Сущность качественного анализа и его применение



Требования к качественным реакциям.

Основной задачей качественного анализа является установление химического состава, т.е. обнаружение ионов (катионов и анионов), содержащихся в анализируемом веществе.

Химические методы обнаружения и идентификации веществ основаны на проведении аналитических реакций.

Аналитические реакции — качественные реакции, сопровождающиеся видимым изменением:

1. Образованием или растворением осадка.

Ba 2+ + SO4 2- → BaSO4↓ (белый кристаллический)

Ba 2+ + CO3 2- → BaCO3↓ (белый кристаллический)

BaSO4 не растворяется в кислотах, BaCO3 растворяется в кислотах.

2. Образованием характерных кристаллов.

Кристаллы CaSO4⋅2H2O в виде пучков или звездочек. Кристаллы

натрийуранилацетата CH3COONa⋅UO2(CH3COO)2 правильной тетраэдрической

или октаэдрической формы.

3. Появлении или изменении окраски растворов.

Водные растворы солей железа (III) окрашены в желтый цвет. При взаимодействии ионов Fe 3+ c тиоцианат-ионами раствор приобретает темно-красную окраску:

Fe 3+ + 3SCN — → Fe(SCN)3(темно-красная)

4. Выделение газа.

Реакции выделения газов используются для обнаружения анионов летучих и неустойчивых кислот, а также катионов аммония:

В зависимости от избирательности аналитические реакции бывают специфическими, избирательными и групповыми.

1) Специфические реакции позволяют обнаружить только один ион. Например, характерной реакцией на катион Fe +2 является реакция с красной кровяной солью, так как только с Fe +2 образует осадок синего цвета.

Специфическая реакция присуща только данному иону и позволяет обнаружить его практически при любых условиях. Такие реакции имеют еще название качественные.

2) Избирательные реакции позволяют обнаружить небольшое количество веществ. Например с помощью КI можно обнаружить ионы Сu 2+ , Ag + , Pb 2+ , Hg2 2+ .

3) Групповые реакции используются в анализе для выделения группы веществ. Такие реакции еще называют общими (селективными).

Например, общей реакцией для анионов Cl — , I — , Br — является реакция их взаимодействия с катионами Ag + , с которыми они образуют осадки AgCl, AgI, AgBr. С помощью общих реакций можно сделать заключение о наличии или отсутствии целой группы ионов, обладающих общими свойствами.

Требования и условия проведения качественных реакций.

Требования к качественным реакциям.

1. Реакции должны протекать быстро.

2. Реакции должны быть практически необратимы.

3. Реакции должны сопровождаться внешним эффектом.

4. Реакция должна отличаться высокой чувствительностью и по возможности специфичностью.

Чувствительность аналитических реакций определяет возможность обнаружения вещества (ионов, молекул) в растворе. Она характеризуется предельным разбавлением, предельной концентрацией, минимальным объемом предельно разбавленного раствораи открываемым минимумом

Предельное разбавление (Vlim, мл/г) – максимальный объем раствора, в котором может быть обнаружен 1 г данного вещества при помощи данной аналитической реакции.

Предельная концентрация (Clim (Cmin), г/мл) – наименьшая концентрация, при которой определяемое вещество может быть обнаружено в растворе данной аналитической реакцией.

Предельная концентрация является обратной величиной предельного разбавления:

Минимальный объем предельно разбавленного раствора (Vmin, мл) – наименьший объем анализируемого раствора, необходимый для обнаружения открываемого вещества данной аналитической реакцией.

Открываемый минимум (m, мкг) – наименьшая масса определяемого вещества, которую при определенных условиях можно открыть действием данного реагента в минимальном объеме предельно разбавленного раствора.

Взаимосвязь между показателями чувствительности реакции выражается формулой:

Аналитическая реакция тем чувствительнее, чем меньше ее открываемый минимум, минимальный объем предельно разбавленного раствора и чем больше предельное разбавление.

Чувствительность аналитических реакций не является постоянной величиной и во многих случаях зависит от условий их выполнения, а также свойств образовавшихся продуктов реакции:

1. Соответствующая среда раствора.

Например, осадки, растворимые в кислотах, не могут выпадать из растворов в присутствии кислот, а осадки, растворимые в щелочах, не выпадают из растворов в щелочной среде. Если осадок растворим в кислотах и щелочах, его можно получить только в нейтральной среде. Таким образом, среда раствора оказывает существенное влияние на ход реакции.

