4. Факторы, влияющие на величину скачка тит­рования

13.5. Погрешности титрования

13.6. Некоторые случаи практического применения кислотно-основного титрования в водных растворах

Глава 14 кислотно-основное титрование в неводных средах

14.3. Применение в фармацевтическом анализе

Глава 15 комплексометрическое титрование

15.1. Общая характеристика

15.2. Меркуриметрическое титрование

Ind HgInd фиолетовый Ind жёлтыйHg[Fe(cn)sNo]

15.3. Комплексонометрическое титрование

Глава 16

16.3. Меркурометрическое титрование

Глава 17

17.1. Общая характеристика и классификация

17.2. Кривые титрования

17.3. Способы обнаружения конечной точки титро­вания. Окислительно-восстановительные индикаторы

Глава 18

18.1. Иодометрическое титрование

18.2. Хлориодометрическое титрование

18.3. Иодатометрическое титрование

18.4. Броматометрическое титрование

18.5. Нитритометрическое титрование

I" крахмал избыток NaNo2 i4

18.6. Перманганатометрическое титрование

18.8. Дихроматометрическое титрование

18.8. Цериметрическое титрование

Раздел 3

Глава 19

19.1. Природа и свойства электромагнитного излуче­ния

19.2. Классификация спектроскопических методов анализа

Глава 20

20.2. Отклонения от основного закона светопоглоще­ния

20.3. Атомно-абсорбционная спектроскопия

20.4. Молекулярная абсорбционная спектроскопия в уф- и видимой области

Сурьмяно-цезиевый фотоэлемент кислородно-цезиевый фотоэлемент

20.4.3. Практическое применение и основные приёмы фото­метрического анализа

Метод предельной точности

20.5.1. Процессы, приводящие к появлению аналитического сигнала

20.5.2. Общая характеристика ик-спектров

20.5.4. Практическое применение

Глава 21 эмиссионные спектроскопические методы анализа

21.1. Атомно-эмиссионная спектроскопия

21.1.1. Процессы, приводящие к появлению аналитического сигнала

21.1.2. Измерение аналитического сигнала

Пламенная фотометрия

3000-7000 °C невысокая воспроизводимостьтолько щелочные, щелочноземельные металлы и т.П.

Фотоэлементы, фотоумножители, фотодиоды

21.1.3. Практическое применение

20.2. Люминесцентная спектроскопия

20.2.1 Классификация видов люминесценции

21.2.2 Механизм молекулярной фотолюминесценции. Флуо­ресценция и фосфоресценция

21.2.3 Основные характеристики и закономерности люми­несценции

21.2.4. Влияние различных факторов на интенсивность флуоресценции растворов

21.2.5. Измерение аналитического сигнала

21.2.6. Практическое применение и основные приёмы люми­несцентного анализа

Глава 22 общая характеристика и теоретические основы хроматографических методов анализа

22.1. Общая характеристика

22.2. Классификация хроматографических методов

Агрегатное состояние подвижной фазы

22.3. Хроматографические параметры

22.4. Теории хроматографического разделения

Глава 23

23.3. Особенности газотвёрдофазной хроматографии

23.4. Особенности газожидкостной хроматографии

23.5. Индексы удерживания Ковача

23.6. Практическое применение

Глава 24

Жидкостная хроматография

24.1. Общая характеристика

24.2. Плоскостная хроматография

24.2.1. Методика получения плоскостной хроматограммы

24.2.2. Анализ плоскостной хроматограммы

24.2.3. Практическое применение

24.3. Колоночная жидкостная хроматография

24.3.1. Устройство жидкостного хроматографа

24.3.2. Практическое применение

24.4. Характеристика отдельных видов жидкостной хроматографии

24.4.1. Ионообменная хроматография

24.4.2. Эксклюзионная хроматография

Глава 25 общая характеристика электрохимических методов анализа. Кондукгометрия

25.1. Основные понятия, связанные с электрохими­ческими методами анализа

25.2. Классификация электрохимических методов анализа

25.3. Кондуктометрия

25.3.1. Теоретические основы и классификация

25.3.2. Измерение аналитического сигнала

25.3.4. Практическое применение

25.3.5. Понятие о высокочастотной кондуктометрии

Глава 26 потенциометрический и кулонометрический методы анализа

26.1. Потенциометрический метод анализа

26.1.1. Общая характеристика и классификация

26.1.3. Индикаторные электроды

Первичные ионоселективные электроды

Электроды с подвижными носителями

26.1.4. Прямая потенциометрия

26.1.5. Потенциометрическое титрование

26.2. Кулонометрический метод анализа

26.2.1. Общая характеристика и классификация

26.2.2. Прямая кулонометрия

26.2.3. Кулонометрическое титрование

Глава 27 вольтамперометрический метод анализа

27.1. Принцип измерения аналитического сигнала.

