Файл: физико-химические методы анализа.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.10.2025

Просмотров: 4380

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

18.5. Нитритометрическое титрование

Нитритометрическое титрование -титриметрический метод анализа, основанный на применении в качестве титрантаNaNO2.

В фармацевтическом анализе данное титрование используется для количественного определения первичных и вторичных аромати­ческих аминов, а также гидразидов. В основе определения первичных ароматических аминов лежит реакция диазотирования, вторичных аминов - образование N-нитрозопроизводных, гидразидов - образова­ние азидов.

RNH2 + NaNO2 + 2HCl ^ [RN=N]Cl + NaCl + 2H2O

R2NH + NaNO2 + HCl ^ R2N-NO + NaCl + H2O

O O

R-C-NH-NH2 + NaNO2 + HCl ^ R-C-N3 + NaCl + 2H2O

NH2

Стандартный раствор NaNO2 является вторичным. В качестве первичного стандартного вещества для его стандартизации обычно используют сульфаниловую кислоту.

г +

Cl-+ NaCl + 2H2O

SO3H

NN

+ NaNO2 + 2HCl ^

SO3H

Обнаружение конечной точки нитритометрического титрования проводят электрохимическими методами (например, потенциометри- чески) или визуально

обнаружение конечной точки нитритометрического титрования

7

внутренние индикаторы

NaO3S

красным

бледно-жёлтый

красный синий

голубой

тропеолин 00 метиленовый синий

бледно -жёлтый синий

^иолетовы^ ►

внешний индикатор

титруемый раствор

I" крахмал избыток NaNo2 i4

иодидкрахмальная бумага

синее окрашивание (немедленно!)

Нитритометрические определения проводят в кислой среде (HCl) и в присутствии катализатора (KBr). Реакция взаимодействия NaNO2 с титруемым органическим веществом протекает во времени, поэтому добавление титранта следует проводить медленно. Внача­ле стандартный раствор титранта прибавляют со скоростью 2 мл в минуту, а в конце титрования (примерно за 0,5 мл до эквивалентного количества) - 1 капля в минуту. Титрование проводят при температуре 15-20 °С (в некоторых случаях при охлаждении до 0-5 °С). Выбор та-

кого температурного интервала обусловлен тем, что при более высо­ких температурах может происходить разрушение образующихся продуктов реакции (солей диазония), а при более низких температу­рах - уменьшение скорости и без того медленного взаимодействия титранта с определяемым веществом.

Нитритометрическое титрование является фармакопейным ме­тодом определения первичных ароматических аминов, например, сульфаниламидов или производных п-аминобензойной кислоты (ане­стезина, новокаина). Нитритометрическому определению может предшествовать гидролиз определяемого вещества (парацетамол) или восстановление нитрогруппы (левомицетин). Кроме первичных аро­матических аминов нитритометрически могут быть количественно определены вторичные ароматические амины (например, местный анестетик тетракаин, или дикаин) и гидразиды (например, изониазид).

18.6. Перманганатометрическое титрование

Перманганатометрическим титрованиемназывается титри- метрический метод анализа, основанный на использовании в качестве титрантаKMnO4.

Перманганатометрическое титрование чаще всего проводят в кислой среде, реже - в нейтральной или щелочной. Для создания ки­слой среды применяют серную кислоту. Азотная кислота, в особен­ности содержащая оксиды азота, сама является сильным окислителем, а хлороводородная, наоборот, может окисляться титрантом.

MnO-+ 8H ++ 5e ^ Mn2+ + 4H2O E0 = +1,51В MnO-+ 2H2O + 3e ^ MnO2 + 4OH- E0 = +0,60В

MnO-+ e ^ MnO4- E0 = + 0,54В

Стандартный раствор KMnO4 является вторичным. Приготов­ление и стандартизация данного раствора имеет ряд особенностей.

Свежеприготовленный раствор кипятят в течение 10 минут, а затем выдерживают несколько дней для того, чтобы прошли процессы окис­ления органических веществ, которые могут содержаться в воде. Об­разовавшийся осадок MnO2 следует обязательно удалить, так как дан­ное вещество катализирует восстановление перманганата. Диоксид марганца отфильтровывают с помощью стеклянного (но не бумажно­го!) фильтра.

