Аналитические признаки вещества и аналитические реакции
Каждый вопрос экзамена может иметь несколько ответов от разных авторов. Ответ может содержать текст, формулы, картинки. Удалить или редактировать вопрос может автор экзамена или автор ответа на экзамен.
Аналитический признак — визуально наблюдаемое, инструментально фиксируемое изменение свойств веществ, вступающих в аналитические реакции. К аналитическим признакам относят следующие. 1. Образование (или растворение) осадка с определенными свойствами: цвет, растворимость в определенных растворителях, форма кристалла. Это может быть образование осадка типичной кристаллической формы, характерного цвета или вида (например, белый творожистый осадок AgCl). При отделении, например, фосфата цинка от фосфата алюминия исследуют способность осадка фосфата цинка растворяться в водном растворе аммиака с образованием КС. 2. Получение при действии реактива окрашенного рас- творимого соединения, например Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42 — синий аммиакат меди. 3. Выделение газа с известными свойствами. При растворении в хлороводородной кислоте СаСОз и CaSO4 в обоих случаях выделяется газ, который при пропускании через баритовую воду образует внешне одинаковые осадки соответственно карбоната и сульфита бария. Следовательно, с помощью баритовой воды нельзя различить СО2 и SO2. Если же пропустить каждый из газов через подкисленный серной кислотой разбавленный раствор перманганата калия, то СО2 никаких изменений в окраске раствора не вызовет, a SO2 с перманганатом калия будет реагировать как восстановитель: 2KMnO4 + 5S02 + 2H20 = 2MnS04 + K2S04 + 2H2S04, что приведет к исчезновению малиновой окраски раствора перманганата калия. Для открытия или обнаружения ионов или молекул вещества используют качественные аналитические реакции. Химическую реакцию, сопровождающуюся аналитическим признаком (или аналитическим сигналом), по которому можно судить о наличии определяемого вещества, называют аналитической реакцией. Аналитическая реакция должна обладать низким пределом обнаружения. Предел обнаружения — наименьшее количество вещества, которое может быть определено данной реакцией с заданной вероятностью Р. Качественные аналитические реакции проводят, добавляя к раствору анализируемого вещества другие вещества, называемые реагентами. Аналитические реакции могут протекать между жидкими, твердыми и газообразными веществами. Химические аналитические реакции классифицируют на на реакции общие, групповые, селективные и специфичные. Общие реакции — реакции, аналитические сигналы которых одинаковы для многих ионов. Применяемый реагент также называют общим. Групповые реакции — это частный случай общих реакций, используемых в конкретных условиях для выделения определенной группы ионов, обладающих близкими свойствами. Общие и групповые реакции применяют для выделения и разделения ионов сложной смеси. Селективными, или избирательными, называют реакции, позволяющие в смеси ионов обнаруживать ограниченное число катионов или анионов. Так, при действии NH.SCN на смесь катионов только два катиона образуют растворимые окрашенные комплексные соединения: [Fe(SCN)6]3_ и (Co(SCN),]2-. Специфическими называют аналитические реакции, аналитический эффект которых характерен только для одного иона в присутствии других ионов. Селективные и специфические реакции в качественном анализе называют качественными характерными (или частными) реакциями
Аналитическая реакция должна отвечать определенным требованиям. Она должна протекать не слишком медленно и быть достаточно простой по выполнению. Для аналитических реакций важнейшими требованиями являются специфичность и чувствительность. Чем меньшее количество ионов вступает в реакцию с данным реактивом, тем более специфична данная реакция. Чем меньшее количество вещества может быть определено с помощью данного реактива, тем более чувствительна эта реакция. Чувствительность реакции можно охарактеризовать количественно при помощи двух показателей: открываемого минимума и предельного разбавления. Открываемым минимумом называется наименьшее количество вещества или иона, которое может быть открыто данным реактивом при данных условиях. Предельное разбавление характеризует наименьшую концентрацию вещества (или иона), при которой еще возможно открыть его данным реактивом.