27.2. Вольтамперограмма

27.3. Некоторые современные разновидности вольт- амперометрии

27.4. Практическое применение вольтамперометрии. Амперометрическое титрование

S2O2- + 4IO- + 2OH- ^ 2SO4- + 4I- + H2O

Если титрование иода тиосульфатом натрия проводить в ще­лочной среде, то результаты определения концентрации Na2S2O3 в растворе окажутся завышенными. Верхняя граница значений рН, до­пустимых для проведения реакции иода с тиосульфатом, зависит от концентрации взаимодействующих веществ. Для 1-10-1 М растворов

-3

рН должен быть меньше 7,6, а для 1-10" М - меньше 5.

В сильнокислой среде тиосульфат разрушается

s2o2- + 2H + ^ H2S2O3 ^ SO2 t +S i + H2O

Эта реакция протекает более медленно, чем реакция с иодом, поэтому титрование иода тиосульфатом натрия можно проводить и при доста­точно высокой кислотности раствора, если раствор тиосульфата при­бавлять по каплям и реакционную смесь тщательно перемешивать.

Обнаружение конечной точки титрования

Конечную точку титрования в иодометрии обнаруживают по собственной окраске иода, по исчезновению или появлению окраски иодкрахмального комплекса либо инструментальными методами.

Предел обнаружения иода по собственной жёлто-оранжевой ок­раске равен приблизительно 5 -10-5 моль/л 1/2I2. Конечную точку тит­рования возможно обнаруживать при работе с 0,02 М и более концен­трированными растворами. Предел обнаружения иода можно пони­зить, если к раствору прибавить немного неполярного органического растворителя (СС14, CHCl3 и т.п.), экстрагирующего иод.

Специфическим индикатором, используемым в иодометриче- ском титровании, является крахмал, образующий с иодом соединение синего цвета. Предел обнаружения иода по реакции с крахмалом в 25­50 раз ниже, чем по собственной окраске. Появление синей окраски обусловлено взаимодействием иода с амилозой. Реакция между этими веществами требует обязательного присутствия иодид-ионов. Полио- диды (главным образом [I5]-), образующиеся при взаимодействии I2 и I-, проникают внутрь спирали амилозы, образуя окрашенный продукт. Иод может взаимодействовать и с амилопектином, но продукт реак­ции окрашен в красный цвет. Окрашенные соединения образуются также при взаимодействии иода с поливиниловым спиртом, циклодек- стринами и другими веществами, в структуре которых имеются кана­лы или полости

OH

HO

OH

Чувствительность реакции иода с крахмалом уменьшается при нагревании раствора. Вследствие гидролиза крахмал нельзя приме­нять для обнаружения иода в сильнокислых растворах.

Крахмал следует добавлять к титруе­мому раствору с таким расчётом, чтобы вре­мя контакта его с иодом было минимальным, поскольку это может привести к нежела­тельным последствиям: окислению крахма­ла иодом, коагуляции крахмала в присутст­вии иода, выпадению осадка иодкрахмаль- ного комплекса. Поэтому если в титруемом растворе содержится иод (титрование из­бытка иода при обратном титровании или титрование иода, образо­вавшегося при окислении KI), то крахмал следует добавлять неза­долго до достижения конечной точки титрования, когда окраска раствора станет бледно-жёлтой («соломенно-жёлтой»). Титрование в данном случае заканчивают при исчезновении синей окраски иод- крахмального комплекса. В случае прямого титрования раствором иода крахмал добавляют в начале титрования. О наступлении ко­нечной точки титрования свидетельствует появление синей окраски соединения крахмала с иодом.

Способы иодометрического титрования и его применение в фармацевтическом анализе

Г +

Прямое титрование раствором иода используется для опреде­ления веществ, взаимодействие которых с иодом протекает стехио- метрично и быстро. Таким образом можно определять, соединения As(III), Sb(V), SO2 и другие сильные восстановители.

AsO2 + [I3T + 2H2O ^ AsO4- + 3Г + 4H+ (при рН 7-8)

- +

SbOC4H4O6 + [I3r + H2O ^ SbO2C4H4O6 + 3Г + 2H

(в присутствии избытка тартрата)

крахмал

иод

Из органических веществ прямым иодометрическим титровани­ем может быть определена, например, аскорбиновая кислота.

