Kualitatif analisis dirancang untuk penemuan kualitatif unsur kimia individu, ion dan gugus fungsi. Kehadiran zat individu, unsur, ion dan gugus fungsi dalam campuran yang dianalisis biasanya dideteksi menggunakan reaksi kimia kualitatif atau berdasarkan reaksi tertentu. properti fisik zat - spektrum di daerah cahaya tampak dan ultraviolet, radiasi radioaktif, kemampuan Ke adsorpsi.

Kuantitatif analisis dilakukan dengan berbagai cara. Metode kimia tersebar luas, di mana jumlah suatu zat ditentukan oleh jumlah reagen yang digunakan untuk analisis, jumlah sedimen, dll. Seringkali, untuk penentuan kuantitatif suatu zat, sifat fisiknya digunakan - besarnya sudut bias larutan zat, intensitas warna, arus listrik mengalir melalui larutan.

METODE ANALISIS

Analisis dapat dilakukan dengan metode kimia, instrumental (fisika dan fisikokimia).

Bahan kimia metode analisis melibatkan interaksi kimia zat. Hasil penting di sini reaksi kimia antara suatu zat dan reaktan. Metode analisis kimia banyak digunakan untuk melakukan analisis kualitatif, karena berdasarkan sifat endapan, perubahan warna larutan, dan pembentukan gas tertentu, dimungkinkan untuk menentukan zat apa yang ada dalam larutan. .

Dengan kuantitatif analisis kimia Endapan yang dihasilkan ditimbang, larutan reagen ditambahkan sampai warna larutan atau sifat fisik lain zat berubah, dan jumlah zat ditentukan oleh jumlah reagen yang digunakan untuk analisis.

Metode analisis instrumental (fisika, fisikokimia) menggunakan sifat fisik zat. Analisis kualitatif dengan menggunakan metode fisika dilakukan dengan perubahan warna nyala api yang terjadi ketika suatu zat dimasukkan ke dalamnya, berdasarkan spektrum serapan dan emisi zat, berdasarkan titik leleh, titik didih, dan sifat-sifat lain yang menjadi ciri-ciri zat. . Analisis kuantitatif dengan metode fisika dilakukan dengan mengamati perubahan sifat fisika suatu zat ketika kuantitasnya berubah. Biasanya, intensitas warna, sudut bias larutan, dan jumlah arus listrik yang melewati larutan bergantung pada jumlah zat, dan ketergantungan ini dapat digunakan untuk menentukan jumlah zat.

Metode analisis fisikokimia menggabungkan metode fisik dan kimia. Dalam melakukan metode fisika-kimia, hasil reaksi kimia diamati berupa perubahan sifat fisik suatu zat atau larutannya. Metode fisikokimia telah tersebar luas dan dikembangkan secara intensif.

Analisis suatu zat dapat dilakukan untuk mengetahui komposisi kualitatif atau kuantitatifnya. Sesuai dengan ini, perbedaan dibuat antara analisis kualitatif dan kuantitatif.

Analisis kualitatif memungkinkan untuk menentukan unsur kimia apa yang terdiri dari zat yang dianalisis dan ion, kelompok atom, atau molekul apa yang termasuk dalam komposisinya. Ketika mempelajari komposisi suatu zat yang tidak diketahui, analisis kualitatif selalu mendahului analisis kuantitatif, sejak pemilihan metode penentuan kuantitatif komponen analit tergantung pada data yang diperoleh dari analisis kualitatifnya.

Analisis kimia kualitatif sebagian besar didasarkan pada transformasi analit menjadi senyawa baru yang memiliki sifat khas: warna, keadaan fisik tertentu, struktur kristal atau amorf, bau tertentu, dll. Transformasi kimia yang terjadi dalam hal ini disebut kualitatif. reaksi analitis , dan zat yang menyebabkan transformasi ini disebut reagen (reagen).

Misalnya, untuk menemukan ion Fe +++ dalam suatu larutan, larutan yang dianalisis terlebih dahulu diasamkan dengan asam klorida, kemudian ditambahkan larutan kalium heksasianoferrat (II) K4. Dengan adanya Fe+++, terbentuk endapan besi berwarna biru ( II) endapan hexacyanoferrate Fe43. (Biru Prussia):

Contoh lain dari analisis kimia kualitatif adalah deteksi garam amonium dengan memanaskan analit dengan larutan natrium hidroksida berair. Ion amonium dengan adanya ion OH- membentuk amonia, yang dikenali dari baunya atau warna biru pada kertas lakmus merah basah:

Dalam contoh yang diberikan, larutan kalium heksasianoferrat (II) dan natrium hidroksida masing-masing merupakan reagen untuk ion Fe+++ dan NH4+.