Источник
Аналитические признаки веществ и аналитические реакции
Аналитическая химия. Введение
Основные понятия аналитической химии
Анализ вещества – это получение опытным путем данных о химическом составе вещества любыми методами: физическими, химическими, физико-химическими.
Различают метод и методику анализа. Метод анализа вещества – это краткое определение принципов, положенных в основу анализа. Методика анализа– подробное описание всех условий и операций, которые обеспечивают регламентированные характеристики анализа. Характеристики– это, прежде всего, правильность и воспроизводимость результатов анализа. Правильностьанализа отражает близость к нулю систематической погрешности результатов; воспроизводимость показывает степень близости друг к другу результатов отдельных измерений или определений при анализе каждой пробы.
Количественный химический анализ – это определение количественного состава вещества, т.е. установление количества химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в веществе. В качественном анализеиспользуют термин“открытие”, в количественном–“определение”.
Физико-химические методы анализа (инструментальные методы) – это методы, основанные на использовании зависимости между измеряемыми физическими свойствами вещества и его качественным и количественным составом. Эти методы основаны на применении физико-химических приборов.
Элементный анализ – это качественный и количественный химический анализ, в результате которого определяют, какие химические элементы и в каком количестве входят в состав вещества.
Функциональный анализ – открытие и определение различных функциональных групп: аминогруппы –NH2, гидроксильной группы –ОН, карбоксильной –СООН и других.
Молекулярный анализ – открытие молекул и определение молекулярного состава, т.е. выяснение того, из каких молекул и в каком количественном соотношении состоит данный анализируемый объект.
Фазовый анализ – открытие и определение различных фаз (твердых, жидких, газообразных), которые входят в данную систему.
По величине навески анализируемой пробы методы анализа подразделяют на следующие: макро-, полумикро-, микро-, ультрамикро- и субмикроанализ (табл.1.1).
Характеристика методов анализа по величине навески
Капельный анализ – анализ, основанный на изучении продуктов реакции, образующихся при смешивании одной капли реагента с одной каплей исследуемого раствора. Капельный анализ проводят на поверхности стеклянной, фарфоровой пластинки или на фильтровальной бумаге.
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. Характерные аналитические признаки: цвет, запах, угол вращения плоскости поляризации света, радиоактивность, способность к взаимодействию с электромагнитным излучением.
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. Рассмотрим несколько примеров.
Образуется белый малорастворимый осадок сульфата бария.
Катионы кальция Ca 2+ можно осадить из раствора при действии карбонат-иона:
Белый осадок карбоната кальция растворяется при действии сильных кислот:
3.Реакции с выделением газообразных веществ. При добавлении к раствору соли аммония щелочи выделяется газообразный аммиак:
Определить выделяющийся аммиак можно по запаху или по изменению цвета влажной лакмусовой бумаги.
При действии на сульфиды щелочных металлов сильных кислот выделяется сероводород:
Сероводород легко определяется по запаху.
4.Образование кристаллов характерной формы (микрокристаллоскопические реакции). Катионы К + при реакции с гексанитрокупратом (II) натрия в присутствии уксусной кислоты и солей свинца образуют черные кристаллы гексанитрокупрата (II) калия:
Кристаллы имеют характерную кубическую форму и хорошо видны под микроскопом.
5.Окрашивание пламени. При внесении соединений некоторых металлов в пламя газовой горелки наблюдается окрашивание пламени в определенный цвет в зависимости от природы металла. В пламени соли разлагаются, и атомы металлов переходят в возбужденное состояние. При переходе из возбужденного состояния в основное они испускают поглощенную энергию в виде света с определенной длинной волны (табл.1.2).
Окрашивание пламени соединениями некоторых металлов
| Элемент-металл | Цвет пламени | Элемент-металл | Цвет пламени |
| Литий | Карминово-красный | Индий | Сине-фиолетовый |
| Натрий | Желтый | Таллий | Изумрудно-зеленый |
| Калий | Фиолетовый | Свинец | Синий |
| Рубидий | Розово-фиолетовый | Мышьяк | Синий |
| Цезий | Розово-фиолетовый | Сурьма | Синий |
| Кальций | Кирпично-красный | Селен | Синий |
| Стронций | Карминово-красный | Теллур | Изумрудно-зеленый |
| Барий | Желто-зеленый | Медь | Зелено-голубой |
| Бор | Зеленый | Молибден | Желто-зеленый |
6.Образование соединений, люминесцирующих в растворах. Иногда в ходе анализа проводят реакции, продукты которых обладают свойством люминесценции. При облучении таких растворов светом в ультрафиолетовой или видимой области спектра они испускают световое излучение в видимой области. Визуально это проявляется как окрашенное свечение раствора. При реакции катионов натрия Na + с уранилацетатом цинка Zn[(UO2)3(CH3COO)8] в уксуснокислой среде протекает реакция:
Продукт реакции испускает желто-зеленое свечение. Различные вещества испускают свет в определенной области спектра. По характеру окраски судят о наличии в растворе соответствующего соединения, а по интенсивности делают вывод о количественном содержании вещества в растворе.
Источник
Аналитические признаки веществ и аналитические реакции
После измерения массы гравиметрической формы m(ГФ) рассчитывают содержание определяемого компонента в анализируемом образце, зная состав гравиметрической формы. Если известно значение гравиметрического фактора F, то массу определяемого компонента m(Х) в анализируемом образце рассчитывают по формуле (10.5):
Содержание определяемого компонента ω % (Х) в навеске исследуемого вещества [m(навески)] вычисляют по формуле (10.6):
Аналитическая химия. Введение
Основные понятия аналитической химии
Анализ вещества – это получение опытным путем данных о химическом составе вещества любыми методами: физическими, химическими, физико-химическими.
Различают метод и методику анализа. Метод анализа вещества – это краткое определение принципов, положенных в основу анализа. Методика анализа– подробное описание всех условий и операций, которые обеспечивают регламентированные характеристики анализа. Характеристики– это, прежде всего, правильность и воспроизводимость результатов анализа. Правильностьанализа отражает близость к нулю систематической погрешности результатов; воспроизводимость показывает степень близости друг к другу результатов отдельных измерений или определений при анализе каждой пробы.
Количественный химический анализ – это определение количественного состава вещества, т.е. установление количества химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в веществе. В качественном анализеиспользуют термин“открытие”, в количественном–“определение”.
Физико-химические методы анализа (инструментальные методы) – это методы, основанные на использовании зависимости между измеряемыми физическими свойствами вещества и его качественным и количественным составом. Эти методы основаны на применении физико-химических приборов.
Элементный анализ – это качественный и количественный химический анализ, в результате которого определяют, какие химические элементы и в каком количестве входят в состав вещества.
Функциональный анализ – открытие и определение различных функциональных групп: аминогруппы –NH2, гидроксильной группы –ОН, карбоксильной –СООН и других.
Молекулярный анализ – открытие молекул и определение молекулярного состава, т.е. выяснение того, из каких молекул и в каком количественном соотношении состоит данный анализируемый объект.
Фазовый анализ – открытие и определение различных фаз (твердых, жидких, газообразных), которые входят в данную систему.
По величине навески анализируемой пробы методы анализа подразделяют на следующие: макро-, полумикро-, микро-, ультрамикро- и субмикроанализ (табл.1.1).
Характеристика методов анализа по величине навески
Капельный анализ – анализ, основанный на изучении продуктов реакции, образующихся при смешивании одной капли реагента с одной каплей исследуемого раствора. Капельный анализ проводят на поверхности стеклянной, фарфоровой пластинки или на фильтровальной бумаге.
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. Характерные аналитические признаки: цвет, запах, угол вращения плоскости поляризации света, радиоактивность, способность к взаимодействию с электромагнитным излучением.
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. Рассмотрим несколько примеров.
Образуется белый малорастворимый осадок сульфата бария.
Катионы кальция Ca 2+ можно осадить из раствора при действии карбонат-иона:
Белый осадок карбоната кальция растворяется при действии сильных кислот:
3.Реакции с выделением газообразных веществ. При добавлении к раствору соли аммония щелочи выделяется газообразный аммиак:
Определить выделяющийся аммиак можно по запаху или по изменению цвета влажной лакмусовой бумаги.
При действии на сульфиды щелочных металлов сильных кислот выделяется сероводород:
Сероводород легко определяется по запаху.
4.Образование кристаллов характерной формы (микрокристаллоскопические реакции). Катионы К + при реакции с гексанитрокупратом (II) натрия в присутствии уксусной кислоты и солей свинца образуют черные кристаллы гексанитрокупрата (II) калия:
Кристаллы имеют характерную кубическую форму и хорошо видны под микроскопом.
5.Окрашивание пламени. При внесении соединений некоторых металлов в пламя газовой горелки наблюдается окрашивание пламени в определенный цвет в зависимости от природы металла. В пламени соли разлагаются, и атомы металлов переходят в возбужденное состояние. При переходе из возбужденного состояния в основное они испускают поглощенную энергию в виде света с определенной длинной волны (табл.1.2).
Окрашивание пламени соединениями некоторых металлов
| Элемент-металл | Цвет пламени | Элемент-металл | Цвет пламени |
| Литий | Карминово-красный | Индий | Сине-фиолетовый |
| Натрий | Желтый | Таллий | Изумрудно-зеленый |
| Калий | Фиолетовый | Свинец | Синий |
| Рубидий | Розово-фиолетовый | Мышьяк | Синий |
| Цезий | Розово-фиолетовый | Сурьма | Синий |
| Кальций | Кирпично-красный | Селен | Синий |
| Стронций | Карминово-красный | Теллур | Изумрудно-зеленый |
| Барий | Желто-зеленый | Медь | Зелено-голубой |
| Бор | Зеленый | Молибден | Желто-зеленый |
6.Образование соединений, люминесцирующих в растворах. Иногда в ходе анализа проводят реакции, продукты которых обладают свойством люминесценции. При облучении таких растворов светом в ультрафиолетовой или видимой области спектра они испускают световое излучение в видимой области. Визуально это проявляется как окрашенное свечение раствора. При реакции катионов натрия Na + с уранилацетатом цинка Zn[(UO2)3(CH3COO)8] в уксуснокислой среде протекает реакция:
Продукт реакции испускает желто-зеленое свечение. Различные вещества испускают свет в определенной области спектра. По характеру окраски судят о наличии в растворе соответствующего соединения, а по интенсивности делают вывод о количественном содержании вещества в растворе.
Дата добавления: 2014-11-24 ; просмотров: 78 | Нарушение авторских прав
Источник
Аналитические реакции
Чаще всего используют реакции: образования окрашенных соединений, выделение или растворение осадков, выделение газов, образование кристаллов характерной формы, окрашивание пламени газовой горелки, образование соединений, люминесцирующих в растворах.
На результаты проведения аналитических реакций влияют температура, концентрация растворов, pH среды, присутствие других веществ (мешающих, маскирующих, катализирующих процессы).
Подтвердим сказанное следующими примерами.
Образование окрашенных соединений.
Ион меди Cu 2+ в водных растворах существует в форме аквокомплексов [Сu(H2O)m], при взаимодействии с аммиаком обретает растворимый комплекс [Cu(NH3)4] ярко сине-голубого цвета:
Выделение или растворение осадков.
Ион Ва 2+ можно осадить, прибавляя раствор, содержащий сульфат-ионы [SO4 2- ], в форме малорастворимого белого осадка сульфата Ва:
Белый осадок карбоната Са 2+ растворяется при действии кислот, при этом выделяется диоксид углерода:
Реакции с выделением газов (газовыделительные реакции).
