Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Розділ теоретичні основи аналітичної хімії

Скачати 234.25 Kb.

Розділ теоретичні основи аналітичної хімії




Скачати 234.25 Kb.
Дата конвертації08.05.2017
Розмір234.25 Kb.

РОЗДІЛ 1. Теоретичні основи аналітичної хімії
Аналітична хімія – це наука про методи хімічного аналізу.

Аналіти́чна хі́мія - розділ хімії, що розглядає принципи і методи розділення та визначення хімічного складу речовини. Виникла поряд із неорганічною хімією раніше від інших хімічних наук. Якісний аналіз визначає хімічний склад даної речовини або суміші; кількісний аналіз визначає скільки там є даної речовини.

Хімічний аналіз (рос. химический анализ, англ. chemical analysis, нім. chemische Analyse) - сукупність операцій, за допомогою яких встановлюють якісний та (або) кількісний склад речовини. У хімічному аналізі використовують методи, основані на хімічних реакціях досліджуваних речовин (наприклад, гравіметричний і титриметричний аналіз).

Під хімічним аналізом розуміють сукупність дій, які дозволяють отримати інформацію про хімічний склад досліджуваного об’єкту.

Хімічний склад, також Склад речовини - термін хімії - частка вмісту окремих хімічних елементів у речовині, матеріалі, сплаві, породі тощо.

Аналітична хімія включає два основних розділи: якісний аналіз і кількісний аналіз. Головною метою якісного аналізу є відкриття в досліджуваній пробі окремих іонів, функціональних груп або елементів, які входять до її складу з використанням хімічних, фізико-хімічних, фізичних методів аналізу. В ході кількісного аналізу встановлюють кількісний вміст кожного компоненту, що входить до складу досліджуваного об’єкту.

В хімічних методах якісного аналізу використовують характерні якісні аналітичні реакції, які переводять досліджувані іони у сполуку, що має характерні властивості: колір, запах, агрегатний стан (аналітичний ефект).

Функціона́льні гру́пи (функці́йні гру́пи) - це специфічні групи атомів всередині молекул, які відповідають за властивості цих молекул в хімічних реакціях. Одна і та ж функціональна група однаково себе поводить в хімічних реакціях, незважаючи на розмір молекули, частиною якої є ця група..

Я́кісний ана́ліз (рос. качественный анализ, англ. qualitative analysis; нім. qualitative Analyse f) в якому речовини ідентифікують або класифікують на основі їх хімічних або фізичних властивостей, таких, як хімічна реакційна здатність, розчинність, молекулярна вага, точка плавлення, випромінювальні властивості (емісія, абсорбція), мас-спектри, ядерний час напіврозпаду тощо Якісний аналіз - сукупність хім., фіз.-хім. та фіз. методів для визначення та ідентифікації компонентів - хім. елементів, молекул сполук, йонів, радикалів, функційних груп, мінералів тощо, які входять у досліджувану речовину або суміш речовин.

Агрегáтний стан - термодинамічний стан речовини, сильно відмінний за своїми фізичними властивостями від інших станів цієї ж речовини. Переходи між агрегатними станами однієї і тої ж речовини супроводжуються стрибкоподібними змінами вільної енергії, ентропії, густини і інших фізичних властивостей.

Аналітичні реакції виконують сухим або вологим способом (досліджувану речовину і реагент беруть у твердому стані або у вигляді розчинів). Реакції, які виконують сухим способом, носять допоміжний характер, найчастіше їх використовують у попередніх випробовуваннях. Реакції, які виконують вологим способом, є основними в якісному аналізі.

Специфічні реакції – це реакції, використання яких дозволяє відкривати даний іон в присутності інших. Реактив, який дозволяє відкривати даний іон в присутності інших іонів, називається специфічним. Метод аналізу, в ході якого іони відкривають в окремих порціях досліджуваного розчину за допомогою специфічних реакцій в довільній послідовності, називають дробним методом аналізу.

Селективні або вибіркові реакції – це аналітичні реакції реактиву з обмеженим числом іонів. Чим менше число іонів, які вступають в реакцію з даним реактивом, тим більш селективною або вибірковою є дана реакція і реактив. Такі реакції і реактиви також називають груповими. При систематичному ході якісного аналізу іонів останні виявлять і відокремлюються не кожний окремо, а зразу цілими групами, для чого використовують групові реактиви, які осаджують всю групу іонів або осаджують всі інші іони, крім даної групи. Після відокремлення групи іонів кожний іон відкривають в певній послідовності.

У практиці якісного аналізу доводиться постійно мати справу з реакціями осадження та розчинення осадів. При використанні хімічних реакцій, основаних на утворенні осадів, велике значення має повнота осадження іонів з розчину.

Хімі́чна реа́кція - це перетворення речовин, при якому молекули одних речовин руйнуються і на їхньому місці утворюються молекули інших речовин з іншим атомним складом. Усі хімічні реакції зображують хімічними рівняннями.

