Аналітична хімія. Навчальний комплекс. Опорні лекції. Вступ. Теоретичні основи аналітичної хімії

Лекція №1. Предмет і задачі аналітичної хімії. Хімічний аналіз. Методи якісного аналізу

Основні питання:

1. Предмет і задачі аналітичної хімії.

2. Хімічний аналіз. Якісний та кількісний аналіз.

3. Стисла характеристика методів якісного аналізу:

3.1. Фізичні, хімічні, фізико-хімічні методи;

3.2. Аналіз сухим і мокрим способом;

3.3. Макро-, мікро-, напівмікроаналізи;

3.4. Аналітичні реакції та вимоги до них;

4. Лабораторний посуд, металічне обладнання. Прилади та оснащення сучасної хімічної лабораторії.

Аналітична хімія – наука про методи аналізу.

Предметом вивчення аналітичної хімії є дослідження хімічного складу речовин, тобто теорія та практика хімічного аналізу.

Основний метод аналітичної хімії – аналіз.

Аналіз – це процес одержування дослідним шляхом даних про якісний і кількісний склад об’єкта як системи дослідження (речовина, хімічна сполука, суміш хімічних сполук).

Хімічний аналіз – це розклад досліджуваних хімічних об’єктів або явищ на складові частини з метою встановлення їх складу і будови (структури).

Метод аналізу – це коротке визначення принципів, які покладені в основі аналізу хімічного об’єкта як системи.

Вимоги щодо аналітичного контролю:

• короткотривалий;

• вибірковий;

• високочутливий;

• високоточний;

• невеликі витрати робочої сили, економія потужностей.

Технічні засоби аналітичного контролю: механізація, автоматизація, застосування, ЕОМ.

Залежно від способу проведення аналізу розрізняють:

І. Аналіз мокрим шляхом тобто хімічний аналіз досліджуваних речовин в розчинах.

Схема аналізу:

Досліджувана речовина + розчинник (Н₂О дистильована, мінеральна кислота, органічні розчинники, водний розчин аміаку, царська водка)  розчин досліджуваної речовини → розчин досліджуваної речовини + реактив  аналітичний ефект реакції (осад, газ, зміна забарвлення розчину).

П. Аналіз сухим шляхом тобто досліджувану речовину не переводять в розчин.

Належать:

• метод забарвлення полум’я;

Сполуки натрію забарвлюють полум’я в жовтий колір, сполуки калію – в фіолетовий, кальцію – в цегляно-червоний, міді – в зелений).

• метод утворення перлів;

Деякі солі при сплавленні в петлі платинової дротини з бурою Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂O утворюють забарвлені перли: Нікель – червоно-бурі; Кобальт – сині; Залізо – жовто-бурі; Марганець – фіолетові; Хром – зелені; Мідь – сині.

• метод розтирання порошків.

При розтиранні в фарфоровій ступці суміші роданіду калію зі сполукою заліза(ІІІ) утворюються кристали червоно-бурого забарвлення, у присутності кобальту – синього забарвлення.

Залежно від кількості взятої для аналізу речовини розрізняють:

• Макроаналіз (грам – метод): (1 – 10г речовини, 50 – 100мл розчину):

Реакції проводять в пробірках, осади відокремлюють фільтруванням крізь паперові фільтри, що вкладені в скляні лійки.

• Напівмікроаналіз (сантиграм – метод): 1 ‑ 10мл розчинів (від 0,05г до 0,5г речовини).

Використовують мікропробірки, часові або предметні скельця, крапельні пластинки. Всі необхідні реактиви знаходяться в одному штативі.

• Мікроаналіз (міліграм – метод):

Об’єми розчинів: 0,1мл – 10^-4 мл, маса речовини: 10^-3 ‑ 10^-6г.

Переваги аналізу речовин мікро- або напівмікрометодом:

• зменшення витрат реагентів;

• скорочення часу на проведення дослідів;

• зменшення рівня забрудненості повітря лабораторного приміщення шкідливими газами і парою.

• Ультрамікроаналіз:

Для проведення експерименту використовують дуже малі кількості речовин (10^-6 –10^-9г) та малі об’єми розчинів (10^-4 – 10^-6 мл). Використовують спеціальні прийоми роботи і відповідну апаратуру: при роботі з об’ємами меншими 10^-3мл всі основні аналітичні операції проводять під мікроскопом.