1. Формирование знаний о приемах качественного анализа веществ

2. Систематизация знаний о требованиях предъявляемых к аналитическим реакциям

3. Овладение процессом творчества (поиск идей, рефлексия, моделирование) (ок-28).

Содержание

Задачи качественного анализа. Качественный анализ как первая ступень аналитического исследования. Масштабы анализа: макро-, полумикро- и ультрамикроанализы. Микрокристаллоскопический и капельный анализ. Хроматографический метод разделения и открытия катиона. Реакции и реактивы. Сухой и мокрый методы анализа. Типы аналитических реакций. Требования, предъявляемые к аналитическим реакциям. Чувствительность аналитических реакций. Открываемый минимум, предельная концентрация, предельное разбавление, минимальный объем. Условия обнаружения ионов в растворе. Общеаналитические, групповые и частные реакции. Реакции обнаружения и отделения ионов. Характерные и специфические реакции. Деление ионов на аналитические группы. Кислотно-основная классификация. Систематический и дробный ход анализа.

Методический инструментарий преподавателя

Интерактивная форма:

Работа с интернет источниками. Групповое обсуждение о различных типах аналитических реакций.

Содержание внеаудиторной работы

Законспектировать вопрос Требования предъявляемые к реактивам

Используемая литература

Основная литература

1. Кельнер Р. и др. Аналитическая химия. Проблемы и подходы: в 2 т. Т.1 - М.: Мир: АСТ, 2004. - 608 с. (Библиотека УлГПУ)

2. Кельнер Р. и др. Аналитическая химия. Проблемы и подходы: в 2 т. Т.2 - М.: Мир: АСТ, 2004. - 728 с. (Библиотека УлГПУ)

3. Гильманшина С.И. Основы аналитической химии: курс лекций. - СПб.: Питер, 2006. - 221 с. (Библиотека УлГПУ).

4. Валова (Копылова) В.Д., Абесадзе Л.Т. Физико-химические методы анализа: практикум. – М.: Дашков и К, 2010 г. 224 с. (Электронный ресурс.- Режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/59737).

Дополнительная литература

1. Иванова М.А., Белоглазкина М.В., Богомолова И.В., Федоренко Е.В. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа: учебное пособие. М.: РИОР, 2006. – 289 с. (Электронный ресурс.- Режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/28647/read).

2. Цитович И.К.   Курс аналитической химии: учебник. - СПб. : Лань, 2004. - 495 с. (Библиотека УлГПУ)

3. Основы аналитической химии: В 2 кн.: [учеб. для вузов]. Кн. 2: Методы аналитического анализа / под ред. А.Ю. Золотова. - М.: Высшая школа, 2000. – 493 с. (Библиотека УлГПУ)

4. Основы аналитической химии: В 2 кн.: [учеб. для вузов]. Кн. 1: Общие вопросы. Методы разделения. - М.: Высшая школа 2000- 351с. (Библиотека УлГПУ)

5. Золотов Ю.А. Основы аналитической химии. Задачи и вопросы: учеб. пособие для ун-тов и вузов / под ред. А.Ю. Золотова. - М.: Высшая школа, 2004. – 411 с. (Библиотека УлГПУ)

В связи с многообразием ионов их обычно отделяют от раствора не по одиночке, а целыми группами, при помощи группового реагента. Который должен отвечать ряду требований: 1. ионы должныосаждаться практич.полностью.

2. избыток реагента не должен мешать обнаружению остальных ионов в растворе.

3. образующийся осадок должен быть растворим.

Характерные и специфические реакции. Деление ионов на аналитические группы. Кислотно-основная классификация. Систематический и дробный ход анализа.

Для открытия ионов пользуются реакциями, сопровождающимися различными четкими внешними изменениями т. е. открываемый ион переводят в соединение, внешний вид и свойства которого характерны и хорошо известны. Происходящее при этом химическое превращение называется аналитической реакцией.

Вещества, с помощью которых выполняется открытие ионов, называются реактивами на соответствующие ионы. Реакции, характерные для какого-либо иона, называются частными реакциями этого иона.

Аналитическая реакция должна отвечать требованиям:

должна протекать не слишком медленно и быть достаточно простой по выполнению.

должна являются специфической и чувствительной.

Групповые реагенты должны удовлетворять определенным требованиям:

• количественно разделять ионы по их аналитическим группам (остаточная концентрация в растворе не должна превышать 10^-6 моль/дм³);

• избыток группового реагента не должен мешать обнаружению ионов, которые остаются в исследуемой пробе;

• полученный осадок должен легко растворяться в определенных реагентах для проведения дальнейшего анализа.

В качественном анализе выделяют две методики проведения полного анализа вещества: систематический анализ и дробный анализ.

Систематическим называют полный анализ исследуемого объекта, осуществляемый путем разделения исходной аналитической системы на несколько подсистем (групп) в определенной последовательности на основе сходства и различий аналитических свойств компонентов системы.

Анализ вещества, проводимый в растворах, называется анализом мокрым путем. Это основной путь полного определения состава вещества. При этом выбирают реакции образования осадка, окрашенных соединений или выделения газа. Качественные реакции с образованием характерных кристаллов которые рассматривают под микроскопом- микрокристаллоскопические реакции.

В ряде случаев прибегают не к систематическому разделению ионов, а к дробному методу анализа. Дробный анализ вещества проводят с отдельными порциями раствора в присутствии всех остальных ионов или веществ. Для проведения дробного анализа необходимы специфичные качественные реакции, либо маскировка мешающих определению компонентов.

Этот метод основан на открытии ионов специфическими реакциями, проводимыми в отдельных порциях исследуемого раствора. так, например, ион Fе²⁺ можно открыть при помощи реактива Кз[Fе(СN)₆] в присутствии любых ионов.

Tак как специфических реакций немного, то в ряде случаев мешающее влияние посторонних ионов устраняют. Например, ион Zn²⁺ можно открыть в присутствии Fе²⁺ при помощи реактива (NH₄)₂[Hg(SCN)₄], связывая мешающие ионы Fе²⁺ гидротартратом натрия в бесцветный комплекс.

Так как специфических реакций немного и мешающее влияние многих ионов нельзя устранить, в случае присутствия в растворе многих катионов из разных групп прибегают к систематическому ходу анализа, открывая лишь некоторые ионы дробным методом.

Перед тем как начать проводить химические реакции, обнаруживающие отдельные ионы, проводятся внешние наблюдения: наличие осадка может свидетельствовать о присутствии в растворе мало растворимых или гидролизующихся соединений, например, ионы железа (III) образуют осадок цвета ржавчины. По цвету раствора судят о присутствии окрашенных ионов. Например, ионы Ni²⁺ - зеленого цвета. С помощью универсальной индикаторной бумаги определяется значение рН. Низкие (<7) значения рН могут быть свидетельством присутствия в растворе гидролизующихся катионов.

В основу классификации катионов в аналитической химии положено различие в растворимости образуемых ими солей и гидроксидов, позволяющее отделять (или отличать) одни группы ионов от других.

В настоящее время существуют пять методов классификации ионов. Это сероводородный, алшиачно-фосфатнып, дифталатный, тиоацетамиднып и кислотно-основной методы. Сероводородный метод основан на различной растворимости сульфидов, хлоридов и карбонатов. В дифталатном методе для разделения групп ионов используют дифталат калия с гидроксидом. Тиоацетамидный метод основан на применении в качестве группового реагента тиоацетамида, хлороводородной кислоты и карбоната аммония. В кислотно-основном методе основными реагентами являются кислоты НС1 и H₂SO₄, гидроксиды калия и натрия и водный раствор аммиака.

Основным недостатком сероводородной системы является:

Потребность в хорошей вентиляции, склонность к образованию коллоидных сульфидных осадков, в результате чего нарушается разделение катионов на группы, и т. д. В кислотно-основной системе при разделении групп можно встретиться с затруднениями, особенно если концентрации разделяемых катионов сильно различаются.