Если к раствору какой-либо соли аммония прибавить щелочь, то выделяется газообразный аммиак. Его можно легко определить по запаху или по посинению влажной красной лакмусовой бумаги:
Сульфиды при действии кислот выделяют газообразный сероводород:
Образование кристаллов характерной формы (микрокристаллоскопические реакции).
Окрашивание пламени газовой горелки.
Окрашивание пламени газовой горелки соединениями металлов используются для открытия катионов металлов, дающих излучение в видимой области спектра. Окрашивание пламени в тот или иной цвет зависит от природы металла. Некоторые из них представлены в следующей таблице.
Образование соединений, люминесцирующих в растворах.
Иногда проводят аналитические реакции, продукты которых обладают свойствами люминесценции в растворах. Так при взаимодействии катиона [Li + ] c уранилацетатом цинка наблюдается зелёное свечение раствора, а с уранилацетатом натрия в уксусно-кислой среде даёт жёлто-зелёную люминесценцию.
Аналитическая реакция должна отвечать определенным требованиям. Она должна протекать не слишком медленно и быть достаточно простой по выполнению. Для аналитических реакций важнейшими требованиями являются специфичность и чувствительность. Чем меньшее количество ионов вступает в реакцию с данным реактивом, тем более специфична данная реакция. Чем меньшее количество вещества может быть определено с помощью данного реактива, тем более чувствительна эта реакция. Чувствительность реакции можно охарактеризовать количественно при помощи двух показателей: открываемого минимума и предельного разбавления. Открываемым минимумом называется наименьшее количество вещества или иона, которое может быть открыто данным реактивом при данных условиях. Предельное разбавление характеризует наименьшую концентрацию вещества (или иона), при которой еще возможно открыть его данным реактивом.
Источник
Аналитические реакции. Аналитический признак.
Методы обнаружения и индетификации веществ подразделяются на химические, физико-химические и физические. Ниже подробно рассматриваются химические методы обнаружения веществ, основанные на химических реакциях.
Для открытия или обнаружения ионов или молекул вещества используют качественные химические реакции. Химическую реакцию, сопровождающуюся аналитическим признаком (аналитическим сигналом), по которому можно судить о наличии определяемого вещества называют аналитической реакцией. Качественные аналитические реакции проводят, добавляя к раствору анализируемого вещества другие вещества, называемые реагентами. Аналитическая реакция может протекать между твердыми, жидкими и газообразными веществами.
Практически все известные типы химических реакций (реакции осаждения, нейтрализации, окисления-восстановления, комплексообразования и т.д.) используют в химическом анализе для обнаружения ионов. Однако не всякая известная из курса неорганической химии реакция на катионы или анионы может быть пригодна для аналитических целей. Аналитическая реакция должна удовлетворять ряду требований, из которых важнейшие: реакция должна сопровождаться аналитическим признаком (сигналом), обладать низким пределом обнаружения. Аналитический признак – визуально наблюдаемое, инструментально фиксируемое изменение свойств веществ, вступающих в аналитические реакции.
К аналитическим признакам относят следующие:
1. Образование (или растворение) осадка с определенными свойствами: цвет, растворимость в определенных растворителях, форма кристалла;
2. Получение при действии реактива окрашенного соединения, например:
что приведет к исчезновению малиновой окраски раствора перманганата калия.
В современном качественном анализе обычно применяют реакции обнаружения ионов с пределом обнаружения 0,1 мкг (10 –7 г) в 1 мл раствора. Снизить предел обнаружения в химическом анализе можно различными приемами: капельной реакцией на фильтровальной бумаге или фарфоровой пластинке, применением органических реагентов, экстракцией и т.д.
Типы химических реакций. Весь арсенал химических реакций, которым располагают аналитики, можно разделить на реакции общие, групповые, селективные и специфичные.
Групповые реакции – это частный случай общих реакций, используемых в конкретных условиях для выделения определенной группы ионов, обладающих близкими свойствами. Общие и групповые реакции применяют для выделения и разделения ионов сложной смеси.
Выделяющийся аммиак легко обнаружить по изменению цвета индикаторной бумаги или органолептически (по запаху).
Источник
