Поиск в базе сайта:
Тема: Теоретические основы аналитической химии Расчёт pH в водных растворах icon

Тема: Теоретические основы аналитической химии Расчёт pH в водных растворах




Скачать 382.62 Kb.
НазваниеТема: Теоретические основы аналитической химии Расчёт pH в водных растворах
Дата конвертации18.10.2014
Вес382.62 Kb.
КатегорияТексты




Тема: Теоретические основы аналитической химии

Расчёт pH в водных растворах


Состав раствора

Расчетная формула

Сильная кислота

рH = – lgCк-ты

Сильное основание

рН = 14 – рОН = 14 + lgСосн.

Слабая кислота



Слабое основание



Буферный раствор, состоящий из слабой кислоты и ее соли



Буферный раствор, состоящий из слабого основания и его соли




1. Масса гидроксида калия, содержащаяся в 10 л его раствора, значение рН которого равно 11 составляет _0,56_ г.

Решение:
Согласно формуле  для сильного основания (КОН) моль/л. Следовательно, г.
2. Масса уксусной кислоты, содержащаяся в 5 л ее раствора, значение рН которого равно 3,9, составляет 0,264 г
Решение:
Согласно формуле  и закону разбавления Оствальда для слабой уксусной кислоты  получаем
Следовательно,
^ 3. При разбавлении ацетатного буферного раствора в два раза значение величины  практически не изменяется.

Решение:
При разбавлении буферных растворов, а также при добавлении к ним небольших количеств щелочи или кислоты значение величины  практически не изменяется.
4^ . Значение рН раствора, полученного путем разбавления 0,1 М раствора гидроксида калия в 100 раз (α=1), равно 11
Решение:
После разбавления 0,1 М раствора гидроксида калия в 100 раз его концентрация станет равна 0,001 М. С учетом полной диссоциации значение рН вычисляем по формуле .
5. ^ Значение рН раствора, полученного при смешении равных объемов 0,02 М раствора гидроксида натрия и 0,02 М раствора серной кислоты (α = 1), равно 2

Решение:
При смешении данных растворов происходит реакция
 Избыточная концентрация  равная 0,01 М, в результате увеличения объема уменьшится в 2 раза и станет равной 0,005 М.  – сильная кислота, для вычисления значения рН можно использовать формулу
^ 6. Значение рН раствора, полученного путем разбавления 0,1 М раствора азотной кислоты в 100 раз (α=1), равно 3

Решение:
После разбавления 0,1 М раствора азотной кислоты в 100 раз ее концентрация станет равна 0,001 М. С учетом полной диссоциации значение рН вычисляем по формуле .
7. Масса азотной кислоты, содержащаяся в 5 л ее раствора, значение рН которого равно 3, составляет 0,315г .

Решение:
Согласно формуле  для сильной азотной кислоты, моль/л. Следовательно, г.
8. Формула вещества, 0,01 М раствор которого характеризуется наименьшим  значением рН, имеет вид … и

,, ,,, ,

Решение:
Наименьшими значениями рН обладают растворы сильных кислот. В данном случае это раствор и .
^ Расчёты, основанные на произведении растворимости осадков
Расчетные формулы:
АmBn (т) АmBn (р-р) mAn+ + nBm-, тогда произведение растворимости рассчитывается по формуле:

ПР (АmBn) = [Аn+]m  [Bm+]n = const

Растворимость осадка рассчитывается по общей формуле:

Растворимость осадка состава АВ вычисляют по уравнению:

Растворимость осадка состава А2В или АВ2 рассчитывают по формуле:

1 ^ Вычислить растворимость PbCl2 в моль/дм3 в воде, если ПР(PbCl2)= 2,4∙10-4;
Решение


  1. Записываем процесс растворения малорастворимого электролита:

PbCl2т↔Pb2+ +2Cl-

  1. Молярные концентрации соли и анионов обозначаем через х:

[PbCl2]=x; [Pb2+]=x; [Cl-]=2x; x=P

  1. Подставляем молярные концентрации ионов в уравнение произведения растворимости рассчитываем растворимость:


;


М(PbCl2) = 278,13г/моль: отсюда его растворимость (Р) равна: Р(PbCl2)= 3,9∙10-2∙278,13 = 10,86 г/дм3
2^ . Формула вещества, при добавлении которого в раствор растворимость фторида кальция понижается, имеет вид 

,,,

Решение:
Растворимость фторида кальция понижается при добавлении в раствор соединений, содержащих одноименные ионы. Данному условию удовлетворяет фторид аммония –

  1. Наименьшей растворимостью (моль/л) обладает карбонат двухвалентного металла, значение произведения растворимости которого равно …

,,

Решение:
Наименьшей растворимостью обладает карбонат двухвалентного металла, значение произведения растворимости которого имеет наименьшее значение. В данном случае – это
^ 4 Масса ионов серебра, содержащаяся в 5 л насыщенного раствора хромата серебра, равна _70,2_ мг

Решение:
Согласно уравнению

Следовательно,

Тема: Качественный химический анализ

1. Определению ионов  действием раствора йодида калия мешает присутствие ионов 





Решение:

Определению ионов  действием раствора йодида калия мешает присутствие ионов  и  которые окисляют йодид-ионы, согласно уравнениям реакций:  и

2. При действии 2 М раствора соляной кислоты на смесь ионов     и  в виде осадка выделяются соединения …





3. Для определения ионов калия в растворе наиболее часто в качестве реагентов используются вещества, формулы которых имеют вид …

  • Na3[Co(NO2)6]

Решение:
Для определения ионов калия в растворе наиболее часто используются реакции с гексанитрокобальтатом (III) и гидротартратом натрия, которые сопровождаются выделением желтого и белого осадков и протекают согласно уравнениям:   и
4. Основу классификации анионов составляют их окислительно-восстановительные свойства и отношение к растворам солей …





5. Для разделения ионов     и  на группы используется избыток раствора гидроксида натрия, при этом после отделения осадка в растворе останутся ионы …





Решение:
Согласно уравнениям реакций:  и после отделения осадка в растворе останутся ионы  и

6. При действии избытка водного раствора аммиака на раствор, содержащий ионы , , , , в осадок выпадают …






Решение:
При действии водного раствора аммиака на раствор, содержащий ионы , , , , в осадок выпадают  и , которые не растворяются в избытке реагента.
7. Летучие соли бария окрашивают пламя горелки или спиртовки в ______ цвет.

  • зеленый


8. Действие водного раствора аммиака используется для обнаружения в исследуемом растворе ионов …



Решение:
Согласно уравнению реакции ,
при действии водного аммиака на раствор, содержащий ионы меди (II), происходит образование комплексных ионов, имеющих ярко-синюю окраску.
9. Групповым реагентом на ионы , ,  в кислотно-щелочном методе анализа является избыток водного раствора …



Решение:
Групповым реагентом на ионы , ,  в кислотно-щелочном методе анализа является избыток водного раствора , в котором происходит растворение образующихся осадков соответствующих гидроксидов, согласно уравнениям реакций: ,  и .
^ 10. Обнаружить ионы свинца (II) в присутствии ионов бария можно действием раствора …

  • КJ

Решение:
Обнаружить ионы свинца (II) в присутствии ионов бария можно действием раствора йодида калия, с которым ионы бария не взаимодействуют, а ионы свинца образуют осадок желтого цвета, согласно уравнению реакции

^ 11. Отделить ионы  от ионов  можно действием раствора …



Решение:
Раствор  взаимодействует с ионами и , согласно реакциям  и  При этом гидроксид алюминия растворяется в избытке реагента с образованием комплексной соли, растворимой в воде:

12. Отделить ионы  от ионов  можно действием раствора …

  • KOH

Решение:
Раствор  взаимодействует с ионами и согласно реакциям и . При этом гидроксид цинка растворяется в избытке реагента с образованием комплексной соли, растворимой в воде:
.
13. Реагентом, действием которого можно обнаружить присутствие ионов  в растворе, является …




14. Действием хлорной воды и крахмала можно обнаружить в растворе ионы …

  • J-

Решение:
Согласно уравнению реакции  и схеме
,
действием хлорной воды и крахмала можно обнаружить в растворе ионы
15. Определению фосфат-ионов действием раствора нитрата серебра мешает присутствие ______-ионов.

  • J-

Решение:
Определению фосфат-ионов действием раствора нитрата серебра мешает присутствие йодид-ионов, которые, также как и фосфат-ионы, образуют с ионами серебра осадок желтого цвета, согласно уравнению реакции .
^ 16. Обнаружению ионов бария действием раствора серной кислоты мешают ионы …



Решение:
Согласно уравнению реакции  обнаружению ионов бария действием раствора серной кислоты мешают ионы .
17. Отделить ионы  от ионов  можно действием раствора …

  • Избыток KOH

Решение:
Раствор  взаимодействует с ионами и согласно реакциям и . При этом гидроксид цинка растворяется в избытке реагента с образованием комплексной соли, растворимой в воде:
.
^ 18. Действием подкисленного раствора перманганата калия можно обнаружить в растворе ионы …



Решение:
Согласно уравнению реакции ,
при действии подкисленного раствора перманганата калия на раствор, содержащий нитрит-ионы (), происходит исчезновение малиновой окраски.

^ Качественные реакции на катионы и анионы

Ион

Название или формула реактива

Внешний эффект

K+

гексанитрокупрат (II) натрия и свинца.

чёрные кубические кристаллы

K+

гексанитрокобальтат (III) натрия.

жёлтый кристаллический осадок

Na+

антимонат калия KH2SbO4 нейтральная среда

белый мелкокристаллический осадок

Na+

Цинкуранилацетат Zn[(UO2)3(CH3COO)8]

жёлтые октаэдрические и тетраэдрические кристаллы

NH4+

NaOH

выделяется характерный запах аммиака

NH4+

реактив Несслера (K2[HgJ4]  2 Н2О).

Образуется осадок красно-бурого цвета





осадок белого цвета

Pb2+

KJ

осадок жёлтого цвета

Ba2+

K2CrO4 или K2Cr2O7

осадок жёлтого цвета



K4[Fe(CN)6] (жёлтая кровяная соль

белый осадок





белый осадок



Дитизон(дифeнилтиокарбазон)

пурпурно-красная окраска

Cu2+

NH3

ярко-синий раствор

Cu2+

K4[Fe(CN)6] (жёлтая кровяная соль

красно-коричневый осадок

Cu2+

KJ

белый осадок при добавлении Na2S2O3

Fe3+

KSCN

образование кроваво-красного раствора

Fe3+

K4[Fe(CN)6] (жёлтая кровяная соль

темно-синий осадок

Fe2+

K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль)

темно-синий осадок

Ni2+

Диметилглиоксим- реактив Чугаева

ало-красный осадок

Сd2+

K4[Fe(CN)6]

белый осадок

Сd2+

Дитизон (дифенилтиокарбазон)

фиолетовый цвет

Al3+

Ализарин-1,2-диоксиантрахинон

осадок ярко-красного цвета

Cr3+

H2O2, Cl2, KMnO4 -окислители

переход окраски зелёный- жёлтый

Cl -

(Hg2 (NO3)2).

белый осадок

Cl -

AgNO3

осадок белого цвета



BaCl2

осадок белого цвета

CH3COO-

H2SO4

запах уксусной кислоты

NO3-

6H5)2NH Дифениламин

Синее окрашивание



сильная кислота

Выделение СО2



магнезиальная смесь (MgCl2+NH4Cl+NH3)

белый мелкокристаллический осадок



^ Зависимость цвета пламени от наличия соединений металлов

ион

цвет пламени

ион

цвет пламени

Na +

жёлтое окрашивание

Ba2 +

жёлто-зелёное окрашивание

K +

фиолетовое окрашивание

Ca2 +

кирпично-красное окрашивание

Sr2+

карминово-красное окрашивание

Cu2+

зелёное окрашивание

^ Действие групповых реактивов на катионы

(кислотно-основная классификация)

Группа

Катионы

Групповой реагент

Наблюдаемый эффект

Реакции

I

Li+, Na+, K+, NH4+

нет

-

-

II

Ag+, Hg2+2, Pb2+.

