Методы качественного анализа. Аналитическая классификация катионов и анионов

Конспект лекции

 

Тема: Введение. Качественный анализ.

Методы качественного анализа. Аналитическая классификация катионов и анионов

План

1. Общая характеристика дисциплины, цели и задачи её изучения
2. Основные этапы развития аналитической химии
3. Классификация методов анализа
4. Аналитическая реакция

Аналитическая реакция

 В химических методах качественного анализа используется аналитическая реакция. Это химическая реакция, которая сопровождается видимым внешним изменением (образование осадка, изменение окраски, выделение газа с характерным запахом, растворимость осадка).

Аналитический сигнал (эффект)- это видимое внешнее изменение. Важными характеристиками аналитической реакции является чувствительность и специфичность.

Чувствительность реакции характеризуется минимальным количеством определяемого компонента или минимальной его концентрацией в растворе, при которых с помощью данного реагента этот компонент может быть обнаружен. Чем меньшее количество вещества можно открыть данной реакцией, тем реакция более чувствительная.

Предел обнаружения – это наименьшая масса вещества, которую можно обнаружить данной реакцией (m_min).

Предельная концентрация (С min) – это минимальная концентрация вещества в растворе, при которой данное вещество можно обнаружить данным реактивом.

Специфической реакцией называют такую реакцию, которая свойственна только данному иону. Например, реакция обнаружения NH₄⁺ действием щёлочи, синее окрашивание крахмала при действии йода, реакция Fe²⁺ с К₃[Fe(CN)₆] и другие. Чем меньшее количество ионов вступает в реакцию с данным реактивом, тем реакция специфичнее.

Чувствительность реакции зависит от многих условий. Поэтому каждую аналитическую реакцию проводят при определенных условиях.

Важным условием является концентрация анализируемого раствора, она связана с чувствительностью. Если реакция малочувствительна, то концентрация должна быть больше.

  Реакция среды должна быть определённой. Некоторые реакции ведут в щелочной среде, другие – в кислой или нейтральной. Например, реакция на К⁺ с винной кислотой проводится в нейтральной среде, т.к. образующийся осадок гидротартрат калия растворяется в кислотах и щелочах. 

Важное значение имеет температура. Некоторые реакции следует проводить при охлаждении (например, К⁺ с винной кислотой, некоторые при нагревании, например, Са²⁺ с лимонной кислотой).

В некоторых случаях следует потирать стеклянной палочкой о стенки пробирки для создания центров кристаллизации, чтобы выпал осадок (например, гидротартрат калия способен образовывать стабильные пересыщенные растворы и долго не выпадать в осадок, для выпадения его следует создать центры кристаллизации потиранием о стенки пробирки стеклянной палочкой).

По способу выполнения аналитические реакции бывают пробирочные, капельные, микрокристаллоскопические.

Капельные выполняются на фильтровальной бумаге или фарфоровых пластинках с углублением. Капельный анализ разрабатывал учёный Тананаев. Микрокристаллоскопические реакции выполняют на предметных стёклах, форму кристаллов рассматривают под микроскопом. Например, СаСI₂ с H₂SO₄ образует СаSO₄ ^. 2Н₂О – иглообразные кристаллы, которые видны под микроскопом.

Систематический и дробный анализ

Открытие ионов специфическими реакциями в отдельных пробах всего исследуемого раствора в произвольно выбранной последовательности называется дробным анализом.

Отсутствие специфических реакций для большинства ионов делает невозможным проведение качественного анализа сложных смесей дробным методом. Для таких случаев разработан систематический анализ. Он состоит в том, что смесь ионов с помощью особых групповых реагентов предварительно разделяют на отдельные группы. Из этих групп каждый ион выделяют в строго определённой последовательности, а потом уже открывают характерной для него аналитической реакцией.

Классификация анионов

Группа	Характеристика Группы	Анионы образующие группу	Групповой реагент
1	Соли бария труднораствор. в воде	SO42-(сульфат-ион), SO32-(сульфит-ион), S2O32-(тиосульфат-ион), РО43-(фосфат-ион), ВО2- или В4О72-(борат- или тетраборат- ион), Сr2О72-(дихромат-ион) или СrО42-(хромат-ион), С2О42-(оксалат-ион), СО32-(карбонат-ион)	ВаСI2 в нейтральном или слабощелочном растворе
2	Соли серебра труднорастворимы в воде и разбавленной НNO3	СI-(хлорид-ион), Br-(бромид-ион), I-(йодид-ион), S2- (сульфид-ион), SCN- (роданид-ион) и др.	AgNO3 в присутствии НNO3
3	Соли бария и серебра растворимы в воде	NO3-(нитрат-ион), NO2-(нитрит-ион), СН3СОО- (ацетат-ион)	Группового реагента нет

Литература

1. Барковский Е.В., Ткачев С.В. Аналитическая химия: Учебное пособие.– Минск:    Выш. шк., 2004.

2. Полеес М.Э., Душечкина И.Н. Аналитическая химия: Учеб. лит. Для учащихся мед. и фарм. училищ.– М.: Медицина, 1987.

3. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии.–  М.: Химия, 1989.

4. Барсукова З.А. Аналитическая химия: Учебник для техникумов. – М.: Высш.шк., 1990.

5. В.П. Васильев Аналитическая химия - М.: Дрофа 2004 г.

6. Основы аналитической химии / Под ред. академика Ю. А. Золотова. – М.: Высшая школа, 2002. Кн. 1, 2

Конспект лекции

 

Тема: Введение. Качественный анализ.

Методы качественного анализа. Аналитическая классификация катионов и анионов

План

1. Общая характеристика дисциплины, цели и задачи её изучения
2. Основные этапы развития аналитической химии
3. Классификация методов анализа
4. Аналитическая реакция