Аналитика 3 курс

1 Амперометрический метод анализа
Амперометрия - электрохим. метод  анализа  в котором, электрод  нах-ся  под постоянным  током, внутри электрода нах-ся  анализир.  вещ-во с постоянной концентрацией . Как только электрод помещают в среду где концентрация анализир. вещ-ва отличается от постоянной конц. в электроде, то ток поменяет свое значение. С помощью амперометрии можно найти БПК .
В естествен . условиях орг. вещ-ва нах-ся в воде разрушаются с образование СО. При этом на окислении орг. веществ потребляется растворенный в воде кислород. В процессе биохим. окисления орг. веществ происходит уменьшение концентрации растворенного кислорода. Показатель  качества  воды  харак-щий суммарное содержание орг. веществ –называется биохимич. потреблением кислорода.
Измерение БПК: Для измерения в воде требуется зафиксировать темп.  воды и воздуха над водой, а так же атмосферное давление. Измеряют с помощью прибора показания БПК в течении дня и рассчитывают среднесуточное потребление кислорода. Нормальной считается значение БПК, если в воде, контактирующей с атмосферой  при темпер. 20° и при атм. давлении 760 мм. рт. ст. устанавливается  концентрация  раствов. кислорода

2. Атомная спектроскопия
Атомная спектроскопия -  это метод определения элементного состава вещества по его электромагнитному или изотопному спектру. Совокупность методов элементного анализа, основанных на изучении спектров испускания свободных атомов и ионов в газовой фазе.
В качестве источников света для атомно-эмиссионного анализа используют пламя горелки или различные виды плазмы, включая плазму электрической искры или дуги, плазму лазерной искры, индуктивно-связанную плазму
самый распространённый экспрессный высокочувствительный метод идентификации и количественного определения элементов примесей в газообразных, жидких и твердых веществах, в том числе и в высокочистых.
Основные принципы: необходимая чувствительность определений элементов, рабочий диапазон определяемых концентраций элементов, количество анализируемых образцов и качество получаемых данных.
Существует три спектрально-аналитических метода: атомно-абсорбционный, атомно-эмиссионный и масс спектральный.
Атомная абсорбция– это процесс, происходящий, когда атом, находящийся в невозбужденном (основном) состоянии поглощает энергию в виде света с определенной длиной волны и переходит в
возбужденное состояние.  Количество световой энергии, поглощенной при данной длине волны, пропорционально увеличивается с увеличением количества атомов данного элемента в световом пути. Отношение между количеством поглощенного света и концентрацией атомов анализируемого элемента в стандартном растворе известного содержания может быть использовано для определения
концентраций этого элемента в растворе с неизвестной концентрацией путем измерения количества поглощенной им энергии.
Оптическая эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой-  это метод измерения излучения, испускаемого элементами в пробе, помещенной в индуктивно-связанную плазму. Измеренные значения интенсивности эмиссии затем сравниваются со значениями интенсивности стандартов с известной концентрацией для того, чтобы получить значение концентрации
элемента в неизвестной пробе.
Оптическая система, используемая, состоит из монохроматора, который выделяет определенные длины
волн и фокусирует свет нужной длины волны.
В масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой
источник используется для получения однозарядных ионов из матриц элементов в пробе, которые затем направляются в масс-спектрометр и разделяются по соотношению массы к заряду. Ионы с определенным отношением массы к заряду направляются на детектор, определяющий их количество


3. Виды качественного химического анализа. Характеристика аналитических реакций
Аналитическая химия включает в себя три раздела: качественный химический анализ, количественный химический анализ и инструментальные, т.е. физические и физико-химические методы
Качественный анализ-это определение наличия тех или иных катионов или анионов в исследуемой пробе.
Для определения их, используют общие и групповые реактивы, применение общего реактива позволяет выделить осадок, смеси в-в, которые подвергают к дальнейшему разделению и анализу.
Количественный химический анализ – это определение количественного состава, т.е. установление количества химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в анализируемом веществе.
Характерные аналитические признаки – цвет, запах, угол вращения плоскости поляризации света, радиоактивность, способность к взаимодействию с электромагнитным излучением и др.
Аналитическая реакция – это хим. превращение анализируемого вещества при действии аналитического реагента с образованием продуктов с заметными аналитическими признаками.
Чаще всего используют реакции:
Образования окрашенных соединений
Выделение или растворение осадков
Выделение газов
Образование кристаллов характерной формы
Окрашивание пламени газовой горелки
Образование соединений, люминесцирующих в растворах
Характеристики.
Чувствительность аналит.  реакции определяет возможность обнаружения вещ-ва (ионов, молекул) в растворе. Она характеризируется предельным разбавлением Vlim; предельной концентрации cmin, clim, минимальным объемом предельно разбавленного раствора Vmin ; пределом обнаружения (открываемым min) «m» и показателем чувствительности pllim
Разделение и концентрирование: Абсолютное концентрирование – это перевод микрокомпонента из большей массы (или объема) образца в малую массу (или объём).
Относительное концентрирование – это когда микрокомпонент отделяется от макрокомпонента таким образом, что повышается отношение концентрации микрокомпонента к концентрации макрокомпонента.
Осаждение. основано на различной растворимости соединений разделяемых ионов при действии реагентов. Для повышения селективности осаждения варьируют рН раствора, используют комплексообразование, изменение степени окисления элементов и другие. При правильном подборе осадителей и условий осаждения удаётся разделить практически любые смеси катионов и анионов.
Экстракция – это метод разделения и концентрирования веществ, основанный на распределении вещества между двумя несмешивающимися фазами. В качестве одной из фаз обычно используют воду, в качестве второй – органический растворитель. Метод считается универсальным, поскольку он используется практически для всех элементов