HCl

AgCl↓. HgCl2↓. PbCl2↓ белый осадок.

Ag++ Cl→ AgCl↓

III

Ca2+, Sr2+, Ba2+

H2SO4

Ca SO4↓, Sr SO4↓, BaSO4

белый осадок

Ca2+ + SO4 2–→ Ca SO4↓,

IV

Zn2+, Al3+, Sn2+, Cr3+

NaOH

выпадают осадки амфотерных гидроксидов, растворимые в избытке раствора NaOH

Zn2–++2OH → Zn(OH)2

Zn(OH)2+ 2OH (избыток) →[ Zn(OH)4] 2–

V

Mg2+, Fe2+, Fe3+

NaOH

осадки гидроксидов, нерастворимые в избытке раствора NaOH, но растворимые в уксусной и минеральных кислотах.

Mg 2+2OH → Mg (OH)2


VI

Сu2+, Cd2+, Co2+, Ni2+

NH4OHконц

выпадают осадки основных солей и гидроксид кобальта, растворимые в избытке группового реактива с образованием аммиачных комплексов

СuCl2+ NH3H2O →CuOHCl↓+ NH4Cl

CuOHCl↓+ NH3H2O(избыток) →[Cu(NH3)4]2++OH‾ + Cl‾ + H2O

Cd2++OH-→ Cd(OH)2

Cd(OH)2 + 4 NH3 (избыток) → [Cd(NH3)4]2+ + 2ОН-







Добавление Na2CO3

Na+, K+ - остаются в растворе; Al3+, Cr3+, Fe3+ - выпадают в виде гидроксидов; остальные катионы в виде карбонатов

2Al3++3H2O +3Na2 CO3Al(OH)3↓+6Na+ +CO2

2Fe3++3H2O +3Na2 CO3Fe(OH)3↓+6Na+ +CO2

2Cr3++3H2O +3Na2 CO3Cr(OH)3↓+6Na+ +CO2

Mg2+ + +Na2 CO3 Mg CO3↓ +2Na+

Ca2+ +Na2 CO3 CaCO3↓ +2Na

Тема: Количественный анализ

Примеры решения задач и тестовых заданий согласно закону эквивалентов

C∙V1= C∙V2
^ 1. При сливании 20 мл 0,1 М раствора  и 15 мл 0,2 М раствора  образуется осадок массой _0,466 г.

Решение:

Уравнение реакции имеет вид .
Согласно формуле , ;  – в избытке.
 моль; следовательно,
2. ^ Масса гидроксида бария, содержащаяся в 500 см3  раствора, на титрование 25,0 мл которого израсходовано 15,0 мл раствора соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалентов  0,01 моль/л, составляет 256,5мг.

Решение:
Уравнение реакции имеет вид  

Согласно выражению закона эквивалентов  и по формулам:   и  получаем
3. Для нейтрализации 25 мл раствора гидроксида бария было затрачено 15 мл соляной кислоты c молярной концентрацией эквивалентов 0,15 моль/л. Молярная концентрация эквивалентов раствора гидроксида бария равна 0,09 моль/л.

Решение:
Уравнение реакции имеет вид
Согласно выражению закона эквивалентов для данной реакции

4. ^ При определении содержания бромида калия в сточных водах на титрование аликвоты объемом 100 см3 было израсходовано 12,0 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией 0,0125 моль/л. Содержание бромида калия в водах составляет 178,5 мг/л.

Решение:
Уравнение реакции имеет вид
 Согласно формулам:  и  получаем

5. Объем раствора гидроксида бария с молярной концентрацией эквивалентов 0,1 моль/л, необходимый для нейтрализации 25 мл раствора соляной кислоты c молярной концентрацией эквивалентов 0,2 моль/л, равен 50 мл.

Решение:
Уравнение реакции имеет вид  .
Согласно выражению закона эквивалентов для данной реакции ,


^ 6. Объем 0,1 М раствора хлорида бария, необходимый для осаждения сульфат-ионов из 200 мл 0,025 М раствора серной кислоты, равен 50 мл.