Saat menganalisis campuran beberapa zat serupa sifat kimia, pertama-tama mereka dipisahkan dan baru kemudian reaksi karakteristik dilakukan untuk masing-masing zat (atau ion), oleh karena itu, analisis kualitatif tidak hanya mencakup reaksi individu untuk mendeteksi ion, tetapi juga metode pemisahannya.

Analisis kuantitatif memungkinkan untuk menetapkan hubungan kuantitatif antara bagian-bagian penyusun suatu senyawa atau campuran zat tertentu. Berbeda dengan analisis kualitatif, analisis kuantitatif memungkinkan untuk menentukan kandungan masing-masing komponen analit atau kandungan total analit dalam produk yang diteliti.

Metode analisis kualitatif dan kuantitatif yang memungkinkan untuk menentukan kandungan unsur individu dalam zat yang dianalisis disebut analisis unsur; kelompok fungsional - analisis fungsional; individu senyawa kimia, ditandai dengan berat molekul tertentu - analisis molekuler.

Seperangkat berbagai metode kimia, fisika dan fisikokimia untuk memisahkan dan menentukan komponen struktural (fase) individu yang heterogen! sistem yang berbeda dalam sifat dan struktur fisik dan dibatasi satu sama lain oleh antarmuka disebut analisis fase.

Tugas analisis kromatografi kualitatif adalah penguraian kode kromatogram atau dengan kata lain identifikasi puncak pada kromatogram. Metode berikut digunakan untuk ini.

Metode penambahan zat didasarkan pada pemasukan berurutan ke dalam campuran zat yang dianalisis, yang keberadaannya diharapkan di dalamnya. Jika setelah itu salah satu puncak kromatogram meningkat (waktu retensinya bertepatan), maka puncak campuran yang dianalisis dapat diidentifikasi dengan senyawa yang dimasukkan. Namun, kondisi ini hanya diperlukan, tetapi tidak cukup untuk identifikasi: beberapa zat, bukan hanya satu, dapat memiliki waktu retensi yang sama (atau sangat dekat). Untuk menjamin keandalan analisis, penelitian tersebut dilakukan dengan menggunakan kolom dengan fase diam yang sifatnya berbeda (polar dan non-polar).

Metode perbandingan dengan data tabel melibatkan penentuan komposisi kualitatif campuran yang dianalisis dengan membandingkan volume retensi relatif zat yang ditentukan secara eksperimental (dalam kondisi analisis normal dalam kaitannya dengan zat standar) dengan nilai tabulasi yang serupa. Untuk meningkatkan keandalan identifikasi kromatografi, analisis dilakukan dengan menggunakan data yang diperoleh dengan fase-fase yang berbeda sifatnya.

Metode perhitungan dan hubungan korelasi digunakan dalam kasus di mana tabel volume retensi relatif tidak memuat data senyawa yang sedang dipelajari. Digunakan hubungan korelasi antara logaritma nilai retensi dan sifat senyawa yang dianalisis (misalnya jumlah atom karbon, titik didih, dll). Jadi, misalnya, untuk nilai volume tertahan alkana, persamaan berikut ini valid:

dimana ,у adalah kenaikan logaritma nilai retensi, sesuai dengan kombinasi ikatan tertentu (elemen struktur); n, j- jumlah elemen struktural dari tipe tersebut aku j dalam molekul senyawa. Diperoleh dengan cara ini V R dibandingkan dengan nilai eksperimen: jika mendekati, ada alasan untuk meyakini bahwa puncak yang teridentifikasi sesuai dengan senyawa yang diinginkan.

Juga digunakan identifikasi dengan indeks Kovacs. Dari hasil percobaan ditemukan bahwa dalam satu deret homolog berbagai golongan senyawa organik (alkana, alkohol, aldehida, dll) pada koordinat:

Di mana P- jumlah atom karbon dalam homolog, diperoleh ketergantungan linier (Gbr. 5.12).

Ketergantungan ini dapat digunakan untuk analisis kualitatif berbagai turunan hidrokarbon. Jadi, E. Kovacs mengusulkan untuk mengkarakterisasi retensi dengan jumlah atom karbon (dikalikan 100) yang dimiliki n-alkana, sehingga volume tertahannya bertepatan dengan volume tertahan zat yang diteliti.

Beras. 5.12.

Y - garis untuk n-alkana;2 - baris untuk homolog

Jumlah atom karbon suatu n-alkana (biasanya pecahan dikalikan 100) disebut Indeks Kovacs dari zat ini - J. Indeks Kovacs untuk berbagai fase diam dapat direproduksi dan ditabulasi dengan baik.

Ukuran J senyawa apa pun untuk fase diam tertentu dapat ditentukan secara grafis, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5.12. Untuk tujuan ini, ketergantungan diperoleh pada fase diam yang dipilih gV R dari P untuk sejumlah n-alkana (pentana, heksana, heptana, dll.).

Data yang diperoleh diplot pada grafik logK fl dari 100. Selanjutnya dilakukan pengukuran Inggris semua zat campuran yang diteliti dan ditentukan sesuai jadwal J, pada Gambar. 5.12 Indeks Kovacs Ud-sama dengan 598.

Untuk anggota deret turunan alkana yang homolog (asam karboksilat, aldehida, dll.), seseorang dapat memperoleh hubungan linier yang serupa dengan hubungan linier untuk alkana (garis 2 pada Gambar. 5.12). Pergeseran horizontal dari dua garis lurus ini relatif satu sama lain berkontribusi pada indeks Kovacs dari gugus fungsi (karboksil, karbonil, dll.) atau ikatan rangkap. Kontribusi ini disebut faktor homomorfik nilainya untuk banyak senyawa telah ditentukan dan ditabulasi

Jumlah faktor homomorfik ini ditambahkan ke bilangan tersebut hal.x 100 dari basa alkana, memungkinkan penghitungan indeks Kovacs untuk senyawa yang diusulkan (menurut data) dari sumber ilmiah dan membandingkannya dengan nilai eksperimen. Kedekatan nilai-nilai ini memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa puncak kromatogram sesuai dengan zat yang diharapkan.

Langkah penting dalam analisis kromatografi adalah interpretasi kuantitatif kromatogram, sebagai akibatnya kandungan komponen dalam campuran yang dianalisis ditentukan. Keakuratan hasil yang diperoleh bergantung pada sejumlah faktor, khususnya metode analisis yang dipilih, karakteristik detektor yang digunakan, metode kalibrasi dan perhitungan, serta sifat komponen yang dianalisis.

Banyaknya zat pada zona kromatografi sebanding dengan luas puncak kromatografi pada kromatogram. Ada beberapa metode untuk menentukan luas puncak kromatografi, berdasarkan asumsi bahwa bentuk puncak sesuai dengan kurva Gaussian. Paling sering didefinisikan sebagai produk dari tinggi puncak dan lebarnya dan setengah tingginya: lihat rumus (5.8). Kromatografi generasi terbaru dikendalikan oleh komputer; dalam hal ini, luas puncak dihitung oleh perangkat lunak dan ditampilkan pada layar monitor.

Area puncak pada kromatogram tidak hanya bergantung pada jumlah zat dalam zona kromatografi, tetapi juga ditentukan oleh karakteristik detektor dan kondisi analisis. Ya untuk berbagai zat bahkan dengan konsentrasi yang sama dalam campuran yang dianalisis, puncak dengan luas yang tidak sama diperoleh pada kromatogram. Oleh karena itu, untuk melakukan analisis kuantitatif tidak cukup hanya dengan menentukan luas puncak kromatografi saja. Ada kebutuhan untuk menetapkan untuk setiap zat dalam sampel suatu koefisien proporsionalitas antara luas puncak dan kandungannya (konsentrasi) dalam campuran yang dianalisis. Dengan kata lain, detektor harus dikalibrasi berdasarkan kondisi analisis yang dipilih. Metode kalibrasi berikut biasanya digunakan.

Metode kalibrasi absolut Ketergantungan luas puncak kromatografi pada jumlah absolutnya dalam sampel ditentukan secara eksperimental untuk setiap komponen campuran yang dianalisis. Hubungan ini biasanya disajikan dalam bentuk grafik atau persamaan empiris. Sensitivitas detektor dapat berubah seiring waktu, sehingga kalibrasi absolut harus diperiksa dan disesuaikan secara berkala. Saat mengulangi kalibrasi, Anda dapat membatasi diri untuk memeriksa beberapa titik pada kurva kalibrasi.

Dengan metode standar internal suatu zat (standar internal) dengan konsentrasi Cc t yang diketahui dimasukkan ke dalam campuran yang dianalisis Pertama, untuk setiap zat dalam campuran, diperoleh grafik kalibrasi (atau persamaan) yang menghubungkan SfJSct dari St/Co, dimana S B dan 5 St - area puncak analit dan standar internal, St - konsentrasi analit dalam campuran kalibrasi. Saat melakukan penelitian, luas puncak zat yang dianalisis dan standar internal ditentukan pada kromatogram, rasionya dihitung dan St/Q ditemukan dari grafik kalibrasi; t. Selanjutnya, dengan menggunakan Cc t yang diketahui, konsentrasi zat St.

Penggunaan metode standar internal dapat meningkatkan keakuratan pengukuran secara signifikan dan membuat koreksi berkala pada kurva kalibrasi tidak diperlukan. Memang, perubahan kondisi percobaan sama-sama mempengaruhi perubahan parameter kromatogram bahan standar dan komponen sampel.

Keuntungan lain dari metode ini adalah tidak perlu lagi mempertahankan volume sampel yang tepat yang dipasok ke kolom. Dalam hal ini, juga opsional untuk memisahkan semua puncak dalam kromatogram: cukup agar puncak zat yang diinginkan dan standar muncul secara terpisah.

Untuk meningkatkan keakuratan analisis, sebaiknya bahan yang digunakan sebagai standar mendekati komponen yang ditentukan dalam hal retensi dan kandungan dalam campuran yang dianalisis.

Juga digunakan kalibrasi dengan faktor koreksi. Luas puncak komponen /"th S, pada kromatogram sebanding dengan jumlahnya D, dalam campuran yang dimasukkan ke dalam kolom:

Di Sini Ke,- faktor koreksi zat. Jika semua zat dalam campuran yang dianalisis memberikan puncak yang terpisah (terpisah) dalam kromatogram, Anda dapat menghitung fraksi komponen /"-th menggunakan metode normalisasi internal:

kemudian penjumlahan dilakukan pada semua puncak. Jika pembilang dan penyebut di ruas kanan persamaan dibagi dengan faktor koreksi suatu zat yang dijadikan baku (? st), maka diperoleh persamaan:

Di mana k, tn = k,/k„ - faktor koreksi relatif. Hal ini dapat dengan mudah ditentukan secara eksperimental dengan membuat campuran komposisi tertentu dari setiap zat berpasangan dengan zat standar, atau campuran semua zat yang komposisinya diketahui, termasuk zat standar. Setelah memperoleh kromatogram dengan komposisi zat seperti itu dan menentukan luas puncak semua komponen, A:ota untuk semua zat dapat dicari dari perbandingan:

Di mana qjqci- sesuai dengan perbandingan jumlah komponen ke-i dan standar dalam campuran aslinya. Kuantitas Q dapat ditentukan berdasarkan massa (g) atau kuantitas (mol), yang kemudian dihitung masing-masing faktor koreksi relatif massa atau molar. Oleh karena itu, fraksi massa ditentukan dengan koefisien massa, dan fraksi molar zat dalam campuran ditentukan dengan koefisien molar.

Metode analisis kualitatif (non-formal) didasarkan pada deskripsi prosedur analitis pada tingkat yang logis, bukan pada ketergantungan analitis yang ketat. Ini termasuk metode: penilaian ahli, skenario, morfologi, perbandingan sistem indikator, dll. Penggunaan metode ini ditandai dengan subjektivitas tertentu, karena sangat penting memiliki intuisi, pengalaman dan pengetahuan seorang analis.

Penilaian ahli merupakan penilaian kuantitatif atau ordinal terhadap proses atau fenomena yang tidak dapat diukur secara langsung. Penilaian tersebut didasarkan pada penilaian para spesialis dan oleh karena itu tidak dapat dianggap sepenuhnya objektif. Metode ilmiah sedang dikembangkan untuk memproses penilaian ahli individu sehingga secara kolektif memberikan jawaban yang kurang lebih objektif (menggunakan bentuk tanya jawab yang bijaksana, yang kemudian diproses oleh komputer).

Skenario - deskripsi pilihan yang memungkinkan pengembangan objek yang diteliti dalam berbagai kombinasi kondisi tertentu (dipilih sebelumnya) untuk keperluan analisis lebih lanjut dan pemilihan yang paling realistis.

Analisis morfologi digunakan dalam memprediksi proses yang kompleks. Ini adalah metode ahli untuk tinjauan sistematis terhadap semua kemungkinan kombinasi pengembangan elemen individu dari sistem yang diteliti. Itu dibangun di atas klasifikasi objek, fenomena, properti, dan parameter sistem yang lengkap dan ketat, yang memungkinkan untuk membangun dan mengevaluasi kemungkinan skenario untuk pengembangannya secara keseluruhan.

Metode analisis kuantitatif (formal) didasarkan pada ketergantungan analitis formal yang cukup ketat. Mari kita daftarkan mereka:

Metode analisis klasik - metode substitusi berantai, neraca, angka persentase, diferensial, integral, diskon, dll;

Metode statistik ekonomi - nilai rata-rata dan relatif, pengelompokan, grafik, indeks, metode dasar pemrosesan rangkaian dinamika;

Metode matematika dan statistik untuk mempelajari hubungan - analisis korelasi, analisis regresi, analisis varians, analisis faktor, metode komponen utama, analisis kovarians, dll.;

Metode ekonometrik – metode matriks, analisis harmonik, analisis spektral, metode teori fungsi produksi, metode teori keseimbangan input;

Metode sibernetika ekonomi dan pemrograman optimal - metode analisis sistem, pemrograman linier, pemrograman nonlinier, pemrograman dinamis, dll;

Metode riset operasi dan teori keputusan – metode teori graf, teori permainan, metode pohon, analisis Bayesian, teori antrian, metode perencanaan dan pengelolaan jaringan.

Metode matematika memungkinkan untuk mengganti perhitungan perkiraan dengan perhitungan yang tepat dan melakukan analisis komparatif multidimensi, yang hampir tidak mungkin dilakukan secara manual.

3. Metode analisa keuangan: analisis horizontal, vertikal dan tren

Metode analisis horizontal– digunakan untuk menilai perubahan indikator dari waktu ke waktu. Untuk menentukan perubahan mutlak suatu indikator, dihitung suatu nilai yang sama dengan:

∆З = З 1 – З 0,

dimana Z 1 adalah nilai indikator pada periode pelaporan;

Z 0 - nilai indikator pada periode dasar.

Untuk memperkirakan tingkat pertumbuhan indikator, nilainya dihitung:

T r (Z) = Z 1: Z 0.

Nilai indikator menunjukkan berapa kali nilai indikator mengalami perubahan selama periode pelaporan dibandingkan periode dasar.

Untuk menilai perubahan relatif, tingkat pertumbuhan dihitung dengan menggunakan rumus:

T pr (Z) = (Z 1: Z 0 – 1) x 100% = ∆Z: Z 0 x 100%.

Laju pertumbuhan T pr (Z) menunjukkan berapa persentase perubahan nilai indikator pada periode pelaporan dibandingkan periode dasar.

Metode analisis vertikal– digunakan untuk menganalisis indikator ekonomi yang kompleks, memungkinkan Anda menentukan bagian setiap komponen indikator kompleks dalam total agregat.

Untuk mengevaluasi struktur digunakan rumus:

dimana Di – bagian ke-i komponen;

Зi – mutlak nilai ke-i komponen yang termasuk dalam indikator yang kompleks;

Z – nilai indikator kompleks ini.

Untuk menilai dinamika struktur indikator ekonomi yang kompleks, digunakan metode horizontal, yang menjadi dasar penentuan perubahan absolut dan relatif pada setiap komponen:

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

Analisis vertikal terhadap nilai buku suatu organisasi memungkinkan kita menentukan kualitas penggunaan jenis sumber daya tertentu aktivitas ekonomi, melakukan analisis komparatif terhadap organisasi, dengan mempertimbangkan spesifikasi industri dan karakteristik lainnya. Indikator relatif tipe Di, berbeda dengan indikator absolut, lebih nyaman ketika menganalisis aktivitas organisasi dalam kondisi inflasi dan memungkinkan penilaian obyektif terhadap perubahan komponen dari waktu ke waktu.

Metode analisis tren– didasarkan pada penggunaan data dari rangkaian waktu dari faktor-faktor yang diteliti, misalnya mata uang neraca, struktur aset dan kewajiban organisasi. Penggunaan metode ini memungkinkan Anda menilai arah utama perkembangan organisasi baik pada saat ini maupun pada periode berikutnya.

Untuk setiap indikator utama yang mencirikan kegiatan organisasi, dilakukan analisis perubahan tingkat pertumbuhan, tingkat pertumbuhan rata-rata untuk periode yang ditinjau (bulan, triwulan, setengah tahun, tahun), dan arah utama perubahannya. indikator diidentifikasi. Hasil perhitungan nilai rata-rata tingkat pertumbuhan (growth rate), dengan memperhatikan hubungan antar indikator utama, memungkinkan untuk menghitung nilai perkiraan indikator yang diteliti untuk masa yang akan datang. Perkiraan berdasarkan model tren memungkinkan Anda menghitung nilai faktor yang diprediksi dengan tingkat keandalan tertentu, memilih keputusan manajemen yang paling rasional, dan mengevaluasi konsekuensi keputusan ini terhadap aktivitas keuangan dan ekonomi organisasi.

INSTITUT MOTOR DAN JALAN MOSKOW (UNVERSITAS TEKNIK NEGARA)

Departemen Kimia

Saya menyetujui Kepala. profesor di departemen tersebut

I.M. Papisov "___" ____________ 2007

A A. LITMANOVICH, O.E. LITMANOVICH

KIMIA ANALITIK Bagian 1. Analisis kimia kualitatif

Perangkat

untuk siswa tahun kedua dari spesialisasi "Teknik Perlindungan Lingkungan"

MOSKOW 2007

Litmanovich A.A., Litmanovich O.E. Kimia analitik: Bagian 1: Analisis kimia kualitatif: Manual metodologi / MADI

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

Hukum kimia dasar analisis kualitatif senyawa anorganik dan penerapannya untuk menentukan komposisi objek lingkungan dipertimbangkan. Manual ini ditujukan untuk siswa dengan spesialisasi “Teknik Perlindungan Lingkungan”.

© Institut Otomotif dan Jalan Raya Moskow (negara bagian Universitas Teknik), 2008

BAB 1. MATA PELAJARAN DAN TUGAS KIMIA ANALITIK. REAKSI ANALITIK

1.1. Mata kuliah dan tugas kimia analitik

Kimia Analisis– ilmu tentang metode mempelajari komposisi zat. Dengan menggunakan metode-metode tersebut dapat diketahui unsur-unsur kimia apa, dalam bentuk apa dan dalam jumlah berapa yang terkandung dalam benda yang diteliti. Dalam kimia analitik ada dua bagian besar - analisis kualitatif dan kuantitatif. Kimia analitik memecahkan masalah yang diberikan dengan menggunakan metode kimia dan instrumental (fisika, fisikokimia).

Dalam metode analisis kimia unsur yang ditentukan diubah menjadi senyawa yang mempunyai sifat yang dapat digunakan untuk menentukan keberadaan unsur tersebut atau mengukur kuantitasnya. Salah satu cara utama untuk mengukur jumlah suatu senyawa yang terbentuk adalah dengan menentukan massa suatu zat dengan menimbangnya pada neraca analitik - metode analisis gravimetri. Metode analisis kimia kuantitatif dan metode analisis instrumental akan dibahas pada bagian 2 manual metodologi dalam kimia analitik.

Arah perkembangan kimia analitik modern saat ini adalah pengembangan metode analisis objek lingkungan, limbah dan air limbah, emisi gas. perusahaan industri dan transportasi jalan raya. Pengendalian analitis memungkinkan untuk mendeteksi kelebihan kandungan komponen berbahaya dalam pembuangan dan emisi, dan membantu mengidentifikasi sumber pencemaran lingkungan.

Analisis kimia didasarkan pada hukum dasar kimia umum dan anorganik, yang sudah Anda kenal. Landasan teori analisis kimia meliputi: pengetahuan tentang sifat-sifat larutan air; kesetimbangan asam-basa dalam air

solusi; kesetimbangan redoks dan sifat-sifat zat; pola reaksi pembentukan kompleks; kondisi pembentukan dan pelarutan fasa padat (presipitasi).

1.2. Reaksi analitis. Kondisi dan metode pelaksanaannya

Analisis kimia kualitatif dilakukan dengan menggunakan reaksi analitis, disertai dengan yang terlihat perubahan eksternal: misalnya pelepasan gas, perubahan warna, pembentukan atau pembubaran endapan, dalam beberapa kasus - munculnya bau tertentu.

Persyaratan dasar untuk reaksi analitik:

1) Sensitivitas tinggi, ditandai dengan nilai batas deteksi (Cmin) - konsentrasi terendah suatu komponen dalam sampel larutan di mana teknik analisis ini memungkinkan seseorang mendeteksi komponen ini dengan andal. Nilai minimum absolut massa suatu zat yang dapat dideteksi dengan reaksi analitik adalah dari 50 hingga 0,001 μg (1 μg = 10–6 g).

2) Selektivitas– ditandai dengan kemampuan suatu reagen untuk bereaksi dengan komponen (elemen) sesedikit mungkin. Dalam praktiknya, mereka mencoba mendeteksi ion dalam kondisi di mana reaksi selektif menjadi spesifik, yaitu memungkinkan Anda mendeteksi ion tertentu dengan adanya ion lain. Sebagai contoh reaksi spesifik(yang jumlahnya sedikit) berikut ini dapat dikutip.

a) Interaksi garam amonium dengan alkali berlebih bila dipanaskan:

NH4 Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2 O. (1)

Amonia yang dilepaskan dapat dengan mudah dikenali dari bau khasnya (“amonia”) atau dari perubahan warna kertas indikator basah yang dibawa ke leher tabung reaksi. Reaksi

memungkinkan Anda mendeteksi keberadaan ion amonium NH4 + dalam larutan yang dianalisis.

b) Interaksi garam besi besi dengan kalium hexacyanoferrate (III) K3 dengan terbentuknya endapan biru (Turnbull blue, atau Prussian blue). Reaksi (sangat familiar bagi Anda pada topik “Korosi logam” dalam kursus ini

Reaksi-reaksi ini memungkinkan untuk mendeteksi ion Fe2+ dan Fe3+ dalam larutan yang dianalisis.

Reaksi spesifik mudah dilakukan karena keberadaan ion yang tidak diketahui dapat ditentukan dengan metode fraksional - dalam sampel terpisah dari larutan yang dianalisis yang mengandung ion lain.

3) Kecepatan reaksi ( kecepatan tinggi) dan kemudahan implementasi.

Laju reaksi yang tinggi memastikan tercapainya kesetimbangan termodinamika dalam sistem dalam waktu singkat (hampir sama dengan laju pencampuran komponen selama reaksi dalam larutan).

Saat melakukan reaksi analitik, perlu diingat apa yang menentukan pergeseran kesetimbangan reaksi ke arah yang diinginkan dan terjadinya transformasi yang sangat mendalam. Untuk reaksi yang terjadi dalam larutan elektrolit berair, pergeseran kesetimbangan termodinamika dipengaruhi oleh konsentrasi ion dengan nama yang sama, pH medium, dan suhu. Secara khusus, ini bergantung pada suhu nilai konstanta kesetimbangan – konstanta

disosiasi untuk elektrolit lemah dan hasil kali kelarutan (SP) untuk garam dan basa yang sukar larut

Faktor-faktor ini menentukan kedalaman reaksi, hasil produk, dan keakuratan penentuan analit (atau kemungkinan mendeteksi ion tertentu pada jumlah dan konsentrasi analit yang kecil).

Sensitivitas beberapa reaksi meningkat dalam larutan organik berair, misalnya ketika aseton atau etanol ditambahkan ke dalam larutan berair. Misalnya, dalam larutan etanol berair, kelarutan CaSO4 secara signifikan lebih rendah dibandingkan larutan berair (nilai PR lebih kecil), sehingga memungkinkan untuk secara jelas mendeteksi keberadaan ion Ca2+ dalam larutan yang dianalisis pada konsentrasi yang jauh lebih rendah. daripada dalam larutan berair, dan juga untuk membebaskan larutan sepenuhnya dari ion-ion ini (pengendapan dengan H2 SO4) untuk melanjutkan analisis larutan.

Dalam analisis kimia kualitatif, urutan rasional dalam pemisahan dan deteksi ion dikembangkan - aliran (skema) analisis yang sistematis. Dalam hal ini, ion-ion diisolasi dari campuran dalam kelompok-kelompok, berdasarkan pada hubungan identiknya dengan aksi tertentu reagen kelompok.

Satu bagian dari larutan yang dianalisis digunakan, dari mana kelompok ion diisolasi secara berurutan dalam bentuk endapan dan larutan, di mana ion individu kemudian dideteksi. . Penggunaan reagen kelompok memungkinkan untuk menguraikan tugas kompleks analisis kualitatif menjadi beberapa tugas yang lebih sederhana. Rasio ion terhadap aksi tertentu

reagen kelompok adalah dasarnya klasifikasi analitis ion.

1.3. Analisis awal larutan berair yang mengandung campuran garam berdasarkan warna, bau, nilai pH

Adanya warna dalam larutan transparan yang diusulkan untuk dianalisis dapat menunjukkan adanya satu atau beberapa ion sekaligus (Tabel 1). Intensitas warna bergantung pada konsentrasi ion dalam sampel, dan warna itu sendiri dapat berubah jika

Kation logam membentuk ion kompleks yang lebih stabil daripada kation kompleks dengan molekul H2 O sebagai ligan, yang warna larutannya ditunjukkan pada Tabel. 1 .

		Tabel 1
Warna larutan	Kemungkinan kation	Mungkin
Pirus	Cu2+
	Cr3+
	Ni2+	MnO4 2-
	Fe3+ (akibat hidrolisis)	CrO4 2- , Cr2 O7 2-
	Co2+	MnO4 -

Mengukur pH larutan yang diusulkan ( jika larutan disiapkan dalam air, dan tidak dalam larutan alkali atau asam) juga

memberi tambahan		informasi tentang			komposisi yang mungkin
						Meja 2
Memiliki				Mungkin		Mungkin
pH air
tidak ada solusi-
	Hidrolisis			Na+ , K+ , Ba2+ ,		SO3 2- , S2- , CO3 2- ,
	berpendidikan			Ca2+		CH3 COO-
				logam s-		(sesuai
	dasar			elektronik		asam – lemah
	asam lemah			keluarga)		elektrolit)
	Hidrolisis			NH4+		Cl-, SO4 2-, NO3 -, Br-
	berpendidikan					(sesuai
				praktis
	asam
				logam		elektrolit)
	dasar
	Hidrolisis			Al3+, Fe3+
	alasan

Larutan berair dari beberapa garam mungkin memiliki bau tertentu tergantung pada pH larutan karena pembentukan senyawa yang tidak stabil (penguraian) atau mudah menguap. Dengan menambahkan larutan NaOH atau

asam kuat (HCl, H2 SO4), Anda dapat mengendus larutan dengan lembut (Tabel 3).

Tabel 3

pH larutan sampel			Ion yang sesuai
setelah menambahkan
			dalam larutan
	Amonia		NH4+
	(bau amonia)
		tidak menyenangkan	SO3 2-
	bau (SO2)
	"Cuka"	(asetat	CH3 COO-
	asam CH3COOH)
	(hidrogen sulfida H2S)

Alasan munculnya bau (lihat Tabel 3) adalah sifat reaksi yang terkenal dalam larutan elektrolit - perpindahan asam atau basa lemah (seringkali larutan zat gas dalam air) dari garamnya asam kuat dan alasan yang sesuai.

BAB 2. ANALISIS KIMIA KUALITATIF KASIH

2.1. Metode asam-basa untuk mengklasifikasikan kation ke dalam kelompok analitik

Metode analisis kualitatif asam-basa (basa) yang paling sederhana dan paling tidak “berbahaya” didasarkan pada rasio kation terhadap asam dan basa. Kation diklasifikasikan menurut kriteria berikut:

a) kelarutan klorida, sulfat dan hidroksida; b) sifat dasar atau amfoter hidroksida;

c) kemampuan untuk membentuk stabil senyawa kompleks dengan amonia (NH3) - amonia (yaitu kompleks amina).

Semua kation dibagi menjadi enam kelompok analitik menggunakan 4 reagen: larutan HCl 2M, larutan H2SO4 1M, larutan NaOH 2M dan larutan amonia berair pekat

NH4 OH (15-17%) (Tabel 4).

Tabel 4 Klasifikasi kation berdasarkan kelompok analitik

	Kelompok		Hasil
			tindakan kelompok
			reagen
		Ag+, Pb2+	Endapan: AgCl, PbCl2
	1M H2SO4	(Pb2+), Ca2+,	Endapan (putih): BaSO4,
		Ba2+	(PbSO4), CaSO4
		Al3+ , Cr3+ , Zn2+	Larutan: [Аl(OH)4 ]– ,
	(kelebihan)		– , 2–
	NH4OH (konsentrasi)	Fe2+, Fe3+, Mg2+,	Endapan: Fe(OH)2,
		Mn2+	Fe(OH)3, Mg(OH)2,
			Mn(OH)2
	NH4OH (konsentrasi)	Cu2+, Ni2+, Co2+	Solusi (berwarna):
			2+, biru
			2+, biru
			2+, kuning (aktif
			udara menjadi biru karena
			oksidasi menjadi Co3+)
	Absen	NH4 + , Na+ , K+

Jelasnya, daftar kation yang diberikan masih jauh dari lengkap dan mencakup kation yang paling sering ditemui dalam praktik dalam sampel yang dianalisis. Selain itu, ada prinsip klasifikasi lain berdasarkan kelompok analitis.

2.2. Analisis kation intragrup dan reaksi analitik untuk mendeteksinya

2.2.1. Golongan pertama (Ag+, Pb2+)

Larutan uji yang mengandung kation Ag+, Pb2+

↓ + larutan 2M HCl + C 2 H5 OH (untuk mengurangi kelarutan PbCl2)

Jika PC > PR, endapan putih dari campuran klorida,

yang terpisah dari larutannya (solusinya tidak dianalisis):

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

Jelas bahwa pada konsentrasi kation yang diendapkan rendah, konsentrasi anion Cl- seharusnya relatif tinggi.

↓ Untuk sebagian sedimen + H2 O (suling) + mendidih

Sebagian masuk ke dalam solusi	Sedimen mengandung semua AgCl dan
Ion Pb 2+ (pergeseran kesetimbangan	sebagian PbCl2
(3) ke kiri, karena komputer< ПР для PbCl2 )
	↓ + NH4 OH (konsentrasi)
Deteksi dalam larutan,
	1. Pelarutan AgCl akibat
dipisahkan dari sedimen:	kompleksitas:
1. Dengan reagen KI (setelah	AgCl↓+ 2NH4 OH(g) →
pendinginan):	→+ +Cl– +2H2 O
Pb2+ + 2I– → PbI2 ↓ (emas
kristal) (4)
	↓+ larutan HNO3 2M
	↓ ke pH<3
	2. Pengendapan AgCl akibat
	peluruhan ion kompleks:
	Cl– + 2HNO3
	→AgCl↓+ 2NH4 + + 2NO3

↓ Ke 2 bagian sedimen campuran klorida + 30%