ISBN 5-8397-0458-Х
Учебное пособие предназначено для студентов II курса
университетского колледжа, обучающихся по специальности 280201 Охрана окружающей среды и рациональное
использование природных ресурсов (дисциплина «Аналитическая химия», блок ОПД). <...> Введение
1.1 Основные понятия
аналитической химии
Аналитическая химия, или аналитика, – это раздел химической науки, разрабатывающий на основе законов химии и физики методы и приемы качественного и количественного анализа
атомного, молекулярного и фазового состава вещества. <...> 4
Таблица 1.1
Характеристика методов анализа по величине навески
Метод анализа
Макроанализ (грамм-метод)
Полумикроанализ
(сантиграмм-метод)
Микроанализ
(миллиграмм-метод)
Ультрамикроанализ
(микрограмм-метод)
Субмикроанализ
(нанограмм-метод)
Масса навески, г
Объем пробы, мл
1,0 – 10,0
0,05 – 0,5
10,0 – 100,0
1,0 – 10,0
10−3 – 10−6
10−1 – 10−4
10−6 – 10−9
10−4 – 10−6
10−9 – 10−12
10−7 – 10−10
1.2 Аналитические признаки веществ и
аналитические реакции
Аналитический признак – такое свойство анализируемого
вещества или продуктов его превращения, которое позволяет судить о наличии в нем тех или иных компонентов. <...> Аналитическая реакция – химическое превращение исследуемого вещества при действии аналитического реагента с образованием продуктов с заметными аналитическими признаками. <...> В
качестве аналитических реакций чаще всего используют следующие реакции: образование окрашенных соединений, выпадение или растворение осадков, выделение газообразных веществ,
образование кристаллов характерной формы, окрашивание пламени, образование соединений, люминесцирующих в растворах. <...> Катионы Fe3+ при введении в
раствор тиоцианат-ионов (роданид-ионов) NCS− окрашиваются в
красный цвет вследствие образования комплекса [Fe(NCS)6]3−
красного цвета. <...> Предельное разбавление (Vlim) – максимальный объем раствора, в котором может быть однозначно (вероятность более
50 %) обнаружен 1 г данного вещества при помощи данной аналитической <...>
Основы_аналитической_химии__учебное_пособие.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П.Г.Демидова
Университетский колледж
С.Г. Сибриков
Основы
аналитической
химии
Учебное пособие
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов университетского колледжа,
обучающихся по специальности Охрана окружающей среды
и рациональное использование природных ресурсов
Ярославль 2006
1
Стр.1
УДК 541.3
ББК Г4я73
С 34
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2006 года
Рецензенты
И.Г. Абрамов, д-р хим. наук, проф.,
зав. кафедрой общей и физической химии ЯГТУ;
кафедра бионеорганической и биофизической химии ЯГМА
Сибриков, С.Г. Основы аналитической химии : учебС
34
ное пособие / С.Г. Сибриков ; Яросл. гос. ун-т. – Ярославль
: ЯрГУ, 2006. – 146 с.
ISBN 5-8397-0458-Х
Учебное пособие предназначено для студентов II курса
университетского колледжа, обучающихся по специальности
280201 Охрана окружающей среды и рациональное
использование природных ресурсов (дисциплина «Аналитическая
химия», блок ОПД).
УДК 541.3
ББК Г4я73
© Ярославский
государственный
университет, 2006
ISBN 5-8397-0458-Х
2
© С.Г. Сибриков, 2006
Стр.2
1. Введение
1.1 Основные понятия
аналитической химии
Аналитическая химия, или аналитика, – это раздел химической
науки, разрабатывающий на основе законов химии и физики
методы и приемы качественного и количественного анализа
атомного, молекулярного и фазового состава вещества. Наряду с
данным определением науки используют другое определение,
предложенное в 1993 г. на VIII Европейской конференции по
аналитической химии: "Аналитическая химия – это научная
дисциплина, которая развивает и применяет методы, средства и
общую методологию получения информации о составе и природе
вещества".
Анализ вещества – это получение опытным путем данных о
химическом составе вещества любыми методами: физическими,
химическими, физико-химическими.
Различают метод и методику анализа. Метод анализа вещества
– это краткое определение принципов, положенных в основу
анализа. Методика анализа – подробное описание всех условий
и операций, которые обеспечивают регламентированные характеристики
анализа. Характеристики – это, прежде всего, правильность
и воспроизводимость результатов анализа. Правильность
анализа отражает близость к нулю систематической погрешности
результатов; воспроизводимость показывает степень
близости друг к другу результатов отдельных измерений или определений
при анализе каждой пробы.
Качественный химический анализ – это определение (открытие)
химических элементов, атомов, ионов, атомных групп,
молекул в анализируемом веществе. Качественный химический
анализ включает в себя дробный и систематический виды анализа.
Дробный анализ – обнаружение иона или вещества в анализируемой
пробе с помощью специфического реагента в присутствии
всех остальных компонентов пробы. Систематический ана3
Стр.3
лиз предусматривает разделение анализируемых ионов по аналитическим
группам с последующим обнаружением каждого иона в
своей группе.
Количественный химический анализ – это определение
количественного состава вещества, т.е. установление количества
химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в
веществе. В качественном анализе используют термин "открытие",
в количественном – "определение".
Физико-химические методы анализа (инструментальные
методы) – это методы, основанные на использовании зависимости
между измеряемыми физическими свойствами вещества и его
качественным и количественным составом. Эти методы основаны
на применении физико-химических приборов.
Элементный анализ – это качественный и количественный
химический анализ, в результате которого определяют, какие химические
элементы и в каком количестве входят в состав вещества.
Функциональный
анализ – открытие и определение различных
функциональных групп: аминогруппы – NH2, гидроксильной
группы – ОН, карбоксильной – СООН и других.
Молекулярный анализ – открытие молекул и определение
молекулярного состава, т.е. выяснение того, из каких молекул и в
каком количественном соотношении состоит данный анализируемый
объект.
Фазовый анализ – открытие и определение различных фаз
(твердых, жидких, газообразных), которые входят в данную систему.
По
величине навески анализируемой пробы методы анализа
подразделяют на следующие: макро-, полумикро-, микро-, ультрамикро-
и субмикроанализ (табл. 1.1).
Капельный анализ – анализ, основанный на изучении продуктов
реакции, образующихся при смешивании одной капли
реагента с одной каплей исследуемого раствора. Капельный анализ
проводят на поверхности стеклянной, фарфоровой пластинки
или на фильтровальной бумаге.
4
Стр.4
Таблица 1.1
Характеристика методов анализа по величине навески
Метод анализа
Макроанализ (грамм-метод)
Полумикроанализ
(сантиграмм-метод)
Микроанализ
(миллиграмм-метод)
Ультрамикроанализ
(микрограмм-метод)
Субмикроанализ
(нанограмм-метод)
0,05 – 0,5
10−3 – 10−6
10−6 – 10−9
10−9 – 10−12
Масса навески, г Объем пробы, мл
1,0 – 10,0
10,0 – 100,0
1,0 – 10,0
10−1 – 10−4
10−4 – 10−6
10−7 – 10−10
1.2 Аналитические признаки веществ и
аналитические реакции
Аналитический признак – такое свойство анализируемого
вещества или продуктов его превращения, которое позволяет судить
о наличии в нем тех или иных компонентов. Характерные
аналитические признаки: цвет, запах, угол вращения плоскости
поляризации света, радиоактивность, способность к взаимодействию
с электромагнитным излучением.
Аналитическая реакция – химическое превращение исследуемого
вещества при действии аналитического реагента с образованием
продуктов с заметными аналитическими признаками. В
качестве аналитических реакций чаще всего используют следующие
реакции: образование окрашенных соединений, выпадение
или растворение осадков, выделение газообразных веществ,
образование кристаллов характерной формы, окрашивание пламени,
образование соединений, люминесцирующих в растворах.
Рассмотрим несколько примеров.
1. Образование окрашенных соединений. Катионы меди
Cu2+ в водных растворах при взаимодействии с аммиаком образуют
растворимый комплекс [Cu(NH3)4]2+ яркого сине-голубого
цвета. С помощью реакции солей меди (II) с раствором аммиака
5
Стр.5