Решение:
Уравнение реакции имеет вид  
Согласно выражению закона эквивалентов для данной реакции ,


^ 7. Объем 0,1 М раствора NaOH, необходимый для нейтрализации раствора соляной кислоты, содержащего 0,073 г HCl, равен 20 мл.
Решение:
На основании уравнения реакции   Согласно формуле , .
8. Объем 0,1М раствора карбоната натрия, необходимый для осаждения ионов кальция из раствора, содержащего 0,324 г его гидрокарбоната, равен 20 мл.

Решение:
Уравнение реакции  имеет вид .
Согласно формулам  и  , .
Примеры решения задач на приготовление растворов методом разбавления

1. Рассчитать объем раствора H2SO4, который можно получить при разбавлении 49,9 см3концентрированного раствора H2SO4 с массовой долей 96,00 % и плотностью 1,840 г/см3 для получения раствора H2SO4 с молярной концентрацией равной 2,0 моль/дм3

Дано:

Решение:

(H2SO4)к. = 96,00 %

Так как к кислоте добавляют воду, значит, используемый в данный задаче способ приготовления раствора - разбавление, т.е. один раствор (исходный) - концентрированный, второй - разбавленный.

ρк. р-ра = 1,35 г/см3

  1. При разбавлении масса растворенного вещества - в нашем случае H2SO4 -одинакова в обоих растворах т.е. m (H2SO4)конц. р-ра =. m (H2SO4)разб. р-ра.

  2. По формуле для массовой доли (ω) рассчитываем массу серной кислоты, используя данные концентрированного раствора, т.к. для него известны объём, концентрация и плотность раствора

Для определения объема раствора(Vразб.р-ра), используем формулу для молярной концентрации: С(H2SO4)разб  ;

Подставляем численные данные и рассчитываем объём (Vразб)

. р-ра == 450cм3

:


Vконц. р-ра = 49,9см3

С(H2SO4)разб. = 2, моль/дм3

Vразб.. р-ра - ?


2 Сколько см3 раствора HNO3 с массовой долей 63,00 % и плотностью 1,350 г/см3 необходимо взять, чтобы приготовить 500 см3 раствора с молярной концентрацией 0,5 моль/дм3? Какой объём воды необходимо добавить?

Дано:

Решение:

(HNO3)к. = 63,00 %

Vразб.р-ра=500 см3

С(HNO3)разб.р-ра =0,5 моль/дм3

ρк. р-ра = 1,35 г/см3

Так как к кислоте добавляют воду, значит, используемый в данный задаче способ приготовления раствора - разбавление, т.е. один раствор (исходный) - концентрированный, второй - разбавленный.

Vк. р-ра = ?

VH2O=?

  1. Рассчитываем массу азотной кислоты, используя данные разбавленного раствора, т.к. для него известны объём и концентрация

mг

  1. Т.к  одинакова в обоих растворах, используем полученное значение массы для расчёта объёма концентрированного раствора

Подставляем численные данные и рассчитываем объём концентрированного раствора азотной кислоты, который необходимо взять для приготовления разбавленного раствора С(HNO3)разб.р-ра =0,5 моль/дм3:


VH2O= Vразб.р-ра - Vк. р-ра =500 -18,5=481,5см3

Кислотно-основные индикаторы

таблица1

Индикатор

Цвет формы

Кислая среда (рH<7)

Щелочная среда

(рH>7)

Нейтральная среда

(рH=7)

Метиловый оранжевый

Красный

Желтый

оранжевый

Лакмус

Красный

Синий

фиолетовый

Фенолфталеин

Бесцветный

Красный

Бесцветный




  1. Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (KCl, NaCl, KNO3, Na2SO4) гидролизу не подвергаются, так как ионы этих солей не могут образовывать с ионами воды слабодиссоциирующие или малорастворимые вещества. pHсреды =7

2. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой подвергаются гидролизу.

K2 CO3+ H2O KOH + H2 CO3

CO 2-3- + H2O H2 CO3 + OH-.

раствор имеет щелочную реакцию, рН> 7

  1. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой (NH4Cl, Al(NO3), FeSO4, ZnCl2) подвергаются гидролизу

NH4NO3 + H2O NH4OH + HNO3,

NH4+ + H2O NH4OH + H+.

