Кислотно-основные индикаторы. Ионно-хромофорная теория индикаторов.

Для фиксирования точки экв-ти в р-р + спец.ве-во индикатор.

К индикаторам осн.-кисл.титр-я предъявляют след.требования.

1. окраска индикатора д/б интенсивной.

2. окраска индикатора при близких значениях рН д/сильно различаться.

3. изменение окраски д/происходить в узком интервале рН.

4. изменение окраски д/б обратимым.

Титр-е предст.собой слабые органические кислоты или основания, у которых неонизированные молекулы и ионы имеют разл.окраску.

Изменение окраски инд.происходит не при всяком изменении рН, а лишь внутри опр.интервала значений рН, кот.наз. интервалом перехода индикатора.

Середина этого интервала при кот. заканчивается титрование с данным индикатором наз. его показателем титрования.

Фенолфталеин 9,0 рТ

Лакмус 7,0 рТ

Метил.красн. 5,5 рТ

Метил.оранж. 4,0 рТ.

Показатель титрования д/находится в области скачка на кривой титрования!!!

Экстракция –процесс избирательного растворения отдельных компонентов смеси ве-в в каком-либо растворителе.

27. Примеры окислительно-восстановительного титрования:перманганатометрия. Возможности метода, особенности фиксирования точки экв-ти.

Для опр-я многих неорганич.и органич.ве-в исп-т перманганат калия.

1. прямой метод титрования- когда р-ция происх.в сильно кислом р-ре.

2. косвенное- когда ионы осаждают в виде оксалатов, затем титруют перманганатом связанную с Ме щавелевую к-ту или ее избыток, введенный в р-р при осаждении.

Многие органич.ве-ва так же окисляются перманганатом, но р-ция обычно протекает медленно и исп-т косвенное титр-е.

При титр-ии перм. Обычно не используют индикаторы, т.к окраска и так достаточно выражена для установления точки эквивалентности.

Преимущества метода:

1. исходные стандартные р-ры перм.окрашены в малиновый цвет, поэтому точку экв.можно определить по цвету-прямым миетодом, или по бесцветной окраске-косвенным методом.

2. титр-е м/осуществлять в кислой или щелочной среде.

3. перм.явл.дешевым и доступным реагентом.

Недостатки:

1. исх.реагент перм.калия трудно получить в чистом виде.

2. некот.р-ции протекают при комн.темп.медленно.

3. стандартные р-ры перм.не очень устойчивы.

28. Примеры окислительно-восстановительного титрования: иодометрия. Возможности метода, особенности фиксирования точки экв-ти.

иодометрия-метод анализа, при котором о кол-ве определяемого ве-ва судят по кол-ву поглащенного или выделенного иода.

Окислитель-иод, кот.всупает в р-цию с некот.восстановителями.

J2+2e↔2J^-

Опр-е иод.методом проводят как прямым, так и обратным титрованием. Кол-во выделившегося иода определяют титрованием его р-ром тиосульфата натрия.

Очень чувствительным явл.р-р крахмала.

Если к р-ру какого-либо восст-ля+ р-р иода, то в точке экв. От линии кпли иода р-р в присутствии крахмала приобретет неисчезающую синюю окраску. Но при постепенном добавлении восст-ля к р-ру иода окраска будет исчезать.

В иодометрии нужно иметь рабочий р-р иода для определения восстановителя.

29. комплексонометрическое титрование, комплексометрическое титр-е. построение кривых титрования, фиксирование точки экв-ти.

комплексонометрическое титрование основано на реакциях комплексообразования

растворы ве-в, способные образовывать комплексные соединения это титранты. Среди них исп-ся ткаие комплексообразователи, как J^-, Cl^-, Cr^- и т.д.

В кач.титрантов исп-т растворы комплексонатов (этилен, тетроуксусная к-та и ее соли).

комплексон 2

Использование комплексонов в титриметрии выделило этот СП-б титрования в отд.область комплексометрического титрования-комплексонометрическое титрование.

Осн.хар-кой р-ра явл.концентрация ионов Ме в нем.

Кривая титрования строится в координатах.

Для фиксирования точки экв.исп-ся так наз.металоиндикаторы, кот.явл.органич.красителями, образованными ионами Ме. Окрашенные комплексные соединения менее прочны, чем компл-с Ме с комплексоном.

Комплексоны не явл.спец.реагентами, поэтому увеличить силиктивность их действия, т.е определить ионы в присутствии других, можно лишь с изменением рН р-ра.

34. атомная эмиссионная спектрометрия. Качественный и количественный спектральный анализ.

атомная эмиссионная спектрометрия-физич.метод определения хим.состава ве-ва по его спектру, испускаемому возбуждаемыми атомами.

Суть метода: устройство для ввода пробы + источник возбуждения (пламя горелки). Под воздействием высоких температур растворитель испаряется, а ве-во перводится в атомароное сот-е, и атомы возбуждаются. Затем атомы возвращаются в исходное сотояние, испуская при этом избыточную энергию. Это излучение проходит ч-з диспергирующий элемент, где оно разлагается в спектр, после чего улавливаетяс фотоэлементом.

С=

Вид спектра явл.качественной хар-кой ве-ва, а интенсивность линий спектра явл.количественной хар-кой.

Т.к число линий атомов в спектре велико, то для аналитич.цепей исп-ся не все линии, а лишь некоторые из них-это так наз.аналитические линии.

35.Атомно-абсорбционная спектрометрия, сущность метода

метод основан на поглащении лучей атомами в газовой фазе, образующийся в пламени, при распылении в нем исследуемого р-ра.

Метод предполагает создание слоя поглащающего атомного пара, пропускание пучка лучей ч-з слой, разложение прошедшего потока в спектр и измерение оптич.плотности.

Концентрацию Эл-та м/находить по методу градуированного графика

36. Понятие о других спектральных методах анализа: люминесцентный, рефрактрометрический.

Люминесцентный.

В опр.условиях поглащенная атомами энергия м/выделяться в виде лучистой энергии. Люминесцентное свечение м/б вызвано действием разл. видов энергии. Свечение ве-ва м/происходить под влиянием бомбардировки его потоком электронов- катодными лучами. Такое свечение наз-ся катодо-люминисценцией, оно исп-ся в лампах дневного света. Под влиянием энергии хим.реакции м/происходить свечение, называемое химиялюминисценцией. Свечение м/б вызвано поглащением лучистой энергии- фотолюминисценция.

По хар-ру люминисцентного свечения различают фосфоросценцию (свеч.продолжающееся после удаления источника свечения) и фиуоросценцию (свеч.прекращающееся сразу же после удаления источника возбуждения свечения).

Все эти виды свечения схожи по своей природе и объединяются общим понятием – люминисценция.

Рефрактометрический основан на определении показателя (коэф-та) преломления исследуемого ве-ва.

Если луч света переходит из одной среды в другую, то он частично отражается от поверхности раздела, а частично преломляется.

Показателем преломления наз-т отношение sin угол падения луча света к sin угла его преломления.

37. электрохимические методы анализа, обзор, краткая хар-ка.

Основаны на взаимодействии ве-ва с эл.током.

1. электровесовой- определяемый эл-т выделяют электролизом. Хар-ся высокой точностью, применяется для определения компонентов сплавов. Недостаток-энергоемкость, непродолжительность по времени.

2. кулонометрический- основан на измерении кол-ва электричества, затраченного на р-цию с определяемым ионом. Расчеты ведутся по з-ну Фарадея.

3. кондуктометрический- основан на измерении электропроводности исследуемого р-ра.. ЭС-электропроводность опр-ся суммарным соединением всех ионов.

4. потенциометрический

5. полярографический

6. амперометрическое титрование- в кач.индикаторного электрода исп-ся полярографич.устр-во

38 потенциаметрический м-д

измерения проводят в так наз.эл.хим.ячейке, это система из 2х электродов, погруженных в исследуемый р-р и соединенных с измерительным прибором.

По роли в анализе электроды:

· индикаторный-электрод, потенциал которого зависит от концентрации определяемых ионов в исследуемом р-ре. Исп-ся в кач.электрода стеклянный, металлический э-д.

Ур-е Нернста:

· электрод сравнения-потенциал его постоянен, независимо от протекания какой-либо р-ции в р-ре.

39. потенциаметрический м-д анализа: прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование.

1. прямая потенциометрия-измеряют ЭДС гальв.элемента и по урю Нернста рассчитывают концентрацию определяемых ионов.

2. потенциометрическое титрование- исследуемый р-р титруют подходящим элементом, одновременно следя за изменением потенциала электрода.

Положение точки экв.опр-ся графически. Интегральная кривая

Для получения более точных рез-тов исп-т дифференциальную кривую или метод Грана

В случае прямых потенциаметрич.измерений исп-ся след.способы расчета концентрации:

1. м-д градуированного графика

2. метод прямых расчетов (ур-е Нернста)

3. метод добавок.

40 полярографический метод. Сущность, схема прибора

Основан на использовании концентрационной поляризации, возникающей в процессе электролиза, на электроде с малой поверхностью. В кач.такого исп-ся ртутный капающий электрод. Капля ртути, вытекающая из капиляра с опр.периодичностью, анодом при этом служит слой ртути на дне полярогорафич.ячейки.

Ток о внешнего источника идет на реохорд (R) , при пом. (R) на ячейку плавно подается напряжение. Пока напряжение невелико, то и потенциал не большой, и восстановление ионов на катоде не происходит. Ток ч-з ячейку практич.не идет (участок 1)

При пост.увеличении напряжения потенциал катода тоже увелич-ся, и достигает значения достаточного для восстановления ионов из р-ра. сила тока проходящая ч-з р-р резко возрастает (участок 2).

Далее при увеличении напряжения достигается такое значение потенциала катода, при котором все ионы успевают разрядиться (участок 30.

Величина тока, протекающая ч-з раствор достигает предельного значения и наз-ся диффузионным предельным током. Т.о, зависимость напряжения имеет вид ступеньки или полярографической волны.

Если в р-ре присутств.неск.ионов, способных восстанавливаться при разл.значениях потенциала, то кол-во ступенек на полярограмме возрастает.

Ур-е полярографич.волны:

41. Полярографическая волна, качественный и количественный полярографич.анализ.

Ур-е полярографич.волны:

величина, приложенного к ячейке напряжения связана силой, проходящей ч-з раствор тока уравнением полярографич.волны.

где, Е_1/2 так называемы потенциал полуволны, явл.качественной характеристикой иона. Это то значение потенциала, при котором сила тока, протекающего ч-з раствор достигает половины величины Jдиф. (диффузионной силы тока).

Количественной хар-кой явл.высота полярографической волны, или величина предельного Jдиф., которая прямо пропорциональна концентрации ионов.

43. Экстракция –сущность метода, количественные хар-ки.

Экстракция процесс распределения растворен­ного вещества между двумя несмешивающимися жидкими фа­зами и основанное на этом выделение и разделение веществ.

Процесс экстракции характеризуют следующими основными величинами;

константа экстракции, константа распределения Р, коэффициент распределения Е, степень извлечения R, фактор разделения S .

Разделение веществ методом экстракции основано на раз­личной растворимости их в несмешивающихся растворителях. Если какое-либо вещество способно растворяться в двух несмешивающихся растворителях, например в воде и в каком-нибудь органическом растворителе, то оно распределяется между этими двумя растворителями и устанавливается равновесие:

А_вода↔А_р-тель

По закону распределения, если распределяемое вещество в обеих фазах находится в одной и той же форме, то концентра­ции его в этих фазах связаны зависимостью:

[А_р-тель]/[ А_вода] = E

где Е - коэффициент распределения.

Коэффициент распределения зависят от температуры, свойств вещества и свойств фаз. Зависимость коэффициента распределения от температуры может быть самой разнообразной. В одних случаях с повышением температуры коэффициент распределения увеличивается — экстрагирование улучшается, в других коэффициент распределения уменьшается — экстрагиро­вание ухудшается.

Метод экстр.очень прост и эффективен. В делительной воронке встряхивают исследуемы р-р с органическим растворителем и после расслоения жидкостей выливают их последовательно из воронки. С пом.этого метода можно извлекать ве-ва из очень разбавленных растворов.

44.Хроматография –теоретич.основы, классификация методов.

Хроматография - это физико-химический метод разделения и анализа смесей газов, паров, жидкостей или растворенных веществ сорбционными методами в динамических условиях. Метод основан на различном распре­делении веществ между двумя несмешивающимися фазами - подвижной и неподвижной.

Подвижной фазой может быть жидкость или газ, неподвижной фазой - твердое вещество, которое называют носителем.

Таким, образом,хроматографию можно определить как процесс, ос­нованный на многократном повторении актов сорбции и десорбции вещества при перемещении его в потоке подвижной фазы вдоль непод­вижного сорбента.

Хроматографический метод анализа разработан русским ботаником М.С.Цветом в 1903 г. С помощью этого метода он разделил хлорофилл растений на неск.веществ.

Различные методы хроматографии можно классифицировать:

По агрегатному состоянию фаз различаютжидкостную и газовую хроматографию.

Разделение веществ протекает по разному механизму, в зависимости от природы сорбента и веществ анализируемой смеси.

По механизму взаимо­действия вещества и сорбента различают сорбционные методы, основан­ные на законах распределения (адсорбционная, распределительная, ионо­обменная хроматография и др.), гельфильтрационные (проникающая хро­матография), основанные на различии в размерах молекул разделяемых веществ.

По технике выполнения хроматографию подразделяют на колоночную, когда разделение веществ проводится в специальных ко­лонках, и плоскостную: тонкослойную и бумажную. В тонкослойной хроматографии разделение проводится в тонком слое сорбента, в бумаж­ной - на специальной бумаге.

В соответствии с режимом ввода пробы в хроматографическую систему различаютфронтальную, элюентную и вытеснительную хроматогра­фию.

В вытеснительном методе после введения пробы и предварительного разделения слабоактивным элюентом состав элюента меняется таким обра­зом, что он взаимодействует с неподвижной фазой (НФ) каждого из ком­понентов анализируемой смеси. Вследствие этого новый элюент вытесняет компоненты, которые выходят из колонки в порядке возрастания взаимо­действия с НФ. В этом методе не достигается достаточно полное разделе­ние из-за частичного перекрывания зон.

Наибольшее распространение получил элюентный режим хроматографирования, позволяющий получать в чистом виде все компоненты пробы

45.Сп-бы проведения хроматографич.анализа, вид выходных кривых. Проявительный СП-б: качественный и количественный хр.анализ.

46. Другие виды хроматографии.

В газовой хроматографии (ГХ) в качестве ПФ используют инертный газ (азот, гелий, водород), называемый газом-носителем. Пробу подают в виде паров, неподвижной фазой служит или твердое вещество - сорбент (газо-адсорбционная хроматография) или высококипящая жидкость, нанесенная тонким слоем на твердый носитель (газожидкостная хроматография).

Ионообменная хроматография (ИХ) является разновидностью жидко­стной хроматографии и в аппаратурном оформлении ничем не отличается от других видов жидкостной колоночной хроматографии. В основе ионо­обменной хроматографии лежит процесс обмена между ионами анализи­руемого раствора (ПФ) и подвижными ионами того же знака ионообменника (НФ).

В качестве ионообменников или ионитов обычно используют синтети­ческие полимерные вещества, называемые ионообменными смолами. Они состоят из матрицы (R) и активных групп, содержащих подвижные ионы.

Ионообменную хроматографию применяют для разделения фенолов, карбоновых кислот, оснований. Часто иониты используют для предварительного разделения сложных смесей на менее сложные. На ионном обмене основано получе­ние ионитного молока для детского питания. Ионный обмен используют для очистки натуральных соков от ионов тяжелых металлов. Ионообмен­ные смолы применяют для получения ионообменных мембран.

Гельпроникающая хроматография (ГПХ) представляет собой метод разделения молекул, основанный на различии из размеров.

В качестве НФ в ГПХ используют частицы, имеющие определенные размеры пор. Это различного рода гели (мягкие, полужесткие и жесткие). В качестве ПФ служат водные или органические элюенты.

Т. о., при помощи ГПХ можно разделить смеси веществ в за­висимости от размеров их молекул. Так можно разделить полипептиды, белки и другие макромолекулы.

Гельпроникающая хроматография на колонке используется для очистки пестицидов, а также жирорастворимых витаминов перед их определением методом ВЖХ

По механизму разделения различают распределительную, адсорбцион­ную, осадочную и другие виды бумажной хроматографии (БХ). В распре­делительной жидкость-жидкостной хроматографии бумага, приготовлен­ная из специальных сортов хлопка, выполняет роль носителя неподвижной жидкой фазы (НФ), в качестве которой часто выступает вода, адсорбиро­ванная парами бумаги. В таком случае гидрофильная бумага используется для нормально-фазовой хроматографии.

Растворителями (ПФ) являются спирты (метанол, этанол, н-пропанол, бутанол), простые эфиры (этиловый, метиловый), кетоны (ацетон, ацетил-ацетон), эфиры органических кислот (метилацетат, этилацетат), пиридин, хлороформ. Чаще используются смеси растворителей

Тонкослойная хроматография (ТСХ) является одним из наиболее про­стых и эффективных экспресс-методов разделения и анализа веществ в пищевых продуктах, биологических жидкостях и других объектах, не тре­бующих сложного оборудования. В то же время метод обладает высокой избирательностью и чувствительностью (низким пределом обнаружения). Этим методом можно определить 10-20 мкг вещества с точностью до 5-7%.

В зависимости от природы НФ тонкослойная хроматография может быть адсорбционной и распределительной. Наиболее широко применим в ТСХ первый вариант разделения.

Хроматографическое разделение смеси на колонке вследствие медлен­ного продвижения ПФ занимает много времени. Для ускорения процесса хроматографирование проводят под давлением. Этот метод называют вы­сокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЖХ)

Модернизация аппаратуры, применяемой в классической жидкостной колоночной хроматографии, сделала ее одним из перспективных и совре­менных методов анализа. Высокоэффективная жидкостная хроматография является удобным способом разделения, препаративного выделения и про­ведения качественного и количественного анализа нелетучих термола­бильных соединений как с малой, так с большой молекулярной массой.