Фізико-хімічні методи аналізу речовин
Введення
У практичній діяльності часто виникає необхідність ідентифікації (виявлення) того чи іншої речовини, а також кількісної оцінки (вимірювання) його змісту.
Хімічна ідентифікація (Якісний аналіз) і вимірювання (кількісний) аналіз є предметом спеціальної хімічної науки - аналітичної хімії.
1. Якісний аналіз
Якісний аналіз може використовуватися для ідентифікації в досліджуваному об'єкті атомів (елементарний аналіз), молекул (молекулярний аналіз), простих або складних речовин (Речовинний аналіз), фаз гетерогенної системи (фазовий аналіз). Завдання якісного неорганічного аналізу зазвичай зводиться до виявлення катіонів та аніонів, присутніх в аналітичній пробі. Якісний аналіз необхідний для обгрунтування вибору методу кількісного аналізу того чи іншого матеріалу або способу розділення речовин по аналітичному сигналом.
Аналітичними є ті реакції, які супроводжуються яким-небудь зовнішнім ефектом, що дозволяє встановити, що хімічний процес пов'язаний з випаданням або розчиненням осаду, зміною забарвлення аналізованого розчину, виділенням газоподібних речовин.
В аналітичній роботі використовують хімічні реакції, що протікають досить швидко і повно. Вибираючи реакції для хімічного аналізу, керуються законом діючих мас і уявленнями про хімічний рівновазі в розчинах.
Виконуючи аналітичну реакцію, дотримуються умов, які визначаються властивостями визначається продукту. Аналізоване речовина повинна бути стійко в середовищі, в якій ведеться визначення і температурі. Реакція повинна бути чутливою по відношенню до обумовленому речовині (визначення речовини навіть при дуже малої його концентрації). Поріг чутливості реакцій характеризують кількісно за допомогою виявленого мінімуму.
виявляємо мінімум - це найменша кількість речовини, яка вдається виявити за допомогою даної реакції (при дотриманні необхідних умов) [мільйонні частки грама - мікрограми, 1мкг = 10 -6 г]. У якісному аналізі застосовують тільки ті реакції, що виявляється мінімум яких не перевищує 50 мкг.
Крім чутливості велике значення мають селективність реакції. Селективні або виборчі, реакції, дають схожий зовнішній ефект з кількома іонами. Наприклад, оксалат амонію утворює білий осад з катіонами Ca 2 + , Sr 2 + , Ba 2 + та ін Чим менше таких іонів, тим більш виражена вибірковість (селективність) реакції. Специфічною називають таку реакцію, яка дозволяє виявити іон (речовина) у присутності інших іонів (Речовин). Наприклад, специфічна реакція виявлення іона амонію дією лугу при нагріванні, так як в цих умовах аміак може виділятися тільки з солей амонію:
NH 4 Cl + NaOH = NH 3 ↑ + H 2 O + NaCl
Виявлення іонів з допомогою специфічних і селективних реакцій в окремих порціях аналізованого розчину, вироблене в будь-якій послідовності, називають дробовим аналізом. Для цього груповий реагент східчасто доливають до аналізованого розчину, першими випадають в осад з'єднання з найменшими значеннями ПР.
2. Якісне визначення іонів неорганічних речовин
Методи якісного аналізу базуються на іонних реакціях, які дозволяють ідентифікувати елементи у формі тих чи інших іонів. У ході реакцій утворюються важкорозчинні сполуки, забарвлені комплексні сполуки, відбувається окислення або відновлення з зміною кольору розчину.
Для ідентифікації з допомогою освіти важкорозчинних сполук використовують як групові, так та індивідуальні осаджувачі. Груповими осаджувачами для іонів Ag + , Pb 2 + , Hg 2 + служить NaCl; для катіонів Ca 2 + , Sr 2 + , Ba 2 + - (NH 4 ) 2 CO 3 , для іонів Al 3 + , Cr 3 + , Fe 3 + , Fe 2 + , Mn 2 + , Co 2 + , Ni 2 + , Zn 2 + - (NH 4 ) 2 S.
Мається багато органічних і неорганічних реагентів, що утворюють опади або пофарбовані комплексні сполуки з катіонами (табл. 1).
Реагент
Формула
Катіон
Продукт реакції
Алізарин
Бензидин
Гексагідроксостібіат калію
гексанітрокобальтата натрію
Гексаціаноферат (II) калію
О±-діметілгліоксім
Діпікріламін
Дитизон в хролоформе
Дихромат калію
Магнезон ІРЕА
мурексиду
Родамін Б
Хромоген чорний
C 14 H 6 O 2 (OH) 2