раствор имеет кислую реакцию, рН 7

Пример: лакмус окрашивается в синий цвет в растворах…..

+ NaF ¸

CaCl2¸

NH4 Cl

Решение

NaF- соль образована сильным основанием и слабой кислотой, среда щелочная - окраска индикатора (лакмус) синяя;

CaCl2- соль образована сильным основанием и сильной кислотой, среда нейтральная - окраска индикатора (лакмус) – фиолетовая;

NH4 Cl- соль образована слабым основанием и сильной кислотой, среда кислая - окраска индикатора (лакмус) – красная.
^ Применение индикаторов при титровании

1. При определении карбонатной жесткости воды методом кислотно-основного титрования в качестве индикатора используется метиловый оранжевый.

2. При определении общей жесткости воды методом комплексонометрического титрования в качестве индикатора может быть использован эриохром черный.

3. При титровании кислотно-основным методом в качестве индикатора часто используется метиловый оранжевый.


Запомнить:

1. Для установления точной концентрации кислот в качестве первичных стандартных веществ используются  - карбонат натрия () и тетраборат натрия ().
2. В аналитических лабораториях общую жесткость воды определяют методом комплексонометрического титрования (см. табл.1).


Важнейшие методы химического титриметрического анализа


Метод

титрования

Разновидность

метода

Рабочее

вещество

Z

Установочное вещество

Z

Индикаторы

Метод

нейтрализации

(кислотно-основного титрования)

H3O+ + OH= 2H2O

ацидиметрия

HCl

H2SO4

1

2

Na2B4O710H2O-дегидрат тетраборат натрия (бура)

Na2C2O4- оксалат натрия

^ Na2CO3- карбонат натрия

2

2

2

кислотно-основные:

метиловый оранжевый, бромтимоловый синий, фенолфталеин

и др.

алкалиметрия

NaOH

KOH

1

1

C6H5COOH-бензойная кислота

H 2C4H4O4- янтарная кислота

^ Н2С2О4 · 2Н2О-щавелевая кислота

1

2

2

Метод

редоксиметрии

(окислительно- восстановительного титрования)
aOx1 + bRed1 =

cOx2 + dRed2

перманганатометрия

KMnO4


5

^ Н2С2О4 · 2Н2О ― щавелевая кислота

Na2С2О4 ― оксалат натрия

(NH4)2С2О4― оксалат аммония

2

окраска MnO4

дихроматометрия

K2Cr2O7


6

-

редокс-индикаторы: дифениламин, ферроин и др.

иодиметрия

I2

(приготовлен из фиксанала)

2







специфический индикатор - крахмал

иодометрия

Na2S2O32H2O

1

^ K2Cr2O7 (дихромат калия)

6

броматометрия

КBrO3

6

титрованный раствор Na2S2O3 (тиосульфат натрия)

1

метиловый оранжевый

Метод

комплексометрии
Mn+ + mL= [MLm]n-m

комплексонометрия

^ Na2C10H14O8N2 (трилон Б,

ЭДТА)

2

ZnSO4∙•7Н2О (гептагидрат сульфата цинка),

MgSO4∙•7Н2О (гептагидрат сульфата магния).

2

металлохромные: эриохром черный Т, мурексид

и др.

Метод

осаждения
mMn+ +nXm =

Mm Xn

аргентометрия

метод Мора

AgNO3

1

KCl (хлорид калия),

NaCl (хлорид натрия)

1

осадительный индикатор : K2CrO4

метод

Фаянса

адсорбционные индикаторы: эозин, флуоресцеин

и др.

меркурометрия

Hg2(NO3)2


2


KCl (хлорид калия),

NaCl (хлорид натрия)

1

адсорбционные индикаторы: дифенилкарбазид

тиоцианатометрия:

метод Фольгарда

KSCN

NH4SCN

1

1

AgNO3 (нитрат серебра),

(титрованные растворы)

Hg2(NO3)2(нитрат ртути (II))

1
2

металлохромный индикатор: Fe3+ в кислой среде


Гравиметрический метод анализа

1. При определении алюминия гравиметрическим методом из 2,0000 г анализируемого образца после осаждения и прокаливания было получено 0,2040 г  Al2O3. Массовая доля алюминия в образце составляет 5,4 %.

