Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом университета
Рецензенты:
доцент кафедры аналитической химии БГУ,
кандидат педагогических наук Н. А. Апостол;
доцент кафедры биохимии и биофизики МГЭУ им. А. Д. Сахарова, кандидат химических наук Е. И. Плюгачёва
Радион Е. В.
Р 15 Химические методы разделения и обнаружения: Учебное по-
собие по разделу курса «Аналитическая химия и физико-химиче-ские методы анализа» для студентов химико-технологических специальностей / Е. В. Радион, Н. А. Коваленко. – Мн.: БГТУ, 2004. – 52 с.
ISBN 985-434-345-6
В пособии рассматриваются общие вопросы качественного химического анализа, а также методы разделения и обнаружения катионов и анионов, имеющих наибольшее значение в химической технологии.
Предназначается для студентов химико-технологических специаль-ностей.
ISBN 985-434-345-6технологический университет», 2004
ВВЕДЕНИЕ
Предмет, методы и задачи аналитической химии
Аналитическая химия – это наука о методах определения химического состава веществ. Предметом её является теория и практика химического анализа.
Химический анализ – это совокупность действий, которые имеют своей целью получение информации о химическом составе объекта. Для проведения анализа необходимо, чтобы вещество обладало аналитическими свойствами (признаками) – химическими или физическими свойствами, которые позволяют обнаружить вещество или определить его количество. К ним относятся цвет, запах, способность вещества образовывать окрашенные и малорастворимые соединения, газы при взаимодействии с определенными реагентами и т. д.
В зависимости от цели различают следующие виды химического анализа:
ü качественный (обнаружение компонентов пробы, или идентификация);
ü количественный (установление количества компонента в пробе).
Теоретические основы качественного и количественного анализа являются общими, в обоих видах анализа используются одни и те же химические реакции или физические явления. Различия заключаются в том, что в качественном анализе только фиксируют аналитический эффект или аналитическое свойство, а в количественном основное внимание уделяют измерению аналитического сигнала. Качественный анализ обычно предшествует количественному.
В зависимости от поставленной задачи методы аналитической химии классифицируются следующим образом:
ü методы обнаружения – используются для качественного анализа;
ü методы определения – используются для количественного опреде-ления веществ в пробе;
ü методы разделения – используются и в качественном, и в количественном анализе для выделения определяемого вещества и отделения мешающих анализу веществ.
Химический анализ широко используется на предприятиях химической промышленности для контроля хода технологического процесса, качества сырья и готовой продукции, промышленных отходов.
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА
Аналитическая химическая реакция
Аналитическая химическая реакция (АХР) – это реакция, сопровождающаяся аналитическим признаком, по которому можно судить о наличии в пробе какого-либо компонента.
В качественном анализе принята следующая классификация аналитических химических реакций по типам:
Аналитические химические реакции
Общие
Групповые
Характерные (частные)
Селективные
Специфические
Общие реакции – это реакции, аналитические признаки которых одинаковы для многих ионов. Их применяют для разделения, при этом используют общий реагент. К общим реакциям относятся, например, реакции осаждения гидроксидов, сульфатов, сульфидов и т. д.
Групповые реакции представляют собой частный случай общих. Их применяют для:
ü выделения определённой группы ионов, обладающих близкими свойствами, в конкретных условиях;
ü обнаружения присутствия данной группы.
При этом используют групповой реагент, который избирательно осаждает группу ионов при определённых условиях проведения реакции. Например, AgNO3 является общим реагентом на ионы Cl–, I–, РО43– и многие другие, осаждая их в виде малорастворимых соединений. Однако в среде 2 н. НNO3 он избирательно осаждает только анионы II аналитической группы (Cl–, I– и др.), т. е. выступает как групповой реагент.
Групповые реакции играют огромную роль в качественном анализе, поскольку именно на их основе разработаны все аналитические классификации катионов и анионов.
Характерные реакции – это реакции, свойственные данному веществу. Их различают по селективности.
Селективные (избирательные) реакции – это реакции, которые позволяют обнаружить в смеси ограниченное число ионов. Их применяют для обнаружения ионов в смеси без предварительного разделения.
Специфические реакции – это реакции, аналитический эффект которых характерен только для 1 иона в присутствии других. Специфичность – это высшая степень избирательности, поэтому специфичных реакций крайне мало. Для проведения их необходим специфический реагент. По словам украинских учёных-аналитиков Пилипенко А. Т. и Пятницкого И. В., «специфический реагент – это мечта каждого аналитика, хотя достигается она очень и очень редко». Специфические реакции применяют для обнаружения ионов дробным методом. К таким реакциям относятся, например, реакции взаимодействия иона аммония со щелочами при нагревании, йода с крахмалом, нитрит-иона с реактивом Грисса и т. д.