Общие вопросы аналитической химии. Химические методы обнаружения неорганических веществ

План лекции:
1. Общие вопросы аналитической химии. Литература по аналитической химии.
3. Химические

Рекомендуемая литература

Новая литература

Определение предмета «Аналитическая химия»

Аналитическая химия, или аналитика – это раздел химической науки, разрабатывающий на

Определение VIII Европейской конференции по аналитической химии (Эдинбург, 1993)- Аналитическая химия

Определение по Г.Кристиану со ссылкой на Чарльза Н.Рейли

Аналитическая химия – это

Аналитическая служба

Административная система, обеспечивающая конкретный анализ определенных объектов с использованием методов,

Основные понятия аналитической химии: принцип, метод и методика анализа

Принцип анализа

Явление, используемое для получения аналитической информации, называется принципом анализа. (Например,

Метод анализа

Краткое изложение принципов, лежащих в основе анализа вещества (вне зависимости

Методика анализа

Методика анализа – это подробное описание хода выполнения конкретного анализа

В зависимости от цели различают качественный, количественный и структурный анализ.

Качественный анализ

Качественный анализ предполагает обнаружение или идентификацию компонентов анализируемого образца.

Количественный анализ

В процессе количественного анализа происходит определение концентраций или масс компонентов.

Структурный анализ

Цель структурного анализа – установление химического и пространственного строения исследуемого

Классификация видов анализа в зависимости от определяемого компонента

Классификация видов анализа в зависимости от массы или объема анализируемой пробы

Классификация видов анализа в зависимости от процедуры проведения анализа

Систематический –разделение смеси

Характеристики аналитической реакции

Избирательность ( селективность) – возможность определения в результате аналитической

Избирательность аналитической реакции (в зависимости от числа веществ)

Специфические реакции – позволяют

Методы аналитической химии

Методы аналитической химии при анализе образцов

1. Метод пробоотбора;
2. Метод разложения проб;
3.

Химические методы обнаружения неорганических веществ.

Химические методы обнаружения неорганических веществ

Химические методы обнаружения неорганических веществ основаны на проведении аналитических реакций. Аналитическими

Эффекты при аналитических реакциях

1. Образование и растворение осадков
2. Образование характерных кристаллов
3.

Понятие аналитической группы ионов

Понятие аналитической группы ионов

Аналитическая группа ионов отличается от групп Периодической таблицы

Аналитическая классификация катионов

Аналитическая классификация катионов

Сульфидная;
Кислотно-основная; Аммиачно-фосфатная;

Сульфидная Аналитическая классификация катионов

Групповые реагенты – сульфид аммония, сероводород и карбонат

Кислотно-основная аналитическая классификация катионов

Все катионы подразделяются на 6 аналитических групп. Используется

Аммиачно-фосфатная аналитическая классификация катионов

В основу положена различная растворимость фосфатов в воде, водных

Кислотно-основная классификация катионов

Первая аналитическая группа катионов -Li+, Na+, K+, NH4+

Реакции ионов Li+

Реакция с двузамещенным гидроортофосфатом натрия Na2НРO4.

3Li+ + НРО42- + ОН- =Li3PО4↓

Реакция с растворимыми карбонатами

2Li+ + СО32- =Li2CО3↓

Реакция с растворимыми фторидами

Li+ + F- = LiF↓

Реакции ионов Na+

Микрокристаллоскопическая реакция с цинкуранилацетатом (фармакопейная).

Na+ + Zn[(UО2)3(CH3CОО)8] + СН3СОО- + 9Н2О

.Реакция с гексагидроксостибатом (V) калия

Na+ + [Sb(OH)6]- =Na[Sb(OH)6]↓

Реакции ионов K+

Реакция с гексанитрокобальтатом (III) натрия (фармакопейная)

2К+ + Na3[Co(NО2)6] = NaK2[Co(NО2)6↓ +

Реакция с гидротартратом натрия (фармакопейная)

К+ + NaHC4H4О6 =КНС4Н4О6↓ + Na+.

Реакции ионов NH4+

Реакция разложения солей аммония щелочами (фармакопейная)

NH4+ + ОН- =NH3↑ + Н2О.

Реакция с реактивом Несслера — смесью раствора тетрайодомеркурama(II) калия K2[HgI4] с

Анализ смеси катионов Li+, Na+, K+, NH4+

Сразу удаляют аммоний прокаливаем в

Вторая аналитическая группа катионов -Ag+, Pb2+, Hg22+,

Реакции ионов Ag+

Реакция со щелочами

2Ag+ + 2ОН­­­­­- Ag2O↓ + Н2О.
Ag2O + 4NH3

Растворимые галогениды

Ag+ + Сl- = AgCl↓;
Ag+ + Br- = AgBr↓;

Различие галогенидов серебра

Осадок хлорида серебра растворим в растворе аммиака. Иодид серебра

Хромат калия - осадок кирпично-красного цвета:

2Ag+ + CrО42- = Ag2CrО4↓

Гидроортофосфат натрия

3Ag+ + 2HPO42- = Ag3PO4↓ + H2PO4-

Реакция восстановления Ag+ до металлического серебра

4[Ag(NH3)2]OH + CH2O =
4Ag↓ +

Реакции ионов Pb2+

Действие щелочей и аммиака

Pb2+ + 2OH- = Pb(OH)2 ↓

Растворимые галогениды

Pb2+ +2Cl - = PbCl2 ↓
Pb2+ +2Br - = PbBr2

Осадки галогенидов свинца (II) растворимы в горячей воде и в присутствии

Хромат калия образует желтый осадок

Pb2+ + CrO42- = PbCrO4 ↓

Реакция с сульфид-ионами

Pb2+ + S2- = PbS ↓

Реакции ионов Hg22+

Действие щелочей

Hg2+ + 2OH- = Hg2O↓ + H2O

Водный раствор аммиака

2Hg22+ + 4NH3 + Н2О = [OHg2NH2]+ + 2Hg↓

Растворимые хлориды

Hg22+ + 2Сl- = Hg2Cl2↓.

Растворимые иодиды

Hg22+ + 2I- = Hg2I2↓.

Хромат калия

Hg22+ + CrО42- = Hg2CrО4↓.

Восстановление ртути (I) до металлической ртути.

Hg22+ + Сu = 2Hg↓

Серная кислота

Са2+ + SO42- + 2Н2О = CaSO4∙2Н2О↓.

Третья аналитическая группа катионов -Ca2+ , Sr2+, Ba2+,

Реакции ионов Ca2+

Карбонат аммония

Са2+ + СO32- = СаСO3↓.

Оксалат аммония

Са2+ + С2O42- = СаС2О4↓

Гексацианоферрат (II) калия

Са2+ + К+ + NH4++ [Fe(CN)6]4- = NH4KCa[Fe(CN)6]↓.

Реакции ионов Sr2+

Серная кислота, растворимые сульфаты и гипсовая вода (насыщенный водный раствор сульфата

Карбонат аммония

Sr2+ + СО32- = SrCO3↓.

Оксалат аммония

Sr2+ + С2O42- = SrC2O4↓.

Родизонат стронция- соединение красно-бурого цвета

Реакции ионов Ba2+

Серная кислота и растворимые сульфаты

Ва2+ + SO42- = BaSO4↓.

Карбонат аммония

Ва2+ + СO32- = BaCO3↓.

Оксалат аммония

Ва2+ + С2O42- = BaC2O4↓.

Родизонат бария- соединение красного цвета

Хромат или дихромат калия дают осадки ярко-желтого цвета

Ва2+ + СгO42-

АНАЛИТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ АНИОНОВ

Главная цель групповых реакций

Скрининг (отсеивание) анионов, которые не присутствуют в

Классификация анионов, основанная на образовании малорастворимых солей бария и серебра

Окраска бариевых солей

Соли бесцветны, за исключением хроматов

ОВР - свойства

SO32-, S2O32-, C2O42-, AsO33-, - восстановители
AsO43-, CrO42- -окислители

Растворимость в воде и минеральных кислотах

BaSO4 – плохо растворим в воде

1. СУЛЬФИТ-ИОНЫ

Реакции анионов
I аналитической группы

Реакции Сульфит-ионов

Соли бария
Соли серебра
Разбавленные кислоты
Окислители
Восстановители
Фуксин
Нитропруссид натрия