2. Достаточная концентрация обнаруживаемого иона.

От концентрации определяемого иона непосредственно зависит чувствительность реакции, и с возрастанием ее чувствительность реакции обычно повышается.

3. Температура раствора.

Осадки, растворимые при нагревании, могут образоваться только при комнатной температуре. Некоторые аналитические реакции протекают лишь при нагревании. Осадки, растворимость которых возрастает с повышением температуры, выпадают из нагретого раствора не полностью или совсем не выпадают. Такая реакция должна выполняться на холоду.

4.Присутствие в растворе посторонних ионов.

Даже если они и не взаимодействуют с прибавляемым реагентом, обычно снижает чувствительность аналитической реакции. Для устранения мешающего влияния посторонних ионов используют маскирование. В качестве маскирующих неорганических веществ наиболее часто применяют фториды и фосфаты щелочных металлов и аммония. Из органических соединений маскирующим действием обладают винная, лимонная, щавелевая и некоторые другие кислоты. Эти вещества образуют с мешающими ионами прочные комплексные соединения, в результате чего их мешающее действие устраняется.

Наряду с чувствительностью реакций, большое значение для анализа имеет их специфичность.

Специфическими называют реакции, аналитический эффект которых характерен только для одного иона в присутствии других ионов. Примером специфической реакции является образование темно-синего осадка «берлинской лазури» при действии гексацианоферрата(II) калия

Специфические реакции представляют большой интерес для аналитической химии, так как они позволяют открывать нужный ион в присутствии других ионов.

Источник

Качественный анализ (химия)

Качественный анализ — совокупность химических, физико-химических и физических методов, применяемых для обнаружения элементов, радикалов и соединений, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. В качественном анализе используют легко выполнимые, характерные химические реакции, при которых наблюдается появление или исчезновение окрашивания, выделение или растворение осадка, образование газа и др. Реакции должны быть как можно более селективны и высокочувствительны. Качественный анализ в водных растворах основан на ионных реакциях и позволяет обнаружить катионы или анионы. Основоположником качественного анализа считается Р.Бойль, который ввёл представление о химических элементах как о неразлагаемых основных частях сложных веществ и систематизировал все известные в его время качественные реакции.

Читайте также:  Плазмаферез сколько нужно процедур показания к проведению и результативность

Качественные реакции

Для определения присутствия веществ, анионов, катионов используются качественные реакции. Проведя их можно подтвердить однозначно их наличие. Эти реакции широко используются при проведении качественного анализа, целью которого является определение наличия веществ или ионов в растворах или смесях.

Примеры качественных реакций на катионы

Катион Воздействие и реактив Наблюдаемая реакция
Li^<+ data-lazy-src=
Теоретическая химия  • Координационная химия  • Прикладная неорганическая химия  • Неорганический синтез
Биохимия Нейрохимия  • Функциональная биохимия  • Медицинская биохимия
Химия полимеров  • Биоорганическая химия  • Металлоорганическая химия  • Стереохимия  • Химия одноуглеродных молекул
Качественный анализ  • Количественный анализ
Элементный анализ Рентгеноспектральный анализ  • Радиоактивационный анализ  • Масс-спектрометрия
Другие методы анализа Титрование  • Объёмный анализ  • Гравиметрия  • Кулонометрия  • Колориметрия  • Фотометрия  • Капельный анализ  • Кристаллография  • Спектрофотометрия

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Качественный анализ (химия)» в других словарях:

Качественный анализ — совокупность химических, физико химических и физических методов, применяемых для обнаружения элементов, радикалов и соединений, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. В качественном анализе используют легко выполнимые,… … Википедия

Качественный анализ — совокупность химических, физико химических и физических методов обнаружения и идентификации элементов, радикалов, ионов и соединений, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. К. а. один из основных разделов… … Большая советская энциклопедия

Химия почв — Химия почв  это раздел почвоведения, изучающий химические основы почвообразования и плодородия почв. Основой для решения этих вопросов служит исследование состава, свойств почв и протекающих в почвах процессов на ионно молекулярном и… … Википедия

Химия одноуглеродных молекул — (С1 химия) раздел химии, изучающей различные классы веществ, в состав молекулы которых входит только один атом углерода. Как отдельная отрасль знаний С1 химия появляется с развитием перспективных технологий получения углеродсодержащего сырья,… … Википедия

ХИМИЯ — ХИМИЯ, наука о веществах, их превращениях, взаимодействии и о происходящих при этом явлениях. Выяснением основных понятий, к рыми оперирует X., как напр, атом, молекула, элемент, простое тело, реакция и др., учением о молекулярных, атомных и… … Большая медицинская энциклопедия

Химия — У этого термина существуют и другие значения, см. Химия (значения). Химия (от араб. کيمياء‎‎, произошедшего, предположительно, от египетского слова km.t (чёрный), откуда возникло также название Египта, чернозёма и свинца  «черная… … Википедия

Химия окружающей среды — Не следует путать с Экологическая химия. Химия окружающей среды  раздел химии, изучающий химические превращения, происходящие в окружающей природной среде. Основные сведения Химия окружающей среды включает в себя более узкие разделы химии,… … Википедия

Химия полимеров — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия

Анализ химический — имеет задачей исследовать состав тел. Он разделяется на качественный и количественный А. При помощи первого убеждаются в присутствии тех элементов или соединений, которые входят в состав исследуемого вещества; с помощью второго определяется… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Анализ химический — см. Аналитическая химия, Качественный анализ, Количественный анализ … Большая советская энциклопедия

Источник

Сущность качественного анализа и его применение

Качественный анализ — совокупность химических, физико-химических и физических методов, применяемых для обнаружения элементов, радикалов и соединений, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. В качественном анализе используют легко выполнимые, характерные химические реакции, при которых наблюдается появление или исчезновение окрашивания, выделение или растворение осадка, образование газа и др. Реакции должны быть как можно более селективны и высокочувствительны. Качественный анализ в водных растворах основан на ионных реакциях и позволяет обнаружить катионы или анионы. Основоположником качественного анализа считается Р.Бойль, который ввёл представление о химических элементах как о неразлагаемых основных частях сложных веществ и систематизировал все известные в его время качественные реакции.

Качественные реакции

Для определения присутствия веществ, анионов, катионов используются качественные реакции. Проведя их можно подтвердить однозначно их наличие. Эти реакции широко используются при проведении качественного анализа, целью которого является определение наличия веществ или ионов в растворах или смесях.

Примеры качественных реакций на катионы

Катион Воздействие и реактив Наблюдаемая реакция
Li^<+ data-lazy-src=
Теоретическая химия  • Координационная химия  • Прикладная неорганическая химия  • Неорганический синтез
Биохимия Нейрохимия  • Функциональная биохимия  • Медицинская биохимия
Химия полимеров  • Биоорганическая химия  • Металлоорганическая химия  • Стереохимия  • Химия одноуглеродных молекул
Качественный анализ  • Количественный анализ
Элементный анализ Рентгеноспектральный анализ  • Радиоактивационный анализ  • Масс-спектрометрия
Другие методы анализа Титрование  • Объёмный анализ  • Гравиметрия  • Кулонометрия  • Колориметрия  • Фотометрия  • Капельный анализ  • Кристаллография  • Спектрофотометрия

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Качественный анализ (химия)» в других словарях:

Качественный анализ — совокупность химических, физико химических и физических методов, применяемых для обнаружения элементов, радикалов и соединений, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. В качественном анализе используют легко выполнимые,… … Википедия

Качественный анализ — совокупность химических, физико химических и физических методов обнаружения и идентификации элементов, радикалов, ионов и соединений, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. К. а. один из основных разделов… … Большая советская энциклопедия

Химия почв — Химия почв  это раздел почвоведения, изучающий химические основы почвообразования и плодородия почв. Основой для решения этих вопросов служит исследование состава, свойств почв и протекающих в почвах процессов на ионно молекулярном и… … Википедия

Химия одноуглеродных молекул — (С1 химия) раздел химии, изучающей различные классы веществ, в состав молекулы которых входит только один атом углерода. Как отдельная отрасль знаний С1 химия появляется с развитием перспективных технологий получения углеродсодержащего сырья,… … Википедия

ХИМИЯ — ХИМИЯ, наука о веществах, их превращениях, взаимодействии и о происходящих при этом явлениях. Выяснением основных понятий, к рыми оперирует X., как напр, атом, молекула, элемент, простое тело, реакция и др., учением о молекулярных, атомных и… … Большая медицинская энциклопедия