4. Газовая хроматография
хромотография позволяет разделить в-во на составные компоненты и основана на прохождении разделяемых компонентов через систему подвижной и неподвижной фаз. Подвижной фазой служит инертный газ-газ-носитель.Водород, гелий, азот. Газ носитель обеспечивает перенос разделяемых компонентов на хромотаграфической колонкеи не взаимодействует ни с разделяемыи в-вами, ни с подвижной фазой. Различают газо-твёрдофазную и газо-жидкостную хроматографию. В первом случае неподвижной фазой является твёрдый носитель (силикагель, уголь, оксид алюминия), во втором жидкость, нанесённая на поверхность инертного носителя. Газо-жидкостная хроматография разделение газовой смеси вследствие различной растворимости компонентов пробы в жидкости или различной стабильности образующихся комплексов. Оборудование: Ёмкость с газоносителем, регулятор расхода газа носителя, устройство ввода пробы, колонка, детектор,регистрирующий прибор (самописец, компьютер), измеритель скорости потока.


5. Гравиметрический анализ
В гравиметрическом анализе используют методы:
1)отгонка вещ-ва в виде какого либо летучего соединения
2)осаждение из раствора в виде малорастворимого соединения
Гравиметрический  анализ с использованием осаждения включает несколько операций
1)осаждением определяемого компонента в виде малорастворимого соединения
2)отделение осадка от  раствора фильтрованием
3)промыванием осадка
4)нагревание осадка для удаления воды
5)взвешивание полученного осадка
Относительная погрешность гравимет. анализа составляет 0,1-0,01%
СаО – гравиметрическая форма, СаС2О4 – осаждаемая форма
Иногда гравиметр. и осаждаемая форма имеет одно и тоже соединение
Требования, предъявляемые к осаждаемой форме
1)осадок должен быть нерастворим после осаждения и промывания
2)должны образовываться крупнокристалличесие  осадки
3)легко и полностью превращаться в гравиметр. форму
Требования, к гравиметрической форме
1)должны быть химически устойчивы на воздухе
2)после прокаливания и просушивания гравиметрическая форма должна сохранять форму и хим. состав
На растворимость осадка влияют
1.температура с увеличением темпер. увеличивается растворимость)
2.состав растворителя

6. Групповые реагенты для катионов различных групп
Сероводородный метод анализа катионов является классическим. Метод основан на различной растворимости сульфидов, гидроксидов, карбонатов и хлоридов. Групповыми реактивами являются соляная кислота, сероводород, сульфид аммония, карбонат аммония. Катионы делят на 5 групп
Кислотно-щелочной метод анализа катионов основан на различной растворимости в воде хлоридов и сульфатов и растворимости гидроксидов в воде, избытке щелочи в водном растворе аммиака. Групповыми реактивами являются соляная и серная кислоты, щелочь и водный раствор аммиака. Катионы делят на 6 групп
Кислотно-щелочной метод
Группа 1.- Представители: Na+ ,К+, NH4
Групповой реактив: нет.
Группа 2.-Представители: Ва2+,Са2+, Mg2+.
Групповой реактив: (NH4)2C03 (в аммиачном раст-ре)
Группа 3.ПредставителиAl3+, Сг3+, Zn2+, Sn2+
Групповой реактив: (NaOH.  Осадки гидроксидов растворимы в избытке щелочи   (в  аммиачном раст-ре)
Группа 4.Представ.: Fe2+, Fe3+, Мп2+
Групповой реактив: NaOH
Группа 5. Представ. Cu2+, Hg2+, Mg2+
Групповой реактив: Водный   раствор   аммиака.
Группа 6.Представ. Ag+, Pb2+, Hgf+
Сероводородный метод
Группа 1.Представители: К+, Na+, NHt
Групповой реагент: нет
Группа 2.Предст. Ва2+,Са2+, Mg2+
Групповой реагент: (NH4)2C03 (в аммиачном раст-ре)
Группа 3.Представит: Fe2+, Fe3+, Mn2+, Al3+, Сг3+,Zn2+
Групповой реагент: (NH4)2S   (в  аммиачном раст-ре)
Группа 4.Предстваит: Hg2+, Cu2+, Sn2+, Pb2+
Групповой реагент H2S   (в растворе 0,3 н. НС1)
Группа 5.Представит: Pb2+, Hg|+, Ag+
Групповой реагент: НС1


