Класификация на катиони и аниони
Методи за анализ.
Аналитичната химия е наука за определяне на химичния състав на дадено вещество.
Аналитичната химия и нейните методи се използват широко в ресторантьорството и хранително-вкусовата промишленост за контрол на качеството на суровини, полуготови продукти, готови продукти; определяне на условията за продажба и съхранение на продуктите.
В аналитичната химия се разграничаватколичественикачественанализ. Задачата наколичествения анализе да се определи относителното количество елементи в съединения или химични съединения в смеси; задачата накачествения анализе да открие наличието на елементи в съединения или химични съединения в смеси.
История на развитието на аналитичната химия.
Първоначално с помощта накачествен анализса определени свойствата на някои минерали. Kколичествениятанализ е използван в бизнеса с анализи (определяне на благородни метали) - Древна Гърция, Египет. През 9-10 век в Киевска Рус се използват методи за анализ за определяне на благородни метали.
Аналитичната химия като наука започва да се развива от средата на 17 век.
За първи път основите на качествения анализ са очертани от английския учен Р. Бойл, който въвежда и термина "химичен анализ". Р. Бойл се счита за основател на научната аналитична химия.
Законите на количествения анализ са очертани от Ломоносов в средата на 17 век. Ломоносов е първият, който използва претеглянето на изходните материали и продуктите на реакцията.
До средата на 19 век се оформят титриметрични и гравиметрични методи за анализ, както и методи за газов анализ.
Първият учебник по аналитична химия се появява в България през 1871 г. Автор на този учебник е българският химик Н.А. Меншуткин.
вПрез втората половина на 20 век се появяват много нови методи за анализ: рентгенов, масспектрален и др.
Класификация на методите за анализ, използвани в аналитичната химия.
Аналитичната химия включва два основни раздела:количествен анализикачествен анализ.
Методи за качествен анализ:
„Сухият“ път е химичните реакции, които протичат по време на нажежаване, топене, оцветяване на пламъка.
Пример: оцветяване на пламъка с метални катиони (натрий - жълто, калий - розово-виолетово, калций - оранжево-червено, мед - зелено и др.), които се образуват при електролитната дисоциация на соли:
Мокрият начин - химични реакции в електролитни разтвори.
Също така, при качествен анализ, в зависимост от количеството на тестваното вещество, обема на разтвора и техниката на изпълнение, има:
1) макрометод: относително големи порции (0,1 g или повече) или големи обеми разтвори (10 ml или повече) от тестваното вещество. Този метод е най-удобен за дефиниране.
2) микрометод: проби от 10 до 50 mg и обеми на разтвора до няколко ml.
3) полумикро метод: претегляне 1-10 mg и обеми на разтвора от около 0,1-1 ml.
Микрометодът и полумикрометодът имат две несъмнени предимства:
1. Високоскоростен анализ
2. Необходимо е малко количество аналит.
Физични и химични методи за анализ:
Ø колориметричен (сравнение на цвета на два разтвора)
Ø нефелометричен (мътност на тестовия разтвор от действието на някои реагенти)
Ø електрохимичен (моментът на края на реакцията се определя от промяната в електрическата проводимост на разтвора, потенциала на електродите в тестовия разтвор)
Ø рефрактометричен(определяне на индекса на пречупване)
Методи за физически анализ:
Ø спектрален анализ (изследване на емисионни или абсорбционни спектри)
Ø луминесцентно (изучаване на природата на луминесценцията на вещество под действието на UV)
Аналитичните реакции се използват за откриване на йони в разтвори в аналитичната химия.
Аналитичната реакция е химическа трансформация, при която изпитваното вещество се превръща в ново съединение с характерна характеристика.
Признаци на аналитична реакция:
Ø Валежи
Ø Разтваряне на утайка
Ø Промяна на цвета
Ø Емисия на газообразно вещество
Условия на аналитична реакция:
Ø Бърз поток
Чувствителна реакция - реакция, която може да открие най-малкото количество вещество от най-малкото количество разтвор.
Чувствителната реакция се характеризира с:
1.Минимум за откриване(най-малкото количество вещество, което може да бъде открито чрез дадена реакция)
2.Минимална концентрация(отношението на масата на аналита към масата или обема на разтворителя).
Специфична реакция е реакция, която може да отвори йон в присъствието на други йони чрез специфична промяна на цвета, образуване на характерна утайка, отделяне на газ и др.
Пример:бариев йон се открива с калиев хромат K2CrO4 (образува се яркожълта утайка).
Анализът, нареченфракционен, се основава на специфични реакции. Използвайки фракционен анализ, можете да отваряте йони във всяка последователност, като използвате специфични реакции.
Известни са обаче малко специфични реакции; по-често реагентите взаимодействат с няколко йона. Такива реакции и реагенти се наричатобщи. В този случай приложетесистематичен анализ. Систематичен анализ- определена последователност на откриване на йони в смес. Йоните, които съставляват сместа, се разделят на отделни групи, всеки йон се изолира от тези групи в строго определена последователност и след това този йон се отваря чрез най-характерната реакция. Реакциите, характерни за един йон, се наричат частни.
Класификация на катиони и аниони.
Класификацията на йоните в аналитичната химия се основава на разликата в разтворимостта на солите и хидроксидите, които образуват.
Аналитична група - група от катиони или аниони, които с всеки един реагент дават подобни аналитични реакции.
Ø сулфид, или сероводород, е класически, разработен от Menshutkin N.A.;
Ø киселинно-алкален и др.
Сулфидната класификация на катионите се основава на съотношението на катиони към сулфиден йон:
1) Катиони, утаени от сулфиден йон
2) Катиони, които не са утаени от сулфидния йон.
Всяка група има свой собственгрупов реагент- реагент, използван за отваряне на една група йони и образуване на утайка с йони от тази група (Ва 2+ + SO4 2- → ВаSO4 ↓)
Определянето на катиони се извършва чрезсистематичен анализ.