Химия — У этого термина существуют и другие значения, см. Химия (значения). Химия (от араб. کيمياء‎‎, произошедшего, предположительно, от египетского слова km.t (чёрный), откуда возникло также название Египта, чернозёма и свинца  «черная… … Википедия

Химия окружающей среды — Не следует путать с Экологическая химия. Химия окружающей среды  раздел химии, изучающий химические превращения, происходящие в окружающей природной среде. Основные сведения Химия окружающей среды включает в себя более узкие разделы химии,… … Википедия

Химия полимеров — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия

Анализ химический — имеет задачей исследовать состав тел. Он разделяется на качественный и количественный А. При помощи первого убеждаются в присутствии тех элементов или соединений, которые входят в состав исследуемого вещества; с помощью второго определяется… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Анализ химический — см. Аналитическая химия, Качественный анализ, Количественный анализ … Большая советская энциклопедия

Источник

Теоретические основы качественного анализа

Для определения качественного химического состава вещества пользуются химическими методами анализа.

В зависимости от состояния вещества различают сухой и мокрый способы проведения качественных реакций. К сухим способам относят:

Ø пробы окрашивания пламени

Ø получение окрашенных стекол или перлов

Ø метод растирания вещества с твердым реактивом

В практике качественного анализа наибольшее распространение получил «мокрый способ», основанный на реакциях, происходящих в растворах. Для проведения анализа «мокрым способом» вещество переводят в раствор растворением в дистиллированной воде или в минеральных кислотах.

По способу проведения различают пробирочный, капельный, микрокристаллоскопический, хроматографический, экстракционный и другие методы анализа. Пробирочный анализ проводят в пробирках различного размера, капельныйанализ на полосках фильтровальной бумаги. Микрокристаллоскопические реакции проводят на предметных стеклах и затем наблюдают под микроскопом форму и размеры получившихся кристаллов.

Химические методы основаны на использовании химических реакций определяемого элемента с различными реагентами. В качественном анализе используются аналитические реакции.Аналитическая реакция — это реакция, которая сопровождается каким-либо внешним эффектом – аналитическим сигналом (образованием или растворением осадка, выделением газа, изменением окраски раствора и т.д.), позволяющим сделать вывод о наличии соответствующих ионов в анализируемом веществе. Выполнение каждой аналитической реакции требуют соблюдения определенных условий ее проведения, важнейшими из которых являются:

Ø концентрация реагирующих веществ

Аналитические реакции делятся на специфические и групповые. Специфическая реакция – это аналитическая реакция, внешний эффект которой характерен только для данного иона. С помощью специфической реакции ион может быть обнаружен в присутствии других ионов.

Групповая реакция – это реакция, внешний эффект которой характерен для группы ионов. С помощью групповых реакций смеси ионов разделяют на аналитические группы.

Реакции, характерные для какого – либо иона, называются частными реакциями этого иона.

Вещества, с помощью которых выполняется открытие ионов, называются реактивами на соответствующие ионы. Реактивы, используемые для выполнения аналитических реакций, делятся на специфические, избирательные, или селективные, и групповые. Специфические реактивы образуют характерный осадок или окрашивание только с определенным ионом. Избирательные, или селективные, реактивы реагируют с несколькими ионами, которые могут принадлежать к одной или к разным группам. Групповой реактив вступает в реакцию со всеми ионами данной группы. С помощью этого реактива ионы данной группы можно отделить от ионов других групп.

По чистоте химические реактивы классифицируют на технические, чистые (ч.), чистые для анализа (ч.д.а.), химически чистые (х.ч.) и особо чистые (ос. ч.). Количество примесей регламентируется технической документацией: ГОСТ, ТУ, ГФ. Обычно в практике используют реактивы ч. и ч.д.а.

Качественный анализ может быть выполнен дробным или систематическим методом.

Дробный метод анализа заключается в том, что ионы открывают в любой последовательности при помощиспецифических реакций в отдельных пробах раствора в присутствии других ионов.

Систематический метод качественного анализа заключается в том, что смесь ионов с помощью групповых реагентов предварительно разделяют в определенной последовательности на аналитические группы. Отдельные ионы внутри каждой группы обнаруживаются с помощью их аналитических реакций после разделения или в условиях, устраняющих (маскирующих) влияние других ионов.