7. Жидкостная хромотография
Хромотография позволяет разделить в-во на составные компоненты и основана на прохождении разделяемых компонентов через систему подвижной и неподвижной фаз.
Жидкостная хроматография включает в себя след. узлы:
1)Емкости для растворителей, содержащие подвижную фазу, емкости для элюента (капельная воронка) туда стекаются все нужные для анализа вещ-ва растворители)
2)предколонка- небольшая колонка длиной 3-10 см.,стоящая  между насосом и устройством для ввода пробы, служащая для задерживания мелких частиц, которые могут попасть из насоса или из образца в аналит. колонку и испортить ее, снизив эффективность и селективность.
3)устройство для ввода пробы – шприц или инжекционный кран для подачи раствора пробы
4)колонка - происходит разделение анализ. образца на отдельные компоненты
5)детектор – устройство для детектирования отдельного компонента по какому либо физическому параметру
6)записывающее устройство – получают информацию об вещ-ве в виде хроматограммы. Затем происходит ее расшифровка и выдается результат об качественном и количественном составе вещ-ва. Разделение жид-ти в колонке происходит по диффузионному механизму. Скорость диффузии в жид-тях меньше, чем в газах. Чтобы снизить время для процесса диффузии, а следовательно и для времени анализа требуется:
- колонка должна быть заполнена сферическими частицами одинакового размера
- неподвижная фаза должна представлять собой тонкий равномерный слой без застойных зон

8. Задачи и методы аналитической химии. Основные этапы химического анализа
Аналитическая химия подразделяется на качественный анализ, нацеленный на определение того, что или какие вещества, в какой форме находится в образце, и количественный анализ, нацеленный на определение сколько данного вещества (элементов, ионов, молекулярных форм и др.) находится в образце.
Методы
Рентгеноспектральный анализ (рентгено-флуоресцентный)
кулонометрия
фотометрия
капельный анализ
спектрофотометрия (обычно абсорбционная) молекулярных газов и конденсированных сред
хроматография с соответствующими детекторами
газовая хроматография,
жидкостная хроматография
газо-жидкостная хроматография
потенциометрия
Методики аналитического контроля обычно включают следующие стадии: пробоотбор, пробоподготовка (вскрытие пробы, отделение мешающих компонентов или их маскирование, концентрирование определяемого компонента, перевод его в аналитически активную форму), получение и измерение аналитического сигнала, градуировка, постановка контрольного (“холостого”) опыта.

9. Законы процесса осаждения и растворения осадков. Произведение растворимости
ОСАЖДЕНИЕ , выделение в виде твердого осадка из газа (пара), р-ра или расплава одного или неск. компонентов. Для этого создают условия, когда система из исходного устойчивого состояния переходит в неустойчивое и в ней происходит образование твердой фазы
О. твердой фазы из р-ров можно добиться разн. способами: понижением т-ры насыщ. р-ра, удалением р-рителя выпариванием , изменением кислотности среды, состава р-рителя, напр. добавлением к полярному р-рителю (воде) менее полярного (ацетон или этанол).
Напр., при добавлении р-ра ВаСl2 к р-ру, содержащему серу в виде SO2-4, образуется осадок BaSO4. Для выделения осадков из расплавов последние обычно охлаждают.
для ускорения О. в пересыщенные пар и р-р или переохлажденный расплав часто вводят затравку - высокодисперсные твердые частицы осаждаемого в-ва.
О. из водных р-ров образующемуся высокодисперсному осадку перед отделением часто дают возможность "созреть", т.е. выдерживают осадок в том же (маточном) р-ре, иногда при нагревании.
Разл. виды О. находят широкое применение в химии при обнаружении хим. элементов по характерному осадку и при количеств. определении в-в, для удаления мешающих определению компонентов и для выделения примесей со-осаждением, при очистке солей перекристаллизацией, для получения пленок, а также в хим. пром-сти для разделения фаз.
В последнем случае под О. понимают мех. отделение взвешенных частиц от жидкости в суспензии под действием силы тяжести. Эти процессы наз. также седиментацией, оседанием, отстаиванием, сгущением.
Применение в отстойниках.
 
Растворение осадков
 Правило произведения растворимости важно для переведения трудно растворимых осадков в раствор. осадок BaСO3. [Ba2+ ]  [CO32-] = ПРBaCO3.
 добавить в раствор кислоту, то ионы H+ свяжут имеющиеся в растворе ионы CO32- в молекулы непрочной угольной кислоты:
 2H+ + CO32- ® H2CO3 ® H2O + CO2
 Раствор окажется ненасыщенным относительно BaСO3 и часть осадка BaСO3 перейдет в раствор. При добавлении достаточного количества кислоты можно весь осадок перевести в раствор. Следовательно, растворение осадка начинается тогда, когда по какой-либо причине ионное произведение малорастворимого электролита становится меньше величины ПР. Для того, чтобы растворить осадок, в раствор вводят такой электролит, ионы которого могут образовывать малодиссоциированное соединение с одним из ионов трудно растворимого электролита. Этим объясняется растворение трудно растворимых гидроксидов в кислотах
 Fe(OH)3 + 3HCl ® FeCl3 + 3H2O
 Ионы OH- связываются в малодиссоциированные молекулы H2O.

10. Ионнообменная хроматография
Ионно-обменная хроматография – вариант жидкостной хроматографии , основанной на обратимом обмене ионов ,нах-ся в р-ре на ионы одного и того же знака, входящие в состав  ионообменника (ионит)
Иониты – твердые, практически нерастворенные в воде и орг. растворителях в-ва, содержащие в своем составе функциональные группы, ионы которых способны обмениваться на ионы, нах-ся в растворе.
Широкое распространение получили синтетические иониты на основе орг. смол – ионообменные смолы. Они обладают хорошей способностью поглощать ионы и высокой хим. устойчивостью. В свою очередь бывают катионнообменные и анионообменные смолы, важнейшей хар-кой которой яв-ся обменная емкость, определяемая числом и силой ионных групп, закрепленных на пов-ти смолы при определенном рН р-ре. Обменную емкость относят к единице массы или объема ионита и выражают в экв. 10-3 или моль 10-3  Н+ и ОН-  на 1 гр. смолы. После загрузки образца насос создает солевой градиент для элюирования  образца. В колонке происходит обмен между ионами нах-ся в р-ре (подвижная фаза) и ионами нах-ся в ионитах,затем каждый разделенный компонент вещ-ва выходит из колонки и регистрируется детектором . На ионные формы многих вещ-в влияет рН элюента (подвижная фаза)



11. Какие катионы входят группы с 4 по 6 ? Качественные реакции на эти группы катионов.
Катионы 4 группы явл.- Zn, Al, Sn+2, Sn+4, Cr+3. Реагент-NaOH(гидроксиды в избытке щелочи с образ. Комплексных соед.)
Катионы 5 группы явл.-Fe+2, Fe+3, Bi+3, Mn+5. Реагент-NH4OH(гидроксид не раст-мы в избытке аммиака.)
Групповым реагентом на катионы 6 группы явл - Cu2+,Ni,Co,Cd . Концентрированный раст-р NH3.С ним данные катионы образуют комплексные соединения.
Координационное число у Cu-4,Co-6,Ni-6-они сильно окрашены.
[Сu(NH3)4]+2-ярко-синей
[Co(NH3)6]+2-вишнево-красный
[Ni(NH3)]+2-зеленый

12. Какие катионы входят в 1 по 3 групп? Качественные реакции на эти группы
Катионы 1 группы явл.- NH4+,Na+, K+,Mg+2. Реагента-нет(хлориды, сульфаты, гидроксиды раств.в воды)
Катионы 2 группы явл.-Ca+,Ba+2,S+2. Реагент-H2So4 (сульфаты не раств.в воде и разбавлен. Кис-ах)
Катионы 3 группы явл. Ag+,Hg+,Pb+2. Реагент- HCl(Хлориды не раств. в воде и разбавлен кис-тах)


13. Кислотно-основное титрование. Суть метода
В кислотно-основном титровании в качестве индикаторного обычно используют [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], как правило, входящий в комплект серийно выпускаемых промышленностью pH-метров. Потенциометрический метод позволяет провести количественное определение компонентов в смеси кислот, если константы диссоциации различаются не менее чем на три порядка. Например, при титровании смеси, содержащей хлороводородную (HCl) и уксусную кислоты, на кривой титрования обнаруживается два скачка. Первый свидетельствует об окончании титрования HCl, второй скачок наблюдается при оттитровывании уксусной кислоты. Также несколько скачков имеют кривые титрования многоосновных кислот, константы диссоциации которых существенно различаются (хромовая, фосфорная и др.).
Широкие возможности анализа многокомпонентных смесей без разделения открывает применение неводных растворителей. Например, определение содержания хлороводородной и монохлоруксусной кислот в смеси титрованием водного раствора является сложной задачей в связи с трудностью обнаружения двух скачков титрования. При титровании в ацетоне оба скачка выражены достаточно четко и содержание каждой кислоты в смеси может быть рассчитано.

14. Кондуктометрический метод анализа
Кондуктометрия – занимается изучением электропроводности раствора.
Существует несколько методов кондуктомет. анализа:
1)прямая кондуктометрия – метод, определяющий конц. р-ра путем измерений ее электропроводности
2)кондуктометрическое титрование – кривую титрования строят по измерениям удельной электропроводности р -ра , меняющийся в результате  хим. реакции. Любой проводник хар-ся сопротивлением и обратной величиной его электропроводности. L = 1/R
Сопративление любого материала зависит от площади сечения, удельного сопротивления, сопротивление р-ров будет зависеть от объема анализ. Пробы. R= Р*L/S
P – удельное сопротивление проводника
L – длина проводника
S – площадь сечения => объем анализ. р-ра будет влиять на сопротивление, поэтому в электрохимии принято оперировать двумя величинами удельной электропроводностью и эквивалентной.



15. Кулонометрический метод анализа
Кулонометрический метод анализа – основан на измерении кол-ва электричества, которое расходуется на электропревращение определяемого в-ва или на получении титранта. Основные законы кулонометрии установлены Фарадеем. Суть законов заключается в след. : для  выделения одного моля любого в-ва в процессе электролиза необходимо затратить одно и тоже кол-во электричества, называемое числом Фарадея
F = Q*M/n*m= I*t/n*m* M
Где: m – масса в-ва, выделившая при электролизе
Q – кол-во электричества
М – молярная масса эквивалента в-ва
I – сила тока
t – время электролиза
n – число электронов, участвующих в электрохим. реакции
Прямая кулометрия. В методе прямой кулонометрии сила тока в течении всего времени электролиза непрерывно уменьшается, т.к. происходит уменьшение концентрации анализ. в-ва. Электролиз заканчивают при уменьшении силы тока практически до 0. Если по окончанию электролиза измерить массу образовавшегося в-ва, то по з-ну Фарадея можно рассчитать кол-во электричества и затем найти сколько молей эквивалента в-ва образовалось, т.е. концентрации. В экологии метод кулонометрии определяют ионы меди, свинца, висмута, мышьяка и др. Ме, кроме того его используют для анализа орг. соединений.
Кулонометрическое титрование – основано на жлектрохим. получении титранта с последующей реакцией его с анализ. Р-ром.

16. Люминесцентный метод анализа
Люминесценция – такой процесс, при котором объект, поглощая некое электромагнитное излучение, начинает так же испускать излучение. Люминесцентный метод анализа основан на использовании отношения, связывающего интенсивность флуоресценции (или вторичного излучения) с концентрацией флуоресцирующего в-ва. Для измерения флуоресценции необходимо отделять испускаемое от исходного. Проще всего это сделать, измеряя излучение флуоресценции под прямым углом к исходному излучению. Измерение флуоресценции испускается во всех направлениях, а исходное излучение происходит прямо сквозь раствора.  В качестве источника УФ – излучение служит ртутная лампа, излучение которой происходит первичный фильтр
(фильтр 1), служащий для определения излучения с длиной волны, близкой к излучению флуоресценции, потому что на практике часть излучения рассеивается. Первичный фильтр пропускает излучение с длиной волны возбуждения. Вторичный фильтр (фильтр 2) пропускает излучение флуоресценции, но не излучение возбуждения (которое может рассеиваться). Иными словами фильтр 1 не пропускает излучение, которое прошло бы через фильтр 2 и воспринималась бы как флуоресценция.


17. Электрохимия. Основные понятия
Электрохимия. Основные понятия. Электрохимические методы основаны на измерении электрических параметров электрохимических явлений, возникающих в исследуемом растворе. Такое измерение осуществляют с помощью электрохимической ячейки, представляющей собой сосуд с исследуемым раствором, в который помещены электроды. Электрохимические процессы в растворе сопровождаются появлением или изменением разности потенциалов между электродами или изменение величины тока, проходящего через раствор. Основным элементом приборов для электрохимического анализа является электрохимическая ячейка. В методах без наложения постороннего потенциала она представляет собой гальванический элемент, в котором вследствие протекания химических окислительно-восстановительных реакций возникает электрический ток. В ячейке типа гальванического элемента в контакте с анализируемым раствором находятся два электрода – индикаторный электрод, потенциал которого зависит от концентрации вещества, и электрод с постоянным потенциалом – электрод сравнения, относительно которого измеряют потенциал индикаторного электрода. Измерение разности потенциалов производят специальными приборами – потенциометрами. В методах с наложением постороннего потенциала применяют электрохимическую ячейку, названную так потому, что на электродах ячейки под действием наложенного потенциала происходит электролиз – окисление или восстановление вещества. Гальванический элемент химический источник электрического тока. Принцип действия гальв. элемента основан на взаимодействии двух металлов через электролит, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока. ЭДС гальванического элемента зависит от материала электродов и состава электролита Уравнение Нернста уравнение, связывающее окислительно-восстановительный потенциал системы с активностями веществ, входящих в электрохимическое уравнение, и стандартными электродными потенциалами окислительно-восстановительных пар.
18. Фотометрический метод анализа
Фотометрический метод анализа (Фотометрия), совокупность методов мол.-абсорбционного спектрального анализа, основанных на избират. поглощении электромагнитного излучения в видимой, ИК и УФ областях молекулами определяемого компонента или его соединения с подходящим реагентом. Концентрацию определяемого компонента устанавливают по закону Бугера -Ламберта - Бера. Фотометрический метод включает визуальную фотометрию, спектрофотометрию и фотоколориметрию. Последняя отличается от спектрофотометрии тем, что поглощение света измеряют гл. обр. в видимой области спектра, реже - в ближних УФ и ИК областях (т. е. в интервале длин волн от ~ 315 до ~ 980 нм), а также тем, что для выделения нужного участка спектра (шириной 10-100 нм) используют не моно-хроматоры, а узкополосные светофильтры.
Приборами для фотоколориметрии служат [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], характеризующиеся простотой оптической и электрической схем. Большинство фотометров имеет набор из 10-15 светофильтров и представляет собой двухлучевые приборы, в которых пучок света от источника излучения (лампа накаливания, редко ртутная лампа) проходит через светофильтр и делитель светового потока (обычно призму), который делит пучок на два, направляемые через кюветы с исследуемым р-ром и с р-ром сравнения. После кювет параллельные световые пучки проходят через калиброванные ослабители (диафрагмы), предназначенные для уравнивания интенсивностей световых потоков, и попадают на два приемника излучения (фотоэлементы), подключенные по дифференциальной схеме к нуль-индикатору (гальванометр, индикаторная лампа). Недостаток приборов - отсутствие монохроматора, что приводит к потере селективности измерений; достоинства фотометров - простота конструкции и высокая чувствительность благодаря большой светосиле. Измеряемый диапазон оптической плотности составляет приблизительно 0,05-3,0, что позволяет определять мн. элементы и их соед. в широком интервале содержаний - от ~ 10-6 до 50% по массе. Для дополнительного повышения чувствительности и селективности определений существенное значение имеют подбор реагентов, образующих интенсивно окрашенные комплексные соед. с определяемыми веществами, выбор состава р-ров и условий измерений. Погрешности определения составляют около 5%.
При т. наз. дифференциальном Фотометрическом анализе оптическая плотность анализируемого р-ра измеряют относительно оптической плотности (которая не должна быть меньше 0,43) раствора сравнения. Последний содержит определяемый компонент в концентрации, близкой к концентрации этого компонента в анализируемом растворе. Этопозволяет определять сравнительно большие концентрации в-в с погрешностью 0,2-1% (в случае спектрофотометрии). При фотометрическом титровании получают зависимость оптич. плотности титруемого раствора от объема прибавляемого титранта (кривую титрования). По излому на этой кривой определяют конечную точку титрования и, следовательно, концентрацию исследуемого компонента в растворе.Иногда Фотометрический анализ понимают более широко, как совокупность методов качественного и количественного анализа по интенсивности ИК, видимого и УФ излучения, включающую атомно-абсорбционный анализ, фотометрию пламени, турбидиметрию, нефелометрию, люминесцентный анализ, спектроскопию отражения и мол .-абсорбционный спектральный анализ.


