Химические методы анализа - Химия лекция
Главная
Химия
Химические методы анализа
Понятие и назначение химических методов анализа проб, порядок их проведения и оценка эффективности. Классификация и разновидности данных методов, типы проводимых химических реакций. Прогнозирование и расчет физико-химических свойств разных материалов.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Лабораторная проба состоит 10-50 г. материала, который отбирается так, чтобы его средний состав соответствовал среднему составу всей партии анализируемого вещества.
2. Разложение пробы и переведение ее в раствор;
4. Измерение какого-либо физического параметра продукта реакции, реагента или определяемого вещества.
Классификация химических методов анализа
1. Измеряют количество, образовавшегося продукта реакции Р (гравиметрический способ). Создают условия при которых определяемое вещество полностью превращается в продукт реакции; далее нужно чтобы реагент R не давал второстепенных продуктов реакции с посторонними веществами, физические свойства которых были бы сходны с физическими свойствами продукта.
2. Основан на измерении количества реагента, израсходованного на реакцию с определяемым веществом Х:
- воздействие между X и R должно проходить стехиометрически;
- реагент не должен вступать в реакцию с посторонним веществами;
- необходим способ установления точки эквивалентности, т.е. момент титрования когда реагент прибавлен в эквивалентном количестве (индикатор, изменение окраски, о-в потенциала, электропроводности).
3. Фиксирует изменения, происходящие с самим определяемым веществом Х, в процессе взаимодействия с реагентом R (газовый анализ).
2. Образование комплексных соединений.
Кислотно-основные реакции : используют в основном для прямого количественного определения сильных и слабых кислот и оснований, и их солей.
Реакции образования комплексных соединений : определяемые вещества действием реагентов переводят в комплексные ионы и соединения.
На реакциях комплексообразования основаны следующие методы разделения и определения:
1) Разделение по средствам осаждения;
2) Метод экстракции (нерастворимые в воде комплексные соединения не редко хорошо растворяются в органических растворителях - бензол, хлороформ - процесс перевода комплексных соединений из водных фаз в дисперсную называется экстракцией);
3) Фотометрический (Со с нитрозной солью) - измеряют оптимальную плотность растворов комплексных соединений;
1) метод цементации - восстановление Ме ионов металлов в растворе;
2) электролиз с ртутным катодом - при электролизе раствора с ртутным катодом ионы многих элементов восстанавливаются электрическим током до Ме, которые растворяются в ртути, образуя амальгаму. Ионы других Ме остаются при этом в растворе;
5) электрогравиметрический - через исследуемый раствор пропускают эл. ток определенного напряжения, при этом ионы Ме восстанавливаются до Ме состояния, выделившийся взвешивают;
6) кулонометрический метод - количество вещества определяют по количеству электричества, которое необходимо затратить для электрохимического превращения анализируемого вещества. Реагенты анализа находят по закону Фарадея:
М - количество определяемого элемента;
n - количество электронов, принимающих участие в электрохимическом превращении данного элемента;
Q - количество электричества (Q = I • ?).
III Классификация методов разделения , о снованных на использовании различных типов фазовых превращений :
Известны такие типы равновесий между фазами:
Равновесие Ж-Г или Т-Г используется в анализе при выделении веществ в газовую фазу (СО 2 , Н 2 О и т.д.).
Равновесие Ж 1 - Ж 2 наблюдается в методе экстракции и при электролизе с ртутным катодом.
Ж-Т характерно для процессов осаждения и процессов выделения на поверхности твердой фазы.
К методам концентрирования относят:
Характерная особенность в том, что в них непосредственно измеряют какие-либо физические параметры системы, связанные с количеством определяемого элемента без предварительного проведения химической реакции.
Физические методы включают три главные группы методов:
I Методы, основанные на взаимодействии излучения с веществом или на измерении излучения вещества.
II Методы, основанные на измерении параметров эл. или магнитных свойств вещества.
III Методы, основанные на измерении плотности или других параметров механических или молекулярных свойств веществ.
Методы, основанные на энергетическом переходе внешних валентных электронов атомов: включают атомно-эмиссионные и атомно-абсорбционные методы анализа.
1) Фотометрия пламени - анализируемый раствор распыляют в пламени газовой горелки. Под влиянием высокой температуры, атомы переходят в возбужденное состояние. Внешние валентные электроны переходят на более высокие энергетические уровни. Обратный переход электронов на основной энергетический уровень сопровождается излучением, длинна волны которого зависит от того, атомы какого элемента находились в пламени. Интенсивность излучения при определенных условиях пропорционально количеству атомов элемента в пламени, а длинна волны излучения характеризуют качественный состав пробы.
2) Эмиссионный метод анализа - спектральный. Пробу вводят в пламя дуги или конденсированной искры, под высокой температурой атомы переходят в возбужденное состояние, при этом электроны переходят не только на ближайшие к основному, но и на более отдаленные энергетические уровни.
Излучение представляет сложную смесь световых колебаний разных длин волн. Эмиссионный спектр разлагают на основные части спец. приборами, спектрометрами, и фотографируют. Сравнение положения интенсивности отдельных линий спектра с линиями соответствующего эталона, позволяет определить качественный и количественный анализ пробы.