Стандартные растворы KMnO4 следует хранить в сосудах тём­ного стекла с притёртыми пробками. Концентрация КMnO4 в растворе с течением времени постепенно уменьшается. Особенно неустойчивы разбавленные растворы KMnO4. При длительном хранении раствора КMnO4 на стенках сосуда может образовываться коричневый налёт MnO2. Сосуды, стенки которых покрыты таким налётом, исполь­зовать для дальнейшего хранения раствора KMnO4 нельзя.

Стандартизацию растворов KMnO4 проводят каждый раз перед применением. В качестве первичного стандартного вещества исполь­зуют Na2C2O4, а также H2C2O4-2H2O, Fe, As2O3 и другие вещества. Ок- салат натрия негигроскопичен, легко подвергается очистке, разруша­ется лишь при температуре больше 240 °С. Реакция взаимодействия между перманганат- и оксалат-ионами

2MnO- + 5C2O4- + 16H + ^ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O,

несмотря на большое значение ЭДС, протекает медленно, поэтому её проводят при нагревании (около 70°С). Данная реакция является авто­каталитической - роль катализатора выполняют ионы Mn2+, образую­щиеся в ходе реакции. Кипятить раствор нельзя, так как оксалаты и щавелевая кислота при этом разрушаются.

Н2С2О4 ^ Н2О + СО2 + СО

Индикаторы в перманганатометрическом титровании обычно не используют (если только используемые растворы не являются слиш­ком разбавленными, исходная концентрация перманганата должна быть не меньше, чем 0,02 М). Конечную точку титрования обнаружи­вают по появлению или исчезновению окраски KMnO4.

При титровании раствором KMnO4 используют бюретки со стеклянным краном. В бюретках с резиновыми трубками концентра­ция КMnO4 изменяется в результате окисления резины. Используемые в работе растворы KMnO4 (например, 0,1 М 1/5 KMnO4) интенсивно окрашены, поэтому отсчёты показаний по шкале бюретки делают по верхнему мениску жидкости.

В перманганатометрии используют различные приёмы титрова­ния. При прямом титровании раствор определяемого вещества тит­руют стандартным раствором KMnO4, например:

5H2O2 + 2MnO- + 6H + ^ 5O2 t +2Mn2+ + 8H2O

5Fe2+ + MnO- + 8H + ^ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

При обратном перманганатометрическом титровании к рас­твору определяемого вещества добавляют избыток стандартного рас­твора KMnO4 и после протекания реакции непрореагировавший KMnO4 титруют стандартным раствором щавелевой кислоты, соли Мора или определяют его иодометрически. Обратное перманганато- метрическое титрование используется, например, при определении нитритов. Прямое перманганатометрическое титрование раствора нитрита стандартным раствором KMnO4 невозможно, поскольку при добавлении к раствору титруемого вещества серной кислоты протека­ет реакция

2NO- + 2H + ^ NO2 t + NO t +H2O

Поэтому к анализируемому раствору добавляют избыток стандартно­го раствора КMnO4 и через некоторое время избыток КMnO4 титруют стандартным раствором соли Мора или щавелевой кислоты.

Титрование заместителя используют при определении силь­ных восстановителей, окисляющихся кислородом воздуха. Например, для определения ионов Cr2+ к анализируемому раствору добавляют Fe3+ и титруют образовавшиеся ионы Fe2+ стандартным раствором KMnO4.

Косвенное перманганатометрическое титрование использу­ется для определения ионов металлов, образующих малорастворимые оксалаты (Ca , Ba, Mg2+, Zn2+ и др.). Определяемый ион осаждают в виде оксалата, осадок отделяют, растворяют в растворе H2SO4 и тит­руют выделившуюся щавелевую кислоту стандартным раствором KMnO4.

Перманганатометрическое титрование сравнительно редко ис­пользуется для определения органических веществ. Взаимодействие KMnO4 с органическими веществами, особенно в кислой среде, про­текает очень сложно, медленно и затрагивает не какую-то определён­ную функциональную группу, а всю молекулу в целом. Обычно пер- манганатометрическое определение органических веществ проводится в щелочной среде. Таким способом определяют спирты, альдегиды, карбоновые кислоты. Например

Смотрите также файлы