19. Оборудование для проведения спектрометрического метода анализа
Оборудование проведения спектрометрического метода анализа. Приборы наз. спектрометр или спектрофотометр- это прибор, который позволяет разложить полихроматическое излучение в спектр по длинам волн и зафиксировать оптическую плотность анализа рас-ра при опред. длине волны. Принципиальная спектрометрическая таб. Источник- монохроматор- образец- детектор- регистр. устр-во. 1.Источник излучения в опред. диаметре длины волн. 2. Монохроматор- для выделения узкого интервала длин волн. 3. Образец-кювета, куда помещается образец. 4. Детектор- приемник для превращ. излучения в электрич. Энергию. 5.Р.У- устройство, для регистрации отклика детектора. Анализируемый рас-р наход. В кювете(сосуд) , что приводит к взаимод.между излучением и стенками сосуда приводящая к потере излуч. Чтобы компенсировать, нужно интенсивность прошедшего потока через рас-р сравнивать с интенсивностью потока через холостой рас-р(без анализ.вещ-ва) После рассчитать оптическую плотность A=lg* Iхолост /Iраст-р =Lg*Io/I Io- интенсивность потока излучения, после его прохождения через кювету с рас-м, использованием для опред. компонента.

20. Общая характеристика анионов. Групповые реагенты первой и второй группы
Общая хар-ка анионов. Групповые реагенты 1 и 2 группы. У анионов нет цвета и запаха, а наличие отрицательных электронов на орбите позволяет им притягивать из воздуха различные микровещества. к анионам относятся отрицательно заряженные частицы, состоящие из отдельных" атомов или групп атомов различных элементов. Эти частицы могут нести один или несколько отрицательных зарядов. В отличие от катионов, которые в большинстве своем состоят из одного атома, анионы могут иметь сложный состав, состоящий из нескольких атомов. Существует 2 классификации анионов: 1.По окислительно-восстановительным свойствам Подразделяются на 3 группы. 1.группа- No3,MrO4,CrO2,No2( выделяется свободный I2 при окислении в присутствии двунормального рас-ра серной кис-ты,можно опред раст-м крахмала) 2. группа- Cl,Br,S,So3,S2O3 (Обесцвечивание рас-ра KMnO4 при подкислением раст-ра серной кислоты) 2.Обменная реакция 1 группа- So4,So3,Co3,CrO4,PO4,S2O3(Образуется нераствор. осадки солями Ba в нейтральной среде и слабощелочной. Ионы серебра (NO3) также могут образовывать нерастворимые соед.в воде, но раст-ми в соляной кис-те HCl,HNO3 за искл. BaSO4)групповой реагент-BaCl 2 группа-Cl,Br,I,S2-( Соли серебра нераствор. в воде, а соли Ba растворим. AgCl-белый творожестый осадок AgBr-желтоватый AgI- желтый. Сульфит серебра –черный)групповой реагент-AgNo3

