Kvalitativna analiza je namijenjena kvalitativnom otkrivanju pojedinih kemijskih elemenata, iona i funkcionalnih skupina. Prisutnost u analiziranoj smjesi pojedinih tvari, elemenata, iona i funkcionalnih skupina obično se otkriva kemijskim kvalitativnim reakcijama ili na temelju nekih fizikalnih svojstava tvari - spektra u vidljivom i ultraljubičastom području svjetlosti, radioaktivnog zračenja, sposobnosti do adsorpcija.

Kvantitativno analiza se provodi na razne načine. Rasprostranjene su kemijske metode u kojima se količina tvari određuje količinom reagensa koji se koristi za analizu, količinom sedimenta itd. Često se za kvantitativno određivanje tvari koriste njihova fizička svojstva - veličina lomni kut otopina tvari, intenzitet boje, veličina električne struje koja teče kroz otopinu.

METODE ANALIZE

Analiza se može provesti kemijskim, instrumentalnim (fizikalnim i fizikalno-kemijskim) metodama.

Kemijski metode analize uključuju kemijsku interakciju tvari. Ovdje su važni rezultati kemijske reakcije između tvari i reagensa. Kemijske metode analize naširoko se koriste za kvalitativnu analizu, budući da priroda taloga, promjena boje otopine, stvaranje određenog plina mogu odrediti koja je tvar prisutna u otopini.

U kvantitativnoj kemijskoj analizi nastali talog se važe, dodaje se otopina reagensa sve dok se ne promijeni boja otopine ili druge fizikalne karakteristike tvari, a količina tvari određuje se količinom reagensa korištenog za analizu.

Instrumentalne (fizikalne, fizikalno-kemijske) metode analize koriste fizikalna svojstva tvari. Kvalitativna analiza pri primjeni fizikalnih metoda provodi se promjenom boje plamena koja nastaje unošenjem neke tvari u njega, spektrom apsorpcije i emisije tvari, točkom taljenja, vrelištem i drugim svojstvima koja su karakteristična za tvari. Kvantitativna analiza fizikalnim metodama provodi se promatranjem promjena fizikalnih svojstava tvari s promjenom njezine količine. Obično intenzitet boje, kut loma otopine, veličina električne struje koja prolazi kroz otopinu ovise o količini tvari, a ta se ovisnost može koristiti za određivanje količine tvari.

Fizikalno-kemijske metode analize kombiniraju fizikalne i kemijske metode. Prilikom provođenja fizikalnih i kemijskih metoda, rezultat kemijske reakcije promatra se promjenama fizikalnih svojstava tvari ili njezine otopine. Fizikalno-kemijske metode postale su raširene i intenzivno se razvijaju.

Analiza tvari može se provesti kako bi se utvrdio njezin kvalitativni ili kvantitativni sastav. Sukladno tome, pravi se razlika između kvalitativne i kvantitativne analize.

Kvalitativna analiza omogućuje vam da utvrdite od kojih se kemijskih elemenata sastoji analizirana tvar i koji su ioni, skupine atoma ili molekula uključeni u njezin sastav. Prilikom proučavanja sastava nepoznate tvari, kvalitativna analiza uvijek prethodi kvantitativnoj, budući da izbor metode za kvantitativno određivanje sastavnih dijelova analizirane tvari ovisi o podacima dobivenim tijekom njezine kvalitativne analize.

Kvalitativna kemijska analiza uglavnom se temelji na transformaciji analita u neki novi spoj s karakterističnim svojstvima: bojom, određenim fizičkim stanjem, kristalnom ili amorfnom strukturom, specifičnim mirisom itd. Kemijska transformacija koja se u ovom slučaju događa naziva se kvalitativna analitička reakcija , a tvari koje uzrokuju ovu transformaciju nazivaju se reagensi (reagensi).

Na primjer, za otkrivanje Fe +++ iona u otopini, analizirana otopina se prvo zakiseli klorovodičnom kiselinom, a zatim se dodaje otopina kalijevog heksacijanoferata (II) K4. U prisutnosti Fe +++ nastaje plavi talog precipitata željeznog heksacijanoferata (II) Fe43. (pruska plava):

Drugi primjer kvalitativne kemijske analize je detekcija amonijevih soli zagrijavanjem analita s vodenom otopinom natrijevog hidroksida. Amonijevi ioni u prisutnosti OH- iona stvaraju amonijak koji se prepoznaje po mirisu ili plavoj boji mokrog crvenog lakmus papira:

U navedenim primjerima, otopine kalijevog heksacijanoferata (II) i natrijevog hidroksida su reagensi za Fe+++ i NH4+ ione.

Kada se analizira mješavina više tvari sličnih kemijskih svojstava, one se prvo odvajaju, a tek onda se provode karakteristične reakcije za pojedine tvari (ili ione), pa kvalitativna analiza ne obuhvaća samo pojedinačne reakcije za detekciju iona, već i metode za njihovo otkrivanje. odvajanje.

Kvantitativna analiza omogućuje vam da utvrdite kvantitativni omjer sastavnih dijelova danog spoja ili smjese tvari. Za razliku od kvalitativne analize, kvantitativna analiza omogućuje određivanje sadržaja pojedinih komponenti analita ili ukupnog sadržaja analita u ispitivanom proizvodu.

Metode kvalitativne i kvantitativne analize koje omogućuju određivanje sadržaja pojedinih elemenata u analiziranoj tvari nazivaju se elementarna analiza; funkcionalne skupine - funkcionalna analiza; pojedinačni kemijski spojevi obilježeni određenom molekulskom težinom – molekularna analiza.

Skup raznih kemijskih, fizikalnih i fizikalno-kemijskih metoda za odvajanje i određivanje pojedinih strukturnih (faznih) komponenti heterogenih! sustavi koji se razlikuju po svojstvima i fizičkoj strukturi i međusobno su ograničeni sučeljima nazivaju se faznom analizom.

zadatak kvalitativna kromatografska analiza je interpretacija kromatograma ili, drugim riječima, identifikacija vrhova u kromatogramu. Da biste to učinili, koristite sljedeće metode.

Metoda dodavanja tvari temelji se na uzastopnom uvođenju tvari u analiziranu smjesu čija se prisutnost u njoj pretpostavlja. Ako se nakon toga jedan od vrhova u kromatogramu poveća (vrijeme retencije se poklopi), tada se vrh analizirane smjese može identificirati s unesenim spojem. Međutim, ovaj uvjet je samo nužan, ali ne i dovoljan za identifikaciju: nekoliko tvari može imati isto (ili vrlo blisko) vrijeme zadržavanja, a ne jedna. Radi pouzdanosti analize, takve se studije provode pomoću stupaca sa stacionarnim fazama različite prirode (polarne i nepolarne).

Metoda usporedbe s tabličnim podacima uključuje određivanje kvalitativnog sastava analizirane smjese uspoređivanjem eksperimentalno utvrđenih relativnih retencijskih volumena tvari (u normalnim uvjetima analize u odnosu na standardne tvari) sa sličnim tabličnim vrijednostima. Kako bi se poboljšala pouzdanost kromatografske identifikacije, analiza se provodi korištenjem podataka dobivenih s fazama koje su različite prirode.

Metode proračuna i korelacijski odnosi koriste se u slučajevima kada nema podataka za proučavane spojeve u tablicama relativnih retencijskih volumena. Korelacije se koriste između logaritma retencijskih vrijednosti i svojstava analiziranih spojeva (na primjer, broj ugljikovih atoma, vrelište itd.). Tako, na primjer, za vrijednosti zadržanih volumena alkana vrijedi sljedeća jednadžba:

gdje je G,u prirast logaritma vrijednosti zadržavanja koji odgovara određenoj kombinaciji veza (strukturni element); n,j- broj strukturnih elemenata tipa i J u molekuli spoja. Dobiveno na ovaj način V R u usporedbi s eksperimentalnim vrijednostima: ako su blizu, postoji razlog vjerovati da identificirani vrh odgovara namjeravanoj vezi.

Također se koristi identifikacija po Kovacsovim indeksima. Kao rezultat pokusa, utvrđeno je da unutar istog homolognog niza različitih klasa organskih spojeva (alkani, alkoholi, aldehidi itd.) u koordinatama:

gdje P- broj ugljikovih atoma u homologu, dobivaju se linearne ovisnosti (slika 5.12).

Ove se ovisnosti mogu koristiti za kvalitativnu analizu različitih derivata ugljikovodika. Tako je E. Kovacs predložio karakteriziranje zadržavanja brojem ugljikovih atoma (pomnoženim sa 100) koje ima n-alkan, tako da se njegov zadržani volumen podudara sa zadržanim volumenom ispitivane tvari.

Riža. 5.12.

Y - linija za n-alkane;2 - linija za homologe

Broj ugljikovih atoma n-alkana (obično razlomka pomnožena sa 100) naziva se Kovacsov indeks ove tvari J. Kovacsovi indeksi za različite stacionarne faze dobro su ponovljivi i tablični.

vrijednost J bilo koja veza za danu stacionarnu fazu može se odrediti grafički, kao što je prikazano na sl. 5.12. U tu svrhu se na odabranoj stacionarnoj fazi dobiva ovisnost gV R iz P za niz n-alkana (pentan, heksan, heptan, itd.).

Dobiveni podaci su ucrtani na graf lgK fl od njihovih 100. Zatim izmjerite UK svih tvari ispitivane smjese i odrediti ih prema rasporedu J, na sl. 5,12 Kovacsov indeks Ud-jednak 598.

Za članove bilo kojeg homolognog niza derivata alkana (karboksilne kiseline, aldehidi itd.), može se dobiti linearna ovisnost slična onoj za alkane (linija 2 na sl. 5.12). Horizontalni pomak ovih dviju linija jedna u odnosu na drugu pridonosi Kovacsovom indeksu funkcionalne skupine (karboksilne, karbonilne, itd.) ili višestruke veze. Ovaj doprinos se zove homomorfni faktor, njegova je vrijednost za mnoge spojeve određena i tabelarno

Zbroj ovih homomorfnih faktora, zbrojen broju n c x 100 baza alkana, omogućuje izračunavanje Kovacsovog indeksa za navodni spoj (prema) znanstvenim izvorima i usporedbu s eksperimentalnom vrijednošću. Blizina ovih vrijednosti omogućuje nam da zaključimo da vrh na kromatogramu odgovara očekivanoj tvari.

Važan korak u kromatografskoj analizi je kvantitativno tumačenje kromatograma, uslijed čega se utvrđuje sadržaj komponenti u analiziranoj smjesi. Točnost dobivenih rezultata ovisi o nizu čimbenika, posebice o odabranoj metodi analize, karakteristikama korištenog detektora, načinu kalibracije i proračuna te prirodi analiziranih komponenti.

Količina tvari u kromatografskoj zoni proporcionalna je površini kromatografskog vrha u kromatogramu. Postoji nekoliko metoda za određivanje površine kromatografskih vrhova na temelju pretpostavke da oblik vrha odgovara Gaussovoj krivulji. Najčešće se definira kao umnožak visine vrha i njegove širine na pola visine: vidi formulu (5.8). Kromatografi najnovijih generacija kontroliraju se pomoću računala; u ovom slučaju, površina vrha se izračunava softverom i prikazuje na zaslonu monitora.

Područje vrha na kromatogramu ne ovisi samo o količini tvari u kromatografskoj zoni, već je također određeno karakteristikama detektora i uvjetima analize. Dakle, za različite tvari, čak i pri njihovoj jednakoj koncentraciji u analiziranoj smjesi, na kromatogramu se dobivaju pikovi nejednake površine. Stoga za kvantitativnu analizu nije dovoljno samo odrediti područje kromatografskih vrhova. Za svaku tvar uzorka potrebno je utvrditi koeficijent proporcionalnosti između površine vrha i njenog sadržaja (koncentracije) u analiziranoj smjesi. Drugim riječima, detektor treba kalibrirati prema odabranim uvjetima analize. Obično se koriste sljedeće metode kalibracije.

Metoda apsolutne kalibracije eksperimentalno odrediti za svaku komponentu analizirane smjese ovisnost površine kromatografskog vrha o njegovoj apsolutnoj količini u uzorku. Ova se ovisnost obično prikazuje u obliku grafa ili empirijske jednadžbe. Osjetljivost detektora može se mijenjati tijekom vremena, tako da apsolutnu kalibraciju treba povremeno provjeravati i podešavati. Prilikom ponovnog kalibriranja možete se ograničiti na provjeru nekoliko točaka na kalibracijskoj krivulji.

Interna standardna metoda U analiziranu smjesu se unosi tvar (interni standard) s poznatom koncentracijom Cc t. Prethodno se za svaku tvar smjese dobije kalibracijski grafikon (ili jednadžba) koji se odnosi na SfJSct sa Sv/Co, gdje S B i 5 St - površina vrhova analita i internog standarda, Sv - koncentracija analita u kalibracijskoj smjesi. Tijekom istraživanja na kromatogramu se određuju površine vrhova analiziranih tvari i internog standarda, izračunava se njihov omjer, a iz kalibracijskog grafa nalazi se Sv / Q; t. Nadalje, prema poznatom Ss t, nepoznate koncentracije tvari Sv-

Korištenje metode internog standarda omogućuje značajno povećanje točnosti mjerenja i čini nepotrebnim periodične korekcije kalibracijske krivulje. Doista, promjena eksperimentalnih uvjeta jednako utječe na promjenu parametara kromatograma standardne tvari i komponenti uzorka.

Još jedna prednost metode je da više nije potrebno održavati točan volumen uzorka koji se dovodi u kolonu. U ovom slučaju također je neobavezno odvojiti sve vrhove u kromatogramu: dovoljno je da vrhovi tvari od interesa i standarda izlaze odvojeno.

Da bi se poboljšala točnost analize, poželjno je da tvar koja se koristi kao standard bude bliska komponentama koje se određuju u smislu zadržavanja i sadržaja u analiziranoj smjesi.

Također se koristi kalibracija s korekcijskim faktorima. Područje vrha / "th komponenta S, na kromatogramu je proporcionalna njegovoj količini d, u smjesi uvedenoj u kolonu:

Ovdje do,- korekcijski faktor tvari. U slučaju da sve tvari analizirane smjese daju zasebne (odvojene) vrhove na kromatogramu, moguće je izračunati udio /"-te komponente metodom interne normalizacije:

tada se vrši zbrajanje po svim vrhovima. Ako se brojnik i nazivnik desne strane jednadžbe podijele s korekcijskim faktorom bilo koje tvari uzete kao standard (? st), onda ćemo dobiti jednadžbu:

gdje k, tn \u003d k, / k„ - relativni korekcijski faktor. Lako ga je eksperimentalno odrediti izradom mješavina određenog sastava svake tvari u paru sa standardnom, ili mješavine svih tvari poznatog sastava, uključujući i standardnu ​​tvar. Nakon dobivanja kromatograma s takvim sastavom tvari i određivanja površina vrhova svih komponenti, može se pronaći R:ota za sve tvari iz omjera:

gdje qjqci- odgovara omjeru količina i-te komponente i standarda u početnoj smjesi. Količine q može se odrediti masom (g) ili količinom (mol), iz koje se izračunavaju maseni ili molarni relativni korekcijski faktori. Sukladno tome, maseni udjeli određuju se masenim koeficijentima, a molarni udjeli tvari u smjesi molarnim koeficijentima.

Kvalitativne (neformalizirane) metode analize temelje se na opisu analitičkih postupaka na logičkoj razini, a ne na strogim analitičkim ovisnostima. To uključuje metode: stručne procjene, scenarije, morfološke, usporedbu sustava pokazatelja itd. Primjena ovih metoda karakterizira određena subjektivnost, budući da su intuicija, iskustvo i znanje analitičara od velike važnosti.

Stručne ocjene su kvantitativne ili redovne ocjene procesa ili pojava koje se ne mogu izravno mjeriti. Temelje se na procjenama stručnjaka i stoga se ne mogu smatrati potpuno objektivnim. Razvijaju se znanstvene metode za obradu pojedinačnih stručnih ocjena na način da daju više ili manje objektivne odgovore u zbiru (koristeći promišljene oblike pitanja i odgovora, koji se naknadno obrađuju računalom).

Scenarij - opis mogućih mogućnosti razvoja objekta koji se proučava pod različitim kombinacijama određenih uvjeta (unaprijed odabranih) u svrhu daljnje analize i odabira najrealnijeg.

Morfološka analiza se koristi za predviđanje složenih procesa. Riječ je o stručnoj metodi sustavnog pregleda svih mogućih kombinacija razvoja pojedinih elemenata proučavanog sustava. Temelji se na cjelovitim i rigoroznim klasifikacijama objekata, pojava, svojstava i parametara sustava, što omogućuje izgradnju i evaluaciju mogućih scenarija za njegov razvoj u cjelini.

Kvantitativne (formalizirane) metode analize temelje se na prilično strogim formaliziranim analitičkim ovisnostima. Nabrojimo ih:

Klasične metode analize - metoda lančanih supstitucija, bilanca, postotni brojevi, diferencijal, integral, diskontiranje itd.;

Metode ekonomske statistike - prosječne i relativne vrijednosti, grupiranje, grafičke, indeksne, elementarne metode obrade vremenskih serija;

Matematičke i statističke metode za proučavanje odnosa - korelacijska analiza, regresijska analiza, analiza varijance, faktorska analiza, metoda glavnih komponenti, analiza kovarijance itd.;

Ekonometrijske metode - matrične metode, harmonijska analiza, spektralna analiza, metode teorije proizvodnih funkcija, metode teorije input-output ravnoteže;

Metode ekonomske kibernetike i optimalno programiranje - metode analize sustava, linearno programiranje, nelinearno programiranje, dinamičko programiranje i dr.;

Metode istraživanja operacija i teorija odlučivanja - metode teorije grafova, teorija igara, metoda stabla, Bayesova analiza, teorija čekanja, metode planiranja mreže i upravljanja.

Matematičke metode omogućuju zamjenu približnih proračuna točnim izračunima, provođenje multivarijantne komparativne analize, što je praktički nemoguće ručno.

3. Metode financijske analize: horizontalna, vertikalna i analiza trenda

Metoda horizontalne analize- koristi se za procjenu promjena pokazatelja u dinamici. Da bi se odredila apsolutna promjena pokazatelja, izračunava se vrijednost jednaka:

∆Z = Z 1 - Z 0,

gdje je Z 1 - vrijednost pokazatelja u izvještajnom razdoblju;

Z 0 - vrijednost pokazatelja u baznom razdoblju.

Za procjenu stope rasta pokazatelja izračunava se vrijednost:

T p (Z) \u003d Z 1: Z 0.

Vrijednost pokazatelja pokazuje koliko se puta promijenila vrijednost pokazatelja u izvještajnom razdoblju u odnosu na bazno razdoblje.

Za procjenu relativne promjene, stopa rasta izračunava se pomoću formule:

T pr (Z) \u003d (Z 1: Z 0 - 1) x 100% \u003d ∆Z: Z 0 x 100%.

Stopa rasta T pr (Z) pokazuje za koliko posto se promijenila vrijednost pokazatelja u izvještajnom razdoblju u odnosu na bazno razdoblje.

Metoda vertikalne analize- koristi se za analizu složenih ekonomskih pokazatelja, omogućuje određivanje udjela svake komponente složenog pokazatelja u ukupnoj populaciji.

Za procjenu strukture koristi se formula:

gdje je Di udio i-te komponente;

Zi - apsolutna vrijednost i-te komponente uključene u složeni pokazatelj;

Z - vrijednost ovog složenog pokazatelja.

Za procjenu dinamike strukture složenog ekonomskog pokazatelja koristi se horizontalna metoda na temelju koje se određuju apsolutne i relativne promjene svake komponente:

∆Di \u003d Di 1 - Di 0; T pr (Di) = ∆Di: Di ​​0 x 100%.

Vertikalna analiza knjigovodstvene vrijednosti organizacije omogućuje vam da odredite kvalitetu korištenja određene vrste resursa u gospodarskoj djelatnosti, da provedete komparativnu analizu organizacije, uzimajući u obzir specifičnosti industrije i druge karakteristike. Relativni pokazatelji tipa Di, za razliku od apsolutnih, prikladniji su za analizu aktivnosti organizacije u smislu inflacije i omogućuju objektivnu procjenu promjena komponenti u dinamici.

Metoda analize trenda- na temelju korištenja serija podataka dinamike proučavanih čimbenika, na primjer, bilance, strukture imovine i obveza organizacije. Korištenje ove metode omogućuje vam procjenu glavnih smjerova razvoja organizacije kako u sadašnjem trenutku tako iu narednim razdobljima.

Za svaki glavni pokazatelj koji karakterizira aktivnosti organizacije radi se analiza promjena stopa rasta, prosječne stope rasta za razmatrana razdoblja (mjesec, tromjesečje, polugodište, godina), te se identificiraju glavni pravci promjene ovih pokazatelja. Rezultati izračuna prosječnih vrijednosti stope rasta (stope rasta), uzimajući u obzir veze između glavnih pokazatelja, omogućuju nam izračunavanje prognozirane vrijednosti pokazatelja koji se proučava za budućnost. Prognoza temeljena na modelima trenda omogućuje, s određenim stupnjem pouzdanosti, izračunavanje vrijednosti predviđenog faktora, odabir najracionalnijih upravljačkih odluka i procjenu posljedica tih odluka na financijske i gospodarske aktivnosti organizacije.

MOSKVSKI INSTITUT ZA AUTOMOBILE I CESTE (DRŽAVNO TEHNIČKO SVEUČILIŠTE)

Odjel za kemiju

Odobravam glavu. profesor katedre

I.M. Papisov "___" ____________ 2007

A.A. LITMANOVICH, O.E. LITMANOVIČ

ANALITIČKA KEMIJA 1. dio: Kvalitativna kemijska analiza

Set alata

za studente druge godine specijalnosti "Inženjerska zaštita okoliša"

MOSKVA 2007

Litmanovich A.A., Litmanovich O.E. Analitička kemija: 1. dio: Kvalitativna kemijska analiza: Metodološki vodič / MADI

(GTU) - M., 2007. 32 str.

Razmatraju se glavne kemijske zakonitosti kvalitativne analize anorganskih spojeva i njihova primjenjivost za određivanje sastava objekata okoliša. Priručnik je namijenjen studentima specijalnosti „Inženjerstvo okoliša“.

© Moskovski institut za automobile i ceste (Državno tehničko sveučilište), 2008

POGLAVLJE 1. PREDMET I CILJEVI ANALITIČKE KEMIJE. ANALITIČKE REAKCIJE

1.1. Predmet i zadaci analitičke kemije

Analitička kemija- znanost o metodama za proučavanje sastava tvari. Pomoću ovih metoda utvrđuje se koji su kemijski elementi, u kojem obliku i u kojoj količini sadržani u predmetu koji se proučava. U analitičkoj kemiji razlikuju se dva velika odjeljka - kvalitativna i kvantitativna analiza. Zadaci koje postavlja analitička kemija rješavaju se uz pomoć kemijskih i instrumentalnih metoda (fizikalnih, fizikalno-kemijskih).

U kemijskim metodama analize element koji se utvrđuje pretvara se u spoj s takvim svojstvima, uz pomoć kojih je moguće utvrditi prisutnost tog elementa ili izmjeriti njegovu količinu. Jedan od glavnih načina mjerenja količine nastalog spoja je određivanje mase tvari vaganjem na analitičkoj vagi – gravimetrijska metoda analize. Metode kvantitativne kemijske analize i instrumentalne metode analize bit će obrađene u 2. dijelu Metodološkog vodiča za analitičku kemiju.

Hitan smjer u razvoju suvremene analitičke kemije je razvoj metoda za analizu objekata okoliša, otpada i otpadnih voda, emisija plinova iz industrijskih poduzeća i cestovnog prometa. Analitička kontrola omogućuje otkrivanje viška sadržaja posebno štetnih sastojaka u ispustima i emisijama te pomaže identificirati izvore onečišćenja okoliša.

Kemijska analiza temelji se na temeljnim zakonima opće i anorganske kemije s kojima ste već upoznati. Teorijske osnove kemijske analize uključuju: poznavanje svojstava vodenih otopina; kiselinsko-bazne ravnoteže u vodenoj

rješenja; redoks ravnoteže i svojstva tvari; obrasci reakcija kompleksiranja; uvjeti za stvaranje i otapanje čvrste faze (taloga).

1.2. analitičke reakcije. Uvjeti i metode za njihovu provedbu

Kvalitativna kemijska analiza provodi se korištenjem analitičke reakcije, popraćeno zamjetnim vanjskim promjenama: na primjer, razvijanje plina, promjena boje, stvaranje ili otapanje taloga, u nekim slučajevima, pojava specifičnog mirisa.

Osnovni zahtjevi za analitičke reakcije:

1) Visoka osjetljivost, karakteriziran vrijednošću granice detekcije (Cmin) - najniža koncentracija komponente u uzorku otopine, pri kojoj ova tehnika analize omogućuje pouzdano otkrivanje ove komponente. Apsolutna minimalna vrijednost mase tvari koja se može detektirati analitičkim reakcijama je od 50 do 0,001 μg (1 μg = 10–6 g).

2) Selektivnost- karakterizira sposobnost reagensa da reagira sa što manje komponenti (elemenata). U praksi pokušavaju detektirati ione pod uvjetima pod kojima selektivna reakcija postaje specifična, t.j. omogućuje vam da otkrijete ovaj ion u prisutnosti drugih iona. Kao primjeri specifičnih reakcija(kojih je malo) su kako slijedi.

a) Interakcija amonijevih soli s viškom lužine pri zagrijavanju:

NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O . (jedan)

Oslobođeni amonijak lako je prepoznati po karakterističnom mirisu (“amonijak”) ili po promjeni boje mokrog indikatorskog papira koji se prinese na vrat epruvete. Reakcija

omogućuje vam otkrivanje prisutnosti amonijevih iona NH4 + u analiziranoj otopini.

b) Interakcija soli željeza s kalijevim heksacijanoferatom (III) K3 uz nastajanje plavog taloga (Turnbull blue, ili prussian blue). Reakcija (dobro vam poznata na temu "Korozija metala" u tečaju

Ove reakcije omogućuju detekciju Fe2+ i Fe3+ iona u analiziranoj otopini.

Specifične reakcije pogodne su po tome što se prisutnost nepoznatih iona može odrediti frakcijskom metodom - u zasebnim uzorcima analizirane otopine koji sadrže druge ione.

3) Brzina reakcije ( velika brzina) i jednostavnost implementacije.

Visoka brzina reakcije osigurava postizanje termodinamičke ravnoteže u sustavu u kratkom vremenu (praktički sa brzinom miješanja komponenti u reakcijama u otopini).

Prilikom izvođenja analitičkih reakcija potrebno je zapamtiti što određuje pomak ravnoteže reakcije u pravom smjeru i njezin tok na veliku dubinu transformacije. Za reakcije koje se odvijaju u vodenim otopinama elektrolita, na pomak termodinamičke ravnoteže utječu koncentracija istoimenih iona, pH medija i temperatura. Konkretno, temperatura ovisi vrijednost konstanti ravnoteže – konstante

disocijacija za slabe elektrolite i produkte topljivosti (PR) za slabo topljive soli, baze

Ovi čimbenici određuju dubinu reakcije, prinos produkta i točnost određivanja analita (ili samu mogućnost detekcije određenog iona pri maloj količini i koncentraciji analita).

Osjetljivost nekih reakcija se povećava u vodenoj organskoj otopini, na primjer, kada se u vodenu otopinu dodaju aceton ili etanol. Na primjer, u vodenoj otopini etanola topljivost CaSO4 je znatno niža nego u vodenoj otopini (vrijednost SP je niža), što omogućuje nedvosmislenu detekciju prisutnosti iona Ca2+ u analiziranoj otopini pri znatno nižim koncentracijama od u vodenoj otopini, a također da se otopina najpotpunije oslobodi ovih iona (precipitacija s H2SO4) za nastavak analize otopine.

U kvalitativnoj kemijskoj analizi razvija se racionalni slijed u odvajanju i detekciji iona – sustavni tijek (shema) analize. U ovom slučaju ioni se odvajaju iz smjese u skupine, na temelju njihovog jednakog odnosa prema djelovanju određenih grupni reagensi.

Koristi se jedan dio analizirane otopine iz kojeg se uzastopno izdvajaju skupine iona u obliku precipitacije i otopina u kojima se potom detektiraju pojedini ioni. . Korištenje grupnih reagensa omogućuje razlaganje složenog problema kvalitativne analize na niz jednostavnijih. Omjer iona prema djelovanju određenih

grupni reagensi je osnova analitička klasifikacija iona.

1.3. Preliminarna analiza vodene otopine koja sadrži mješavinu soli prema boji, mirisu, pH vrijednosti

Prisutnost boje u bistroj otopini predloženoj za analizu može ukazivati ​​na prisutnost jednog ili više iona odjednom (Tablica 1). Intenzitet boje ovisi o koncentraciji iona u uzorku, a sama boja se može promijeniti ako

metalni kationi tvore stabilnije kompleksne ione od kompleksnih kationa s molekulama H2O kao ligandima, za koje je boja otopine naznačena u tablici. jedan .

		stol 1
Boja morta	Mogući kationi	moguće
Tirkiz	Cu2+
	Cr3+
	Ni2+	MnO4 2-
	Fe3+ (zbog hidrolize)	CrO4 2- , Cr2 O7 2-
	Co2+	MnO4-

mjerenje pH vrijednosti predložene otopine ( ako se otopina priprema u vodi, a ne u otopini lužine ili kiseline) također

daje dodatne		informacije o			mogući sastav
						tablica 2
Vlastiti-				moguće		moguće
ny pH vode-
riješenje
	Hidroliza			Na+ , K+ , Ba2+ ,		SO3 2- , S2- , CO3 2- ,
	obrazovana			Ca2+		CH3COO-
				metali s-		(odgovara
	osnovu			elektronička		kiseline su slabe
	slaba kiselina			obitelji)		elektroliti)
	Hidroliza			NH4+		Cl-, SO4 2- , NO3 - , Br-
	obrazovana					(odgovara
				praktički
	kiselina
				metali		elektroliti)
	osnovu
	Hidroliza			Al3+, Fe3+
	razlozima

Vodene otopine nekih soli mogu imati specifične mirise ovisno o pH otopine zbog stvaranja nestabilnih (razgrađujućih) ili hlapljivih spojeva. Dodavanjem otopina NaOH otopini uzorka odn

jake kiseline (HCl, H2SO4), možete lagano pomirisati otopinu (tablica 3).

Tablica 3

pH otopine			Odgovarajući ion
nakon dodavanja
			u otopini
	Amonijak		NH4+
	(miris amonijaka)
		neugodan	SO3 2-
	miris (SO2)
	"Ocat"	(octena	CH3COO-
	kiselina CH3COOH)
	(sumporovodik H2S)

Razlog za miris (vidi tablicu 3) je dobro poznato svojstvo reakcija u otopinama elektrolita - istiskivanje slabih kiselina ili baza (često vodenih otopina plinovitih tvari) iz njihovih soli jakim kiselinama, odnosno bazama.

POGLAVLJE 2. KVALITATIVNA KEMIJSKA ANALIZA KATIJA

2.1. Kiselsko-bazna metoda za razvrstavanje kationa po analitičkim skupinama

Najjednostavnija i najmanje “štetna” kiselo-bazna (bazna) metoda kvalitativne analize temelji se na omjeru kationa prema kiselinama i bazama. Klasifikacija kationa provodi se prema sljedećim kriterijima:

a) topljivost klorida, sulfata i hidroksida; b) bazični ili amfoterni karakter hidroksida;

c) sposobnost stvaranja stabilnih kompleksnih spojeva s amonijakom (NH3) - amonijati (tj. amino kompleksi).

Svi kationi su podijeljeni u šest analitičkih skupina pomoću 4 reagensa: 2M otopine HCl, 1M otopine H2SO4, 2M otopine NaOH i koncentrirane vodene otopine amonijaka

NH4OH (15-17%) (Tablica 4).

Tablica 4 Klasifikacija kationa po analitičkim skupinama

	Skupina		Proizlaziti
			grupno djelovanje
			reagens
		Ag+, Pb2+	Talog: AgCl, PbCl2
	1M H2SO4	(Pb2+), Ca2+,	Talog (bijeli): BaSO4,
		Ba2+	(PbSO4), CaSO4
		Al3+, Cr3+, Zn2+	Rješenje: [Al(OH)4]–,
	(višak)		– , 2–
	NH4OH (konc.)	Fe2+, Fe3+, Mg2+,	Talog: Fe(OH)2,
		Mn2+	Fe(OH)3, Mg(OH)2,
			Mn(OH)2
	NH4OH (konc.)	Cu2+, Ni2+, Co2+	Mort (obojen):
			2+, plava
			2+, plava
			2+, žuta (uključeno
			zrak postaje plavi zbog
			oksidacija u Co3+)
	Nedostaje	NH4+, Na+, K+

Očito je da je gornji popis kationa daleko od potpune i uključuje katione koji se najčešće susreću u praksi u analiziranim uzorcima. Osim toga, postoje i druga načela klasifikacije po analitičkim skupinama.

2.2. Unutargrupna analiza kationa i analitičke reakcije za njihovu detekciju

2.2.1. Prva skupina (Ag+, Pb2+)

Ispitna otopina koja sadrži katione Ag+, Pb2+

↓ + 2M otopina HCl + C 2 H5 OH (za smanjenje topljivosti PbCl2)

Ako PC > PR, formiraju se bijeli precipitati mješavine klorida,

koji su odvojeni od otopine (otopina se ne analizira):

Ag+ + Cl– ↔ AgCl↓ i Pb2+ + 2Cl– ↔ PbCl2 ↓ (3)

Očito, pri niskim koncentracijama precipitiranih kationa, koncentracija Cl– aniona trebala bi biti relativno visoka

↓ Do taložnog dijela + H2 O (destilirana) + vrenje

Djelomično prelazi u rješenje	U sedimentu - sav AgCl i
Ioni Pb 2+ (pomak ravnoteže	djelomično PbCl2
(3) lijevo, jer PC< ПР для PbCl2 )
	↓ + NH4 OH (konc.)
Detekcija u otopini,
	1. Otapanje AgCl zbog
odvojeno od sedimenta:	kompleksiranje:
1. S KI reagensom (nakon	AgCl↓+ 2NH4 OH(e) →
hlađenje):	→+ +Cl– +2H2O
Pb2+ + 2I– → PbI2 ↓ (zlatni
kristali) (4)
	↓+ 2M otopina HNO3
	↓ do pH<3
	2. Taloženje AgCl zbog
	raspad kompleksnog iona:
	Cl– + 2HNO3
	→AgCl↓+ 2NH4 + + 2NO3

↓ Na 2. dio taloga mješavine klorida + 30%