Реакция с нитратом серебра

Ag2SO3(белый осадок)+ Na2SO3
=2Na[Ag(SO3 ) 2]

Разбавленные кислоты

Na2SO3 +Н+
=S02+ H20

Реакции с окислителями

Реакции с восстановителями

Образование фуксинсернистой кислоты – фуксин обесцвечивается

Нитропруссид натрия -

Na2[Fe(CN)5NO] – КРАСНОЕ ОКРАШИВАНИЕ, состав продукта неизвестен

2.ТИОСУЛЬФАТ-ИОНЫ

Реакции анионов
I аналитической группы

Реакции Тиосульфат--ионов

Соли бария
Соли серебра
Разбавленные кислоты
Окислители (KMnO4 в кислой среде)
Восстановители (иод)
Нитропруссид

Нитрат серебра

Ag2S 2 O3(белый осадок)+ Na2S 2 O3
=2Na 3[Ag(S2O3)2]

Основная аналитическая реакция в фармхимии

2S2O32-+I2
=S4062-+2I-

3.СУЛЬФАТ-ИОНЫ

Реакции анионов
I аналитической группы

Реакции сульфат--ионов

Соли бария
Соли свинца
Родизонат бария

4. КАРБОНАТ-ИОНЫ

Реакции анионов
I аналитической группы

Реакции карбонат--ионов

Соли бария
Разбавленные кислоты
Соли магния

Соли магния

2Mg2++2CO32-+H20=
(MgOH)2CO3+CO2

3. ОКСАЛАТ-ИОНЫ

Реакции анионов
I аналитической группы

Реакции оксалат--ионов

Соли бария
Соли кальция
Окислители (KMnO4 в кислой среде)

Окислители (KMnO4 в кислой среде)

2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++
10CO2+8H2O

5. БОРАТ-ИОНЫ

Реакции анионов
I аналитической группы

Реакции Борат-ионов

С куркумином
С хинализарином
Этиловый эфир борной кислоты

Реакция борат-ионов с куркумином – красно-бурый цвет, в присутствии аммиака -синий

Образование и горение этилового эфира борной кислоты

Реакция борат-инов с хинализарином

6. СИЛИКАТ-ИОНЫ

Реакции анионов
I аналитической группы

Реакции силикат-ионов

Соли бария
Нитрат серебра
Разбавленные кислоты
Образование фторида кремния
Молибдат аммония

Образование желтого силиката серебра

2Ag++SiO32-=
=Ag2SiO3

Образование фторида кремния

Na2SiO3+6HF= SiF4+3H2O+2NaF

7. ФТОРИД-ИОНЫ

Реакции анионов
I аналитической группы

Реакции ФТОРИД-ионов

Соли бария
Тиоцианат железа
Цирконий-ализариновый комплекс
Образование фторида кремния (травление стекла)

Обесцвечивание «кровавой раны»

Fe(SCN)3+6F-=[FeF6]3-+3SCN-

Цирконий-ализариновыый комплекс изменяет цвет от красного до желтого (свободный ализарин)

8. ФОСФАТ-ИОНЫ

Реакции анионов
I аналитической группы

Реакции фосфат-ионов

Соли бария
Нитрат серебра
Магнезиальная смесь
Молибдат аммония
Образование молибденовой сини

Образование гетерополисоединений с молибдатом аммония

(NH4)3[PMo12O40]

ОБРАЗОВАНИЕ МОЛИБДЕНОВОЙ СИНИ

Гетерополимолебде-новоая кислота и ее соли восстанавливаются до продукта синего

9-10. АРСЕНИТ И АРСЕНАТ-ИОНЫ

Реакции анионов
I аналитической группы

Образование арсина

4Zn+AsO42-+11H+=
AsH3+4Zn2++4H2O

Реакция Гутцайта

Реакции Арсенит и арсенат-ионов

Соли бария
Нитрат серебра
Сероводород
Молибдат аммония
Иод/иодид калия
Восстановление до арсина

Классификация анионов, основанная на их окислительно-восстановительных свойствах

Классификация анионов, основанная на их окислительно-восстановительных свойствах