Важным условием правильного проведения анализа является чувствительность. Чувствительной называется такая реакция, при помощи которой можно открыть минимальное количество вещества или иона из наименьшего объема раствора. Количественно чувствительность характеризуется тремя взаимосвязанными параметрами:

Ø предельной концентрацией Спред или предельным разбавлением Vпред

Ø минимальным объемом предельно разбавленного раствора

Открываемый минимум – наименьшая масса вещества, которая может быть обнаружена данной реакцией; выражается в микрограммах. Чем меньше открывается минимум, тем более чувствительна реакция.

Предельной концентрацией открываемого вещества называют отношение одной весовой части (1 г) определяемого вещества или иона к наибольшей массе или объему растворителя; выражается в г/мл и показывает, при какой наименьшей концентрации раствора данная реакция позволяет однозначно открывать исследуемый ион.

Величина, обратная предельной концентрации, называется предельным разбавлением.

Vпр. =

Открываемый минимум, предельная концентрация, минимальный объем и предельное разбавление взаимосвязаны:

m = (мкг)

Методы анализа в зависимости от количества исследуемого вещества, объема раствора и техники выполнения классифицируют на макро-, полумикро -, микро-, ультра-, субмикро- и субультрамикрометоды:

Название Новое название г мл
макроанализ полумикроанализ микроанализ ультрамикроанализ субмикроанализ субультрамикроанализ грамм-метод сантиграмм- метод миллиграмм-метод микрограмм- метод нанограмм- метод пикограмм -метод 1-10 0,05-0,5 10 -6 -10 -3 10 -9 -10 -6 10 -12 -10 -9 10 -12 1-100 1-10 10 -4 -10 -1 10 -6 -10 -4 10 -10 -10 -7 10 -10

Метод анализа выбирают в зависимости от предполагаемого содержания вещества и от предела обнаружения применяемой реакции. В настоящее время при изучении качественного химического анализа в учебных лабораториях применяется полумикрометод (полумикроанализ). Для работы полумикрометодом в лаборатории необходимо иметь соответствующее оборудование:

1. переносной деревянный штатив с набором капельниц с растворами солей, реактивов, кислот и щелочей и баночек с сухими солями

2. штатив для пробирок

3. металлический штатив с кольцом, фарфоровым треугольником и асбестированной сеткой

4. держатели для пробирок

5. центрифужные пробирки

6. пробирки цилиндрические

7. капиллярные пипетки

8. стеклянные палочки

9. фарфоровые чашки диаметром 3-5 см

11. предметные стекла

12. фарфоровая капельная пластинка

13. предметные стекла с углублениями

14. ершик для мытья посуды

Качественный анализ делится на анализ катионов и анализ анионов.

В основе кислотно-основной классификации катионов лежит их различное отношение к соляной и серной кислотам, к растворам щелочей и аммиака. Катионы делятся на шесть аналитических групп:

Аналитическая группа Характеристика групп Групповой реагент Характер получаемых соединений
I K + , Na + , NH4 + Хлориды, сульфаты и гидроксиды растворимы в воде Не имеет Раствор K + , Na + , NH4 +
II Ag + , Pb 2+ , Hg2 2+ Хлориды не растворимы в воде и разбавленных кислотах Раствор HCl Осадки AgCl, PbCl2, Hg2Cl2
III Ba 2+ , Sr 2+ , Ca 2+ Сульфаты нерастворимы в воде и кислотах Раствор H2SO4 Осадки BaSO4, SrSO4, CaSO4
IV Al 3+ ,Cr 3+ , Zn 2+ , As 3+ , Sn 2+ Гидроксиды амфотерны, растворимы в избытке щелочи Избыток раствора NaOH Раствор AlO2 — , CrO2 — , ZnO2 2- , SnO3 2- , AsO3 3-
V Mg 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Bi 3+ , Sb 3+ Гидроксиды нерастворимы в избытке щелочи Раствор NaOH Осадки Mg(OH)2, Mn(OH)2, Fe(OH)2 , Fe(OH)3 , Bi(OH)3, HSbO2
VI Cu 2+ , Hg 2+ , Co 2+ , Ni 2+ Гидроксиды образуют растворимые аммиакаты Избыток раствора NH4OH Раствор [Cu(NH3)4] 2+ , [Hg(NH3)4] 2+ , [Co(NH3)6] 2+ , [Ni(NH3)6] 2+

Общепринятой классификации анионов не существует. Чаще всего используется классификация анионов по растворимости солей бария и серебра:

Источник

Adblock
detector