Химические методы разделения и обнаружения

Введение и общие теоретические основы аналитической химии

1. Предмет и задачи аналитической химии. Значение аналитической химии в современной науке и на производстве. Классификация методов аналитической химии. Требования к методам анализа и к результатам.

2. Общая схема аналитического определения. Отбор пробы и пробоподготовка.

3. Метрологические основы аналитической химии. Статистическая обработка результатов анализа.

4. Раствор как среда для проведения аналитических реакций. Концентрация растворов. Способы выражения концентрации: молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента (эквивалентная концентрация), титр, титр по определяемому веществу.

5. Применение закона действующих масс в аналитической химии: химическое равновесие. Константа равновесия: концентрационная, термодинамическая, условная. Типы равновесий, используемых в аналитической химии. Понятие об общей (аналитической) концентрации.

6. Равновесие в растворах слабых электролитов. Степень диссоциации и константа диссоциации. Закон разведения Оствальда.

7. Основы теории сильных электролитов: активность, коэффициент активности, ионная сила раствора.

8. Теории кислот и оснований: теория электролитической диссоциации Аррениуса, протолитическая теория Бренстеда-Лоури. Протолитическое равновесие. Кислотные и основные свойства растворителей. Автопротолиз воды. Понятие рН и рОН.

9. Равновесие в водных растворах кислот, оснований и амфолитов. Вычисление рН протолитических систем.

10. Буферные растворы: понятие, состав, механизм буферного действия, расчет рН, буферная ёмкость. Значение буферных систем в химическом анализе.

11. Окислительно-восстановительное равновесие: сопряженная окислительно-восстановительная пара, окислительно-восстановительный потенциал; направление, скорость и константа равновесия окислительно-восстановительной реакции.

12. Равновесие комплексообразования: строение и свойства комплексных соединений, хелатные комплексы; равновесия в растворах комплексных соединений, константы устойчивости комплексных ионов.

13. Равновесие в системе осадок – раствор: понятие произведения растворимости, условия образования и растворения осадков; факторы, влияющие на растворимость (солевой эффект, присутствие одноименных ионов, конкурирующие реакции).

14. Органические аналитические реагенты: понятие органических реагентов, их особенности, применение в анализе.

Химические методы разделения и обнаружения

15. Методы обнаружения элементов (качественный анализ): цели и задачи, классификация, техника эксперимента (реакции пробирочные, капельные и микрокристаллоскопические).

16. Аналитический эффект. Аналитические реакции и реагенты, требования к ним. Способы повышения селективности и чувствительности аналитических реакций и реагентов.

17. Дробный и систематический анализ. Понятие об аналитической классификации ионов. Групповой реагент.

**Методы разделения и обнаружения ионов, имеющих наибольшее значение в химической технологии: I аналитическая группа катионов – Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Mg²⁺; II аналитическая группа катионов – Ca²⁺, Ba²⁺; III аналитическая группа катионов – Al³⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Mn²⁺, Zn²⁺; I аналитическая группа анионов – CO₃^2-, SO₄^2-, PO₄^3-; II аналитическая группа анионов – Cl^-, I^-; III аналитическая группа анионов – NO₂^-, NO₃^-.

Химические методы количественного анализа

18. Количественный анализ: цели и задачи, классификация химических методов количественного анализа, требования к точности измерений и точности вычислений, метрологические характеристики.

19. Гравиметрический метод анализа: сущность метода, классификация гравиметрических методов, область применения, достоинства и недостатки метода.

20. Общая схема аналитического определения по методу осаждения. Механизм образования осадка. Условия получения аморфных и кристаллических осадков.

21. Формы осадка: осаждаемая и весовая (гравиметрическая), требования к ним. Выбор осадителя и требования к нему. Расчет количества осадителя и результатов определния.

22. Загрязнение осадка: основные причины и механизм, понятие и механизм соосаждения, борьба с загрязнением.

23. Титриметрические методы анализа: сущность и основные операции метода, классификация титриметрических методов, требования к реакциям в титриметрии, закон эквивалентов, точка эквивалентности, конечная точка титрования и ее фиксирование.

24. Общая схема титриметрического анализа. Стандартные растворы, их виды и способы приготовления. Способы титриметрических определений: прямое титрование, обратное титрование, титрование заместителя. Расчет результатов.

25. Метод кислотно-основного титрования: сущность метода, его виды, возможности метода, достоинства и недостатки. Стандартные растворы: их приготовление, стандартизация и условия хранения.

26. Кривые кислотно-основного титрования: принцип построения, общий вид, факторы, влияющие на величину скачка. Кривые титрования сильных и слабых кислот, многоосновных кислот, смесей кислот, сильных и слабых оснований, смесей оснований, солей.

27. Кислотно-основные индикаторы: теория индикаторов, основные количественные характеристики (интервал перехода, показатель титрования). Правило выбора индикатора. Понятие об индикаторной ошибке титрования.

28. Методы окислительно-восстановительного титрования: сущность, общая характеристика и классификация методов. Требования к реакциям. Кривые титрования: принцип построения и общий вид, факторы, влияющие на величину скачка.

29. Способы фиксирования конечной точки титрования в окислительно-восстановительном титровании. Окислительно-восстановительные индикаторы: механизм действия, интервал перехода. Правило выбора индикатора.

30. Перманганатометрия: сущность и основные реакции метода, стандартные и вспомогательные растворы, фиксирование конечной точки титрования. Возможности метода, его достоинства и недостатки.

31. Иодометрия: сущность и основные реакции метода, стандартные и вспомогательные растворы, фиксирование конечной точки титрования. Возможности метода, его достоинства и недостатки.

32. Методы комплексометрического титрования: сущность, общая характеристика и классификация методов, требования к реакциям. Кривые титрования: принцип построения и общий вид, факторы, влияющие на величину скачка.

33. Комплексонометрия: сущность и основные реакции метода, стандартные и вспомогательные растворы, принцип построения и общий вид кривых титрования, факторы, влияющие на величину скачка. Возможности метода, его достоинства.

34. Способы фиксирования конечной точки титрования в комплексонометрии. Металлохромные индикаторы: механизм действия, интервал перехода, правило выбора.

35. Методы осадительного титрования: сущность, общая характеристика и классификация методов. Кривые титрования: принцип построения, общий вид. Способы фиксирования конечной точки титрования. Аналитические возможности, достоинства и недостатки методов.