программа занятий I курса - Кафедра аналитической химии

2013-04-18
Программа занятий по аналитической химии в курсе химии элементов для студентов I курса ФНМ
Семинар № 1. ВВЕДЕНИЕ В КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ. ОБНАРУЖЕНИЕ АНИОНОВ
П р о г р а м м а семинара
Аналитическая химия - наука о принципах и методах химического анализа. Обнаружение (идентификация,
качественный анализ), разделение, собственно определение. Условность границ качественного и количественного
анализа. Элементный, молекулярный, функциональный анализ. Предел обнаружения, открываемый минимум,
предельное разбавление.
Влияние сопутствующих компонентов на определение (обнаружение) искомого компонента ("мешающее
влияние"). Избирательность, или селективность, метода определения (обнаружения). Реагенты (реакции)
избирательные, специфичные и групповые. Способы устранения мешающего влияния. Понятия дробного и систематического качественного анализа. Необходимость последнего (в основном для катионов).
Деление анионов на группы (по растворимости солей бария и серебра). Анализ смеси анионов: проба на
совместное и раздельное присутствие окислителей и восстановителей, на газообразующие ионы, на I и II группы.
Схема систематического анализа анионов 1-й группы, анионов 2-й группы, разделение галогенид - ионов.
Вопросыизадачи
Что означает выражение "условия проведения реакции"? Что такое селективность (избирательность)
аналитической методики? Приведите пример специфичного реагента; группового реагента.
Некий реагент R образует осадки с ионами F–, Cl–, Br–, I– и не дает осадков с SO32-, SO42-, NO2–, ClO4–, NO3–.
Можно ли назвать его избирательным? Специфичным? Групповым?
Какие приемы можно использовать для устранения мешающего влияния посторонних веществ на обнаружение
искомого компонента?
В чем принципиальный недостаток дробного метода обнаружения компонентов смеси в сравнении с
систематическим? Придумайте ситуацию, иллюстрирующую относительность границы между качественным и
количественным анализом.
По какому принципу можно делить анионы на аналитические группы? Какой вывод о составе раствора можно
сделать, если он не образует осадка ни с солями бария, ни с солями серебра?
Анализируют слабо окрашенный раствор. После добавления к 3-4-м каплям этого раствора одной капли
раствора нитрата серебра и перемешивания никакого осадка не образуется. Анализируемый раствор упаривают и
нагревают с H2SO4 и K2Cr2O7, причем образуются интенсивные красно-бурые пары, водный раствор которых дает
фиолетовое окрашивание с 1,5-дифенилкарбазидом. Как объяснить эти результаты?
Что произойдет, если на хлорид и бромид серебра подействовать ферроцианидом калия? Посмотрите в
таблице ПР этих солей. Можно ли эту реакцию использовать для обнаружения хлорид- ионов в присутствии бромиди иодид-ионов?
Какие из анионов I группы не могут быть открыты дробным методом при совместном присутствии? Как их
разделить?
Как открыть хлориды в присутствии бромидов и иодидов? Предложить несколько методов:
а) основываясь на различном ПР их серебряных солей,
б) на различии их окислительно-восстановительных потенциалов
Составьте схемы анализа для следующих смесей анионов: NO2–, NO3–, Cl–, Br–, I–;
S2–, NO2–, CH3COO–;
I–, CH3COO–, NO3–.
При добавлении раствора иода к анализируемой смеси раствор иода обесцвечивается. Можно ли на основании
одной этой реакции сделать вывод о присутствии анионов - восстановителей?
В каких условиях проводят окисление иодидов арсенатами и окисление арсенитов иодом? Обратите внимание
на окислительновосстановительный потенциал систем.
Предложите схемы анализа следующих смесей:
SO32–, SO42–, S2O32–, CO32–
CO32–, SO32–, SiO32–
CO32–, AsO33–, SO32–, PO43–
AsO43–, AsO33–, PO43–.
Можно ли при помощи хлорида бария полностью отделить анионы II группы от анионов I группы? Посмотрите
произведения растворимости бариевых солей анионов II группы.
Если при добавлении хлорида бария к раствору смеси солей анионов I и II групп осадка сразу не образовалось,
можно ли судить об отсутствии анионов II группы? Какие из них могут присутствовать и не дать сразу осадка?
Почему?
Литература
Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под ред. Ю.А.Золотова. Раздел 1, гл. 3. Методы
разделения элементов. 3.1. Осаждение. Гл. 2. Химические методы обнаружения (параграфы, соответствующие
изучаемым ионам).
Или: В.Н.Алексеев. Курс качественного химического полумикроанализа. (По изд. 1973г.: гл.1, пар. 1-4; гл.2, пар.
7-11, гл. 6,8 - пар., соответств. изучаемым элементам).
См. также: "Анорганикум" под ред. Кольдица. М., "Мир": 1984. Т. 2.
Семинар № 2. ОБНАРУЖЕНИЕ КАТИОНОВ. ДЕЛЕНИЕ КАТИОНОВ НА ГРУППЫ.
ОБНАРУЖЕНИЕ МЕТАЛЛОВ I и II АНАЛИТИЧЕСКИХ ГРУПП
Принципы подразделения катионов (всех!) на аналитические группы по:
- аммиачно-фосфатной
- сероводородной
- кислотно-щелочной
схемам анализа. Реакции, лежащие в основе разделения, групповые реагенты и свойства образующихся
соединений.
Более подробная характеристика кислотно-щелочной схемы. Группы катионов по растворимости:
- хлоридов (Ag, Pb, Hg22+), сульфатов (Са, Sr, Ba) - в воде и разбавленных кислотах;
- гидроксидов (Al, Cr(III), Zn, Sn(II,IV)) - в избытке щелочи;
- гидроксидов (Mg, Co, Ni, Cu, Cd, Hg) - в избытке аммиака.
Обнаружение катионов I и II аналитических групп и магния по кислотно-щелочной схеме.
Схема анализа смеси катионов 1 и 2 аналиитческих групп: K +, Na+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+ (подготовить для
работы в практикуме). Особенности анализа смеси этих катионов:
-
Необходимость удаления аммония для обнаружения калия.
Необходимость удаления двухзарядных катионов (осаждением карбонатом) для обнаружения калия и натрия
методом осаждения. Образование при таком обнаружении кристаллических (не аморфных!) осадков. Осаждение
антимоната натрия в нейтральной среде (реакция не описана в пособии [3]).
Использование различной растворимости оксалатов и хроматов (в т. ч. в уксусной кислоте) в анализе смеси
катионов Mg, Ca, Sr и Ba.
Проведение контрольного опыта при обнаружении катионов люминесцентным методом (напр., магний 8гидроксихинолином).
В о п р о с ы для подготовки
Какие процессы могут быть положены в основу классификации катионов по аналитическим группам? Какие типы
реакций, главным образом, используются в химических методах разделения катионов?
По какому принципу делятся катионы на группы в кислотно-щелочной схеме?
Какой из катионов VI аналитической группы близок по аналитическим свойствам к катионам I и II групп и часто
изучается вместе с ними?
В смеси катионов I группы необходимо обнаружить калий. Какой ион (ионы) будет мешать этому? Как устранить
мешающее влияние?
Какие ионы входили в состав раствора, если при добавлении к нему 2М раствора серной кислоты выпал белый
осадок? Что можно сказать об относительной растворимости компонентов этого осадка? При каком соотношении
концентраций сульфат- и карбонат-ионов возможно переведение осадка выпавших сульфатов в карбонаты? Как
осуществить это практически?
Литература
Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под ред. Ю.А.Золотова. М.: МГУ, любое изд.
Раздел 1, гл. 2. Или: В.Н.Алексеев. Курс качественного химического полумикроанализа. Любое изд.
Семинар № 3. ОБНАРУЖЕНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ. ОРГАНИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕАКЦИЙ ОКИСЛЕНИЯ - ВОССТАНОВЛЕНИЯ И КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ ПРИ
ОБНАРУЖЕНИИ КАТИОНОВ
П р о г р а м м а семинара
Характерные качественные реакции катионов металлов III, IV, V и VI аналитических групп. Различные ионные
состояния элементов IV-V аналитических групп в растворах (на примере Al, Cr, Zn, Sn, As, Fe, Mn, Sb, Bi) в
зависимости от рН. Теория и практика осаждения сероводородом (в т. ч. теория растворения сульфидов в кислотах).
Дробный и систематический анализ катионов III-VI аналитических групп. Схемы анализа смеси переходных
металлов.
Взаимодействие органических реагентов с неорганическими ионами. Типы соединений: хелаты,
внутрикомплексные соединения. Принцип жестких и мягких кислот и оснований (принцип Пирсона). Обобщенный ряд
жесткости неорганических и органических лигандов. Факторы, определяющие устойчивость комплексов: природа
донорных атомов и структура реагента, размер и число циклов, характер связи металл-лиганд, кислотно-основные
свойства реагента.
Примеры органических реагентов: 8-оксихинолин, этилендиаминтетраацетат, дитизон, 1,5-дифенилкарбазид,
диметилглиоксим, ализарин S, N,N-диэтил-дитиокарбамат натрия.
Примеры использования органических реагентов для обнаружения катионов переходных металлов.
Применение комплексообразования при обнаружении катионов переходных металлов. Маскирование. Примеры
использования реакций окисления-восстановления при обнаружении катионов переходных металлов.
Вопросы и задачи

Какие органические реагенты используют для идентификации Hg(I), Hg(II), Cd, Al, Ni, Cr(III)? Какого типа
соединения образуются (ВКС, хелат)?

При использовании органических реагентов для идентификации катионов переходных металлов удобно
использовать капельные реакции. Как их проводят? Как создают необходимые условия (рН)? Приведите
примеры.

В соответствии с рядом Ирвинга-Вильямса расположите катионы Fe(II), Co(II), Ni и Cu(II) в порядке
возрастания устойчивости их диметилглиоксиматов.

Возможны два пути превращения AuCl3 в координационно-насыщенный комплекс в присутствии Cl- и L:
AuCl3 + L = [AuCl3L]
AuCl3 + Cl- = [AuCl4]–

По какому из этих путей пойдет реакция, если: а) L
кислородсодержащий экстрагент. Ответ обоснуйте.

Приведите примеры разделения катионов с применением комплексообразования: а) отделение меди от
кадмия; б) отделение никеля от кобальта; в) отделение серебра от ртути.

Образование каких комплексных соединений используется для обнаружения Hg(I) и Pb?

К некоему раствору добавили смесь серной и фосфорной кислот и подействовали H2O2; раствор окрасился в
желтый цвет. Какой вывод следует сделать?

При определении катионов каких переходных металлов используются тиоцианатные комплексы? Зачем
тиоцианатный комплекс кобальта экстрагируют амиловым спиртом? Как устранить мешающее влияние
ионов Fe(3+) при обнаружении кобальта?

Тетрароданомеркуриат(II) аммония используется для микрокристалло-скопических обнаружений ряда
катионов. Каких? Для какого из ионов эта реакция селективна? Почему?

Почему не рекомендуется осаждать сульфиды катионов переходных металлов в присутствии ионов
перманганата и хромата, перекиси водорода, азотной кислоты и других окислителей?

Какое из приведенных ниже уравнений реакции правильно и полно отражает растворение Fe 2S3 в
разбавленных кислотах?
а) Fe2S3 + 6H+ = 2Fe(3+) + 3H2S
б) Fe2S3 + 4H+ = 2Fe(2+) + S + 2H2S
в) Fe2S3 + 4H+ = 2Fe(3+) + S + 2H2S

Расскажите о теории растворения сульфидов в кислотах на следующих примерах:
- серосодержащий экстрагент; б) L -

а) Почему сульфид цинка растворим в HCl?

б) Почему сульфид меди не растворим в HCl?

в) Почему сульфид кадмия растворим в азотной кислоте? г) Почему сульфид Hg(II) не растворим в азотной
кислоте?
д) Почему сульфид Hg(II) растворим в царской водке?

Составьте схемы анализа смесей:
Fe(2+), Mn(2+), Al(3+), Cr(3+);
Mn(2+), Al(3+), Cr(3+);
Ni(2+), Co(2+), Cu(2+), Cd(2+);
Ag+, Hg22+, Pb(2+), Bi(3+)
Литература
1. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под ред. Ю.А.Золотова. М.: МГУ, любое изд. (Реакции
обнаружения катионов 4-й - 6-й групп. Разделение методом осаждения - анализ смеси катионов IV - VI групп.)
2. Основы аналитической химии. Ю.А.Золотов и др. Книга 1. Гл. 6.2 «Комплексообразование» (для подготовки по
органическим реагентам). Гл. 7 «Методы маскирования, разделения и концентрирования»
См. также: В.Н.Алексеев. Курс качественного химического полумикроанализа. (Третья, 4-я и 5-я группы катионов.)
Семинар № 4. МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ
Этапы химического анализа: пробоотбор, пробоподготовка (высушивание, перевод в раствор, разделение /
концентрирование), собственно определение / обнаружение. Состав объекта анализа: определяемые компоненты
(аналиты) и матрица (определения, пример). Микро- и макрокомпоненты.
Разделение
компонентов как пространственное разделение. Примеры методов разделения.
Концентрирование – абсолютное и относительное (понятия). Необходимость разделения (концентрирования):
наличие мешающих компонентов, недостаточная чувствительность / низкое содержание аналитов, неоднородное
распределение аналита в образце, свойства матрицы (токсична, радиоактивна).
Сорбция и экстракция (понятия). Экстракция в широком смысле (из Ж или Тв в Ж). Жидкостная экстракиця
(из Ж в Ж, обычно из воды в органический растворитель). Сорбция (из Ж, обычно воды, на поверхность Тв
сорбента). Твердофазная экстракция (сорбция).
Определение экстракции в системе Ж-Ж (процеса распределения вещества и метод разделения и
концентрирования). Определения: экстрагент, разбавитель, экстракт, реэкстракция, реэкстрагент. Условия перехода
вещества в фазу органического растворителя (гидратация / сольватация, нейтрализация и делокализация заряда,
наличие полярных и гидрофобных групп).
Количественные характеристики методов разделения на примере характеристик жидкостной экстракции:
коэффициент распределения (его выражение на примере экстракции ZnDz2 с учетом присутствия в водной фазе
также ZnDz+ и Zn2+); константа распределения (на примере ZnDz2), ее постоянство – закон распределения; константа
экстракции; фактор разделения веществ А и В (высокий фактор еще не означает высокой степени извлечения);
степень извлечения, связь со значением коэффициента распределения. Зависимость степени извлечения от
коэфициента распределения и величин объемов фаз.
Адсорбция (определение), виды ее: физическая (силы Ван-дер-Ваальса), ионообменная, хемосорбция
(ковалентная связь), примеры. Сорбция – любой из этих механизмов. Сорбент, сорбат (понятия). Изотерма сорбции
как характеристика сорбционного равновесия (понятие; постоянство коэффициента распределения на начальном
участке). Статический и динамический варианты сорбции (рисунки). Твердофазная экстракция (патрон, схема
концентрирования, примеры сорбентов, пример концентрирования гидрофобных органических примесей из вод на
кремнеземе-С8).
Процесс хроматографирования (понятие). Хроматография как метод разделения и определения,
основанный на хроматографировании. Элюент и газ-носитель. Подвижная и неподвижная фазы – понятия.
Объяснение разделения аналитов при хроматографировании в результате многократного распределения между
фазами. Связь хроматографической подвижности с коэффициентом распределения (качественно). Классификация
подвижных и неподвижных фаз и соответствующие виды хроматографии (ГХ, ГЖХ, ЖХ, ВЭЖХ). Колоночная и
плоскостная хроматография, аналитическая и препаративная. Фронтальная и элюентная хроматография.
Хроматограмма как зависимость сигнала детектора от времени, плоскостная хроматограмма. Характеристики
удерживания: время удерживания, исправленное время удерживания (понятие); Rf в плоскостной хроматографии.
Бумажная хроматография. Особенности работы (нанесение на стартовую линию, герметичность камеры,
проявление металлов селективными реагентами). Факторы, от которых зависит и не зависит величина Rf (природа
вещества, сорбента, элюента; от количество вещества, присутствие др. веществ; длина пробега фронта
растворителя, т.е. время хроматографирования). Условия получения воспроизводимых значений Rf (не слишком
большое количество аналита, насыщенность камеры парами элюента, поддержание постоянства состава элюента).
Методы проявления.
Вопросы для подготовки

Дайте определения и сопоставьте понятия "константа распределения" и "коэффициент распределения".

Укажите правильное определение понятия "константа распределения":
а) отношение общих концентраций распределяющегося между двумя фазами химического соединения;
б) отношение активностей индивидуального химического соединения в раз-личных фазах;
в) отношение равновесных концентраций распределяющегося между двумя фазами индивидуального
химического соединения;
г) отношение равновесных концентраций химического соединения в одной из фаз к общей концентрации
того же соединения во второй фазе.

Выберите правильное выражение для коэффициента распределения металла при экстракции металла по
реакции Me2+(в) + 2HA(о)= MeA2(о)+2H+(в):
а) D = [MeA2]o / [MeA2]в
б) D = [MeA2]o[H]2в / [Me2+]в[HA]2о
в) D = [MeA2]o / ([Me]в+[MeA2]в)

Каким выражением определяется фактор разделения?
а) D1/D2; б) С1(в)/С2(о); в) С2(о)/С1(в); г) С1(о)/С2(о)

Рассмотрим систему: растворенное вещество - вода - не смешивающийся с водой органический
растворитель. Коэффициент распределения вещества в этой системе равен 10. Объем водной фазы - 25
мл. Определите долю вещества, оставшегося в водной фазе: а) после однократной экстракции 250 мл
органического растворителя; б) после трехкратной экстракции 25 мл органического растворителя. Выразите
эти результаты через значения процента экстракции.

Соединение А прошло 7,7 см от линии старта на хроматографи-ческой пластине, в то время как фронт
растворителя прошел 16,2 см. а) Рассчитайте Rf соединения А; б) на идентичной пластинке фронт
растворителя продвинулся на 4,3 см от линии старта; найдите положение соединения А на этой пластинке.
Литература
1. Основы аналитической химии. Под ред. Ю.А.Золотова. Книга 1. гл. 7 (Методы маскирования, разделения и
концентрирования, пп. 7.1 – 7.5).
2. Основы аналитической химии. Задачи и вопросы. Под ред. Ю.А.Золотова. М.: МГУ, любое изд. Гл. 6
(Экстракция).
3. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под ред. Ю.А.Золотова. М.: МГУ. Раздел 1, гл. 3
(Экстракция. Хроматографические методы).
См. также: Д.Скуг, Д.Уэст. Основы аналитической химии / Пер. с англ. под ред. Ю.А.Золотова. Ч. 2. М.: Мир,
1979. Гл. 29 (методы разделения), с.238-250, 254-256, 286-287.
Семинар № 5. АНАЛИЗ ОБЪЕКТОВ. МЕТОДЫ РАЗЛОЖЕНИЯ
Основные этапы анализа объекта (пробоотбор, пробоподготовка, собственно определение).
Пробоотбор: понятие представительной пробы. Факторы, определяющие размер пробы (зависимость
размера представительной пробы от степени неоднородности объекта, размера частиц, с которого начинается
неоднородность, и требуемой точности анализа). Отбор лабораторной пробы (1–10 г) – пример эшелона со шлаком.
Обработка пробы: уменьшение объема неоднородной пробы: гомогенизация (измельчение и перемешивание),
усреднение (перемешивание), сокращение (например, квартованием). Источники погрешностей при измельчении
(потери летучих компонентов, реакции с воздухом и водой, загрязнение рабочими поверхностями). Необходимость
высушивания проб. Стехиометрическая и нестехиометрическая вода, лиофильная сушка.
Перевод пробы в раствор. Растворение в кислотах и щелочах, сплавление, спекание. Методы
интенсификации растворения (автоклавное вскрытие, ультразвук, микроволновое излучение, фотолиз).
Перевод труднорастворимых объектов в раствор сплавлением и спеканием. Типы плавней: основные,
кислые, окислительные, нейтральные (с примерами). Выбор плавня для силикатов и алюмосиликатов, сульфидов,
неамфотерных оксидов металлов. Материал тиглей для щелочного сплавления (Ag, Ni).
Типы объектов анализа (воды: природные, сточные; природные объекты: минералы, почвы;
технологические: шлаки, сплавы, иные материалы; биологические и пищевые объекты).
Установление принадлежности сплава к сплавам на основе Al, Mg, Fe и Cu. В чем рекомендуется растворять
такие сплавы для проведения анализа. Обнаружение ожидаемых легирующих элементов, характерных для данного
типа сплава.
Способы разложения органических объектов (в т. ч. сухое и мокрое озоление). В какие формы переходят
элементы в результате разложения.
Использование метода вытяжек при анализе объекта (избирательное растворение).
Маскирование. Определение понятия. Маскирование комплексообразованием, изменением степени
окисления – примеры. Способы разрушения комплекса с маскирующим агентом.
Вопросы для подготовки
1.
Какие полезные выводы о природе анализируемого вещества можно сделать при визуальных наблюдениях?
2.
Почему при проведении пирохимических реакций рекомендуют вводить испытуемое вещество в пламя в
виде хлоридов?
3.
Как установить, органическим или неорганическим является данное вещество?
4.
Что такое представительная проба? Как правильно отобрать пробу из твердых, жидких и газообразных
объектов?
5.
Составьте кратчайший путь испытаний для отнесения минерала к карбонатам, фосфатам, сульфидам или
силикатам. Напишите реакции.
6.
В каких случаях для переведения силикатов в раствор необходимо сплавление? Почему для сплавления
силикатов рекомендуют использовать не индивидуальные карбонаты калия или натрия, а их смесь?
7.
Как можно определить состав сплава без растворения образца?
8.
По каким признакам и характерным реакциям можно установить, что исследуемый сплав является сплавом
алюминия, железа, меди, сурьмы, свинца?
9.
В чем следует растворять медно-никелевую сульфидную руду?
а) H3PO4 + HClO4; б) H3PO4 + HCl; в) H3PO4; г) HNO3
10. При разложении силикатных пород, как правило, используют сплавление. Какие плавни применяют?
а) основные; б) кислые; в) нейтральные.
11. Выберите два наиболее подходящих плавня для разложения силикатов:
а) KNaCO3; б) NH4Cl; в) K2S2O7; г) LiBO2
12. Для быстрой идентификации сплавов меди (бронза или латунь) прибегают к капельной маркировочной
реакции с неким реагентом. Каким?
а) K4Fe(CN)6; б) (NH4)2Hg(SCN)4; в) дитизон; г) NH3
13. Какой из приведенных ниже реагентов позволит избирательно растворить гидроксид меди в осадке
гидроксидов Fe(OH)3, MnO(OH)2, Cr(OH)3, Cu(OH)2?
а) HCl; б) CH3COOH; в) NH3; г) NaOH
14. При анализе каких объектов важен учет содержания воды? Почему? Как это можно сделать?
Л и т е р а т у р а к разделу «Анализ объектов»
1.
Основы аналитической химии. Под ред. акад. Ю.А.Золотова. Книга 2. Гл.17 (Анализ объектов); Книга 1. Гл.
3 (Отбор и подготовка пробы к анализу).
2.
Р. Бок. Методы разложения в аналитической химии (пер. с англ.) М.: Химия, 1984.
3.
Д.Скуг, Д.Уэст. Основы аналитической химии/Пер. с англ. под ред. Ю.А.Золотова. Ч. 2. М.: Мир, 1979. Гл. 27,
гл. 28.
4.
Основы аналитической химии. Практическое руководство. Под ред. Ю.А.Золотова. Раздел 1, гл. 4. Анализ
объектов.
5.
Руководство по аналитической химии (Аналитикум) / Под ред. Ю.А.Клячко (пер. с нем.). М.: Мир, 1975. Гл. 3 с. 51-56; гл. 7 - с. 326-361; гл. 8 - с. 392-398.
Семинар № 6. РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ. РАВНОВЕСИЯ РАСТВОР – ОСАДОК
Закон действующих масс. Коэффициент активности. Общая (аналитическая) и равновесная концентрация.
Коэффициент побочной реакции (мольная доля). Термодинамическая, реальная и условная константа равновесия и
их связь. Расчет реальных констант равновесия при различной ионной силе раствора.
Общий подход к решению задач на равновесия (гомогенные, гетерогенные): запись выражений констант
всех равновесий, уравнений материального баланса, иногда – уравнений электронейтральности и дополнительных
ограничений, накладываемых условием задачи. Решение полученной системы n уравнений с n неизвестными.
Приближения, их обоснование.
Расчет рН слабых кислот и слабых оснований. Расчет рН буферного раствора (уравнение ГендерсонаХассельбаха). Расчет рН амфолитов. Расчет рН смесей кислот (оснований). Расчет условных констант устойчивости
(на примере этилендиаминтетраацетатов).
Условия выпадения в осадок и растворения малорастворимых соединений. Расчет растворимости. Расчет
условий осаждения и растворения осадков. Перевод одних малорастворимых соединений в другие (на примере
перевода сульфатов катионов II аналитической группы в карбонаты). Задача разделения осаждением (на примере
осаждения карбонатом катионов II группы и магния).
Литература
1. Основы аналитической химии. Задачи и вопросы. Под ред. Ю.А.Золотова. М.: МГУ, любое изд. Гл. 1 константы равновесий в растворах; гл. 2 – расчет рН растворов кислот и оснований; гл. 3 – способы выражения
констант устойчивости: гл. 4 (равновесие в системе осадок – раствор).
2. Основы аналитической химии. Под ред. Ю.А.Золотова. Книга 1. М.: МГУ, любое изд. Гл. 5 (Химическое
равновесие в реальных системах), разд. 6.2 и 6.4 (Основные типы реакций… Комплексообразование и Равновесие в
системе осадок – раствор)
Семинар № 7. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ РАВНОВЕСИЕ
Электродный потенциал. Полуреакция. Электрохимическая ячейка, гальванический элемент. Анод, катод.
Уравнение Нернста. Стандартный потенциал. Определение направления протекания редокс-реакции. Связь
константы равновесия и стандартного потенциала. Стандартный потенциал для случаев, когда окисленная или
восстановленная форма являются малорастворимыми соединениями или связаны в комплексы. Расчет
стандартного потенциала полуреакции, получаемой сочетанием двух полуреакций. Формальный потенциал.
Литература
1. Основы аналитической химии. Задачи и вопросы. Под ред. Ю.А.Золотова. М.: МГУ, любое изд. Раздел 2.4
(окислительно-восстановительное равновесие).
2. Основы аналитической химии. Под ред. Ю.А.Золотова. Книга 1. М.: МГУ, любое изд. Раздел 6.3
(окислительно-восстановительное равновесие).
На коллоквиуме:
-
Знать условия проведения и уметь писать уравнения реакций обнаружения (знать формулы органических
реагентов, перечисленных в этой программе).
Владеть систематическим методом качественного анализа, знать деление ионов на аналитичевские группы,
уметь предложить схему разделения смеси нескольких неорганических ионов и их последующего обнаружения.
Быть готовыми отвечать по вопросам из данной программы (обратить внимание на определения понятий).
Для не справившихся с решением каких-либо задач на самостоятельной работе – быть готовыми решать
подобные задачи.