21. Характеристика кислотности растворов. Водородный показатель
Титриметрический метод анализа.
Это количественное определение компонента
в исследуемом образце ,осуществляемое точным
измерением объема в-в вступающих в реакцию
концентрация одного из них должна быть
точно известна. Окислительно-восстановительное титрование. Титриметрические методы, в которых в качестве титрантов используют растворы окислителей или восстановителей, называют окислительно-восстановительными методами титрования. О-в называют процессы, которые, в отличие от реакций обмена, сопровождаются смещением электронов от одних свободных или связанных атомов к другим. Если атом или ион элемента отдает или принимает электроны, то в первом случае степень окисления элемента повышается, и он переходит в окисленную форму, а во втором – понижается, и элемент переходит в восстановленную форму. Коэф. в уравнениях окисл.-вост реакций могут быть найдены методами электронного баланса и электронно-ионного баланса. Иодометрия – метод, в котором рабочим титрованным раствором служит раствор свободного иода в КI. Метод позволяет определять как окислители, так и восстановители. Индикатором служит крахмал. Перманганатометрия - метод, который основан на окислительной способности рабочего раствора перманганата калия KМnO4. Титрование ведется без индикатора. Применяется для определения только восстановителей при прямом титровании. Иодатометрия применяет в качестве рабочего раствора раствор иодата калия KIO3 при определении восстановителей. Скорость реакции находится в прямой зависимости от температуры и рН раствора. Точка эквивалентности окислительно-восстановительного титрования фиксируется с помощью индикаторов. Из большого числа окислительно-восстановительных реакций для химического анализа используют только те реакции, которые: протекают до конца; проходят быстро и стехиометрично; образуют продукты определенного химического состава (формулы); позволяют точно фиксировать точку эквивалентности; не вступают в реакцию с побочными продуктами, присутствующими в исследуемом растворе. Наиболее важными факторами, оказывающими влияние на скорость реакции, являются: концентрация реагирующих веществ; температура; значение рН раствора; присутствие катализатора.
22. Потенциометрический метод анализа
Потенциометрический метод титрования основан на измерении потенциала электрода, погруженного в раствор. Величина этого потенциала пропорциональна концентрации соответствующих ионов в растворе. Электрод, по потенциалу которого судят о концентрации определяемых ионов в растворе, называют индикаторным электродом. Потенциал индикаторного электрода определяют, сравнивая его с постоянной величиной потенциала электрода сравнения. Обычно в качестве электрода сравнения применяют нормальный водородный электрод. Определяют точку эквивалентности и объем титранта, израсходованный на титрование. По полученным данным строят кривую потенциометрического титрования. Кривая потенциометрического титрования имеет вид, аналогичный кривой титрования в титриметрическом анализе. По кривой титрования определяют точку эквивалентности, которая находится в середине скачка титрования. Для этого проводят касательные к участкам кривой титрования и по середине касательной скачка титрования определяют точку эквивалентности. Наибольшее значение изменения
·рН/
·V приобретает в точке эквивалентности. При кислотно-основном титровании используют стеклянный электрод и электрод сравнения. Потенциометрический метод позволяет провести количественное определение компонентов в смеси кислот При окислительно-восстановительном титровании применяют электрод сравнения и платиновый индикаторный электрод, чувствительный к окислительно-восстановительным парам. При комплексометрическом титровании используют: а) металлический электрод, обратимый к иону определяемого металла; б) платиновый электрод при наличии в растворе окислительно-восстановительной пары. Потенциометрическое титрование катионов комплексоном III можно проводить с использованием в качестве индикаторного электрода соответствующего металла: титрование солей меди с медным электродом, солей цинка с цинковым.


23. Потенциометрическое титрование
Потенциометрическое титрование основано на определении точки эквивалентности по результатам потенциометрических измерений. Вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение (скачок) потенциала индикаторного электрода. Это наблюдается, конечно, лишь тогда когда хотя бы один из участников реакции титрования является участником электродного процесса. Так, например, титрование по методу кислотно-основного взаимодействия может быть выполнено со стеклянным электродом. Определение хлорида - с хлорсеребряным и т.д. Так же, как и в других титриметрических методах, реакции потенциометрического титрования должны протекать строго стехиометрически, иметь высокую скорость и идти до конца.
Для потенциометрического титрования собирают цепь из индикаторного электрода в анализируемом растворе и электрода сравнения. В качестве электродов сравнения чаще всего применяют каломельный или хлорсеребряный.

24. Рентгенофлуоресцентный метод анализа
(РФА) один из современных спектроскопических методов исследования вещества с целью получения его элементного состава, то есть его элементного анализа. В качестве источника излучения могут использоваться рентгеновские трубки. Каждый элемент имеет строго опред. Набор флуоресцентных линий. В результате этого не зависимо с кем элемент взаимодействует будет строгое соответствие между длиной волны линий флуоресц. И атомного № элемента, которому эта линия принадлежит. Флуоресц. Излучение явл. Источником инфо-ии о хим. Составе анал. В-ва. Для того, чтобы узнать есть ли данный элемент в образце, а так же сколько его там, потребуется настроиться на нужную длину волны флуоресц. Анализ. Вещ-ва Для этого образовавшееся вторичное излучение попадает в оптическую схему анализитора. В результате часть потока флуоресц. Анализ. Элемента выделяется и регистрируется детектором,  Который образует световую в электрич. Энергию (импульсы) Скорость света этих импульсов , получило название интенсивность, которая явл. Аналит. Сигналом прибора.