O

O + 3I- + 2H+

O

Определение аскорбиновой кислоты проводят в слабокислой, нейтральной и слабощелочной среде (в щелочной окисление протека­ет более глубоко - с разрывом лактонного цикла)

Реакция взаимодействия иода с SO2

I2 + SO2 + 2H2O ^ 2HI + H2SO4

протекает только в присутствии воды. Методика определения не­больших количеств гигроскопической и кристаллизационной воды, основанная на данной реакции, была предложена в 1935 году Карлом Фишером. Реактив Карла Фишера представляет собой смесь раство­ров I2 в безводном метаноле и SO2 в безводном пиридине (либо 2 от­дельных раствора). Вместо метанола могут быть использованы диме- тилформамид, пропанол, трет-бутанол и другие высшие спирты. В качестве основного компонента, необходимого для связывания выде­ляющихся протонов, можно брать не только пиридин, но и этанола- мин, имидазол, ацетат натрия.

Суммарное уравнение реакции взаимодействия реактива Карла Фишера с водой имеет следующий вид

H2O + I2 + SO2 + CH3OH + 3B ^ [BH]SO4CH3 + 2[BH]I

основание

Реактив Карла Фишера готовится как вторичный стандартный раствор. Его стандартизацию проводят по навеске воды, раствору во­ды в метаноле, некоторым кристаллогидратам.

Реактив Карла Фишера имеет коричневую окраску. При взаимо­действии с водой она переходит в бледно-жёлтую. Конечную точку титрования можно обнаружить по появлению коричневой окраски при добавлении лишней капли титранта, а также потенциометрически ли­бо амперометрически.

Реакции окисления многих, особенно органических, веществ ио­дом протекают медленно, и могут быть применены лишь для обратно­го титрования. Обратное иодометрическое титрование используется для определения различных альдегидов, например, формальдегида, глюкозы; веществ, вступающих в иодоформную реакцию, например, ацетона; гидразидов, например, противотуберкулёзного лекарственно­го вещества изониазида; семикарбазидов, например, фурацилина; тио- эфиров, например, аминокислоты метионина; а также пенициллина, антипирина, кофеина и других веществ. Иод является достаточно сла­бым окислителем, поэтому во многих случаях окисление определяе­мого вещества проводится в щелочной среде и окислителем является, собственно, не иод, а гипоиодит. После завершения реакции раствор подкисляют серной кислотой и затем титруют избыток иода стандарт­ным раствором Na2S2O3.

RCHO + I2 + 3NaOH ^ RCOONa + 2NaI + 2H2O H3C~C~CH3+ 3I2+ 4NaOH ^ CHI3+ CH3COONa+ 3NaI+ 3H2O

O

Иодометрическое титрование может быть основано не на обыч­ном окислении иодом, а на других процессах. Например, иодометри­ческое определение антипирина основано на реакции электрофильно- го замещения и проводится в слабокислой среде (ацетатный буферный раствор).

CH т CH3

^ N + I2 ^ N + hi

^^^хт" CH3 2 \ ' CH3

ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ 3

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 9

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ 25

РАВНОВЕСИЯ К0МПЛЕКС00БРА30ВАНИЯ 76

о 84

РАВНОВЕСИЯ «ОСАДОК-РАСТВОР» 132

p = go = [AB] = P[A][B] = pKg [A][B] L0 S 137

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ 147

РАВНОВЕСИЯ 147

n y n a C 166

В состоянии равновесия AG = 0, AE = 0 и E Ox1 / Red1 = EOx2 / Re d2 168

ПРОБООТБОР И ПР0Б0П0ДГ0Т0ВКА 86

МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ 98

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ХЕМОМЕТРИКА 127

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТИТРИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 187

АНАЛИЗА 187

КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ТИТРОВАНИЕ 206

КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ТИТРОВАНИЕ В НЕВОДНЫХ СРЕДАХ 166

КОМПЛЕКСОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ 180

P'ZnY2-' (1 + f) 180

ОСАДИТЕЛЬНОЕ ТИТРОВАНИЕ 202

МЕТОДЫ 212

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО 212

ТИТРОВАНИЯ 212

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА 242

АБСОРБЦИОННЫЕ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА 237

ЭМИССИОННЫЕ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА 277

ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ 292

ЖИДКОСТНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ 302

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА. КОНДУКГОМЕТРИЯ 331

ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА 346

ОГЛАВЛЕНИЕ 368

Титрование иода, образовавшегося в результате взаимодей­ствия вещества с KI, используется для определения различных окис­лителей, например, соединений, содержащих активный хлор, Cu2+,

3+

Fe , Cr(VI), MnO4, H2O2 и органических пероксидов и др., а также для определения избытка титранта-окислителя в броматометрии, ди- хроматометрии, цериметрии и в других методах окислительно- восстановительного титрования. Окисление иодид-ионов до иода про­текает медленно. По этой причине прямое титрование перечисленных веществ раствором KI невозможно и приходится прибегать к титрова­нию заместителя. Более подробно среди многочисленных случаев та­кого иодометрического титрования мы рассмотрим определение ве­ществ, содержащих активный хлор, а также ионов Cu2+.

Смотрите также файлы