Решение:
На основании уравнения реакции  и формул  получаем
2. При гравиметрическом определении железа(III) в виде его гидроксида весовой формой является F2O3

Решение:
Весовой формой при гравиметрическом определении железа(III) в виде его гидроксида является , который образуется при прокаливании гидроксида согласно уравнению
^ Физико-химические методы анализа

Название метода

Основное уравнение или закон

Электроды

Измеряемая величина

Используемая зависимость в количественном анализе

Прямой метод

Косвенный метод (титрование)

^ Электрохимические методы анализа

Потенциометрия.


Уравнение Нернста

индикаторный и сравнения

ЭДС (∆Е ), мВ. между электродами (или pH)

Пропорцианальная (линейная) зависимость измеряемой величины от концентрации


Зависимость измеряемой величины от объема титранта

-

Кондуктометрия




однородные платиновые

Электрическая проводимость растворов, L, Cм-

Вольтамперометрия.


уравнение Ильковича
Id=605nD½mτ½C

Id=KC

Рабочий электрод (ртутно-капающий, платиновый, углеродный), электрод сравнения

Сила диффузионного тока Id, мкА, h-мм.

Кулонометрия


закон Фарадея


Рабочий электрод (платина), электрод сравнения

Зависимость количества вещества выделенного на электроде от количества электричества , процесс электролиза (Кл)

^ Оптические методы анализа

Название метода

Основное уравнение или закон

Измеряемая величин

Используемая зависимость в количественном анализе

Прямой метод

Косвенный метод (титрование)

^ Атомный спектральный анализ

Атомно-эмиссионная спектроскопия

Закон Ломакина-Шайбе

I = aCb

lgI = lga + blgC

Интенсивность спектральных линий

Линейная зависимость интенсивности спектральных линий от концентрации

-

Эмиссионная фотометрия пламени

J = KC

Интенсивность излучения

Линейная зависимость интенсивности излучения от концентрации

-

Атомно-абсорбционная спектроскопия

A=lg(I/I0)=KvlC


А -абсорбционность поглощающего слоя плазмы

Линейная зависимость величины А от концентрации

-

Молекулярная спектроскопия

Молекулярно-абсорбционная спектрофотометрия:

  1. в видимой области спектра (фотоколориметрия);

  2. в ультрафиолетовой области спектра;

  3. в инфракрасной области спектра

Закон Бугера-Ламберта-Бера

(основной закон светопоглощения)

В логарифмической форме уравнение будет иметь вид:



А - оптическая плотность,

Т- коэффициент светопропускания -%

Пропорциональная (линейная зависимость) величины А или Т от концентрации

Зависимость измеряемой величины от объема титранта


Молекулярная эмиссионная спектроскопия

(люминесцентный

метод анализа основан на возбуждении молекул электромагнитным излучением в виде света в видимой и ультрафиолетовой области)

Виды люминесценции:

  • флоуресценция

  • радиолюминесценция

  • хемилюминесценция

  • электролюминесценция

  • хемилюминесценция

  • фотолюминесценция

  • триболюминесценция

Jлюм = KC

Iл - интенсивность люминесценции

Пропорциональная (линейная зависимость) интенсивности излучения света Jлюм от концентрации




Рефрактометрический анализ (рефрактометрия)

nр-ра = n0 + КСр-ра

nр-ра –относительный показатель преломления

Пропорциональная (линейная зависимость) величины nр-ра от концентрации




^ Физические методы анализа

Ядерно-химические методы анализа



I - интенсивность излучения

Пропорциональная (линейная зависимость) величины интенсивность излучения (I) от концентрации




Радиохимические методы анализа

I = φ·a,

I- регистрируемая активность

Пропорциональная (линейная зависимость) величины активности (I) от концентрации

Зависимость измеряемой величины от объема титранта


Радиометрические методы анализа

Основаны на измерении радиоактивности при отсутствии химических превращений

Активационные методы анализа

Основаны на образовании радионуклидов в результате протекания ядерных реакций


^ Методы разделения и концентрирования

При анализе различных смесей используемый метод часто не обеспечивает надёжных результатов без предварительного концентрирования, маскирования или разделения на отдельные компоненты

метод

цель

Краткая характеристика, основные понятия

Маскирование

Устранение мешающего влияния посторонних ионов или примесей

Маскирование – снижение концентрации мешающего компонента путем переведения его в малорастворимое или прочное комплексное соединение.