Зазвичай прагнуть досягти такої повноти осадження, щоб залишковий вміст в розчині іонів, що осаджують, не перевищував 1·10-6 моль/дм3. В таких випадках осадження вважають повним.

В гетерогенній системі встановлюється динамічна рівновага: осад насичений розчин. Стан цієї динамічної рівноваги характеризується константою рівноваги процесу переходу малорозчинного електроліту з кристалічного стану в розчин, яка називається добутком розчинності (ДР).

Наси́чений ро́зчин - розчин, в якому розчинена речовина за даних умов досягла максимальної концентрації і більше не розчиняється. Осад даної речовини знаходиться в рівноважному стані з речовиною в розчині.

Конста́нта рівнова́ги - кількісна характеристика хімічної рівноваги, що описує ймовірність перебігу реакції. Константа обчислюється як відношення добутку концентрації продуктів реакції (або їхніх парціальних тисків) до добутку концентрації вихідних речовин із їхніми стехіометричними коефіцієнтами у степенях.

Добуток розчинності – це добуток молярних концентрацій іонів в насиченому розчині малорозчинного електроліту в степенях стехіометричних коефіцієнтів.

До́буток розчи́нності, ДР - стала величина, яка є константою рівноваги гетерогенної хімічної реакції розчинення (або осадження) малорозчинного електроліту у певному розчиннику. Ця величина характеризує розчинність малорозчинних речовин - що менше значення ДР, то меншою є розчинність.

Добуток розчинності – величина стала при певній температурі і кількісно характеризує здатність електроліту розчинятись. Виходячи з правила добутку розчинності можна сформулювати умову утворення осаду: осад утворюється за умови, коли добуток концентрацій іонів перевищує добуток розчинності (розчин пересичений). Тобто, для того, щоб утворився осад необхідно створити певні концентрації іонів.

У практиці якісного аналізу мають справу с дробним осадженням, коли з суміші іонів з однаковою молярною концентрацією в першу чергу випадає в осад найменш розчинна з утворених у хімічній реакції сполук, потім наступний за розчинністю осад і т.д.

Моля́рна концентра́ція або моля́рність - міра концентрації розчину. Визначається як кількість моль розчиненої речовини на літр розчину та має одиниці моль дм−3.

Осаджується в першу чергу та малорозчинна сполука, для якої раніше (тобто за менших молярних концентрацій іонів) досягається добуток розчинності.

Окисно-відновні реакції широко застосовують в якісному і кількісному аналізі. Окисно-відновні реакції відбуваються лише за певних умов. До факторів, що впливають на протікання окисно-відновних реакцій відносяться: рН реакційного середовища, температура, концентрації реагуючих речовин і продуктів реакції, наявності каталізатора, для газоподібних речовин ще й тиск.

Ефективність окислювальних або відновних властивостей речовини залежать від її природи, умов протікання окисно-відновної реакції і визначається величиною електродного потенціалу редокс-пари (окисно-відновний або редокс-потенціал).

О́кисно-відно́вна реа́кція (заст. оки́снювально-відно́вна реа́кція) - хімічна реакція, яка відбувається із зміною ступеня окиснення атомів, що входять до складу реагентів, і реалізується перерозподілом електронів між атомом-окисником та атомом-відновником.

Електродний потенціал - різниця електричних потенціалів між електродом та електролітом, в контакті з яким він знаходиться (найчастіше між металом і розчином електроліту).

Розрізняють стандартний (ЕоOx/Red) і реальний або рівноважний (ЕOx/Red) окисно-відновний потенціал.

Оки́сно-відно́вний потенціа́л, редо́кс-потенціа́л, (рос. окислительно-восстановительный потенциал, англ. redox potential, нім. Redoxpotential n) - міра окиснювальної або відновлювальної здатності середовища Еh, яка залежить від зміни в розчині концентрацій йонів Н+ та ОН−.

Значення стандартних окисно-відновних потенціалів редокс-пар дозволяють зробити висновок про можливість і напрямок протікання реакції за даних умов. Для цього визначають різницю окисно-відновних потенціалів (електрорушійну силу ЕРС) стандартних (∆Е00Ох–E0Red ) або реальних (∆Е=ЕОх–ERed ). Якщо ∆Е>0, то реакція проходить в прямому напрямку згідно запису рівняння реакції (при ∆Е>0,4В реакція проходить самочинно практично до кінця). Якщо ∆Е<0, то реакція проходить в зворотному напрямку. Якщо ∆Е=0, то система знаходиться в стані стійкої рівноваги.

Процеси комплексоутворення і комплексні сполуки широко використовують в аналізі: для виявлення катіонів;

Ко́мплексні сполу́ки або координаці́йні сполу́ки - складні хімічні сполуки, в яких можна виділити центральний атом (комплексоутворювач) і безпосередньо зв'язані з ним молекули або йони - так звані ліганди або аденти.

для розчинення осадів; для відокремлення катіонів деяких груп під час систематичного аналізу суміші катіонів; для маскування іонів. Комплексні сполуки – електроліти і в розчині іонізують ступінчасто, дисоціація за 1-им ступенем відбувається по типу сильного електроліту; далі комплексний іон розпадається на прості іони по типу слабкого електроліту. За законом дії мас процес іонізації комплексного іону характеризується константою рівноваги, яка засвідчує про стійкість комплексу і називається константою нестійкості. Чим менше значення константи нестійкості Кн комплексної сполуки, тим більш стійка вона в розчині

Вимоги до аналітичних реакцій: відносно висока швидкість проходження реакції; специфічність, стійкість до зовнішніх факторів; характерний аналітичний ефект; специфічність або селективність; чутливість. Висока чутливість аналітичних реакцій є однією з важливих вимог.

Чутливістю реакції називають найменшу кількість іонів, яку можна відкрити даною реакцією за певних умов. Способи підвищення чутливості аналітичних реакцій:

1. Збільшення концентрацій розчинів реагентів, способи концентрування: випарювання розчину, осадження речовини с наступним розчиненням в невеликому об’ємі розчинника, екстракція органічними розчинниками, дистиляція.

Розчи́нник - індивідуальна хімічна сполука або суміш, здатна розчиняти різні речовини, тобто утворювати з ними однорідні системи змінного складу, що складаються з двох або більшого числа компонентів - розчини.

2. Створення умов для прискорення утворення осаду – охолодження розчину, внесення центрів кристалізації, додавання органічного розчинника тощо.

Це́нтр кристаліза́ції - це зародок твердої фази у розплаві, з якого виростає кристаліт. Існує два механізми утворення центрів кристалізації: гомогенний та гетерогенний.

Наприклад, при визначенні катіонів калію K реакцією з гідротартратом натрію NaHC4H4O6 утворюється малорозчинний у воді гідротартрат калію КНС4Н4О6, який випадає у вигляді білого кристалічного осаду (реакцію проводять в нейтральному середовищі, оскільки осад КНС4Н4О6 розчиняється в кислотах з утворенням винної кислоти і в лугах з утворенням середніх тартратів).

Гі́дротартра́т калію (також бітартрат калію, винний камінь) - калієва сіль винної кислоти складу KHC4H4O6. Міститься в соках багатьох рослин і плодів, значною мірою у винограді. Це побічний продукт виноробства.

Утворення осаду прискорюється при потиранні внутрішніх стінок пробірки скляною паличкою, що сприяє утворенню центрів кристалізації.

3. Зменшення розчинності осаду шляхом додавання органічних неелектролітів (етанолу, бензену, ефіру тощо). Наприклад, при визначенні наявності катіонів III групи (Ba2 , Sr2 , Ca2 ) додають 1М розчин сірчаної кислоти та декілька крапель етилового спирту.

Етано́л (ети́ловий спирт, ви́нний спирт) - органічна сполука, представник ряду одноатомних спиртів складу С2Н5ОН (скорочено EtOH). За звичайних умов є безбарвною, легкозаймистою рідиною. Згідно Національного стандарту України ДСТУ 4221:2003 етанол - це токсична речовина з наркотичною дією, за ступенем впливу на організм людини належить до четвертого класу небезпечних речовин.

Винна кислота (диоксибурштинова кислота, 2,3-дигідроксибутандіонова кислота, тартратна кислота) НООС-СН(ОН)-СН(ОН)-СООН - двохосновна оксикислота. Її солі називають тартрáтами.

Сульфа́тна кислота́ (сірчана кислота, IUPAC - дигідрогенсульфат, застаріла назва - купоросне масло) - сполука сірки з формулою H2SO4. Безбарвна масляниста, дуже в'язка і гігроскопічна рідина. Сірчана кислота - одна з найсильніших неорганічних кислот і є дуже їдкою та небезпечною.

Етиловий спирт додають для збільшення повноти осадження Ca2 , оскільки ДР(СaSO4) = 9,1∙10-6.

4. Маскування заважаючих іонів (усунення впливу заважаючих іонів шляхом їх зв’язування в комплексні сполуки за допомогою відповідних реагентів). Наприклад, при відкритті катіонів кобальту (ІІ) у вигляді тіоціанатних комплексів кобальту (ІІ) синього кольору можуть заважати катіони Fe3 , які утворюють тіоціанатні комплекси заліза (III) складу [Fe(NCS)n(H2O)6–n]3–n, де n = 1, 2, ..., 6 червоного кольору.

Черво́ний - колір з мінімальною частотою, що сприймається людським оком. Діапазон червоних кольорів в спектрі з довжиною хвилі 630-760 нанометрів, межа сприйняття залежить від віку. Один з трьох «основних» кольорів в системі RGB, додатковий колір до нього - синьо-зелений.

Для маскування катіонів заліза(ІІІ) в розчин вносять фторид натрію: у присутності фторид-іонів залізо (ІІІ) зв’язується в міцні безбарвні комплекси [FeF6]3– і не заважає відкриттю катіонів кобальту(ІІ).

Флуори́д на́трію, фто́ристий на́трій (Sodium fluoride) - неорганічна кристалічна речовина з хімічною формулою NaF. Білий порошок, який не має запаху. Температура плавлення +997 °C. У воді розчиняється погано: за температури +15 °C розчинність становить 3,5 %, а за температури +25 °C - 4 %.

При виконанні аналітичних реакцій необхідно дотримуватись таких основних умов: створення і підтримування певного значення рН розчину; створення достатньої концентрації реактиву і досліджуваної речовини; дотримання певного температурного режиму.

В хімічному аналізі часто застосовують хімічні реакції, які дають стійкий аналітичний ефект тільки за певних умов. Іноді для виконання хімічної реакції необхідна певна і постійна величина рН.

При створенні необхідних умов для виконання аналітичної реакції необхідно враховувати здатність деяких сполук до гідролізу. Катіони слабких основ і аніони слабких кислот, які присутні в досліджуваному розчині, можуть вступати у хімічну взаємодію з молекулами води з утворенням слабкого або малорозчинного електроліту. Залежно від природи іонів, що взаємодіють з молекулами води у розчині можуть накопичуватись іони H або OH, тому в розчині може створюватись кисле або лужне середовище.

Здатність деяких сполук до гідролізу використовують в якісному аналізі. Наприклад, при аналізі суміші катіонів IV групи використовують здатність утворених в результаті дії групового реагенту гідроксоаніонів [Аl(ОН)6]3- та [Sn(ОН)6]2- до гідро­лізу, їх відокремлюють від інших у виглядів осадів відповідних гідрокси­дів. Деякі катіони, наприклад катіони V аналітичної групи Ві3 , Sb (III), Sb (V) можна визначити в розчині за допомогою гідролізу, оскільки реакція проходить з утворенням осадів відповідних оксосолей.

Гідроліз є оборотним процесом, на рівновагу гідролізу впливають такі фактори:

- температура: при нагріванні помітно зростає ступінь дисоціації води.

Сту́пінь дисоціа́ції або коефіціє́нт дисоціа́ції - кількісний показник, обчислений як відношення числа формульних одиниць розчиненої речовини, що розпалися на його йони, до їх загального числа дисоціації.

Внаслідок цього зростає концентрація іонів H і ОН, гідроліз посилюється. Послабити гідроліз можна, навпаки, охолодженням розчину;

- концентрація солі: ступінь гідролізу h (відношення кількості речовини, що прогідролізувала, до загальної кількості речовини) збільшується зі зменшенням концентрації розчину, в розбавлених розчинах гідроліз проходить більш повно.

Кі́лькість речови́ни - фізична величина, що характеризує кількість специфічних однотипних структурних одиниць-елементів (частинок), з котрих складається речовина. Під структурними одиницями розуміються будь-які частинки, з яких складається речовина (атоми, молекули, іони, електрони, протони, нейтрони або будь-які інші частинки).

При збільшенні концентрації розчину гідроліз послаблюється;

- рН розчину: гідроліз можна посилити або послабити регулюванням рН розчину, оскільки в результаті гідролізу в розчині утворюються вільні іони H або OH.

Для створення і підтримання сталого значення рН реакційного середовища в хімічних і біологічних системах використовують буферні розчини.

Буферний розчин – це суміш слабкої кислоти і солі цієї кислоти, або це суміш слабкої основи і солі цієї основи, або суміш розчинів солей багатоосновних кислот різного ступеню заміщення. Отже, буферна система – це суміш спряженої кислоти і основи.

Буферний розчин (рос. буферный раствор, англ. buffer solution, нім. Pufferlösung f) - водний розчин, що містить сполуки, які протистоять значній зміні pH при додаванні невеликої кількості кислоти або основи.

Наприклад:

- ацетатна буферна суміш: СН3СООН (кислота) CH3COONa (основа);

- аміачна буферна суміш: NН3∙Н2О (основа) NН4Cl (кислота);

- фосфатна буферна суміш: NaН2РО4 (кислота) Na2НРО4 (основа).

Компоненти буферної суміші можуть взаємодіяти з Н -іонами кислоти і ОН-іонами лугу, внаслідок чого рН буферного розчину зберігається сталим при додаванні невеликої кількості сильної кислоти або сильної основи.




1. Розчин яких із наведених сумішей не є буферним?



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. NaOH NaCI

В. CH3COOH CH3COONa

С. NH4CI NH3·H2O

D. Na2CO3 NaHCO3

E. NaH2PO4 Na2HPO4

А. Буферними називають розчини, які підтримують стале значення рН реакційного середовища, оскільки компоненти буферної системи (спряжені кислота і основа) здатні нейтралізувати невеликі кількості сильної кислоти або сильної основи. Буферний розчин – це суміш слабкої кислоти і солі цієї кислоти, або це суміш слабкої основи і солі цієї основи, або суміш розчинів солей багатоосновних кислот різного ступеню заміщення.

Тому розчин, який містить суміш NaOH NaCI не є буферним.




2. Для виготовлення та аналізу лікарських препаратів широко застосовуються буферні розчини.

Ліка́рські за́соби (лікувальні препарати, ліки, медикаменти) - речовини або суміші речовин, що вживають для профілактики, діагностики, лікування захворювань, запобігання вагітності, усунення болю; отримані з крові, плазми крові, органів і тканин людини або тварин, рослин, мінералів, хімічного синтезу (фармацевтичні засоби, ліки або медикаменти) або із застосуванням біотехнологій (вакцини).

Буферні розчини використовують для:



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Підтримки певного значення величини рН розчину.

В. Зміни величини рН розчину.

С. Зміни константи іонізації речовини.

D. Зміни іонної сили розчину.

E. Зміни добутку розчинності речовини.

А. Буферні розчини застосовують в аналізі для створення і підтримування певного значення рН при проведенні деяких реакцій. Ці розчини складаються з слабкої кислоти та її солі (кислотні буферні розчини ) або з слабкої основи та її солі (основні буферні розчини) , а також з солей слабких кислот (NaH2PO4, K2H2PO4 тощо), а отже є сумішшю спряжених кислоти і основи. Компоненти буферної суміші можуть взаємодіяти з Н -іонами кислоти і ОН-іонами лугу, внаслідок чого рН буферного розчину зберігається сталим при додаванні невеликої кількості сильної кислоти або сильної основи.


3. При проведенні контролю якості лікарських засобів застосовуються аналітичні реакції.

Контроль якості продукції - встановлення відповідності продукції та процесів вимогам нормативно-технічної документації, зразкам-еталонам; інформація про перебіг виробничого процесу та підтримання його стабільності; захист підприємства від постачань недоброякісних матеріалів, енергоносіїв та ін.

Хімічна реакція може бути використана як аналітична у тому випадку, коли вона:


Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Проходить із видимими змінами у реакційній системі.

В. Проходить з виділенням тепла.

С. Відбувається із утворенням гетерофази.

D. Є оборотною.

E. Проходить повільно.

А. В хімічних методах якісного аналізу використовують характерні аналітичні реакції. Характерні реакції – це такі реакції, в результаті яких з даним видом іонів утворюються продукти з особливо яскраво вираженими зовнішніми ознаками(аналітичний ефект): яскраво виражені кристалічна структура або колір осаду;

Кристалі́чна структу́ра - структура матеріалів, яка характеризується неповторним (унікальним) розташуванням атомів в кристалі.

виразна зміна кольору розчину; виділення газу. Вимоги до реакцій:

- відносно висока швидкість;

- видимий яскравий аналітичний ефект;

- чутливість (мінімальна кількість речовини має забезпечувати видимий неозброєним оком позитивний ефект реакцій);

- специфічність;

- стійкість до дії зовнішніх факторів.



4. Аналіз складних сумішей сполук/іонів може проводитися двома шляхами, які мають певні особливості – систематичним та дробним методами. Виявлення досліджуваних сполук/іонів за допомогою дробного методу аналізу вимагає виконання наступних аналітичних операцій:



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Використання специфічного реактиву.

В. Концентрування досліджуваного розчину.

С. Застосування групового реактиву.

D. Застосування високочутливого реактиву.

E. Застосування маскуючого реактиву.

А. Дробний метод аналізу запропонований О.Тананаєвим, полягає у виявленні речовин у суміші без попереднього розділення. Іони відкривають в окремих порціях досліджуваного розчину за допомогою специфічних реакцій в довільній послідовності. Строго специфічних реакцій і реактивів є дуже мало. Тому дробне відкриття іонів проводять в два прийоми: спочатку шляхом певних реакцій виділяють досліджуваний іон або маскують іони, які заважають його відкриттю, потім за допомогою характерної реакції переконуються у присутності або відсутності досліджуваного іону.


5. Для виготовлення та аналізу лікарських препаратів широко застосовуються буферні розчини. Буферні системи використовуються для:


Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Зміни величини pH розчину.

В. Зміни іонної сили розчину.

С. Зміни константи дисоціації речовини.

D. Зміни добутку розчинності речовини.

E. Зміни константи нестійкості речовини.

А. Буферними називають розчини, які підтримують стале рН середовища. Ці розчини складаються з слабкої кислоти та її солі (кислотні буферні розчини ) або з слабкої основи та її солі (основні буферні розчини). При потребі створення певного рН в реакційному середовищі додають деякий об’єм буферної суміші, який змінить рН розчину, після чого буде підтримувати його незмінним.


6. Користуючись таблицею добутку розчинності , визначте , яким із реагентів можна повніше осадити іони срібла із розчину нітрату срібла?

Нітра́т срі́бла, арге́нтум(I) нітра́т - сіль неіснуючого гідроксиду срібла і азотної кислоти. Є реактивом для якісної реакції на хлорид-іони.





Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Сульфідом натрію

В. Хроматом натрію

С. Оксалатом амонію

D. Сульфітом натрію

E. Сульфатом натрію

А. При дії на іони Ag реагентів Na2S, Na2CrO4, (NH4)2C2O4, Na2SO3, Na2SO4 утворюються осади, які мають різні добутки розчинності (),,,,.

Повніше іони Ag осадяться тим реагентом, який утворює найменш розчинний осад. Якщо утворюються однотипні осади, як в даному випадку(Kt 2An2-), і розчинність розраховується за одною формулою, можна порівнювати табличні значення ДР (константи розчинності KTS). З наведених сполук найменший має(210-50), тому Na2S найбільш повно осаджує іони Ag .




7. Розчинність осадів важкорозчинних електролітів зростає при:



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Підвищенні іонної сили розчину і протіканні конкуруючих реакцій.

В. При підкисленні розчинів і зростанні іонної сили розчину.

С. При пониженні концентрації одноіменних з осадом іонів та зниженні іонної сили розчину.

D. При протіканні реакцій комплексоутворення.

E. При дуже високих концентраціях сторонніх електролітів.

А. Розчинність малорозчинних речовин виражають числом моль речовини, що міститься в 1л насиченого розчину. Розчинність малорозчинного електроліту залежить від:

- природи малорозчинної речовини і розчинника;

- температури;

- присутності інших сильних електролітів

а) розчинність знижується при введенні однойменних іонів,

б) розчинність підвищується при введенні іонів, які взаємодіють з іонами осаду,



в) розчинність підвищується при введенні індиферентного сильного електроліту - сольовий ефект. При введенні в гетерогенну систему індиферентного сильного електроліту збільшується іонна сила розчину. В такому випадку зменшуються коефіцієнти активності іонів, що утворюють осад. Для того, щоб значення добутку розчинності зберігалось сталим, необхідно збільшити концентрації іонів, а це можливо тільки при зміщенні гетерогенної рівноваги в сторону розчинення осаду.


8. Чим характеризується міра здатності реагенту давати добре фіксований аналітичний ефект при взаємодії з шуканою речовиною?


Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Чутливістю реакції

В. Вибірністю реакції

С. Специфічністю реакції

D. Розбавленням

E. Причини , які подані в пунктах А і В

А. Чутливість реакції характеризується найменшою кількістю речовини, яка забезпечує позитивний ефект реакції, видимий неозброєним оком. Чутливість реакції є мірою здатності реагенту давати добре фіксований аналітичний ефект з досліджуваною речовиною.


9. Як називаються реакції і реагенти , що дають можливість визначити даний іон у присутності інших іонів?

Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Специфічними

В. Вибірковими

С. Груповими

D. Характерними

E. Причини , які подані в пунктах В і Д

А. Специфічні реакції – це реакції, використання яких дозволяє відкривати даний іон в присутності інших. Реактив, який дозволяє відкривати даний іон в присутності інших іонів, називається специфічним. Наприклад, при дії лугу (розчину КОН або NаOН) на солі амонію при нагріванні виділяється аміак (газ з характерним запахом), який забарвлює вологий червоний лакмусовий папірець, піднесений до отвору пробірки, в синій колір.

Со́лі амо́нію - це кристалічні речовини з іонним типом зв'язку. До складу солей амонію входять один або кілька катіонів і аніон кислотного залишку.

Оскільки аміак виділяється тільки в результаті розкладу солей амонію, то дана реакція є специфічною і дозволяє відкривати іон амонію в присутності інших іонів. Луг є специфічним реагентом на іон амонію.

10. Що є мірою специфічності аналітичних реакцій?



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Граничне співвідношення концентрацій іонів як тих , що визначаються , так і сторонніх

В. Гранична концентрація іона , який визначається

С. Граничні співвідношення концентрацій сторонніх іонів

D. Чутливість аналітичних реакції

E. Концентрація сторонніх іонів

А. Специфічними називаються реакції, які характерні для однієї речовини з певним реагентом, який називається специфічним. Наприклад, реакція з лугом (при нагріванні) на катіон NH4 . Однак більшість реагентів не специфічні, оскільки можуть давати реакцію з кількома речовинами. Тому створюють умови для підвищення специфічності реакцій: маскують і видаляють домішки, що заважають виявленню іонів.

Мірою специфічності реакцій є граничне співвідношення концентрації іонів, що визначаються, і сторонніх іонів. Граничне відношення показує, при якому співвідношенні концентрацій досліджуваного іону і стороннього іону можна виявити досліджуваний іон даною реакцією (спостерігається характерний аналітичний ефект).




11. Як називається прийом зв’язування іонів як тих , що визначаються , так і сторонніх?



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Аналітичним “маскуванням”

В. Дробним порядком аналізу

С. Систематичним порядком аналізу

D. Підвищенням чутливості

E. Підвищенням вибірковості

А. Аналітичне маскування іонів – це прийом зв’язування іонів у малоактивні сполуки (комплексні або важкорозчинні), які не дозволяють цим іонами вступати у подальші реакції, і не впливають на результат аналізу.

Наприклад, якщо катіони Fe3 заважають відкриттю інших катіонів (наприклад, Со2 , Ni2 ), для маскування катіонів заліза(ІІІ) в розчин вносять фторид натрію: у присутності фторид-іонів залізо (ІІІ) зв’язується в міцні безбарвні комплекси [FeF6]3– і не заважає відкриттю інших катіонів.




12. Як називається співвідношення активної концентрації іонів до їх загальної аналітичної концентрації?



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Коефіцієнтом активності

В. Активністю

С. Іонною силою розчину

D. Константою дисоціації

E. Ступенем дисоціації

А. Сильні електроліти дисоціюють повністю. З підвищенням концентрації електроліту зменшується рухливість іонів внаслідок утворення іонної атмосфери навколо іону з протилежним знаком. Тому говорять про активність іонів (а) або активну концентрацію, яку розраховують за формулою а = f  CM, де f – коефіцієнт активності, CM – молярна концентрація електроліту. Звідси f = а / CM.



13. Є два розчини алюмінію хлориду: 0,1 моль/л і 1 моль/л. В якомусь розчині глибше пройде гідроліз іонів алюмінію:



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. В розчині з концентрацією іонів алюмінію 0, 1 моль/л.

В. Глибина протікання гідролізу не залежить від концентрації солі.

С. Гідроліз пройде з однаковою глибиною (ступенем).

D. Більш глибоко прогідролізують іони Al3 в розчині з концентрацією Al3 1 моль/л.

E. Розчин алюмінію хлориду не гідролізує.

А. AlCl3 – сіль, що утворена катіоном слабкої основи та аніоном сильної кислоти. В розчині цієї солі проходить гідроліз за катіоном.

Гідроліз є оборотним процесом, концентрація солі впливає на рівновагу гідролізу: ступінь гідролізу збільшується зі зменшенням концентрації розчину, в розбавлених розчинах гідроліз проходить більш повно. При збільшенні концентрації розчину гідроліз послаблюється.

Тому гідроліз пройде глибше в розчині, де концентрація іонів Al3 менша, тобто 0,1 моль/л.



14. Щоб запобігти гідролізу сульфіту натрію до його розчину необхідно додати:



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Невелику кількість розведеного розчину лугу.

В. Кристалічного натрію сульфіту.

С. Дистильовану воду, щоб зменшити початкову концентрацію солі.

D. Розчин натрію хлориду.

E. Підкислити розчин невеликою кількістю будь-якої мінеральної кислоти.

А. Na2S – сіль слабкої кислоти та сильної основи, в розчині цієї солі проходить гідроліз за аніоном:

S2– H2O HS OH

Na2S H2O NaOH NaHS

В результаті гідролізу утворюється луг і сіль сульфідної кислоти. Тому, щоб зменшити ступінь гідролізу, до розчину Na2S треба додати невелику кількість розчину NaOH (продукт гідролізу), при цьому рівновага зміститься вліво




15.

Сульфі́т на́трію (Na2SO3, натрієва сіль сульфітної кислоти) - безбарвна (у вигляді порошку біла) кристалічна речовина, солонувата на смак, консервант, пожежо- та вибухонебезпечний.

При проведенні окисно-відновної реакції потрібно знати, яка із реагуючих речовин буде відновником, а яка – окисником. Напрямок проходження оксидаційно-відновної реакції визначається:



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Різницею стандартних електродних потенціалів учасників реакції

В. Величиною стандартних електродних потенціалів учасників реакції

С. Величиною стрибка потенціалу в ході оксидаційно-відновної реакції

D. Величиною водневого показника системи

E. Температурою системи

А. Ефективність окислювальних або відновних властивостей речовини залежать від її природи, умов протікання окисно-відновної реакції і визначається величиною електродного потенціалу редокс-пари (окисно-відновний або редокс-потенціал). Розрізняють стандартний (ЕоOx/Red) і реальний або рівноважний (ЕOx/Red) окисно-відновний потенціал. Чим більше значення редокс-потенціалу, тим сильнішим окисником є редокс-пара. Значення різниці стандартних електродних потенціалів редокс-пар (∆Е00Ох–E0Red) дозволяють зробити висновок про можливість і напрямок протікання реакції за даних умов. Якщо ∆Е0>0, то реакція проходить в прямому напрямку.

16. Вам необхідно приготувати аміачний буферний розчин. Для цього Ви до водного розчину аміаку додаєте:



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Розчин амонію хлориду.

В. Розчин хлоридної кислоти.

С. Розчин сульфатної кислоти.

D. Розчин калію хлориду.

E. Розчин амонію сульфату.

А. Буферними називають розчини, які підтримують стале рН середовища. Ці розчини складаються з слабкої кислоти та її солі (кислотні буферні розчини ) або з слабкої основи та її солі (основні буферні розчини). Аміачний буферний розчин складається з NH4OH i NH4Cl. Тому до розчину аміаку додають розчин амонію хлориду.


17. Чутливість аналітичних реакцій визначає можливість виявлення речовин у розчині. Чутливість реакції характеризують усі перелічені нижче величини крім:


Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Мінімальний об’єм реагенту

В. Гранична концентрація

С. Граничне розведення

D. Границя виявлення

E. Мінімальний об’єм

А. Чутливість хімічної реакції – це найменша кількість речовини (іону), яка може бути відкрита даним реактивом. Чутливість хімічної реакції характеризується такими параметрами:

- відкриваємий мінімум (, мкг);

- гранична (мінімальна) концентрація (сmin, г/мл);

- мінімальний об’єм розчину (, мл);

- граничне розбавлення (, мл/г).



18. В насиченому розчині стронцій фосфату рівноважні концентрації іонів Sr2 i PO43- зв’язані з реальним добутком розчинності цієї солі співвідношенням:


Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. [Sr2 ]3[PO43-]2 = ДР

В. [Sr2 ]3[PO43-] = ДР

С. [Sr2 ]2[PO43-]2 = ДР

D. [Sr2 ]3[PO43-] = ДР

E. [Sr2 ][PO43-]2 = ДР

А. В гетерогенній системі встановлюється динамічна рівновага: осад насичений розчин. В насиченому розчині фосфату свинцю встановлюється динамічна рівновага:

Sr3(PO4)2 3Sr2 2PO43–

Стан цієї динамічної рівноваги характеризується константою рівноваги процесу переходу малорозчинного електроліту з кристалічного стану в розчин, яка називається добутком розчинності (ДР). Добуток розчинності – це добуток молярних концентрацій іонів в насиченому розчині малорозчинного електроліту в степенях стехіометричних коефіцієнтів.

ДР(Sr3(PO4)2) = [Sr 2 ]3∙[ PO43–]2




19. Будь-який рівноважний процес характеризується певними кількісними показниками.

Термодинамі́чний проце́с - це сукупність послідовних станів, через які проходить термодинамічна система при взаємодії її з навколишнім середовищем. При цьому усі чи частина параметрів зазнають змін. Ці зміни параметрів відбуваються таким чином, щоб система прямувала до стану рівноваги.

В аналізі та при виробництві ліків широко застосовується рівноважна екстракція. Кількісною характеристикою процесу екстракції є:


Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Константа розподілу

В. Константа іонізації

С. Константа солюбілізації

D. Константа гідролізу

E. Константа стійкості

А. Екстракція є ефективним методом розділення речовин, вилучення, концентрування компонентів суміші. Екстракція основана на різній здатності речовин розподілятись між двома контактуючими фазами, що не змішуються. В аналітиці частіше використовують комбінацію органічного розчинника і водного розчину речовин, що розділяють (рідинна екстракція). Стан рівноваги (екстракційна рівноваги) при розподілі речовини А між двома контактуючими фазами, що не змішуються, характеризується константою рівноваги, яку називають константою розподілу.

,

де а(орг.) і а(орг.) – рівноважні активності речовини А в органічній і водній фазі відповідно.




20. При виконанні якісного аналізу потрібна визначена маса проби. Який з методів дозволяє проаналізувати пробу масою від 0,01 до 0,001 г речовини:



Дистрактори

Правильна відповідь з обґрунтуванням

А. Мікроаналіз

В. Макроаналіз

С. Напівмакроаналіз

D. Мікрокристалоскопічний метод

E. Ультрамікрометод

А. В хімічних методах якісного аналізу використовують характерні якісні аналітичні реакції, які переводять досліджувані іони у сполуку, що має характерні властивості: колір, запах, агрегатний стан (аналітичний ефект). В залежності від величини взятої для аналізу проби методи поділяються на:

- макроаналіз – беруть 0,5-1,0г речовини або 20-50см3 розчину; аналіз виконують у пробірках;

- напівмікроаналіз – беруть 0,01-0,10г речовини або 0,5-5,0 см3 розчину; аналітичні реакції виконують за допомогою крапельниць;

- мікроаналіз – беруть від 0,001-0,010г речовини або 0,05-0,50см3 розчину; аналітичні реакції виконують краплинним або мікрокристало-скопічним методами.




Скачати 234.25 Kb.