8))) Буферність грунтів

Буферністю називають здатність ґрунту протистоя­ти зміні активної реакції під дією незначної кількості кислот або лугів. Отже, існує буферність проти кислотних і буферність проти лужних реагентів.

Буферність ґрунтів зумовлена в основному складом увібраних основ та властивостями ґрунтового вбирного комплексу. Ця влас­тивість проявляється в процесі вбирання і витіснення іонів, пере­ходу сполук в іонні або молекулярні форми, утворення важкороз­чинних сполук і випадання їх в осад.

При дії на ґрунт кислотою відбувається обмін між увібраними катіонами і іонами водню, в ґрунтовому розчині утворюється ней­тральна сіль. Отже, підкислення ґрунту не відбувається.

[ГВК]Са2+ + 2НС1 = [ГВК]2Н+ + СаС12.

При дії на ґрунт лугом відбувається обмін увібраних іонів вод­ню на катіон лугу, в результаті чого він нейтралізується. Лужна буферність властива кислим ґрунтам.

[ГВК]2Н+ + Са(ОН)2 = [ГВК] Сз2+ + Н2О.

Тзким чином, ГВК є регулятором концентрації ґрунтового розчину.

Величина (діапазон) буферності залежить від вмісту в ґрунті тонкодисперсних часток. Глинисті ґрунти мають високу буферність, піщані — майже не мають її.

Явище буферності має велике значення при хімічній меліорації ґрунтів та застосуванні мінеральних добрив.

10. Гравіметричний метод кількісного аналізу

Гравіметричний — метод кількісного визначення складу речовин. Розроблений шведським хіміком Торберн Улаф Берґманом. У основі лежить закон збереження маси речовини при хімічних перетвореннях.

У ході гравіметричного аналізу обумовлений речовина або відганяється у вигляді якого-небудь летючого з'єднання (метод отгонки), або осідає з розчину у вигляді малорозчинної з'єднання (метод осадження). Методом отгонки визначають, наприклад, вміст кристалізаційної води в кристалогідратів, якщо речовина при нагріванні не зазнає інших хімічних змін, окрім виділення води:

ВаС1 2 • 2Н 2 О (к) = ВаС1 2 (к) + 2Н 2 О (г)

Спад маси вихідної наважки дорівнює вмісту води.

Для визначення вмісту SiO 2 часто використовують реакцію з фтороводородной (плавикової) кислотою, в результаті якої утворюється летючий SiF 4:

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2Н 2 О

Метод отгонки застосовують також при аналізі карбонатів, деяких нітратів та інших з'єднань, що утворюють леткі продукти реакції. Зміст аналізованого компонента визначають за зменшення маси речовини в результаті термічної обробки або по збільшенню маси поглинача газоподібних продуктів реакції.

Методи осадження застосовуються більш широко, і їх практичне значення набагато більше, ніж методів відгону.

Розглянемо методи осадження більш докладно. Слідом за розчиненням проби або отриманням аналізованого розчину виконуються наступні операції (мається на увазі, що осідає лише один визначається компонент):

1) осадження;

2) фільтрування і промивання осаду;

3) висушування або прожарювання осаду;

4) зважування;

5) розрахунок результату аналізу.

Практичне проведення кожної з цих операцій грунтується на достатньо розроблених теоретичних уявленнях і багаторічному досвіді хіміків-аналітиків.

12.

ваговий аналіз - метод кількісного аналізу хім. складу речовини, що полягає у вимірюванні зважуванням маси визначуваного компонента або його сполуки. Г. а. оснований на законі збереження маси речовини при хім. перетвореннях і на сталості складу законі. За вимірювальний прилад для Г. а. служать аналітичні терези. Найчастіше Г. а. здійснюють методом осаджування: визначуваний компонент осаджують з розчину у вигляді малорозчинної хім. сполуки (осаду), яку переводять у стійку сполуку певного складу (вагову форму). Осади звичайно являють собою сульфіди, фосфати, карбонати або гідроксиди металів, а також комплексні сполуки металів з органічними реагентами. Вони практично нерозчинні, але іноді внаслідок співосадження містять домішки сторонніх речовин. Для зменшення співосадження (захвату осадом з розчину добре розчинних речовин) застосовують маскуючі речовини, певний порядок зливання розчинів, а також регулюють швидкості осадження, т-ру й концентрацію речовин у розчині. Різновиди Г. а.- електро-гравіметричний і термогравіметричний аналізи. Г. а. відзначається високою точністю; його вади - тривалість і складність проведення.

.15)

Індикатори хімічні, речовини, введення яких в аналізований розчин дозволяє встановити кінець хімічної реакції або концентрацію водневих іонів за легко помітною ознакою. І. х. використовують головним чином в титриметричному аналізідля встановлення точки еквівалентності (кінцевої точки титрування). У присутності І. х. у цій крапці (або поблизу від неї) можуть спостерігатися зміна кольору, поява або зникнення каламутності, свічення і т. д., обумовлені зміною певної властивості досліджуваного розчину. І. х. ділять зазвичай на 5 груп: кислотно-основні; окислювально-відновні; комплексонометричні; адсорбційні; хемілюмінесцентниє.   кислотно-основні індікатори — речовини, що змінюють своє забарвлення при зміні водневого показника (ph) середовища. Ці І. х., що розглядаються (по теорії Ст Оствальда ) як слабкі органічні кислоти або підстави, використовують в нейтралізації методах, а також при визначенні phметодом колориметрії . Інтервал значень ph (інтервал переходу), у якому спостерігається зміна забарвлення, пов'язаний з константою дисоціації індикатора (pk) співвідношенням ph = pK ± 1. При проведенні аналізу індикатор вибирають так, щоб інтервал переходу забарвлення включав те значення ph, яке розчин повинен мати в точці еквівалентності. Найчастіше аналізи методом нейтралізації проводять з метиловим помаранчевим (інтервал переходу 3,1—4,4), метиловим червоним (4,2—6,3), фенолфталеїном (8,0—9,8). Окрім індивідуальних І. х., застосовують так звані змішані індикатори — суміші два І. х. (наприклад, тімоловий синій + фенолфталеїн), яким властива виразна зміна забарвлення у вузькому інтервалі переходу (до 0,2 одиниці ph). До кислотно-основних відносяться також І. х.: флуоресцентні (наприклад, а-нафтиламін, акридин), у присутності яких з'являється, зникає або змінюється колір флуоресценції каламутних або сильно забарвлених розчинів при їх освітленні ультрафіолетовими променями; універсальні — суміші декілька І. х. з різними інтервалами переходу, що багато разів змінюють своє забарвлення при різних значеннях ph і використовувані для наближених визначень цього показника.   окислювально-відновні індикатори — речовини, здатні окислюватися або відновлюватися в певних інтервалах значень окислювального потенціалу і змінювати при цьому своє забарвлення. Ці І. х. (наприклад, метиленовий синій, дифеніламін, крохмаль) використовують в титриметричних методах аналізу, заснованих на реакціях окислення-відновлення (див., наприклад, Іодометрія ).   Комплексонометричні індикатори — речовини, створюючі з визначуваними іонами забарвлені комплексні з'єднання . Такі І. х., називаються також металлохромнимі, або металом-індикаторами, використовують в титриметричному методі аналізу, заснованому на вживанні амінополікарбонових кислот (див. Комплексонометрія, Комплексони ). Як комплексонометричні І. х. використовують переважно водорозчинні органічні фарбники — еріохром чорний Т, ксиленоловий помаранчевий, кислотний хром темно-синій і ін.   Адсорбційні індикатори — речовини, у присутності яких в точці еквівалентності, що встановлюється методом осадження (наприклад, при титруванні іонів хлору стандартним розчином нітрату срібла), змінюється колір осаду. В качестве таких І. х. застосовують головним чином фарбники (наприклад, еозин, флуоресцеїн).

16)Існує два основні підходи до теорії утворення комплексних сполук. З позицій електростатичного підходу, провідного свій початок від німецького вченого Коссель, утворення комплексної сполуки відбувається за рахунок кулонівського притягання частинок і їх взаємної поляризації. Наприклад, при взаємодії аміаку з НС1 іон водню одночасно притягується і іоном хлору і азотом аміаку. Так як тяжіння азотом виражено більш сильно, утворюється сіль амонію з катіоном NH4+ і аніоном СІ-, на які вона й розпадається в розчині. Недостатність тільки такого подання для пояснення освіти NН4С1 випливає з того, що азот аміаку має менший ефективний негативний заряд, ніж іон хлору, що деформуються молекули NH3 менше, ніж цього іона. Отже, протон мав би міцніше зв’язуватися з С1-, ніж з азотом аміаку. Інший підхід до теорії комплексоутворення був намічений американським хіміком Льюїсом, і особливо розвинений Сіджвіком. В основі цього підходу лежить припущення можливості існування донорно-акцепторного зв’язку. За цими уявленнями, що володіють вільними електронними парами атоми мають тенденцію використовувати їх для зв’язку з іншими частками. Разом з тим не володіють закінченої електронної конфігурацією атоми мають тенденцію поповнювати свій зовнішній електронний рівень за рахунок використання чужих електронних пар. Атоми першого типу носять назви донорів, другого – акцепторів. Якщо ці тенденції виражені досить сильно, то між атомами виникає зв’язок за рахунок електронної пари донора. Наприклад, освіта іона NН4 відбувається за рахунок вільної електронної пари атома N і має місце тому, що азот аміаку є кращим донором, ніж іон хлору.

17)Перманганатометрия

(от Перманганаты и ...метрия (См. …метрия))

        метод химического титриметрического анализа (См. Титриметрический анализ), основанный на применении растворов перманганата калия (См. Перманганат калия) (KMnO₄) для количественных объёмных определений (см. Количественный анализ, Объёмный анализ). Преимущество П. заключается в том, что для неё отпадает необходимость в применении специального индикатора при установлении точки эквивалентности, так как раствор KMnO₄ имеет характерный фиолетово-красный цвет. В большинстве случаев титрование восстановителей [например, Fe (ll) и Mn (II), Mo (III) и Ti (lll),  2O₂] стандартным раствором (См. Стандартный раствор) KMnO₄ проводится в кислой среде; окислительно-восстановительная реакция протекает тогда по схеме:  + + 5e^- ⇔ Mn²⁺ + 4H₂O. Некоторые вещества (например, сульфиты, сульфиды, тиосульфаты, гидразин) окисляются легче в нейтральной или щелочной среде: в этом случае реакция идёт по схеме:

        

         + 4H⁺ + 3е^- = MnO₂ + 2H₂O.

         Ряд металлов (Ca, Mg, Zn, La, Th) определяют, сочетая метод осаждения (в виде оксалатов) и П.

         Лит.см. при ст. Оксидиметрия.

.Загальна характеристика методу перманганатометрії.

Метод перманганатометрії базується на реакціях окиснення відновників іоном перманганату. Окиснення може відбуватися як у кислому, так і в лужному (або нейтральному) середовищі.

При окисненні в кислому середовищ марганець (VII) в складі KMnO₄, що застосовується для окиснення, відновлюється до Mn²⁺, причому утворюється сіль марганцю (II).

Наприклад, реакція з солями заліза (II) перебігає за рівнянням:

5Fe²⁺ + MnO₄^- + 8H⁺5Fe³⁺+ Mn²⁺ + 4H₂O

Відновлення MnO₄^- до Mn²⁺ перебігає з приєднанням п'яти електронів:

MnO₄^- + 8H⁺ + 8е Mn²⁺ + 4H₂O

Тому молярна маса еквіваленту KMnO₄ дорівнює:

Е=158.03/5=31.61 г

При окисненні в лужному або нейтральному середовищі марганець (VII) відновлюється до марганцю (IV), причому утворюється диоксид марганцю MnO₂, точніше, його гідрат MnO (ОН)₂, що випадає у вигляді бурого осаду:

MnO₄^-+ 3H₂O +3е MnO (ОН)₂ + 4ОН^-

З цього слідує, що молярна маса еквіваленту KMnO₄ буде:

Е=158.03/3=52.68 г

Стандартний потенціал пари MnO₄^-/ Mn²⁺ (+ 1.51 в) набагато більший, ніж стандартний потенціал пари MnO₄^-/ MnO₂ (+ 0.59 в). З вище сказаного можна зробити висновок, що окиснююча властивість перманганату в кислому середовищі набагато вища, ніж в лужному середовищі.

В той час як при титруванні в кислому середовищі утворюються майже безбарвні Mn²⁺-іони, що залишаються в розчині в лужному чи нейтральному середовищі, темно бурий осад, який випадає, сильно ускладнює фіксацію точки еквівалентності за забарвленням невеликого надлишку перманганату при титруванні. Тому в титрометричному аналізі використовують найчастіше реакції окиснення перманганатом в кислому середовищі.

18)Перманганатометриюиспользуюттакже для косвенныхопределений. Напр., концентрации очень сильныхвосстановителей, окисляющихся в обычныхусловияхрастворенным кислородом. - Cr (II), V(II), Ti(III), Nb(III), Mo(III), Cu(I), Sn(II) и др. - устанавливаютпослеихвзаимод. с ионами Fe(III) по кол-вуобразовавшихсяионовFe (II), которыеоттитровываютраствором KMnO₄. Ионы таких металлов, какCa, Cd, Zn, Pb(Il), Со, Ni, РЗЭ, определяютпослеихосаждения в видеоксалатов. К перманганатометрии часто относятобратноеферриметрическоетитрование, в котором при определенииокислителей (дихроматов, персульфатов, ванадатов, MnO₂, PbO₂, Pb₃O₄ и др.) ихпредварительновосстанавливают с помощьюFe(II), избытоккоторогооттитровываютраствором KMnO₄.

19)Кі́лькісний ана́ліз — розділ аналітичної хімії, в якому визначають кількісний склад речовини — за елементарним складом, іонний склад, структурний аналіз в органічній хімії, та ін.

Аналіз, в якому кількість або концентрація аналіту визначена (оцінена) та виражена як числове значення у відповідних одиницях. Якісний аналіз може мати місце без кількісного аналізу, але кількісний аналіз вимагає ідентифікації (встановлення якості речовини) аналізу, для якого дається числова оцінка.

Основні методи кількісного аналізу

• Ванадатометрія

• Гравіметрія

• Об'ємний аналіз

• Фотометрія та спектрофотометрія

• Хроматографія

Ванадатоме́трія (рос. ванадатометрия, англ. vanadatometry, нім. Vanadatmetrie) — метод кількісного аналізу, при якому основним реагентом є титрований (див. титр) розчин ванадату (ванадієвооксидного) амонію або іншої сполуки ванадію

Гравіме́трія (рос.гравиметрия, англ. gravimetry, нім. Schwerkraftmessung f, Schweremessung f, Gravimetrie f) — галузь геофізики, що вивчає гравітаційне поле Землі, зокрема з метою вивчення її внутрішньої будови.

Титриметричний аналіз (титрування) — методи кількісного аналізу в аналітичній і фармацевтичній хімії, засновані на вимірі об'єму розчину реактиву відомої концентрації, що витрачається для реакції з визначуваною речовиною.

Фотометрі́я (дав.-гр. φῶς, родовий відмінок φωτός — світло і μετρέω — вимірюю) — загальна для всіх розділів прикладної оптики наукова дисципліна, на основі якої проводяться кількісні вимірювання енергетичних характеристик поля випромінювання.

Спектрофотометрія– це сукупність методів визначення кількісних характеристик монохроматичного випромінювання. Спектральна фотометрія дає методи отримання спектрів випромінювання, відбивання, пропускання, поглинання і розсіювання. Вони виражаються графічними залежностями розподілення відповідних величин за довжинами хвиль або частотами випромінювання.

Хроматографія (з грецьк. хромо-колір, графо-пишу ) – високоефективний фізико-хімічний метод розділення і аналізу, в якому речовина розподіляється між двома фазами: рухомою і нерухомою.

20)Титриметричний аналіз (титрування) — методи кількісного аналізу в аналітичній і фармацевтичній хімії, засновані на вимірі об'єму розчину реактиву відомої концентрації, що витрачається для реакції з визначуваною речовиною.

Титрування — процес визначення титру досліджуваної речовини. Титрування виробляють в бюретках, заповнених титрантом до нульової відмітки. Титрувати, починаючи від інших відміток, не рекомендується, оскільки шкала бюретки може бути нерівномірною. Заповнення бюреток робочим розчином виробляють через лійку або за допомогою спеціальних пристосувань, якщо бюретка напівавтоматична. Кінцеву точку титрування (Точка еквівалентності) зазвичай знаходять за допомогою відповідного індикатора або інструментальне.

Розрізняють типи титрування: пряме, зворотне титрування і титрування заступника.

При прямому титруванні до розчину визначуваної речовини (аліквоте або навішуванню, титруючого розчину) додають невеликими порціям розчин титрант (робочий розчин).

При зворотному титруванні до розчину визначуваної речовини додають спочатку явний надлишок спеціального реагенту і потім титрують його залишок, що не вступив в реакцію.

При титруванні замінника до розчину визначуваної речовини додають спочатку явний надлишок спеціального реагенту і потім титрують один з продуктів реакції між аналізованою речовиною і доданим реагентом.

21)

Оксидиметрия (от нем. oxydieren — окислять и ...метрия), точнеередоксиметрия, группаметодовколичественногохимическогоанализа (см. Объемныйанализ и Титриметрическийанализ), основанныхнапримененииокислительно-восстановительныхреакций (см. Окисление-восстановление). Современная О. разделяется (по названиюхимическихсоединений, содержащихся в стандартныхрастворах) на ряд методов: иодометрия (йод илитиосульфатнатрия), перманганатометрия (перманганат калия), хроматометрия (бихроматкалия), броматометрия (броматкалия), титанометрия (хлорид или сульфат трёхвалентного титана), цериметрия (сульфатчетырёхвалентногоцерия) и др. Для установленияконечной точки титрования (точки эквивалентности) обычно в О. используютсяспецифическиеиндикаторыхимические: в йодометрии — крахмал, в хроматометрии — дефиниламин, в цериметрии — ферроин и т.д. Применениепотенциометрии (см. Электрохимическиеметодыанализа) для установления точки эквивалентностизначительнорасширяет область оксидиметрическихопределений. Число методов О. продолжаетувеличиваться за счетпримененияновыхреагентов: калиягексацианоферриата, аскорбиновоикислоты, ацетадасвинца (IV), гипогалогенидов и др. О.широкоприменяется для анализанеорганических и органическихвеществ и являетсянаиболеераспространенным видом титриметрическихопределений. Лит.: Крешков А. П., Основыаналитическойхимии, 3 изд., [кн.] 2, М., 1971; Захарьевский М. С., Оксредметрия, Л., 1967. Оценка: 0 Рейтинг: 0

Перманганатометр

Перманганатометрия

(от Перманганаты и ...метрия (См. …метрия))

        метод химического титриметрического анализа (См. Титриметрический анализ), основанный на применении растворов перманганата калия (См. Перманганат калия) (KMnO₄) для количественных объёмных определений (см. Количественный анализ, Объёмный анализ). Преимущество П. заключается в том, что для неё отпадает необходимость в применении специального индикатора при установлении точки эквивалентности, так как раствор KMnO₄ имеет характерный фиолетово-красный цвет. В большинстве случаев титрование восстановителей [например, Fe (ll) и Mn (II), Mo (III) и Ti (lll),  2O₂] стандартным раствором (См. Стандартный раствор) KMnO₄ проводится в кислой среде; окислительно-восстановительная реакция протекает тогда по схеме:  + + 5e^- ⇔ Mn²⁺ + 4H₂O. Некоторые вещества (например, сульфиты, сульфиды, тиосульфаты, гидразин) окисляются легче в нейтральной или щелочной среде: в этом случае реакция идёт по схеме:

        

         + 4H⁺ + 3е^- = MnO₂ + 2H₂O.