Химические методы. Качественные реакции, титрование, колорометрический метод

Качественные реакции

Признаки, по которым одно
вещество отличается от другого:
Внешний вид.
Характерный запах.
Цвет.
Плотность.
Растворимость в воде.
Состояние.

Признаки химических реакций:
Изменение цвета.
Выделение газа.
Выпадение осадка.
Растворение осадка.
Появление запаха.
Характерный звук.
Выделение или поглощение теплоты.

Распознавание веществ, не
имеющих запаха, невидимых.
Как Вы думаете?
Как узнать, в каком сосуде находятся кислород и углекислый газ?
С помощью органов чувств: зрения, обоняния, слуха
можно обнаружить характерные признаки, сопровождающие химические реакции. Подобные реакции называют качественными.

Качественные реакции – это
химические превращения, сопровождающиеся характерными признаками, с помощью которых проводят распознавание веществ.
Явления при проведении качественных реакций называют
аналитическим сигналом.

РЕАКТИВ.
Вещество, с помощью которого проводят качественную реакцию, называется реактивом на определяемое вещество.
Известковая вода – реактив на углекислый газ.

Аналитический сигнал на определённый реактив должен появляться только при взаимодействии с одним или, по крайней мере с немногими веществами.

Определение состава пищевых продуктов проводят с помощью качественных реакций.
Наличие кислот –
с помощью веществ – определителей –
индикаторов.

Реактив на крахмал.
Наличие крахмала в продуктах определяют
реактивом на крахмал - раствором йода.

Лабораторный опыт.
С помощью йодной настойки из аптечки проведите обнаружение крахмала в картофеле, хлебе, макаронных изделиях.
Присутствует ли крахмал в майонезе, йогурте, рисовой крупе?

Где же применяются качественные реакции?
В медицине: при приготовлении лекарств,
проведении анализов на содержание различных веществ в организме человека.
При определении качества питьевой воды.
В судебной практике.
В лабораториях химических производств, в пищевой промышленности.

ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД АНАЛИЗА

Основные понятия и их суть:
Титриметрический метод анализа –
метод количественного анализа, основанный на точном измерении количества реагента (объем, масса), израсходованного на реакцию с определяемым веществом.

Основные понятия и их суть:
Титрование - медленное прибавление (небольшими порциями) титрованного (стандартного, титранта, рабочего) раствора к анализируемому раствору до достижения точки эквивалентности - конца реакции.
Точка эквивалентности (ТЭ) - момент титрования, когда количество добавленного титранта, химически эквивалентно количеству титруемого вещества.

Основные понятия и их суть:
Конечная точка титрования (КТТ) - это точка (момент) титрования устанавливаемая экспериментально по изменению цвета индикатора или какого либо физико-химического свойства раствора.
Титрант (рабочий раствор, стандартный, титрованный) - это раствор, содержание растворенного вещества в котором точно известно.

Основные понятия и их суть:
Аликвотная доля (аликвота) − точно известная часть анализируемого раствора, взятая для анализа. Часто она отбирается калиброванной пипеткой и ее объем обычно обозначается символом Vп.

Требования к реакции в титриметрии:
1) Вещества, которые вступают в реакцию, должны реагировать в строго определенных количественных соотношениях (количественно).
2) Реакция между определяемым веществом и титрантом должна проходить быстро и практически до конца.
3) Посторонние вещества, которые присутствуют в исследуемой пробе и перешли вместе с определяемым веществом в раствор, не должны мешать титрованию определяемого вещества (специфичность).
4) Т.э. должна фиксироваться тем или иным способом четко и точно.
5) Реакции должны проходить по мере возможности при комнатной t.
6) Титрование не должно сопровождаться побочными реакциями, которые искажают результаты анализа.

Способы титрования
Метод отдельных навесок взвешивают на аналитических весах точную навеску m(A) стандартного вещества А, переносят ее в колбу для титрования и растворяют в небольшом объеме воды (объем можно точно не измерять). Затем добавляют индикатор и титруют до изменения окраски. По показаниям бюретки фиксируют объем раствора, затраченный на титрование стандартного раствора и рассчитывают точную концентрацию титранта.

Метод пипетирования - в мерной колбе готовят раствор стандартного вещества с известной концентрацией (по точной навеске или из фиксанала). С помощью калиброванной пипетки отбирают аликвоту − точно измеренный объем стандартного раствора, переносят в колбу, добавляют индикатор и титруют рабочим (стандартизируемым) раствором.
Метод пипетирования более быстрый, менее трудоемкий, но и менее точный,

Оптические методы анализа

Оптические методы анализа основаны на способности атомов и молекул вещества испускать, поглощать или рассеивать электромагнитное излучение.
Физико-химические методы анализа включают методы спектроскопии, основанные на использовании излучения оптического диапазона шкалы электромагнитных волн.

Оптические методы
1. Молекулярно-абсорбционный спектральный анализ.
2. Атомная спектроскопия.
3. Рефрактометрический анализ.
4. Люминесцентный анализ.
5. Колориметрический метод.
Рассмотрим подробно последний метод

Основана на измерении поглощения света окрашенными растворами в видимой части спектра.
Используют химические реагенты, которые образуют окрашенные соединения с определяемым веществом.
Интенсивность окраски раствора находится в прямой зависимости от концентрации растворенного окрашенного вещества и от толщины рассматриваемого слоя раствора.
Колориметрический
метод

Визуальная колориметрия
Проводится измерение интенсивности окраски раствора.
Сравнение интенсивности окрашивания растворов проводят невооруженным глазом.

Визуальные колориметрические методы
1. Метод стандартных серий;
2. Метод колориметрического титрования;
3. Метод уравнивания;
4. Метод разбавления.

1. Метод стандартных серий (метод цветной шкалы)
Сравнивают интенсивность полученной окраски исследуемого и стандартных растворов.
Визуальные колориметрические методы

2. Метод колориметрического титрования
(метод дублирования).
По совпадению интенсивности окрасок стандартного и исследуемого растворов определяют содержание вещества в растворе неизвестной концентрации.
Визуальные колориметрические методы

3. Метод уравнивания
Основан на том, что, изменяя толщину слоя двух растворов с различной концентрацией одного и того же вещества, добиваются такого состояния, при котором интенсивность светового потока, прошедшего через оба раствора, будет одинакова - наступает оптическое равновесие.
Сравнение интенсивности окрасок анализируемого и стандартного растворов проводят в колориметрах.
Колориметр Дюбоска
Визуальные колориметрические методы

4. Метод разбавления
Одинаковую интенсивность окраски анализируемого и стандартного растворов получают путем постепенного разбавления водой или соответствующим растворителем того раствора, который более окрашен.
Визуальные колориметрические методы