Краткая характеристика методов качественного анализа
Н. В. Степанова
КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ
Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Аналитическая химия» для студентов специальности 240300 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий» и направлений подготовки 240700.62 «Биотехнология» и 260100 «Продукты питания из растительного сырья» всех форм обучения
Бийск
Издательство Алтайского государственного технического
университета им. И.И.Ползунова
УДК 543. 06(075.8)
Рецензент: профессор, кандидат химических наук Ю.В. Мороженко
Работа подготовлена на кафедре общей химии и экспертизы товаров
Степанова, Н.В. Качественный анализ: методические рекомендации по выполнению лабораторной работы по курсу «Аналитическая химия» для студентов специальности 240300 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий» и направлений подготовки 240700.62 «Биотехнология» и 260100 «Продукты питания из растительного сырья» всех форм обучения / Н.В. Степанова; Алт. гос. техн. ун-т БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2013. –25 с.
В методических рекомендациях приведены теоретические сведения по теме данной лабораторной работы. Изложена методика проведения экспериментов. Для закрепления материала предусмотрены контрольные вопросы и задачи.
Работа выполнена в рамках современных требований СМК к изложению и качеству учебно-методического материала.
Методические рекомендации составлены в соответствии с государственными стандартами высшего образования указанной специальности и направлений.
УДК 543. 06(075.8)
Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры общей химии и экспертизы товаров
Протокол № 4 от 07.03. 2013 г
| © Н. В. Степанова Н. В. 2013 © БТИ АлтГТУ, 2013 |
Содержание
| Введение……………………………………………………………………….... | |||
| 1 Теоретическая часть………………………………………………….. | |||
| 1.1 Краткая характеристика методов качественного анализа……………… | |||
| 1.2 Основные операции качественного химического анализа……………. | |||
| 1.3 Анализ смеси катионов и анионов………………………………………… | |||
| 2 Экспериментальная часть…………………………………………………....... | |||
| 2.1 Лабораторная работа «Качественное определение катионов и анионов»……………………………………………………………………….. | |||
| 2. 2 Обработка результатов качественного анализа…………………………... | |||
| 3 Методические рекомендации по оформлению отчета по лабораторной работе……………………………………………...................................................... | |||
| 4 Контрольные вопросы……………………………………………………... | |||
| 5 Задачи………………………………………………………………………. | |||
| 5.1 Решение типовых задач…………………………………………………. | |||
| 5.2 Задачи для самостоятельного решения………………………………. | |||
| 6 Основные требования техники безопасности при работе в химичес- кой лаборатории……………………………………………………………… | |||
| Литература……………………………………………………………………. | |||
ВВЕДЕНИЕ
Изучение дисциплины «Аналитическая химия» должно способствовать решению следующих задач:
- освоению студентами качественных и количественных химических методов анализа для оценки качества и идентификации органических, неорганических веществ, биологически активных веществ и лекарственных препаратов;
- изучению теоретических основ методов анализа сырья, готовой продукции и объектов окружающей среды;
- получению студентами прочных практических навыков в области физико-химических методов анализа, применяемых при аналитическом контроле производства заводскими лабораториями предприятий важнейших отраслей промышленности и в лабораториях НИИ.
Изучение дисциплины «Аналитическая химия» должно способствовать формированию у студентов следующих профессиональных компетенций по видам деятельности:
Направление подготовки 240700.62 «Биотехнология»
- стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, приобретать новые знания в области техники и технологии, математики, естественных, гуманитарных, социальных и экономических наук (ОК-7);
- быть способным и готовым использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);
- использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы (ПК-2);
- уметь работать с научно-технической информацией, уметь использовать отечественный и зарубежный опыт в профессиональной деятельности, систематизировать и обобщать информацию по использованию ресурсов производства (ПК-6);
- владеть планированием эксперимента, обработкой и анализом полученных результатов (ПК-8).
Направление подготовки 260100 «Продукты питания из растительного сырья»
- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);
- обладать способностью определять и анализировать свойства сырья и полуфабрикатов, влияющие на оптимизацию технологического процесса и качест
во готовой продукции, ресурсосбережение, эффективность и надежность процессов производства (ПК-4).
Специализация 240301 «Химическая технология органических соединений азота», 24030 «Химическая технология полимерных композиций, порохов и твердых ракетных топлви» и 240305.65 «Автоматизированное производство химических предприятий»
- обладать пониманием экологических и технологических последствий своей профессиональной деятельности, роли охраны окружающей среды и рационального природопользования для сохранения и развития цивилизации (ОК-10);
- обладать способностью применять современные методы исследования, проводить стандартные и сертифицированные испытания материалов, изделий и технологических процессов (ПК-21);
- обладать способностью планировать и проводить необходимый эксперимент, корректно обрабатывать его результаты и анализировать полученные результаты (ПК-22);
- обладать способностью изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследований (ПК-23).
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Краткая характеристика методов качественного анализа
Химические методы анализа веществ делятся на качественные и количественные.
Качественный анализпозволяет установить, из каких ионов, атомов и молекул состоит анализируемое вещество.
Количественный анализпозволяет установить, сколько процентов или грамм ионов, атомов или молекул содержится в анализируемом веществе.
Количественные и качественные методы анализа делятся на следующие:
– химические. В основе методов лежат химические реакции, которые сопровождаются каким-либо внешним эффектом;
– физические. Это методы, при помощи которых можно определить состав вещества, не прибегая к химическим реакциям, они основаны на изучении электрических, магнитных, тепловых и др. физических свойств веществ;
– физико-химически. Основаны на изучении физических явлений, которые происходят при химических реакциях.
Качественный химический анализ – это определение (открытие) химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в анализируемом веществе.
Целью качественного анализа является обнаружение элементов или ионов, входящих в состав вещества. Для решения этой задачи аналитическая химия использует химические реакции и физические свойства веществ. Из множества химических реакций для обнаружения элементов или ионов используются лишь те реакции, которые сопровождаются внешним эффектом (выделением газа, образованием осадка или окрашенного соединения). Такие реакции называются аналитическими. Реакции с внешними эффектами, характерными только для одного иона или соединения, называются специфическими. Как правило, химические реакции не специфичны и, в лучшем случае, селективны, т. е. дают внешний эффект, характерный для нескольких ионов, соединений или элементов.
Требования к реакциям, используемым в качественном анализе:
– должны протекать быстро и необратимо;
– должны сопровождаться каким-либо внешним эффектом (появление или исчезновение окрашивания, выделение или растворение осадка, выделение газа и т.п.);
– должны обладать специфичностью и отличаться высокой чувствительностью.
Специфические реакции – специальные реакции, позволяющие обнаруживать данный элемент даже при небольших его концентрациях в присутствии большого числа других элементов.
Чувствительностьвыражается наименьшим количеством обнаруживаемого элемента или же наименьшей концентрацией раствора, при которой данный элемент может быть однозначно обнаружен без предварительного обогащения. Чем меньше количество вещества можно обнаружить в 1 капле раствора, тем чувствительнее реакция.
Методы качественного анализа.
1. По виду идентифицируемых частиц различают элементный, молекулярный, функциональный, изотопный и фазовый анализы.
2. По количеству вещества, взятого на анализ, различают следующие виды:
макро- (количество вещества, взятого на анализ >100 мг, объем раствора >5 мл);
полумикро-(количество вещества, взятого на анализ 100–10 мг, объем раствора 5–0,5 мл);
микро-(количество вещества, взятого на анализ 10–0,1 мг, объем раствора 0,5–0,05 мл;
ультрамикрометоды (количество вещества, взятого на анализ <0,1 мг, объем раствора <0,05 мл).
3 По объекту исследования различают неорганический и органический качественный анализ.