Nitel analiz, bireysel kimyasal elementlerin, iyonların ve fonksiyonel grupların niteliksel keşfi için tasarlanmıştır. Analiz edilen karışımdaki tek tek maddelerin, elementlerin, iyonların ve fonksiyonel grupların varlığı genellikle kimyasal kalitatif reaksiyonlar kullanılarak veya belirli bazı temellere dayanarak tespit edilir. fiziki ozellikleri maddeler - ışığın görünür ve ultraviyole bölgelerindeki spektrumlar, radyoaktif radyasyon, yetenekler İle adsorpsiyon.

Nicel Analiz çeşitli şekillerde gerçekleştirilir. Bir maddenin miktarının analiz için kullanılan reaktif miktarına, tortu miktarına vb. Göre belirlendiği kimyasal yöntemler yaygındır. Çoğu zaman, maddelerin kantitatif tespiti için fiziksel özellikleri kullanılır - büyüklüğü madde çözeltilerinin kırılma açısı, renk yoğunluğu, elektrik akımıçözüm boyunca akıyor.

ANALİZ YÖNTEMLERİ

Analiz kimyasal, enstrümantal (fiziksel ve fizikokimyasal) yöntemlerle gerçekleştirilebilir.

Kimyasal analiz yöntemleri maddelerin kimyasal etkileşimini içerir. Burada sonuçlar önemlidir Kimyasal reaksiyon Bir madde ile bir reaktan arasında. Kimyasal analiz yöntemleri kalitatif analiz yapmak için yaygın olarak kullanılmaktadır, çünkü çökeltinin doğası, çözeltinin rengindeki değişiklik ve belirli bir gazın oluşumu nedeniyle çözeltide hangi maddenin mevcut olduğunu belirlemek mümkündür. .

Kantitatif kimyasal analizde, ortaya çıkan çökelti tartılır, çözeltinin rengi veya maddenin diğer fiziksel özelliği değişene kadar reaktif çözeltisi eklenir ve analiz için kullanılan reaktif miktarından madde miktarı belirlenir.

Enstrümantal (fiziksel, fizikokimyasal) analiz yöntemleri, maddelerin fiziksel özelliklerini kullanır. Fiziksel yöntemler kullanıldığında kalitatif analiz, içine bir madde eklendiğinde alev renginde meydana gelen değişiklik, maddenin absorpsiyon ve emisyon spektrumları, erime noktası, kaynama noktası ve maddelerin karakteristik olan diğer özellikleri ile gerçekleştirilir. . Fiziksel yöntemlerle kantitatif analiz, bir maddenin miktarı değiştiğinde fiziksel özelliklerinde meydana gelen değişikliklerin gözlemlenmesiyle gerçekleştirilir. Tipik olarak rengin yoğunluğu, çözeltinin kırılma açısı ve çözeltiden geçen elektrik akımı miktarı madde miktarına bağlıdır ve bu bağımlılık madde miktarını belirlemek için kullanılabilir.

Fizikokimyasal analiz yöntemleri, fiziksel ve kimyasal yöntemleri birleştirir. Fizikokimyasal yöntemler uygulanırken, kimyasal reaksiyonun sonucu, bir maddenin veya çözeltisinin fiziksel özelliklerindeki değişikliklerle gözlenir. Fizikokimyasal yöntemler yaygınlaştı ve yoğun bir şekilde geliştiriliyor.

Bir maddenin analizi, niteliksel veya niceliksel bileşimini belirlemek için yapılabilir. Buna uygun olarak niteliksel ve niceliksel analiz arasında bir ayrım yapılır.

Kalitatif analiz, analiz edilen maddenin hangi kimyasal elementlerden oluştuğunu ve bileşimine hangi iyonların, atom gruplarının veya moleküllerin dahil edildiğini belirlemeyi mümkün kılar. Bilinmeyen bir maddenin bileşimini incelerken, niceliksel bir belirleme yönteminin seçimi nedeniyle niteliksel bir analiz her zaman niceliksel bir analizden önce gelir. bileşenler Analitin kalitesi, niteliksel analizinden elde edilen verilere bağlıdır.

Niteliksel kimyasal analiz çoğunlukla analitin karakteristik özelliklere sahip bazı yeni bileşiğe dönüştürülmesine dayanır: renk, belirli bir fiziksel durum, kristal veya amorf yapı, belirli koku vb. Bu durumda meydana gelen kimyasal dönüşüme nitel denir. analitik reaksiyon ve bu dönüşüme neden olan maddelere reaktifler (reaktifler) denir.

Örneğin, bir çözeltide Fe +++ iyonlarını keşfetmek için, analiz edilen çözelti önce hidroklorik asit ile asitleştirilir ve ardından bir potasyum hekzasiyanoferrat (II) K4 çözeltisi eklenir. Fe +++ varlığında, mavi bir demir çökeltisi ( II) hekzasiyanoferrat Fe43 çöker. (Prusya mavisi):

Niteliksel kimyasal analizin bir başka örneği, analitin sulu bir sodyum hidroksit çözeltisi ile ısıtılmasıyla amonyum tuzlarının saptanmasıdır. OH iyonlarının varlığında amonyum iyonları, kokusundan veya ıslak kırmızı turnusol kağıdının maviliğinden tanınan amonyağı oluşturur:

Verilen örneklerde, potasyum hekzasiyanoferrat (II) ve sodyum hidroksit çözeltileri sırasıyla Fe+++ ve NH4+ iyonları için reaktiflerdir.

Benzer birkaç maddenin bir karışımını analiz ederken kimyasal özellikler, bunlar ilk önce ayrılır ve ancak o zaman ayrı ayrı maddeler (veya iyonlar) için gerçekleştirilen karakteristik reaksiyonlardır, bu nedenle niteliksel analiz yalnızca iyonları tespit etmek için bireysel reaksiyonları değil aynı zamanda bunların ayrılmasına yönelik yöntemleri de kapsar.

Kantitatif analiz, belirli bir bileşiğin veya madde karışımının kurucu kısımları arasında kantitatif ilişkiler kurmayı mümkün kılar. Niteliksel analizin aksine niceliksel analiz, analitin bireysel bileşenlerinin içeriğini veya incelenen üründeki analitin toplam içeriğini belirlemeyi mümkün kılar.

Analiz edilen maddedeki bireysel elementlerin içeriğini belirlemeyi mümkün kılan niteliksel ve niceliksel analiz yöntemlerine elementel analiz denir; fonksiyonel gruplar - fonksiyonel analiz; bireysel kimyasal bileşikler belirli bir moleküler ağırlık - moleküler analiz ile karakterize edilir.

Heterojenlerin bireysel yapısal (faz) bileşenlerini ayırmak ve belirlemek için çeşitli kimyasal, fiziksel ve fizikokimyasal yöntemler kümesi! Özellikleri ve fiziksel yapıları birbirinden farklı olan ve arayüzlerle birbirlerinden sınırlanan sistemlere faz analizi denir.

Görev niteliksel kromatografik analiz kromatogramların kodunun çözülmesi veya başka bir deyişle kromatogramdaki piklerin tanımlanmasıdır. Bunun için aşağıdaki yöntemler kullanılır.

Madde ekleme yöntemi içinde varlığı beklenen maddelerin analiz edilen karışımına sıralı olarak dahil edilmesine dayanmaktadır. Bundan sonra kromatogramdaki tepe noktalarından biri artarsa ​​(tutma süresi çakışırsa), o zaman analiz edilen karışımın tepe noktası, eklenen bileşikle tanımlanabilir. Bununla birlikte, bu durum tanımlama için yalnızca gereklidir, ancak yeterli değildir: yalnızca bir tane değil, birçok madde aynı (veya çok yakın) alıkonma süresine sahip olabilir. Analizin güvenilirliğini sağlamak için bu tür çalışmalar, farklı nitelikteki (polar ve polar olmayan) sabit fazlara sahip sütunlar kullanılarak gerçekleştirilir.

Tablo verileriyle karşılaştırma yöntemi Maddelerin deneysel olarak belirlenen bağıl tutulma hacimlerini (standart maddelere göre normal analiz koşulları altında) benzer tablolanmış değerlerle karşılaştırarak analiz edilen karışımın niteliksel bileşiminin belirlenmesini içerir. Kromatografik tanımlamanın güvenilirliğini arttırmak için analiz, doğası gereği farklı fazlarla elde edilen veriler kullanılarak gerçekleştirilir.

Hesaplama yöntemleri ve korelasyon ilişkileri bağıl tutma hacimleri tablolarının incelenen bileşikler için veri içermediği durumlarda kullanılır. Tutma değerlerinin logaritması ile analiz edilen bileşiklerin özellikleri (örneğin, karbon atomu sayısı, kaynama noktası vb.) arasında korelasyon ilişkileri kullanılır. Dolayısıyla, örneğin tutulan alkan hacimlerinin değerleri için aşağıdaki denklem geçerlidir:

burada Г,у, belirli bir bağ kombinasyonuna (yapısal eleman) karşılık gelen tutma değerinin logaritmasının artışıdır; n,j- tipteki yapısal elemanların sayısı ben bileşik bir molekülde. Bu şekilde elde edilen VR Deneysel değerlerle karşılaştırılır: eğer yakınsa, belirlenen tepe noktasının amaçlanan bileşiğe karşılık geldiğine inanmak için neden vardır.

Ayrıca kullanılmış Kovacs endeksleri ile tanımlama. Deneyler sonucunda, koordinatlarda çeşitli organik bileşik sınıflarından (alkanlar, alkoller, aldehitler vb.) oluşan bir homolog seri içerisinde:

Nerede P- homologdaki karbon atomlarının sayısı, doğrusal bağımlılıklar elde edilir (Şekil 5.12).

Bu bağımlılıklar çeşitli hidrokarbon türevlerinin niteliksel analizi için kullanılabilir. Bu nedenle, E. Kovacs, tutulmayı, bir n-alkanın sahip olduğu karbon atomu sayısı (100 ile çarpılır) ile karakterize etmeyi önerdi, böylece tutulan hacmi, incelenen maddenin tutulan hacmiyle çakıştı.

Pirinç. 5.12.

Y - n-alkanlar için çizgi;2 - homologlar için çizgi

Bir n-alkanın karbon atomu sayısına (genellikle 100 ile çarpılan bir kesir) denir. Kovacs endeksi bu maddenin - J.Çeşitli sabit fazlar için Kovacs endeksleri iyi bir şekilde tekrarlanabilir ve tablo haline getirilebilir.

Boyut J Belirli bir sabit faz için herhangi bir bileşiğin miktarı, Şekil 2'de gösterildiği gibi grafiksel olarak belirlenebilir. 5.12. Bu amaçla seçilen sabit faza bağımlılık elde edilir. gVR itibaren P bir dizi n-alkan için (pentan, heksan, heptan, vb.).

Elde edilen veriler 100'den logK fl grafiğine çizilir. Daha sonra ölçün İngiltere incelenen karışımın tüm maddeleri ve bunları programa göre belirlemek J, incirde. 5.12 Kovacs endeksi Ud-598'e eşittir.

Alkan türevlerinin (karboksilik asitler, aldehitler, vb.) herhangi bir homolog serisinin üyeleri için, alkanlar için olana benzer bir doğrusal ilişki elde edilebilir (doğru) 2 incirde. 5.12). Bu iki çizginin birbirine göre yatay kayması, fonksiyonel grubun (karboksil, karbonil vb.) veya çoklu bağın Kovacs indeksine katkıda bulunur. Bu katkı denir homomorfik faktör birçok bileşik için değeri belirlenmiş ve tablolaştırılmıştır

Sayıya eklenen bu homomorfik faktörlerin toplamı p s x Baz alkanın 100'ü, önerilen bileşik için (verilere göre) bilimsel kaynaklardan Kovacs indeksinin hesaplanmasını ve deneysel değerle karşılaştırılmasını mümkün kılar. Bu değerlerin yakınlığı, kromatogramdaki zirvenin beklenen maddeye karşılık geldiği sonucuna varmamızı sağlar.

Kromatografik analizde önemli bir adım Kromatogramların kantitatif yorumlanması, Bunun sonucunda analiz edilen karışımdaki bileşenlerin içeriği belirlenir. Elde edilen sonuçların doğruluğu, özellikle seçilen analiz yöntemi, kullanılan dedektörün özellikleri, kalibrasyon ve hesaplama yöntemi ve analiz edilen bileşenlerin doğası gibi bir dizi faktöre bağlıdır.

Kromatografik bölgedeki madde miktarı, kromatogramdaki kromatografik zirve alanıyla orantılıdır. Tepe şeklinin bir Gauss eğrisine karşılık geldiği varsayımına dayanarak, kromatografik tepe noktalarının alanını belirlemek için çeşitli yöntemler vardır. Çoğunlukla tepe noktasının yüksekliği ile yüksekliğin yarısındaki genişliğinin çarpımı olarak tanımlanır: bkz. formül (5.8). En yeni nesil kromatograflar bilgisayar kontrollüdür; bu durumda pik alanı yazılım tarafından hesaplanır ve monitör ekranında görüntülenir.

Kromatogramdaki pik alanı yalnızca kromatografik bölgedeki madde miktarına bağlı değildir, aynı zamanda dedektörün özelliklerine ve analiz koşullarına da bağlıdır. Evet, için çeşitli maddeler analiz edilen karışımda eşit konsantrasyonlarda olsa bile, kromatogramda eşit olmayan alanların zirveleri elde edilir. Bu nedenle kantitatif analiz yapmak için yalnızca kromatografik piklerin alanını belirlemek yeterli değildir. Numunedeki her madde için, pik alanı ile analiz edilen karışımdaki içeriği (konsantrasyon) arasında bir orantı katsayısının oluşturulmasına ihtiyaç vardır. Başka bir deyişle dedektörün seçilen analiz koşulları altında kalibre edilmesi gerekir. Aşağıdaki kalibrasyon yöntemleri yaygın olarak kullanılmaktadır.

Mutlak kalibrasyon yöntemi Kromatografik pik alanının numunedeki mutlak miktarına bağımlılığı, analiz edilen karışımın her bir bileşeni için deneysel olarak belirlenir. Bu ilişki genellikle bir grafik veya deneysel bir denklem biçiminde sunulur. Dedektör hassasiyeti zamanla değişebilir, dolayısıyla mutlak kalibrasyonun periyodik olarak kontrol edilmesi ve ayarlanması gerekir. Kalibrasyonları tekrarlarken kendinizi kalibrasyon eğrisindeki birkaç noktayı kontrol etmekle sınırlayabilirsiniz.

Dahili standart yöntemle Analiz edilen karışıma konsantrasyonu bilinen Cct olan bir madde (dahili standart) eklenir.İlk olarak, karışımdaki her madde için aşağıdakilerle ilgili bir kalibrasyon grafiği (veya denklem) elde edilir: SfJSct St/Co'dan, burada SB ve 5 St - analitin ve iç standardın tepe alanları, St - kalibrasyon karışımındaki analitin konsantrasyonu. Çalışma yapılırken analiz edilen maddelerin pik alanları ve iç standardı kromatogram üzerinde belirlenir, oranları hesaplanır ve kalibrasyon grafiğinden St/Q bulunur; t.Daha sonra, bilinen Cc t'yi kullanarak, St. maddelerin bilinmeyen konsantrasyonları.

Dahili standart yönteminin kullanılması, ölçümlerin doğruluğunu önemli ölçüde artırabilir ve kalibrasyon eğrisinin periyodik olarak düzeltilmesini gereksiz hale getirir. Aslında deney koşullarındaki bir değişiklik, standart maddenin ve numune bileşenlerinin kromatogram parametrelerindeki değişikliği eşit derecede etkiler.

Yöntemin diğer bir avantajı, kolona sağlanan numunenin tam hacminin korunmasının artık gerekli olmamasıdır. Bu durumda kromatogramdaki tüm piklerin ayrılması da isteğe bağlıdır: ilgi konusu maddelerin ve standardın piklerinin ayrı ayrı görünmesi yeterlidir.

Analizin doğruluğunu arttırmak için standart olarak kullanılan maddenin, analiz edilen karışımda kalış ve içerik açısından belirlenen bileşenlere yakın olması arzu edilir.

Ayrıca kullanılmış düzeltme faktörleriyle kalibrasyon./" bileşeninin tepe alanı S, kromatogramdaki miktarı ile orantılıdır D, kolona verilen karışımda:

Burada İle,- maddenin düzeltme faktörü. Analiz edilen karışımın tüm maddelerinin kromatogramda ayrı (ayrılmış) tepe noktaları vermesi durumunda, /"-th bileşeninin fraksiyonunu dahili normalleştirme yöntemini kullanarak hesaplayabilirsiniz:

daha sonra toplama tüm zirveler üzerinde gerçekleştirilir. Denklemin sağ tarafındaki pay ve payda standart olarak alınan herhangi bir maddenin düzeltme faktörüne (? st) bölünürse aşağıdaki denklemi elde ederiz:

Nerede k, tn = k,/k“ - bağıl düzeltme faktörü. Her maddenin belirli bir bileşiminin standart bir maddeyle eşleştirilmiş karışımlarının veya standart madde dahil bilinen bileşime sahip tüm maddelerin bir karışımının yapılmasıyla deneysel olarak kolayca belirlenebilir. Böyle bir madde bileşimi ile kromatogramlar elde edildikten ve tüm bileşenlerin pik alanları belirlendikten sonra, tüm maddeler için A: ota'yı aşağıdaki orandan bulmak mümkündür:

Nerede qjqci- orijinal karışımdaki i-inci bileşenin miktarlarının ve standardın oranına karşılık gelir. Miktarları Q sırasıyla kütle veya molar bağıl düzeltme faktörlerinin hesaplandığı kütle (g) veya miktar (mol) ile belirlenebilir. Buna göre kütle kesirleri kütle katsayıları ile, bir karışımdaki maddelerin molar kesirleri ise molar katsayılar ile belirlenir.

Kalitatif (formalize edilmemiş) analiz yöntemleri, katı analitik bağımlılıklardan ziyade analitik prosedürlerin mantıksal düzeyde tanımlanmasına dayanır. Bunlar yöntemleri içerir: uzman değerlendirmeleri, senaryolar, morfolojik, gösterge sistemlerinin karşılaştırılması vb. Analistin sezgisi, deneyimi ve bilgisi büyük önem taşıdığından, bu yöntemlerin kullanımı belirli bir öznellik ile karakterize edilir.

Uzman değerlendirmeleri, doğrudan ölçülemeyen süreç veya olayların niceliksel veya sıralı değerlendirmeleridir. Uzmanların yargılarına dayanmaktadırlar ve bu nedenle tamamen objektif olarak kabul edilemezler. Bireysel uzman değerlendirmelerinin kolektif olarak daha fazla veya daha az nesnel yanıtlar vermesini sağlamak için bilimsel yöntemler geliştirilmektedir (daha sonra bir bilgisayar tarafından işlenen, düşünceli soru ve yanıt biçimleri kullanılarak).

Senaryo - açıklama olası seçenekler Daha fazla analiz yapmak ve en gerçekçi olanı seçmek amacıyla, incelenen nesnenin belirli koşulların (önceden seçilmiş) çeşitli kombinasyonları altında geliştirilmesi.

Morfolojik analiz karmaşık süreçlerin tahmin edilmesinde kullanılır. Bu, incelenen sistemin bireysel unsurlarının geliştirilmesinin tüm olası kombinasyonlarının sistematik olarak gözden geçirilmesi için uzman bir yöntemdir. Sistemin nesnelerinin, olaylarının, özelliklerinin ve parametrelerinin tam ve katı sınıflandırması üzerine inşa edilmiştir; bu, sistemin bir bütün olarak geliştirilmesi için olası senaryoların oluşturulmasını ve değerlendirilmesini mümkün kılar.

Nicel (resmileştirilmiş) analiz yöntemleri oldukça katı resmileştirilmiş analitik bağımlılıklara dayanmaktadır. Bunları listeleyelim:

Klasik analiz yöntemleri - zincir ikame yöntemi, bilanço, yüzde sayıları, diferansiyel, integral, iskonto vb.;

Ekonomik istatistik yöntemleri - ortalama ve göreceli değerler, gruplamalar, grafiksel, indeks, dinamik serileri işlemenin temel yöntemleri;

İlişkileri incelemek için matematiksel ve istatistiksel yöntemler - korelasyon analizi, regresyon analizi, varyans analizi, faktör analizi, temel bileşen yöntemi, kovaryans analizi vb.;

Ekonometrik yöntemler – matris yöntemleri, harmonik analiz, spektral analiz, üretim fonksiyonları teorisi yöntemleri, girdi dengesi teorisi yöntemleri;

Ekonomik sibernetik ve optimal programlama yöntemleri - sistem analizi yöntemleri, doğrusal programlama, doğrusal olmayan programlama, dinamik programlama vb.;

Yöneylem araştırması ve karar teorisi yöntemleri - grafik teorisi yöntemleri, oyun teorisi, ağaç yöntemi, Bayes analizi, kuyruk teorisi, ağ planlama ve yönetim yöntemleri.

Matematiksel yöntemler, yaklaşık hesaplamaları kesin hesaplamalarla değiştirmeyi ve manuel olarak neredeyse imkansız olan çok boyutlu karşılaştırmalı analizleri gerçekleştirmeyi mümkün kılar.

3. Yöntemler finansal analiz: yatay, dikey ve trend analizi

Yatay analiz yöntemi– zaman içinde göstergelerde meydana gelen değişiklikleri değerlendirmek için kullanılır. Göstergedeki mutlak değişimi belirlemek için şuna eşit bir değer hesaplanır:

∆Ç = Ç 1 – Ç 0,

burada Z 1, göstergenin raporlama dönemindeki değeridir;

Z 0 - göstergenin temel dönemdeki değeri.

Göstergenin büyüme oranını tahmin etmek için değer hesaplanır:

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

Göstergenin değeri, göstergenin değerinin raporlama döneminde baz döneme göre kaç kez değiştiğini gösterir.

Göreceli değişimi değerlendirmek için büyüme oranı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

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

T pr (Z) büyüme oranı, göstergenin değerinin raporlama döneminde baz döneme göre yüzde ne kadar değiştiğini gösterir.

Dikey analiz yöntemi– karmaşık ekonomik göstergeleri analiz etmek için kullanılır, karmaşık bir göstergenin her bir bileşeninin toplam toplam içindeki payını belirlemenize olanak tanır.

Yapıyı değerlendirmek için formül kullanılır:

nerede Di – i-inci paylaşım bileşen;

Зi – mutlak i'inci değer karmaşık bir göstergenin içerdiği bileşen;

Z – bu karmaşık göstergenin değeri.

Karmaşık bir ekonomik göstergenin yapısının dinamiklerini değerlendirmek için, her bir bileşendeki mutlak ve göreceli değişimin belirlendiği yatay bir yöntem kullanılır:

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

Bir kuruluşun defter değerinin dikey analizi, belirli bir kaynak türünün kullanım kalitesini belirlememize olanak tanır. ekonomik aktivite, sektör özelliklerini ve diğer özellikleri dikkate alarak kuruluşun karşılaştırmalı bir analizini yapın. Di tipi göreceli göstergeler, mutlak göstergelerin aksine, bir kuruluşun enflasyon koşullarındaki faaliyetlerini analiz ederken daha kullanışlıdır ve zaman içinde bileşenlerdeki değişikliklerin objektif bir şekilde değerlendirilmesine olanak tanır.

Trend analizi yöntemi- Bilanço para birimi, kuruluşun varlık ve yükümlülüklerinin yapısı gibi incelenen faktörlerin zaman serilerinden elde edilen verilerin kullanımına dayanır. Kullanım Bu method Kuruluşun hem şu anda hem de sonraki dönemlerde ana gelişim yönlerini değerlendirmenizi sağlar.

Kuruluşun faaliyetlerini karakterize eden her ana gösterge için, büyüme oranlarındaki değişikliklerin bir analizi, incelenen dönemler için ortalama büyüme oranları (ay, çeyrek, altı ay, yıl) ve bunlardaki ana değişim yönleri gerçekleştirilir. göstergeler belirlenir. Ana göstergeler arasındaki ilişkiler dikkate alınarak büyüme oranlarının (büyüme oranı) ortalama değerlerinin hesaplanmasının sonuçları, çalışılan göstergenin geleceğe yönelik tahmin değerinin hesaplanmasını mümkün kılar. Trend modellerine dayalı bir tahmin, tahmin edilen faktörün değerini belirli bir güvenilirlik derecesiyle hesaplamanıza, en rasyonel yönetim kararlarını seçmenize ve bu kararların kuruluşun finansal ve ekonomik faaliyetleri için sonuçlarını değerlendirmenize olanak tanır.

MOSKOVA OTOMOBİL VE YOL YOL ENSTİTÜSÜ (DEVLET TEKNİK ÜNİVERSİTESİ)

Kimya Bölümü

Başkanı onaylıyorum. bölümdeki profesör

I.M. Papisov "___" ____________ 2007

A.A. LITMANOVICH, O.E. Litmanoviç

ANALİTİK KİMYA Bölüm 1. Kalitatif kimyasal analiz

Araç seti

“Mühendislik Çevre Koruması” uzmanlığının ikinci sınıf öğrencileri için

MOSKOVA 2007

Litmanovich A.A., Litmanovich O.E. Analitik kimya: Bölüm 1: Niteliksel kimyasal analiz: Metodolojik el kitabı / MADI

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

İnorganik bileşiklerin niteliksel analizinin temel kimyasal yasaları ve bunların çevresel nesnelerin bileşimini belirlemede uygulanabilirliği dikkate alınır. Kılavuz, “Mühendislik Çevre Koruması” uzmanlığı öğrencilerine yöneliktir.

© Moskova Otomobil ve Karayolu Enstitüsü (devlet Teknik Üniversite), 2008

1. BÖLÜM ANALİTİK KİMYANIN KONUSU VE GÖREVLERİ. ANALİTİK REAKSİYONLAR

1.1. Analitik kimyanın konusu ve görevleri

Analitik Kimya- Maddelerin bileşimini incelemeye yönelik yöntemlerin bilimi. Bu yöntemler kullanılarak incelenen nesnede hangi kimyasal elementlerin, hangi formda ve hangi miktarlarda bulunduğu tespit edilir. Analitik kimyada iki büyük bölüm vardır: niteliksel ve niceliksel analiz. Analitik kimya, belirlenen problemleri kimyasal ve enstrümantal yöntemleri (fiziksel, fizikokimyasal) kullanarak çözer.

İÇİNDE kimyasal yöntemler analiz Belirlenen element, bu elementin varlığını tespit etmek veya miktarını ölçmek için kullanılabilecek özelliklere sahip bir bileşiğe dönüştürülür. Oluşan bir bileşiğin miktarını ölçmenin ana yollarından biri, maddenin kütlesini analitik terazide (gravimetrik analiz yöntemi) tartarak belirlemektir. Kantitatif kimyasal analiz yöntemleri ve enstrümantal analiz yöntemleri 2. bölümde tartışılacaktır. metodolojik el kitabı analitik kimyada.

Modern analitik kimyanın geliştirilmesindeki mevcut yön, çevresel nesnelerin, atık ve atık suların, endüstriyel işletmelerden kaynaklanan gaz emisyonlarının ve karayolu taşımacılığının analiz edilmesine yönelik yöntemlerin geliştirilmesidir. Analitik kontrol, deşarj ve emisyonlardaki özellikle zararlı bileşenlerin fazla içeriğini tespit etmeyi mümkün kılar ve çevre kirliliği kaynaklarının belirlenmesine yardımcı olur.

Kimyasal analiz, zaten aşina olduğunuz genel ve inorganik kimyanın temel yasalarına dayanmaktadır. Kimyasal analizin teorik temelleri şunları içerir: sulu çözeltilerin özelliklerine ilişkin bilgi; suda asit-baz dengesi

çözümler; redoks dengeleri ve maddelerin özellikleri; karmaşık oluşum reaksiyonlarının kalıpları; katı fazın (çökeltiler) oluşumu ve çözünmesi için koşullar.

1.2. Analitik reaksiyonlar. Uygulama koşulları ve yöntemleri

Kalitatif kimyasal analiz kullanılarak gerçekleştirilir. analitik reaksiyonlar dikkat çekici bir şekilde eşlik ediyor dış değişiklikler: örneğin, gaz salınımı, renk değişikliği, bir çökeltinin oluşumu veya çözünmesi, bazı durumlarda belirli bir kokunun ortaya çıkması.

Analitik reaksiyonlar için temel gereksinimler:

1) Yüksek hassasiyet tespit limitinin (Cmin) değeri ile karakterize edilir - bir çözelti numunesindeki bir bileşenin, bu analiz tekniğinin bu bileşenin güvenilir bir şekilde tespit edilmesine olanak sağladığı en düşük konsantrasyonu. Analitik reaksiyonlarla tespit edilebilecek bir maddenin kütlesinin mutlak minimum değeri 50 ila 0,001 μg arasındadır (1 μg = 10–6 g).

2) Seçicilik– bir reaktifin mümkün olduğu kadar az bileşen (element) ile reaksiyona girme yeteneği ile karakterize edilir. Uygulamada, seçici reaksiyonun spesifik hale geldiği koşullar altında iyonları tespit etmeye çalışırlar; Belirli bir iyonu diğer iyonların varlığında tespit etmenizi sağlar. Gibi spesifik reaksiyon örnekleri(bunlardan çok azı vardır) aşağıdakilerden alıntı yapılabilir.

a) Amonyum tuzlarının ısıtıldığında aşırı alkali ile etkileşimi:

NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O. (1)

Açığa çıkan amonyak, karakteristik kokusundan (“amonyak”) veya test tüpünün boynuna getirilen ıslak gösterge kağıdının rengindeki değişiklikten kolayca tanınabilir. Reaksiyon

analiz edilen çözeltide amonyum iyonları NH4 + varlığını tespit etmenizi sağlar.

b) Demirli demir tuzlarının potasyum hekzasiyanoferrat (III) K3 ile mavi bir çökelti oluşumu ile etkileşimi (Turnbull mavisi veya Prusya mavisi). Reaksiyon (kurstaki “Metallerin Korozyonu” konusuna çok aşinasınız)

Bu reaksiyonlar, analiz edilen çözeltideki Fe2+ ve Fe3+ iyonlarının tespit edilmesini mümkün kılar.

Spesifik reaksiyonlar uygundur çünkü bilinmeyen iyonların varlığı, diğer iyonları içeren analiz edilen çözeltinin ayrı numunelerinde fraksiyonel bir yöntemle belirlenebilir.

3) Reaksiyonun hızı ( yüksek hız) ve uygulama kolaylığı.

Yüksek reaksiyon hızı, sistemde termodinamik dengenin kısa sürede (neredeyse çözeltideki reaksiyonlar sırasında bileşenlerin karışma hızında) sağlanmasını sağlar.

Analitik reaksiyonlar gerçekleştirirken, reaksiyonun dengesindeki istenen yöne kaymayı ve bunun büyük bir dönüşüm derinliğine kadar ortaya çıkmasını neyin belirlediğini hatırlamak gerekir. Elektrolitlerin sulu çözeltilerinde meydana gelen reaksiyonlar için, termodinamik dengedeki değişim aynı isimdeki iyonların konsantrasyonundan, ortamın pH'ından ve sıcaklıktan etkilenir. Özellikle sıcaklığa bağlıdır denge sabitlerinin değeri – sabitler

zayıf elektrolitler için ayrışma ve zayıf çözünen tuzlar ve bazlar için çözünürlük ürünü (SP)

Bu faktörler reaksiyonun derinliğini, ürünün verimini ve analitin belirlenmesinin doğruluğunu (veya analitin küçük bir miktarında ve konsantrasyonunda belirli bir iyonu tespit etme olasılığını) belirler.

Bazı reaksiyonların duyarlılığı sulu bir organik çözeltide artar; örneğin sulu bir çözeltiye aseton veya etanol eklendiğinde. Örneğin sulu etanol çözeltisinde CaSO4'ün çözünürlüğü sulu çözeltiden önemli ölçüde düşüktür (PR değeri daha küçüktür), bu da analiz edilen çözeltide çok daha düşük konsantrasyonlarda Ca2+ iyonlarının varlığının kesin olarak tespit edilmesini mümkün kılar sulu bir çözelti yerine çözeltiyi bu iyonlardan tamamen arındırmak (H2SO4 ile çöktürme) ve çözeltiyi analiz etmeye devam etmek.

Niteliksel kimyasal analizde, iyonların ayrılması ve tespitinde rasyonel bir sıra geliştirilir - sistematik bir analiz akışı (şeması). Bu durumda iyonlar, belirli maddelerin etkisi ile özdeş ilişkilerine dayanarak karışımdan gruplar halinde izole edilir. grup reaktifleri.

Analiz edilen çözeltinin, iyon gruplarının çökeltiler ve çözeltiler şeklinde sırayla izole edildiği ve daha sonra bireysel iyonların tespit edildiği bir kısmı kullanılır. . Grup reaktiflerinin kullanılması, nitel analizin karmaşık görevini bir dizi daha basit görevlere ayırmayı mümkün kılar.İyonların belirli maddelerin etkisine oranı

grup reaktifleri temeldir İyonların analitik sınıflandırması.

1.3. Tuz karışımı içeren sulu bir çözeltinin renk, koku ve pH değerine göre ön analizi

Analiz için önerilen şeffaf bir çözeltide rengin varlığı, aynı anda bir veya daha fazla iyonun varlığına işaret edebilir (Tablo 1). Rengin yoğunluğu numunedeki iyon konsantrasyonuna bağlıdır ve rengin kendisi de değişebilir.

Metal katyonları, ligand olarak H2O moleküllerine sahip kompleks katyonlardan daha kararlı kompleks iyonlar oluşturur; çözeltinin rengi Tabloda belirtilmiştir. 1.

		tablo 1
Çözüm rengi	Olası katyonlar	Olası
Turkuaz	Cu2+
	Cr3+
	Ni2+	MnO4 2-
	Fe3+ (hidroliz nedeniyle)	CrO4 2- , Cr2 O7 2-
	Co2+	MnO4 -

Önerilen çözeltinin pH'ının ölçülmesi ( Çözelti su içinde hazırlanmışsa, ve bir alkali veya asit çözeltisinde değil) ayrıca

ek verir		hakkında bilgi			olası kompozisyon
						Tablo 2
Sahip olmak				Olası		Olası
su pH'ı
hayır sol-
	Hidroliz			Na+ , K+ , Ba2+ ,		SO3 2- , S2- , CO3 2- ,
	eğitimli			Ca2+		CH3 COO-
				metaller		(karşılık gelen
	temel			elektronik		asitler – zayıf
	zayıf asit			aileler)		elektrolitler)
	Hidroliz			NH4+		Cl-, SO4 2-, NO3 -, Br-
	eğitimli					(karşılık gelen
				pratikte
	asit
				metaller		elektrolitler)
	temel
	Hidroliz			Al3+, Fe3+
	zemin

Bazı tuzların sulu çözeltileri, kararsız (ayrışan) veya uçucu bileşiklerin oluşması nedeniyle çözeltinin pH'ına bağlı olarak özel kokulara sahip olabilir. NaOH çözeltileri ekleyerek veya

güçlü asit (HCl, H2 SO4), çözeltiyi yavaşça koklayabilirsiniz (Tablo 3).

Tablo 3

Numune çözeltisinin pH'ı			karşılık gelen iyon
ekledikten sonra
			çözümde
	Amonyak		NH4+
	(amonyak kokusu)
		hoş olmayan	SO3 2-
	koku (SO2)
	"Sirke"	(asetik	CH3 COO-
	asit CH3 COOH)
	(hidrojen sülfür H2S)

Kokunun ortaya çıkmasının nedeni (bkz. Tablo 3), elektrolit çözeltilerindeki reaksiyonların iyi bilinen özelliğidir - zayıf asitlerin veya bazların (genellikle gaz halindeki maddelerin sulu çözeltileri) tuzlarından yer değiştirmesi. güçlü asitler ve buna göre gerekçeler.

BÖLÜM 2. KATYONLARIN KALİTATİF KİMYASAL ANALİZİ

2.1. Katyonların analitik gruplar halinde sınıflandırılması için asit-baz yöntemi

Kalitatif analizin en basit ve en az "zararlı" asit-baz (temel) yöntemi, katyonların asit ve bazlara oranına dayanır. Katyonlar aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılır:

a) klorürlerin, sülfatların ve hidroksitlerin çözünürlüğü; b) hidroksitlerin bazik veya amfoterik yapısı;

c) kararlı oluşturma yeteneği karmaşık bileşikler amonyak (NH3) - amonyak (yani amin kompleksleri) ile.

Tüm katyonlar 4 reaktif kullanılarak altı analitik gruba ayrılır: 2M HCl çözeltisi, 1M H2SO4 çözeltisi, 2M NaOH çözeltisi ve konsantre sulu amonyak çözeltisi

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

Tablo 4 Katyonların analitik gruplara göre sınıflandırılması

	Grup		Sonuç
			grup eylemleri
			reaktif
		Ag+, Pb2+	Çökelti: AgCl, PbCl2
	1M H2SO4	(Pb2+), Ca2+,	Çökelti (beyaz): BaSO4,
		Ba2+	(PbSO4), CaSO4
		Al3+ , Cr3+ , Zn2+	Çözüm: [Al(OH)4 ]– ,
	(aşırı)		– , 2–
	NH4OH (kons.)	Fe2+, Fe3+, Mg2+,	Çökelti: Fe(OH)2,
		Mn2+	Fe(OH)3, Mg(OH)2,
			Mn(OH)2
	NH4OH (kons.)	Cu2+, Ni2+, Co2+	Çözüm (renkli):
			2+, mavi
			2+, mavi
			2+, sarı (açık
			hava maviye dönüyor
			Co3+'a oksidasyon)
	Mevcut olmayan	NH4 + , Na+ , K+

Açıkçası, katyonların verilen listesi tam olmaktan uzaktır ve pratikte analiz edilen numunelerde en sık karşılaşılan katyonları içermektedir. Ayrıca analitik gruplara göre sınıflandırmanın başka ilkeleri de vardır.

2.2. Katyonların grup içi analizi ve bunların tespiti için analitik reaksiyonlar

2.2.1. Birinci grup (Ag+, Pb2+)

Ag+, Pb2+ katyonlarını içeren test çözeltisi

↓ + 2M HCl + C2H5OH çözeltisi (PbCl2'nin çözünürlüğünü azaltmak için)

PC > PR ise, bir klorür karışımının beyaz çökeltileri,

çözümden ayrılanlar (çözüm analiz edilmez):

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

Çöken katyonların düşük konsantrasyonlarında, Cl-anyonlarının konsantrasyonunun nispeten yüksek olması gerektiği açıktır.

↓ Tortunun bir kısmına + H2 O (damıtılmış) + kaynatma

Kısmen çözüme gidiyor	Tortu tüm AgCl'yi içerir ve
Pb 2+ iyonları (denge kayması	kısmen PbCl2
(3) sola, çünkü bilgisayar< ПР для PbCl2 )
	↓ + NH4OH (kons.)
Çözümde tespit,
	1. AgCl'nin çözünmesi
tortudan ayrılmış:	karmaşıklık:
1. KI reaktifi ile (sonra	AgCl↓+ 2NH4OH(g) →
soğutma):	→+ +Cl– +2H2 O
Pb2+ + 2I– → PbI2 ↓ (altın
kristaller) (4)
	↓+ 2M HNO3 çözeltisi
	↓ pH'a<3
	2. AgCl'nin çökelmesi
	karmaşık bir iyonun bozunması:
	Cl– + 2HNO3
	→AgCl↓+ 2NH4 + + 2NO3

↓ Klorür karışımının çökeltisinin 2. kısmına + %30