Вещество, которое использует для маскирования компонента, называют маскирующим агентом.


Концентрирование

Увеличение концентрации микрокомпонента с последующим его определением

Концентрирование можно провести отгонкой, выпариванием, экстракцией, хроматографическими методами, соосаждением.


Осаждение

Разделение неорганических ионов и концентрирование

Основано на различной растворимости соединений. Используют органические и неорганические осадители.

Соосаждение

Концентрирование микропримесей

Соосаждение – процесс перехода в осадок веществ, которые в условиях анализа должны быть растворимыми, т.е. при образовании осадка из раствора захватываются растворимые вещества.

Экстракция

Разделение компонентов или их концентрирование

Экстракция- это физико-химический процесс разделения (переноса) растворенного вещества между двумя несмешивающимися фазами (обычно водой и органическим растворителем). Соединение, ответственное за образование экстрагируемого соединения называют экстрагентом. Органическую фазу, отделенную от водной фазы и содержащую экстрагированные соединения, называют экстрактом. Обратный переход вещества из органической фазы в водную называют реэкстракцией, а раствор, используемый для этого - реэкстрагентом.

Сорбция

Разделение компонентов или их концентрирование

Сорбция– процесс поглощения газов, паров и растворённых веществ твёрдыми или жидкими поглотителями (сорбентами). Поглощаемое вещество называют сорбтивом, вещество, уже поглощенное сорбатом. Процесс, обратный сорбции, называют десорбцией. В зависимости от механизма взаимодействия веществ с сорбентами различают следующие виды сорбции:

адсорбция – поглощение поверхностью твердого сорбента (адсорбента);

абсорбция – поглощение всем объемом сорбента (жидким абсорбентом);

хемосорбция – сорбция, сопровождающаяся образованием химических связей между сорбентом и сорбируемым соединением;

распределение веществ между двумя несмешивающимися фазами (растворителем и жидкой фазой на сорбенте);

капиллярная конденсация- образование жидкой фазы в порах капиллярах твёрдого сорбента при поглощении паров.

Хроматография

Разделение компонентов или их концентрирование

Хроматография - метод разделения сложных смесей на отдельные компоненты, основанный на различном распределении компонентов между двумя фазами - подвижной и неподвижной (сорбентом). Подвижную фазу, вводимую в слой неподвижной фазы, называют элюентом, а подвижную фазу, содержащую разделенные компоненты – элюатом. Элюирование-процесс перемещения вещества вместе с элюентом. Разделение сопровождается многократным повторением процессов сорбции и десорбции.

- ^ Адсорбционная хроматография - основана на различии в адсорбируемости веществ твердым сорбентом.

- Распределительная хроматография основана на различии в растворимости сорбатов в несмешивающихся между собой неподвижной и подвижной фазах или на различии в стабильности образующихся комплексов.

- Ионообменная хроматография основана на разной способности веществ к ионному обмену с неподвижной фазой.

В хроматографах для непрерывной регистрации концентраций компонентов, выходящих из колонки, используют детектор.

Электрофорез

Разделение компонентов электрохимическим методом

Электрофорез - это метод, основанный на различиях в скоростях движения частиц разного заряда, формы и размера в электрическом поле.

Сумблимация

Очитка вещества

Переход вещества из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние.

Oсмос




Метод разделения, основан на проникновении молекул и ионов через мембрану, непроницаемую для коллоидных частиц.

Флотация




Метод основан на различном смачивании веществ жидкостями.

Похожие:




©fs.nashaucheba.ru НашаУчеба.РУ
При копировании материала укажите ссылку.
свазаться с администрацией