25. Рефрактометрический метод анализа
Рефрактометрический метод анализа ( рефрактометрия) основан на зависимости показателя преломления света от состава системы. Такую зависимость устанавливают путем определения показателя преломления для ряда стандартных смесей растворов. Предварительно по экспериментальным данным строят градуировочный график в координатах: состав смеси-показатель преломления; затем по градуировочному графику определяют показатель преломления раствора неизвестного состава. Метод рефрактометрии применяют для количественного анализа бинарных, тройных и разнообразных сложных систем растворов.
Рефрактометрия- это метод исследования веществ, основанный на определении показателя (коэффициента) преломления (рефракции) и некоторых его функций. Рефрактометрия (рефрактометрический метод) применяется для идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ.
Показатель преломления n, представляет собой отношение скоростей света в граничащих средах. Для жидкостей и твердых тел n обычно определяют относительно воздуха, а для газов - относительно вакуума. Значения n зависят от длины волны l света и температуры, которые указывают соответственно в подстрочном и надстрочном индексах. Например, показатель преломления при 20°С для D-линии спектра натрия (l = 589 нм) - nD20. Часто используют также линии спектра водорода С (l = 656 нм) и F (l = 486 нм). В случае газов необходимо также учитывать зависимость n от давления (указывать его или приводить данные к нормальному давлению).
В идеальных системах (образующихся без изменения объема и поляризуемости компонентов) зависимость показателя преломления от состава близка к линейной, если состав выражен в объемных долях (процентах)
n=n1V1+n2V2 ,
где n,n1,n2-показатели преломления смеси и компонентов, V1 и V2 - объемные доли компонентов (V1 + V2 = 1).


26. Способы обнаружения конечной точки титрования. Индикаторы
Титрование-удобный метод анализа при визуальном установлении конечной точки титрования.
Титриметрический метод анализа.
Это количественное определение компонента
в исследуемом образце ,осуществляемое точным
измерением объема в-в вступающих в реакцию
концентрация одного из них должна быть
точно известна. Конечную точку титрования определяют различными способами , например визуально, наблюдая за изменением окраски р-ра ( титрование с индикатором) , за появлением осадка ( осадительное титрование) или измеряя потенциал индикаторного электрода  Индикаторы позволяют быстро и достаточно точно контролировать состав жидких или газообразных сред, следить за изменением их состава, или за протеканием химической реакции. Широко используются кислотно-основные индикаторы, разбавленные растворы которых обладают способностью заметно изменять цвет, в зависимости от кислотностираствора. Причина изменения цвета - изменения в строении молекул индикатора в кислой и щелочной среде, что приводит к изменению спектра поглощения раствора. Для определения состава газовых сред используют индикаторные бумажки и индикаторные трубки. Виды индикаторов Кислотно-основные индикаторы Редокс-индикаторы,  Металлоиндикаторы Адсорбционные индикаторы Фенолфталеин, лакмус, метиловый оранж, метил крас, и тд


27. Теоретические основы хроматографии

Хроматография метод разделения, анализа и физико-химических исследований веществ, основанный на перемещении зоны вещества вдоль слоя сорбента в потоке подвижной фазы с многократным повторением сорбционных и десорбционных актов. При этом разделяемые вещества распределяются между двумя несмешивающимися фазами (в зависимости от их относительной растворимости в каждой фазе): подвижной и неподвижной.
В зависимости от природы взаимодействия, обусловливающего распределение компонентов между элюентом и неподвижной фазой, различают следующие основные виды: адсорбционную, распределительную, ионообменную, эксклюзионную (молекулярно – ситовую) и осадочную.

Основными системами любого газового хроматографа являются колонка и детектор. Хроматографическая колонка разделяет, а детектор количественно определяет компоненты проходящей через неё газовой смеси.
28 Титриметрический метод анализа
Титриметрический метод анализа.
Это количественное определение компонента
в исследуемом образце ,осуществляемое точным
измерением объема в-в вступающих в реакцию
концентрация одного из них должна быть
точно известна.
Р-р концентрация которого известна – наз-ся стандартным
р-ром или титрантом.
При анализе стандартный р-р помещают в бюретку
и осторожно малыми порциями приливают его к
исследуемому р-ру до достижения (.) эквивалентности.
точка эквивалентности-это момент окончания реакции
Для того что-бы можно было заметить достижение
точки экв. В исследуемый р-р перед титрованием
прибавляют вспомогательный реактив-индикатор
В-ва реагируют между собой в эквивалентных кол-вах
(n1=n1) т.к.эквивалентное кол-во
n=c*v*10
n- эквивалентное кол-во
c- молярная концентрация эквивал.
V-объем в котором растворено в-во
то для реагирующих в-в справедливо соотношение
C1V1=C2V2
C1-концентрация стандартного р-ра
V1-объем стандартного р-ра пошедшего на титрование
анализируемого в-ва
C2-неизвестная концентрация анализируемого в-ва
V2-объем анализируемого в-ва взятой для титрования




15

Приложенные файлы

  • doc 2118414
    Размер файла: 155 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий