Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет
имени М.В. Ломоносова»
Л.Ф. Попова, Ю.А. Бахматова
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Учебное пособие
Архангельск
САФУ
2019
Стр.1
УДК 543.2
ББК 24.46
П58
Рекомендовано к изданию учебно-методическим советом
Северного (Арктического) федерального университета
имени М.В. Ломоносова
Рецензенты:
Т.А. Корельская, кандидат химических наук, доцент кафедры общей
и биоорганической химии Северного государственного медицинского университета;
В.П. Евдокимова, кандидат химических наук, доцент кафедры химии и химической
экологии ВШЕНиТ САФУ
Попова, Л.Ф.
П58 Аналитическая химия. Химические методы анализа [Электронный ресурс]:
учебное пособие / Л.Ф. Попова, Ю.А. Бахматова; Сев. (Арктич.) федер. ун-т
им. М.В. Ломоносова. – Электронные текстовые данные. – Архангельск: САФУ,
2019. – 153 с.
ISBN 978-5-261-01426-3
Представлены конкретные методики проведения аналитических исследований
по изучению качественного и количественного состава неорганических соединений.
Предложенные вопросы для самоконтроля и расчетные задачи позволяют
закрепить и расширить знания студентов.
Предназначено для студентов 2-го курса отделений бакалавриата: химическая
технология переработки древесины, промышленная биотехнология, инженерное
дело в медико-биологической практике.
УДК 543.2
ББК 24.46
Издательский дом им. В.Н. Булатова САФУ
163060, г. Архангельск, ул. Урицкого, д. 56
ISBN 978-5-261-01426-3
© Попова Л.Ф., Бахматова Ю.А., 2019
© Северный (Арктический)
федеральный университет
им. М.В. Ломоносова, 2019
2
м
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................ 4
РАЗДЕЛ 1. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ........................................................................... 5
ГЛАВА 1. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ КАТИОНОВ ...................................................... 6
§ 1. Лабораторное оборудование ......................................................................................... 6
§ 2. Первая аналитическая группа катионов Na+, K+, NH4
§ 3. Вторая аналитическая группа катионов Ag+, Pb2+, Hg2
+ ............................................... 7
2+.......................................... 14
§ 4. Третья аналитическая группа катионов Ba2+, Sr2+, Ca2+............................................ 21
§ 5. Четвертая аналитическая группа катионов Zn2+, Cr3+, Al3+, Sn (II, IV) ................... 28
§ 6. Пятая аналитическая группа катионов Fe2+, Fe3+, Mg2+, Mn2+, Bi3+, Sb+3 ................ 38
§ 7. Шестая аналитическая группа катионов Cu2+, Co2+,Ni2+, Cd2+, Hg2+ ....................... 48
ГЛАВА 2. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ АНИОНОВ ..................................................... 56
§ 8. Первая аналитическая группа анионов SO4
3-, B4O7
PO4
§ 9. Вторая аналитическая группа анионов S2-, Cl-, Br-, I-, SCN- ..................................... 63
§ 10. Третья аналитическая группа анионов NO2
2- (BO2
-) ............................................................................................................... 56
-, NO3
2-, SO3
2-, S2O3
2-, CO3
2-, C2O4
2-, SiO3
2-,
-, CH3COO- ................................ 67
§ 11. Анализ сухой соли ...................................................................................................... 73
РАЗДЕЛ 2. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ................................................................... 76
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ГРАВИМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ............................................ 77
§ 1. Лабораторное оборудование ....................................................................................... 77
§ 2. Основные понятия гравиметрического анализа ........................................................ 78
§ 3. Расчеты в гравиметрическом анализе ........................................................................ 78
§ 4. Методы отгонки ............................................................................................................ 79
ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ТИТРИМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ............................................ 82
§ 5. Лабораторное оборудование ....................................................................................... 82
§ 6. Основные понятия титриметрического анализа ........................................................ 83
§ 7. Расчеты в титриметрическом анализе ........................................................................ 84
ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ........................................... 90
§ 8. Методы нейтрализации (кислотно-основное титрование) ....................................... 90
§ 9. Метод комплексонометрии (комплексонометрическое титрование) ...................... 95
§ 10. Методы осаждения (осадительное титрование) ...................................................... 98
§ 11. Методы окислительно-восстановительного титрования ...................................... 105
ГЛАВА 4. РАСЧЕТНЫЕ ЗАДАЧИ И ГРАФИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ ...................................................................................... 117
§ 12. Значащие цифры и правила округления ................................................................. 117
§ 13. Кислотно-основное равновесие ............................................................................... 122
§ 14. Расчетные задачи в титриметрическом анализе .................................................... 146
§ 15. Кривые кислотно-основного титрования ............................................................... 148
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .............................................................................. 153
154
3
Стр.3
ВВЕДЕНИЕ
Аналитическая химия – это раздел химической науки, разрабатывающий на
основе фундаментальных законов химии и физики принципиальные методы и
приемы качественного и количественного анализа атомного, молекулярного и
фазового состава вещества.
Методы аналитической химии позволяют отвечать на вопросы о том, из чего
состоит вещество, какие компоненты входят в его состав. Современная аналитическая
химия включает в себя два основных раздела: качественный анализ
– обнаружение элементов, ионов, функциональных групп, индивидуальных
соединений в анализируемом объекте; количественный анализ – определение
количественного содержания отдельных составных частей в исследуемом веществе.
Аналитическая
химия относится к прикладным наукам, однако практическое
значение ее весьма огромно и разнообразно. Значение аналитической химии
определяется как уровнем развития общества, общественной потребностью
в результатах анализа, так и уровнем развития самой аналитической химии.
Любой аналитик должен хорошо знать теоретические основы химии и в совершенстве
владеть умениями и навыками проведения качественного и количественного
анализа как неорганических, так и органических соединений. Поэтому
задачей курса аналитической химии является закрепление и углубление знаний
по общей и неорганической химии, выработка умений и навыков в обращении
с химической посудой, реактивами, приборами.
При проведении большинства аналитических исследований сначала определяют
качественный, а затем количественный состав анализируемого объекта.
При этом широко используются различные методы определения. По характеру
измеряемого свойства или по способу регистрации соответствующего сигнала
методы определения делятся на физические, физико-химические, химические и
биологические.
Химические методы анализа базируются на химических реакциях, которые
называются аналитическими. Они сопровождаются аналитическим сигналом,
или эффектом, зависящим от природы вещества и его содержания в анализируемой
пробе. Химические вещества, применяемые для проведения аналитических
реакций, называются реагентами.
Данное учебное пособие включает в себя два больших раздела: «Качественный
анализ» и «Количественный анализ». Содержит сведения об основных
химических методах качественного и количественного анализа.
В пособии даны конкретные методики проведения аналитических исследований
по определению качественного и количественного состава чистых химических
соединений, искусственных смесей и природных объектов; примеры решения
расчетных задач, вопросы и задания для самоконтроля.
4
Стр.4