ISBN 5-8397-0458-Х
Учебное пособие предназначено для студентов II курса
университетского колледжа, обучающихся по специальности 280201 Охрана окружающей среды и рациональное
использование природных ресурсов (дисциплина «Аналитическая химия», блок ОПД). <...> Введение
1.1 Основные понятия
аналитической химии
Аналитическая химия, или аналитика, – это раздел химической науки, разрабатывающий на основе законов химии и физики методы и приемы качественного и количественного анализа
атомного, молекулярного и фазового состава вещества. <...> 4
Таблица 1.1
Характеристика методов анализа по величине навески
Метод анализа
Макроанализ (грамм-метод)
Полумикроанализ
(сантиграмм-метод)
Микроанализ
(миллиграмм-метод)
Ультрамикроанализ
(микрограмм-метод)
Субмикроанализ
(нанограмм-метод)
Масса навески, г
Объем пробы, мл
1,0 – 10,0
0,05 – 0,5
10,0 – 100,0
1,0 – 10,0
10−3 – 10−6
10−1 – 10−4
10−6 – 10−9
10−4 – 10−6
10−9 – 10−12
10−7 – 10−10
1.2 Аналитические признаки веществ и
аналитические реакции
Аналитический признак – такое свойство анализируемого
вещества или продуктов его превращения, которое позволяет судить о наличии в нем тех или иных компонентов. <...> Аналитическая реакция – химическое превращение исследуемого вещества при действии аналитического реагента с образованием продуктов с заметными аналитическими признаками. <...> В
качестве аналитических реакций чаще всего используют следующие реакции: образование окрашенных соединений, выпадение или растворение осадков, выделение газообразных веществ,
образование кристаллов характерной формы, окрашивание пламени, образование соединений, люминесцирующих в растворах. <...> Катионы Fe3+ при введении в
раствор тиоцианат-ионов (роданид-ионов) NCS− окрашиваются в
красный цвет вследствие образования комплекса [Fe(NCS)6]3−
красного цвета. <...> Предельное разбавление (Vlim) – максимальный объем раствора, в котором может быть однозначно (вероятность более
50 %) обнаружен 1 г данного вещества при помощи данной аналитической <...>
Основы_аналитической_химии_.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П.Г.Демидова
Университетский колледж
С.Г. Сибриков
Основы
аналитической
химии
Учебное пособие
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов университетского колледжа,
обучающихся по специальности Охрана окружающей среды
и рациональное использование природных ресурсов
Ярославль 2006
1
Стр.1
УДК 541.3
ББК Г4я73
С 34
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2006 года
Рецензенты
И.Г. Абрамов, д-р хим. наук, проф.,
зав. кафедрой общей и физической химии ЯГТУ;
кафедра бионеорганической и биофизической химии ЯГМА
Сибриков, С.Г. Основы аналитической химии : учебС
34
ное пособие / С.Г. Сибриков ; Яросл. гос. ун-т. – Ярославль
: ЯрГУ, 2006. – 146 с.
ISBN 5-8397-0458-Х
Учебное пособие предназначено для студентов II курса
университетского колледжа, обучающихся по специальности
280201 Охрана окружающей среды и рациональное
использование природных ресурсов (дисциплина «Аналитическая
химия», блок ОПД).
УДК 541.3
ББК Г4я73
© Ярославский
государственный
университет, 2006
ISBN 5-8397-0458-Х
2
© С.Г. Сибриков, 2006
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Введение .......................................................................................................... 3
1.1 Основные понятия аналитической химии ........................................... 3
1.2 Аналитические признаки веществ
и аналитические реакции ................................................................... 5
1.3 Типы аналитических реакций и реагентов ......................................... 8
1.4 Характеристика чувствительности
аналитических реакций ....................................................................... 9
2. Растворы ....................................................................................................... 11
2.1. Вода как растворитель ...................................................................... 11
2.2. Виды растворителей .......................................................................... 13
2.3. Состав растворов .............................................................................. 15
2.4. Процесс растворения твердого вещества ...................................... 16
2.5. Процесс растворения жидкого вещества ....................................... 18
2.6. Процесс растворения газообразного вещества .............................. 19
2.7. Перенасыщенные растворы .............................................................. 19
2.8. Концентрация растворов и способы ее выражения ...................... 20
3. Химическое равновесие ............................................................................. 22
3.1. Скорость химической реакции .......................................................... 22
3.2. Факторы, влияющие на скорость реакции ..................................... 23
3.3. Обратимые и необратимые реакции.
Химическое равновесие ...................................................................... 27
3.4. Условная константа равновесия ...................................................... 31
3.5. Смещение химического равновесия.
Принцип Ле Шателье ....................................................................... 33
4. Теория электролитической диссоциации ............................................... 36
4.1. Электролиты и неэлектролиты ....................................................... 36
4.2. Степень диссоциации ......................................................................... 39
4.3. Причины электролитической диссоциации .................................... 40
4.4. Процесс диссоциации .......................................................................... 42
4.5. Слабые электролиты ......................................................................... 44
4.6. Сильные электролиты ....................................................................... 46
5. Произведение растворимости ................................................................... 52
5.1. Произведение растворимости малорастворимого
сильного электролита ....................................................................... 52
5.2. Условия образования осадков малорастворимых
сильных электролитов ...................................................................... 57
5.3. Дробное осаждение ионов ................................................................. 59
5.4. Дробное растворение осадков ........................................................... 60
5.5. Перевод одних малорастворимых соединений в другие ................ 61
142
Стр.142
5.6 Влияние добавок посторонних электролитов на растворимость
малорастворимых сильных электролитов ..................................... 63
5.7. Влияние различных факторов на полноту
осаждения осадков и их растворение ............................................ 66
6. Кислотно-основное равновесие в растворах.......................................... 67
6.1. Протолитическая теория кислот и оснований ............................. 67
6.2. Протолитическое равновесие в воде ................................................ 70
6.3. Характеристика силы слабых кислот ............................................. 72
6.4. Характеристика силы слабых оснований ........................................ 77
7. Гидролиз солей ............................................................................................. 80
7.1. Общее понятие о гидролизе ............................................................... 80
7.2. Гидролиз аниона слабой кислоты ..................................................... 82
7.3. Гидролиз катиона слабого основания ............................................... 84
7.4. Гидролиз соли, содержащий катион слабого основания
и анион слабой кислоты .................................................................... 86
8. Буферные растворы .................................................................................... 89
8.1. Буферная система, содержащая слабую кислоту и ее соль ......... 89
8.2. Буферная система, содержащая слабое основание и его соль .... 91
8.3. Буферная емкость. Использование буферных систем в анализе 93
9. Окислительно-восстановительные реакции
в аналитической химии .......................................................................... 94
9.1. Сущность окислительно-восстановительных реакций.
Составление уравнений ..................................................................... 94
9.2. Влияние среды на протекание окислительно-восстановительных
реакций. Классификация окислительно-восстановительных
реакций ................................................................................................ 99
9.3. Окислительно-восстановительные системы и потенциалы ..... 102
9.4. Потенциал, или электродвижущая сила реакции ........................ 106
9.5. Направление протекания
окислительно-восстановительной реакции .................................. 111
9.6. Влияние различных факторов на значения потенциалов
и направление протекания окислительно-восстановительных
реакций .............................................................................................. 113
9.7. Глубина протекания окислительно-восстановительных
реакций .............................................................................................. 115
10. Комплексные соединения в аналитической химии ......................... 117
10.1. Строение комплексных соединений .............................................. 117
10.2. Номенклатура комплексных соединений ..................................... 123
10.3. Равновесие в растворах комплексных соединений ..................... 126
10.4. Условные константы устойчивости
и нестойкости комплексных соединений ...................................... 130
143
Стр.143
10.5. Влияние различных факторов на процессы комплексообразования
в растворе ......................................................................................... 133
10.6. Применение комплексных соединений
в химическом анализе ...................................................................... 135
Рекомендуемая литература ......................................................................... 141
Учебное издание
Сибриков Сергей Георгиевич
Основы
аналитической
химии
Учебное пособие
Редактор, корректор Л.Н. Селиванова
Компьютерная верстка И.Н. Ивановой
Подписано в печать 10.07.2006 г. Формат 60×84/16.
Бумага тип. Усл. печ. л. 8,37. Уч.-изд. л. 5,22.
Тираж 100 экз. Заказ
.
Оригинал-макет подготовлен
в редакционно-издательском отделе ЯрГУ.
Ярославский государственный университет.
150 000 Ярославль, ул. Советская, 14.
Отпечатано
ООО «Ремдер» ЛР ИД № 06515 от 26.10.2001
г. Ярославль, пр. Октября, 94, оф. 37 тел. (0852) 73-35-03
144
Стр.144