Атомно-абсорбционные методы анализа:
Метод основан на измерении поглощении света определенной длины волны невозбужденными атомами определяемого элемента. Специальный источник излучения дает резонансное излучение, т.е. излучение соответствующее переходу электронной на найнизшую орбиталь с наименьшей энергией, с ближайшей к ней орбитали с более высоким уровнем энергии. Уменьшение интенсивности света при прохождении его через пламя за счет перевода электронов атомов определяемого элемента в возбужденное состояние пропорционально количеству невозбужденных атомов в нем. В атомной абсорбции применяют горючие смеси с температурой до 3100 о С, что увеличивает количество определяемых элементов, в сравнении с фотометрии пламени.
Рентгено-флуорисцентный и рентгено-эмиссионный
Рентгено-флуорисцентный: пробу подвергают действию рентгеновского излучения. Верхние электроны. Находящиеся на ближайшей к ядру атома орбитали выбиваются из атомов. Их место занимают электроны с более отдаленных орбиталей. Переход этих электронов сопровождается возникновением вторичного рентгеновского излучения, длинна волны которого связана функциональной зависимостью с атомным номером элемента. Длинна волны - качественный состав пробы; интенсивность - количественный состав пробы.
Методы, основанные на ядерных реакциях - радиоактивационные. Материал подвергают действию нейтронного излучения, происходят ядерные реакции и образуются радиоактивные изотопы элементов. Далее пробу пробу переводят в раствор и разделяют элементы химическими методами. После чего измеряют интенсивность радиоактивного излучения каждого элемента пробы, параллельно анализируют эталонную пробу. Сравнивают интенсивность радиоактивного излучения отдельных фракций эталонной пробы и анализируемого материала и делают выводы о количественном содержании элементов. Предел обнаружения 10 -8 - 10 -10 %.
1. Кондуктометрический - основан на измерении электропроводности растворов или газов.
2. Потенциометрический - бывает метод прямой и потенциометрического титрования.
3. Термоэлектрический - основан на возникновении термоэлектродвижущей силы, возникший при нагревании места соприкосновения стали и др. Ме.
4. Массспектральный - применяется при помощи сильных элементов и магнитных полей, происходит разделение газовых смесей на компоненты в соответствии с атомами или молекулярными массами компонентов. Применяется при исследовании смеси изотопов. инертных газов, смесей органических веществ.
Денситометрия - основана на измерении плотности (определение концентрации веществ в растворах). Для определения состава измеряют вязкость, поверхностное натяжение, скорость звука, электропроводность и т.д.
Для установления чистоты веществ измеряют температуру кипения или температуру плавления.
Прогнозирование и расчет физико-химических свойств
Теоретические о сновы прогнозирования физико-химических свойств веществ
Приб лиженный расчет прогнозирования
Прогнозирование подразумевает оценку физико-химических свойств на основании минимального числа легкодоступных исходных данных, а может и полагать полное отсутствие экспериментальной информации о свойствах исследуемого вещества (» абсолютное» прогнозирование опирается только на сведенья о стехиометрической формуле соединения).
Прогноз неизвестных характеристик основывается на соотношениях между физико-химическими величинами, которые не являются универсальными и абсолютно строгими, такие соотношения наз. Корреляциями.
Одно из центральных положений теорий термодинамического подобия - закон соответственных состояний возникла как следствие из приведенного уравнения Ван-дер-Вальса:
где Р, Р к - давление и критическое давление;
V, V k - обьем мольный и критический мольный обьем;
Т, Т к - температура и критическая температура;
R - универсальная газовая постоянная;
Отношение параметра к критическому параметру - приведенный параметр:
(1) - приведенное уравнение Ван-дер-Вальса;
Состояние веществ с одинаковыми значениями приведенных параметров наз. Соответствующими состояниями.
Уравнение (1) отсутствует параметр относящийся к конкретному веществу, поэтому можно ожидать, что оно выполняется для определений совокупности веществ, следует, что из (1) при равенстве двух приведенных параметров нескольких веществ, третий приведенный параметр также должен быть одинаковым для всех веществ - закон соответственных состояний.
Основная теория подобия заключается в том, что зависимость между характеристиками объектов, выраженная в безразмерной форме справедливо для большой совокупности подобных объектов.
Зависимость между свойствами д.б. обобщенная и носить универсальный характер, а свойства должны быть представлены в безразмерной форме:
Наличие такой зависимости для группы подобных веществ позволяет определить неизвестное свойство по известным значениям двух других свойств.
Уравнение (2) записывается относительно инварианта того свойства, которое подлежит определению с помощью закона соответствующих состояний.
Уравнение должно быть пригодным для расчета широкого спектра свойств, поэтому развитием теории термодинамического подобия привело к выводу о том, что в соответствующих состояниях подобных веществ одинаковы не только безразмерные параметры состояния, но и инварианты любых физико-химических свойств. Такой инвариант может быть безразмерной комбинацией любых физико-химических свойств:
у пр = ? (Т пр , V пр ); (4) - двухпараметрическая формула закона соответственных состояний
Простые инварианты (симплексы) и сложные (комплексы) называются критериями подобия, следовательно уравнение (4) - является критериальным уравнением термодинамического подобия и выражает тот факт, что в терминах безразмерных параметров физико-химического поведения подобных веществ должно быть тождественным. Уравнение (4) можно применять только к термодинамически подобным веществам.
Критерии подобия . По подобию между объектами судят при сопоставлении для данных объектов определяемого критерия подобия, который составляется из величин заданных в условиях задачи, т.е. из заранее известных характеристик объектов и именуется определяющими критериями подобия.
Определяемый критерий термодинамического подобия должен характеризовать индивидуальность веществ, с точки зрения его принадлежности к определенной группе термодинамического подобия.
Если известен критерий термодинамического подобия (А) имеется две возможности практического использования уравнения (4):
1) определение конкретного вида уравнения (4) для различных групп термодинамически подобных групп веществ, т.е. для различных значений параметра А;
2) сделать зависимость (4) функцией подобия веществ, т.е. вывести параметр (А) в число аргумента критериального уравнения термодинамического подобия, тогда уравнение (4) становится пригодным для более широкого круга веществ, т.к. изменение параметра (А) означает переход от одной группы термодинамического подобия к другой.
Обобщенная модификация уравнения (4) будет иметь вид:
где А и В-безразмерный параметр, описывающий подобие самих веществ.
(5) - выражает обобщенный закон соответствующих состояний: термодинамически подобные вещества подчиняются единому критическому уравнению, связывающему безразмерные значения их физико-химических свойств.
Классификация физико-химических методов анализа веществ и их краткая характеристика, определение эквивалентной точки титрования, изучение соотношений между составом и свойствами исследуемых систем. Метод низкочастотного кондуктометрического титрования. учебное пособие [845,9 K], добавлен 04.05.2010
Общее понятие о химической реакции, ее сущность, признаки и условия проведения. Структура химических уравнений, их особенности и отличия от математических уравнений. Классификация и виды химических реакций: соединения, разложения, обмена, замещения. реферат [773,3 K], добавлен 25.07.2010
Использование в физико-химических методах анализа зависимости физических свойств веществ от их химического состава. Инструментальные методы анализа (физические) с использование приборов. Химический (классический) анализ (титриметрия и гравиметрия). реферат [28,7 K], добавлен 24.01.2009
Понятие и расчет скорости химических реакций, ее научное и практическое значение и применение. Формулировка закона действующих масс. Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Примеры реакций, протекающих в гомогенных и гетерогенных системах. презентация [1,6 M], добавлен 30.04.2012
Химическая реакция как превращение вещества, сопровождающееся изменением его состава и (или) строения. Признаки химических реакций и условия их протекания. Классификация химических реакций по различным признакам и формы их записи в виде уравнений. реферат [68,7 K], добавлен 25.07.2010
Хроматоргафический анализ - метод идентификации химических элементов и их соединений. Физико-химические методы. Классификация хроматографических методов. Краткие сведения о хроматографических методах анализа. Виды хроматографического анализа. реферат [12,9 K], добавлен 01.06.2008
Методы построения кинетических моделей гомогенных химических реакций. Расчет изменения концентраций в ходе химической реакции. Сравнительный анализ численных методов Эйлера и Рунге-Кутта. Влияние температуры на выход продуктов и степень превращения. контрольная работа [242,5 K], добавлен 12.05.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Химические методы анализа лекция. Химия.
Курсовая работа по теме Товароведная характеристика и особенности экспертизы минеральных вод
Реферат На Тему Особливості Оренди Землі
Реферат: Лазерный прибор для измерения среднего диаметра волокон в их группе. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме 'Опpичнина'
Реферат: Корпоративні конфлікти
Контрольная работа по теме Проектирование и создание базы данных
Реферат: Оптиматы
Курсовая работа по теме Исследование функционирования ООО 'Фламинго' на рынке производства и реализации молочной продукции
Курсовая Работа На Тему Источники Финансирования Предприятий
Курсовая Работа Рынок Ценных Бумаг Сша
Дипломная работа по теме Ценностно-смысловое самоопределение студентов при воспитании в полных и неполных семьях
Курсовая работа: Роль производства в экономике
Реферат: Жизнь, смерть, бессмертие?.
Реферат На Тему Проблема Загрязнения Мирового Океана
Курсовая работа по теме Автоматизація виробництва рибних консервів
Практическая Работа 3 По Информатике
Курсовая работа по теме Ладожское озеро: общая характеристика, экологическое состояние
Реферат: Ликвидация юридического лица в связи с его банкротством
Практическое задание по теме Определение железа в растворах хлорида железа (III)
Трансформация Образа Дубровского Сочинение На 4 Страницы
Начальное обучение игре в гандбол - Спорт и туризм реферат
Смуговий активний фільтр - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Анализ качества программы "База данных "Зимний сад БелГУ" - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа