Презентация Аналитическая химия. Качественный анализ онлайн

Содержание слайда:

Содержание слайда: План лекции 1. Предмет аналитической химии. Методы аналитической химии. 2. Качественный химический анализ и его задачи; техника выполнения качественного анализа; требования к аналитическим реакциям; типы используемых химических реакций. 3. Дробный и систематический качественный анализ. 4. Классификация и анализ катионов. 5. Классификация и анализ анионов.

Содержание слайда: 1.Предмет аналитической химии Аналитическая химия – наука о методах определения качественного и количественного состава веществ или смеси веществ. Задачи аналитической химии: развитие теоретических основ, усовершенствование существующих, разработка новых, более совершенных методов определения элементарного состава веществ. Методы : химические, физические и физико-химические.

Содержание слайда: 2. Качественный анализ Раздел аналитической химии, связанный с открытием химических элементов или ионов, входящих в состав исследуемого вещества, называется качественным анализом. Химические методы, используемые в качественном анализе, называются аналитическими реакциями. Задачи качественного анализа: Обнаружение или идентификация отдельных элементов или ионов, входящих в состав исследуемого вещества.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Техника выполнения качественного микроанализа “Сухой” и “мокрый” способ. 1) Образование окрашенных перлов (стекол): Соли и оксиды металлов при нагревании растворяют в расплавленном тетраборате натрия Na2B4O7·10H2O. Образуются перлы (стекла) характерной окраски. Сr – изумрудно-зеленые перлы; Со – интенсивно синие; Mg – фиолето-аметистовые; Fe – желто – бурые; Ni – красно – бурые; 2) Окрашивание пламени. Соли многих металлов при внесении их в бесцветную часть пламени окрашивают пламя в характерный цвет.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Техника выполнения качественного анализа (продолжение) 3) Метод растирания.Твердое исследуемое вещество растирают в фарфоровой ступке с равным количеством твердого реагента. По окраске полученного соединения судят о наличии искомого иона.  CH3COONa+NaHSO4→Na2SO4+CH3COOH запах уксусной кислоты 4) Микрокристаллоскопический способ. Реакцию проводят на предметном стекле. CaCO3 +H2SO4→CaSO4↓+H2O+CO2 Под микроскопом видны игольчатые кристаллы CaSO4. 5) Капельный метод. Реакции выполняют с каплями растворов и реагентов, обладающих высокой чувствительностью, на фарфоровой пластинке, предметном или часовом стекле, на фильтровальной бумаге. 6) Обычно проводят “мокрый” способ – реакции в растворе.

Содержание слайда: Требования к химическим реакциям, применяемым в аналитической химии Реакция должна сопровождаться аналитическим признаком (аналитическим сигналом). Аналитический признак должен определяться визуально или инструментально.  К аналитическим признакам относятся 1) Образование или растворение осадка с определенными свойствами (цвет, растворимость в определенных растворителях, форма кристаллов). 2) Получение окрашенного растворимого соединения. 3) Выделение газа с известными свойствами. :  

Содержание слайда: Характеристики аналитических реакций. Открываемый минимум и предельная концентрация Те реакции, для которых необходимы очень малые концентрации определяемого иона и реагента – высокочувствительные. Реакции, для протекания которых требуется большая концентрация определяемого иона и реагента – низкочувствительные. Количественные характеристики чувствительности реакций: Открываемый минимум (m) – наименьшее количество вещества (иона), которое при определенных условиях можно открыть действием данного реагента. (m не более 50 мкг в одной капле раствора – 0.05 мл) Предельная концентрация – минимальная концентрация вещества в растворе (г/мл), при которой вещество может быть обнаружено. :  

Содержание слайда: Типы химических реакций, используемых в качественном анализе 1. Групповые- реакции, аналитический эффект которых характерен для определенной группы ионов. Применяемый реактив – групповой. Требования к групповому реактиву: - должен осаждать все ионы данной группы; - осадок должен растворяться в кислотах для продолжения анализа; избыток реагента не должен мешать дальнейшему анализу. Пример: (NH4)2CO3 осаждает катионы второй группы Са2+, Ва2+, Sr2+ 2. Селективные (избирательные) – реакции, которые позволяют в смеси ионов обнаружить ограниченное количество ионов. Применяемый реагент – селективный. Пример: Nа3 [Со(NO2)6] - - образует осадки с катионами К+ и NH4+ 3. Специфические - реакции, аналитический эффект которых характерен только для одного иона. Применяемый реагент – специфический, используется в дробном ходе анализа. NH4Cl + KOH→NH3↑+KCl+H2O запах аммиака, лакмусовая бумажка синеет.

Содержание слайда: Специфические реакции

Содержание слайда: 3. Дробный и систематический анализы Дробным   анализом называют обнаружение ионов с помощью селективных и специфических реакций в отдельных порциях анализируемого раствора, производимое в любой последовательности.  Для обнаружения соответствующих ионов дробным методом необходимо применять селективные и специфические реактивы, позволяющие обнаружить искомый ион в присутствии посторонних ионов. При дробном ходе анализа для каждого определения берут отдельную пробу. Систематическим  ходом  анализа - называется определенная последовательность выполнения аналитических реакций, при которой каждый ион обнаруживают после того, как будут обнаружены и удалены другие ионы, мешающие его обнаружению, то есть систематический анализ основан на последовательном открытии и удалении ионов, которых мешают дальнейшему определению. Для удаления ионов используют групповые или специфические реактивы.

Содержание слайда: Систематический анализ Пример: обнаружение катионов Ca2+ : CaCl2 + (NH4)2C2O4 → CaC2O4↓ + 2NH4Cl Эта реакция неспецифична, поскольку оксалат аммония образует белый кристаллический осадок не только с катионом Ca2+, но также с Вa2+ . Поэтому прежде чем открывать ион Ca2+ , необходимо поверить присутствие мешающего иона Вa2+ , используя специфическую реакцию с дихроматом калия K2Cr2O7 – образование желтого осадка: 2BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O → 2BaCrO4↓ + 2KCl + 2HCl Наличие Ca2+ не мешает определению Вa2+ , т.к. СаCrO4 хорошо растворим и не выпадает в осадок.

Содержание слайда:  4. Классификация и анализ катионов В основу классификации катионов в аналитической химии положено различие в растворимости образуемых ими солей и гидроксидов, позволяющее отделять (или отличать) одни группы ионов от других. Существуют разные системы группового разделения катионов: сероводородная, кислотно-основная, аммиачно-фосфатная, тиоацетамидная и др. Наибольшее распространение получили сульфидная и кислотно-основная классификации. Сульфидная классификация основана на различной растворимости в воде сульфидов, хлоридов, карбонатов и гидроксидов. :  

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Обнаружение катионов первой аналитической группы 1. Открытие катиона калия Гексанитрокобальтат (III) натрия дает с катионами К+ желтый осадок двойной комплексной соли гексанитро- кобальтата (III) калия – натрия 2KCl + Na3[Co(NO2)6]→2NaCl + K2Na[Co(NO2 )6]↓ Осадок растворим в сильных кислотах. Присутствие щелочей мешает реакции, так как щелочи, разлагая реактив, образуют темно бурый осадок гидроксида кобальта Со(ОН)3. В присутствии солей аммония также выпадает желтый кристаллический осадок (реакция неспецифична). 2. Катионы второй аналитической группы Открытие катиона бария Открытие катиона кальция (Все реакции – на доске)

Содержание слайда: Обнаружение катионов первой аналитической группы (продолжение) 2. Открытие катиона аммония :соли аммония реагируют со щелочью с выделением газообразного аммиака: NH4Cl+ NaOH = NH3+ H2O+NaCl Наблюдается выделение газа, который обнаруживается по запаху. Выделение аммиака можно обнаружить влажной лакмусовой бумажкой, которую держат над пробиркой. Она окрашивается в синий цвет. Опыт проводят при рН>9,в нагретом растворе (реакция специфична). 3. Открытие катиона магния (в присутcтвии NH4Сl – белый осадок): MgCl2+ Na2HPO4 + NH4OH = MgNH4PO4↓ + 2NaCl + H2O Катионы других аналитических групп мешают, т.к. тоже образуют нерастворимые фосфаты (реакция неспецифична).

Содержание слайда: Обнаружение катионов второй аналитической группы (см. слайд №14) 1. Обнаружение катионов Ca2+ : CaCl2 + (NH4)2C2O4 → CaC2O4↓ + 2NH4Cl Эта реакция неспецифична, поскольку оксалат аммония образует белый мелкокристаллический осадок не только с катионом Ca2+, но также с Вa2+ . Поэтому прежде чем открывать ион Ca2+ , необходимо поверить присутствие мешающего иона Вa2+ , используя специфическую реакцию с дихроматом калия K2Cr2O7 – образование желтого осадка. 2. Обнаружение катионов Вa2+ (образуется желтый кристаллический осадок) : 2BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O → 2BaCrO4↓ + 2KCl + 2HCl Наличие Ca2+ не мешает определению Вa2+ , т.к. СаCrO4 хорошо растворим и не выпадает в осадок.

Содержание слайда: 5. Аналитическая классификация анионов  Анионы - отрицательно заряженные ионы, состоящие из отдельных атомов или групп атомов различных элементов, могут нести один или несколько отрицательных зарядов. Общепринятой классификации анионов не существует. Наиболее часто применяется классификация, по которой все анионы делятся на три аналитические группы в зависимости от растворимости их бариевых и серебряных солей.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Обнаружение анионов 1. Анионы первой аналитической группы Открытие сульфат-аниона (с ВаСl2 - белый осадок ВаSO4) Открытие карбонат-аниона (с HCl – образование СO2) Открытие фосфат-аниона (c молибденовой жидкостью – желтый кристаллический осадок): Na2HPO4 + 12 (NH4)2MoO4 + 23HNO3 = (NH4)3H4[P(Mo2O7) 6] ↓ + 2NaNO3 + 21NH4NO3 + 10H2O 2. Анионы второй аналитической группы Открытие хлорид-аниона (с AgNO3 - белый осадок AgCl) Открытие бромид-аниона ( с AgNO3 - желтый осадок AgВr) 2. Анионы третьей аналитической группы Открытие нитрат-аниона (реакция с дифениламином – темно-синее окрашивание) (все реакции – на доске)

Содержание слайда: Применение катионов 1 и 2 аналитических групп в медицине   Натрий и калий. Ионы Nа+ и К+ распределены по всему организму, причем, первые входят преимущественно в состав межклеточных жидкостей, а вторые находятся главным образом внутри клеток.  

Содержание слайда: Внутриклеточная концентрация ионов натрия составляет менее 10 % его содержания во внеклеточной жидкости, тогда как концентрация ионов калия внутри клетки почти в 30 раз выше, чем вне. Если оценивать абсолютные величины, то примерно 95 % ионов натрия, участвующих в обмене веществ, находятся вне клеток и примерно такая же доля ионов калия - внутри клеток.

Содержание слайда: С ионами Nа+ связано осмотическое давление жидкостей, удержание воды тканями (15 г NаС1 задерживает в организме человека до двух литров жидкости), поддержание кислотно-щелочного равновесия в организме (NаНС03 - щелочной резерв крови - компонент гидрокарбонатной буферной системы), перенос аминокислот и cахаров через клеточную мембрану.

Содержание слайда: Ионы Nа+ и К+ активируют аденозинтрифосфатазу клеточных мембран, которая «выключает» ионы Nа+ из клетки и обеспечивает сопряженное накопление ионов К+ в ней. Различные концентрации двух данных ионов по разные стороны от мембраны обусловливают возникновение трансмембранной разности потенциалов (до 100 мВ), что обеспечивает существование легкодоступного источника энергии для многих связанных с функционированием мембран процессов.

Содержание слайда: Ионы Nа+ и К+ оказывают существенное влияние на деятельность центральной нервной системы (ЦНС). Так, избы­ток ионов Nа+ в клетках коры головного мозга вызывает де­прессию, т.е. угнетение деятельности ЦНС. Наоборот, избы­ток ионов К+ в клетках коры головного мозга вызывает ма­ниакальное состояние, т.е. возбуждение деятельности ЦНС.

Содержание слайда: В медицине применяются: 1. Хлорид натрия NаС1. В зависимости от его концентрации различают изотонический (физиологический) и гипертонический растворы. Изотоническим является 0,9 %-ый раствор NаС1, так как его осмотическое давление соответствует осмотическому давлению плазмы крови (780,2 кПа).

Содержание слайда: Изотонический раствор применяют в качестве плазмо-замещающего раствора при обезвоживании организма, для растворения лекарственных веществ и т.д. Гипертонические растворы (с массовой долей NаС1 3, 5 и 10 %) применяют наружно в виде компрессов и примочек для лечения гнойных ран.

Содержание слайда: 2. Гидрокарбонат натрия NаНС03 (питьевая сода). Введение гидрокарбоната натрия в желудок приводит к быстрой нейтрализации соляной кислоты желудочного сока и поэтому рассматривается как антацидное средство. Применяют в порошках, таблетках и растворах при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки: NаНСO3 + НС1 = NаС1 + Н2O + СO2.

Содержание слайда: 3. Декагидрат сульфата натрия Nа2S04 • 10Н2О (глауберова соль). Назначают внутрь в качестве слабительного средства.

Содержание слайда: 4. Декагидрат тетрабората натрия Nа2В4О7 • 10Н2О (бура). Применяют наружно как антисептическое сред­ство для спринцеваний, полосканий, смазываний, В вод­ных растворах бура легко подвергается гидролизу: Nа2В4О7 + 7Н2О = 4Н3ВО3 + 2NаОН. Образующаяся при гидролизе борная кислота обладает антисептическим действием.

Содержание слайда: 5. Йодид натрия NаI. Используют как препарат йода при эндемическом зобе. 6. Хлорид калия КС1. Применяют при состояниях, со­провождающихся нарушением электролитного обмена в организме (неукротимая рвота, профузные поносы), а также для купирования сердечных аритмий.

Содержание слайда: 7. Йодид калия К1. Применяют как препарат йода при заболеваниях щитовидной железы. 8. Перманганат калия КМn04 Используют как анти­септическое средство для промывания ран, полоскания рта и горла, для спринцеваний и промываний.

Содержание слайда: 9. Водный раствор аммиака, гидроксид аммония (наша­тырный спирт) NH4ОН. Используют для возбуждения дыха­ния и выведения больных из обморочного состояния, для чего небольшой кусок ваты или марли, смоченной в нашатырном спирте, осторожно подносят к носовым отверстиям. 10. Хлорид аммония (нашатырь) NH4С1. Оказывает отхаркивающее действие, усиливает мочеотделение.

Содержание слайда: В медицине применяются: 11. Нитрат серебра АgNO3 (ляпис) - вяжущее и прижигающее средство, используется наружно. Применяется в стоматологии для серебрения корневых каналов и кариоз­ных полостей зубов перед их пломбированием. Сначала из нитрата серебра получают аммиачный раствор оксида се­ребра, затем добавляют водный раствор формальдегида с его массовой долей 10 %. Образующаяся серебряная пленка посылает в окружа­ющее пространство ионы серебра, которые обладают бак­терицидным действием. 12. Нитрат и хлорид серебра применяются для пропитки перевязочного материала - бумаги, ваты, марли.

Содержание слайда:

Содержание слайда: