Слайд 2
План лекции:
1. Общие вопросы аналитической химии. Литература по аналитической химии.
3. Химические
методы обнаружения неорганических веществ.
3. Реакции обнаружения катионов
4. Реакции обнаружения анионов
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Определение предмета «Аналитическая химия»
Слайд 6
Аналитическая химия, или аналитика – это раздел химической науки, разрабатывающий на
основе фундаментальных законов химии и физики методы и приемы качественного и количественного анализа атомного, молекулярного и фазового состава вещества.
Слайд 7
Определение VIII Европейской конференции по аналитической химии (Эдинбург, 1993)- Аналитическая химия
– это научная дисциплина, которая развивает и применяет методы, средства и общую методологию получения информации о составе и природе вещества
Слайд 8
Определение по Г.Кристиану со ссылкой на Чарльза Н.Рейли
Аналитическая химия – это
то, чем занимаются химики- аналитики
Слайд 9
Аналитическая служба
Административная система, обеспечивающая конкретный анализ определенных объектов с использованием методов,
рекомендуемых аналитической химией, называется аналитической службой. Аналитическая служба государства представляет собой совокупность аналитических служб отдельных ведомств.
Слайд 10
Основные понятия аналитической химии: принцип, метод и методика анализа
Слайд 11
Принцип анализа
Явление, используемое для получения аналитической информации, называется принципом анализа. (Например,
явление - поглощение света веществом, аналитическая информация - природа определяемого вещества и его концентрация)
Слайд 12
Метод анализа
Краткое изложение принципов, лежащих в основе анализа вещества (вне зависимости
от определяемого компонента и анализируемого объекта), носит название метода анализа. Например, гравиметрический анализ основан на определении массы веществ, или люминесцентный метод анализа
Слайд 13
Методика анализа
Методика анализа – это подробное описание хода выполнения конкретного анализа
данного объекта с использованием выбранного метода, обеспечивающее регламентированные характеристики правильности и воспроизводимости (раздел – методы математической статистики в аналитической химии) анализа.
Слайд 14
В зависимости от цели различают качественный, количественный и структурный анализ.
Слайд 15
Качественный анализ
Качественный анализ предполагает обнаружение или идентификацию компонентов анализируемого образца.
Слайд 16
Количественный анализ
В процессе количественного анализа происходит определение концентраций или масс компонентов.
Слайд 17
Структурный анализ
Цель структурного анализа – установление химического и пространственного строения исследуемого
соединения.
Слайд 18
Классификация видов анализа в зависимости от определяемого компонента
Слайд 19
Классификация видов анализа в зависимости от массы или объема анализируемой пробы
Слайд 20
Классификация видов анализа в зависимости от процедуры проведения анализа
Систематический –разделение смеси
ионов на группы или подгруппы.
Дробный – определение определенного элемента, для подтверждения его нахождения в смеси.
Локальный – определение элементов на определенном участке поверхности.
Слайд 21
Характеристики аналитической реакции
Избирательность ( селективность) – возможность определения в результате аналитической
реакции определенного вещества (одного или нескольких ) в сложной смеси веществ;
Предел обнаружения (определения) – минимальное количество вещества, которое можно определить качественно (количественно);
Слайд 22
Избирательность аналитической реакции (в зависимости от числа веществ)
Специфические реакции – позволяют
определять только одно вещество;
Избирательные реакции - позволяют определять небольшое число о веществ;
Групповые реакции – используются в систематическом анализе для выделения группы веществ;
Слайд 23
Методы аналитической химии
Слайд 24
Методы аналитической химии при анализе образцов
1. Метод пробоотбора;
2. Метод разложения проб;
3.
Метод разделения и концентрирования;
4. Метод обнаружения и количественного определения
Слайд 25
Химические методы обнаружения неорганических веществ.
Слайд 26
Химические методы обнаружения неорганических веществ
Слайд 27
Химические методы обнаружения неорганических веществ основаны на проведении аналитических реакций.
Аналитическими
называются химические реакции, результат которых несет определенную аналитическую информацию.
Слайд 28
Эффекты при аналитических реакциях
1. Образование и растворение осадков
2. Образование характерных кристаллов
3.
Появление или изменение окраски растворов
4. Выделение газов
Слайд 29
Понятие аналитической группы ионов
Слайд 30
Понятие аналитической группы ионов
Аналитическая группа ионов отличается от групп Периодической таблицы
Менделеева Д.И.
Аналитическая группа ионов обладает общностью свойств в реакциях осаждения или выделения, позволяющих отделить их от остальных ионов близкой химической природы
Слайд 31
Аналитическая классификация катионов
Слайд 32
Слайд 33
Слайд 34
Слайд 35
Аналитическая классификация катионов
Сульфидная;
Кислотно-основная; Аммиачно-фосфатная;
Слайд 36
Сульфидная Аналитическая классификация катионов
Групповые реагенты – сульфид аммония, сероводород и карбонат
аммония.
Все катионы подразделяются на
5 аналитических групп. Различия в растворимости и сульфидов и образования осадков с карбонатом аммония
Слайд 37
Кислотно-основная аналитическая классификация катионов
Все катионы подразделяются на 6 аналитических групп. Используется
различие в растворимости соединений по отношения к раствором кислот и
щелочей с учетом комплексообразования в растворах.
Слайд 38
Аммиачно-фосфатная
аналитическая классификация катионов
В основу положена различная растворимость фосфатов в воде, водных
растворах кислот, щелочей и аммиака. Все катионы делятся на 5 аналитических групп.
Слайд 39
Кислотно-основная классификация катионов
Слайд 40
Первая аналитическая группа катионов -Li+, Na+, K+, NH4+
Слайд 41
Слайд 42
Реакция с двузамещенным гидроортофосфатом натрия Na2НРO4.
3Li+ + НРО42- + ОН- =Li3PО4↓
+ Н2О
Слайд 43
Реакция с растворимыми карбонатами
2Li+ + СО32- =Li2CО3↓
Слайд 44
Реакция с растворимыми фторидами
Li+ + F- = LiF↓
Слайд 45
Слайд 46
Микрокристаллоскопическая реакция с цинкуранилацетатом (фармакопейная).
Na+ + Zn[(UО2)3(CH3CОО)8] + СН3СОО- + 9Н2О
=NaZn(UО2)3(CH3CОО)9∙9Н2О
Слайд 47
.Реакция с гексагидроксостибатом (V) калия
Na+ + [Sb(OH)6]- =Na[Sb(OH)6]↓
Слайд 48
Слайд 49
Реакция с гексанитрокобальтатом (III) натрия (фармакопейная)
2К+ + Na3[Co(NО2)6] = NaK2[Co(NО2)6↓ +
2Na+.
Слайд 50
Реакция с гидротартратом натрия (фармакопейная)
К+ + NaHC4H4О6 =КНС4Н4О6↓ + Na+.
Слайд 51
Слайд 52
Реакция разложения солей аммония щелочами (фармакопейная)
NH4+ + ОН- =NH3↑ + Н2О.
Слайд 53
Реакция с реактивом Несслера — смесью раствора тетрайодомеркурama(II) калия K2[HgI4] с
КОН (фармакопейная)
NH4+ + 2[HgI4]2- + 4OH- =[OHg2NH2]I + 7I- + 3H2O
Слайд 54
Анализ смеси катионов Li+, Na+, K+, NH4+
Сразу удаляют аммоний прокаливаем в
щелочной среде, затем Li+– осаждением фторидом аммония или гидроортофосфатом натрия.
Ионы Na+, K+, определяют дробными реакциями
Слайд 55
Вторая аналитическая группа катионов -Ag+, Pb2+, Hg22+,
Слайд 56
Слайд 57
Реакция со щелочами
2Ag+ + 2ОН- Ag2O↓ + Н2О.
Ag2O + 4NH3
+ Н2О 2[Ag(NH3)2]+ + 2ОН
Слайд 58
Растворимые галогениды
Ag+ + Сl- = AgCl↓;
Ag+ + Br- = AgBr↓;
Ag+ + I- = AgI↓.
Слайд 59
Различие галогенидов серебра
Осадок хлорида серебра растворим в растворе аммиака. Иодид серебра
не растворяется в растворе аммиака, а бромид серебра растворяется незначительно
Слайд 60
Хромат калия - осадок кирпично-красного цвета:
2Ag+ + CrО42- = Ag2CrО4↓
Слайд 61
Гидроортофосфат натрия
3Ag+ + 2HPO42- = Ag3PO4↓ + H2PO4-
Слайд 62
Реакция восстановления Ag+ до металлического серебра
4[Ag(NH3)2]OH + CH2O =
4Ag↓ +
(NH4)2CO3 + 6NH3 + 2H2O
Слайд 63
Слайд 64
Действие щелочей и аммиака
Pb2+ + 2OH- = Pb(OH)2 ↓
Слайд 65
Растворимые галогениды
Pb2+ +2Cl - = PbCl2 ↓
Pb2+ +2Br - = PbBr2
↓
Pb2+ +2I - = PbI2 ↓
Слайд 66
Осадки галогенидов свинца (II) растворимы в горячей воде и в присутствии
избытка галогенид-ионов
PbI2↓ + 2I- = [РbI4]2-
PbI2↓ + 2I-
[РbI4]2-.
Слайд 67
Хромат калия образует желтый осадок
Pb2+ + CrO42- = PbCrO4 ↓
Слайд 68
Реакция с сульфид-ионами
Pb2+ + S2- = PbS ↓
Слайд 69
Слайд 70
Действие щелочей
Hg2+ + 2OH- = Hg2O↓ + H2O
Слайд 71
Водный раствор аммиака
2Hg22+ + 4NH3 + Н2О = [OHg2NH2]+ + 2Hg↓
+ 3NH4+.
Слайд 72
Растворимые хлориды
Hg22+ + 2Сl- = Hg2Cl2↓.
Слайд 73
Растворимые иодиды
Hg22+ + 2I- = Hg2I2↓.
Слайд 74
Хромат калия
Hg22+ + CrО42- = Hg2CrО4↓.
Слайд 75
Восстановление ртути (I) до металлической ртути.
Hg22+ + Сu = 2Hg↓
+ Сu2+.
Слайд 76
Серная кислота
Са2+ + SO42- + 2Н2О = CaSO4∙2Н2О↓.
Слайд 77
Третья аналитическая группа катионов -Ca2+ , Sr2+, Ba2+,
Слайд 78
Слайд 79
Карбонат аммония
Са2+ + СO32- = СаСO3↓.
Слайд 80
Оксалат аммония
Са2+ + С2O42- = СаС2О4↓
Слайд 81
Гексацианоферрат (II) калия
Са2+ + К+ + NH4++ [Fe(CN)6]4- = NH4KCa[Fe(CN)6]↓.
Слайд 82
Слайд 83
Серная кислота, растворимые сульфаты и гипсовая вода (насыщенный водный раствор сульфата
кальция)
Sr2++ SO42- = SrSO4↓.
Слайд 84
Карбонат аммония
Sr2+ + СО32- = SrCO3↓.
Слайд 85
Оксалат аммония
Sr2+ + С2O42- = SrC2O4↓.
Слайд 86
Родизонат стронция- соединение красно-бурого цвета
Слайд 87
Слайд 88
Серная кислота и растворимые сульфаты
Ва2+ + SO42- = BaSO4↓.
Слайд 89
Карбонат аммония
Ва2+ + СO32- = BaCO3↓.
Слайд 90
Оксалат аммония
Ва2+ + С2O42- = BaC2O4↓.
Слайд 91
Родизонат бария- соединение красного цвета
Слайд 92
Хромат или дихромат калия дают осадки ярко-желтого цвета
Ва2+ + СгO42-
= ВаСrO4↓;
2Ва2+ + Сг2O72- + Н2O = 2ВаСrO4↓ + 2Н+.
Слайд 93
АНАЛИТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ АНИОНОВ
Слайд 94
Слайд 95
Главная цель групповых реакций
Скрининг (отсеивание) анионов, которые не присутствуют в
смеси.
Слайд 96
Классификация анионов, основанная на образовании малорастворимых солей бария и серебра
Слайд 97
Слайд 98
Окраска бариевых солей
Соли бесцветны, за исключением хроматов
Слайд 99
ОВР - свойства
SO32-, S2O32-, C2O42-, AsO33-, - восстановители
AsO43-, CrO42- -окислители
Слайд 100
Растворимость в воде и минеральных кислотах
BaSO4 – плохо растворим в воде
и минеральных кислотах,
BaCrO4 BaC2O4 BaSO3 BaF2–хорошо растворимы в минеральных кислотах, плохо в воде и уксусной кислоте
Слайд 101
1. СУЛЬФИТ-ИОНЫ
Реакции анионов
I аналитической группы
Слайд 102
Реакции Сульфит-ионов
Соли бария
Соли серебра
Разбавленные кислоты
Окислители
Восстановители
Фуксин
Нитропруссид натрия
Слайд 103
Реакция с нитратом серебра
Ag2SO3(белый осадок)+ Na2SO3
=2Na[Ag(SO3 ) 2]
Слайд 104
Разбавленные кислоты
Na2SO3 +Н+
=S02+ H20
Слайд 105
Слайд 106
Реакции с восстановителями
Слайд 107
Образование фуксинсернистой кислоты – фуксин обесцвечивается
Слайд 108
Нитропруссид натрия -
Na2[Fe(CN)5NO] – КРАСНОЕ ОКРАШИВАНИЕ, состав продукта неизвестен
Слайд 109
2.ТИОСУЛЬФАТ-ИОНЫ
Реакции анионов
I аналитической группы
Слайд 110
Реакции Тиосульфат--ионов
Соли бария
Соли серебра
Разбавленные кислоты
Окислители (KMnO4 в кислой среде)
Восстановители (иод)
Нитропруссид
натрия
Слайд 111
Нитрат серебра
Ag2S 2 O3(белый осадок)+ Na2S 2 O3
=2Na 3[Ag(S2O3)2]
Слайд 112
Основная аналитическая реакция в фармхимии
2S2O32-+I2
=S4062-+2I-
Слайд 113
3.СУЛЬФАТ-ИОНЫ
Реакции анионов
I аналитической группы
Слайд 114
Реакции сульфат--ионов
Соли бария
Соли свинца
Родизонат бария
Слайд 115
4. КАРБОНАТ-ИОНЫ
Реакции анионов
I аналитической группы
Слайд 116
Реакции карбонат--ионов
Соли бария
Разбавленные кислоты
Соли магния
Слайд 117
Соли магния
2Mg2++2CO32-+H20=
(MgOH)2CO3+CO2
Слайд 118
3. ОКСАЛАТ-ИОНЫ
Реакции анионов
I аналитической группы
Слайд 119
Реакции оксалат--ионов
Соли бария
Соли кальция
Окислители (KMnO4 в кислой среде)
Слайд 120
Окислители (KMnO4 в кислой среде)
2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++
10CO2+8H2O
Слайд 121
5. БОРАТ-ИОНЫ
Реакции анионов
I аналитической группы
Слайд 122
Реакции Борат-ионов
С куркумином
С хинализарином
Этиловый эфир борной кислоты
Слайд 123
Реакция борат-ионов с куркумином – красно-бурый цвет, в присутствии аммиака -синий
Слайд 124
Образование и горение этилового эфира борной кислоты
Слайд 125
Реакция борат-инов с хинализарином
Слайд 126
6. СИЛИКАТ-ИОНЫ
Реакции анионов
I аналитической группы
Слайд 127
Реакции силикат-ионов
Соли бария
Нитрат серебра
Разбавленные кислоты
Образование фторида кремния
Молибдат аммония
Слайд 128
Образование желтого силиката серебра
2Ag++SiO32-=
=Ag2SiO3
Слайд 129
Образование фторида кремния
Na2SiO3+6HF= SiF4+3H2O+2NaF
Слайд 130
7. ФТОРИД-ИОНЫ
Реакции анионов
I аналитической группы
Слайд 131
Реакции ФТОРИД-ионов
Соли бария
Тиоцианат железа
Цирконий-ализариновый комплекс
Образование фторида кремния (травление стекла)
Слайд 132
Обесцвечивание «кровавой раны»
Fe(SCN)3+6F-=[FeF6]3-+3SCN-
Слайд 133
Цирконий-ализариновыый комплекс изменяет цвет от красного до желтого (свободный ализарин)
Слайд 134
8. ФОСФАТ-ИОНЫ
Реакции анионов
I аналитической группы
Слайд 135
Реакции фосфат-ионов
Соли бария
Нитрат серебра
Магнезиальная смесь
Молибдат аммония
Образование молибденовой сини
Слайд 136
Образование гетерополисоединений с молибдатом аммония
(NH4)3[PMo12O40]
Слайд 137
ОБРАЗОВАНИЕ МОЛИБДЕНОВОЙ СИНИ
Гетерополимолебде-новоая кислота и ее соли восстанавливаются до продукта синего
цвета, неизвестного состава
Слайд 138
9-10. АРСЕНИТ И АРСЕНАТ-ИОНЫ
Реакции анионов
I аналитической группы
Слайд 139
Образование арсина
4Zn+AsO42-+11H+=
AsH3+4Zn2++4H2O
Слайд 140
Слайд 141
Реакции
Арсенит и арсенат-ионов
Соли бария
Нитрат серебра
Сероводород
Молибдат аммония
Иод/иодид калия
Восстановление до арсина
Слайд 142
Слайд 143
Классификация анионов, основанная на их окислительно-восстановительных свойствах
Слайд 144
Слайд 145
Классификация анионов, основанная на их окислительно-восстановительных свойствах
Слайд 146