Якісний і кількісний аналіз невідомої речовини

Характеристики досліджуваної невідомої речовини, методи переведення її в розчин, результати якісного аналізу, обґрунтування і вибір методів і методик кількісного аналізу. Проба на розчинність, визначення рН отриманого розчину, гігроскопічність речовини.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Курсова робота з аналітичної хімії

«Якісний і кількісний аналіз невідомої речовини»

Зміст

1. Огляд літератури

2. Характеристики досліджуваної речовини та методи переведення її в розчин

3. Результати якісного аналізу

4. Обґрунтування і вибір методів і методик кількісного аналізу

5. Результати кількісного аналізу

6. Розрахункова частина

Висновки

Список використаної літератури

1. Огляд літератури

Предмет аналітичної хімії - це методи визначення хімічного складу речовини. Аналітична хімія має два основних розділи: якісний і кількісний аналіз. Мета якісного аналізу - виявити, які елементи, іони або хімічні сполуки містяться в досліджуваній речовині. Завдання кількісного - визначити кількісні співвідношення між складовими частинами речовини, тобто визначити, вміст кожного елементу в ній. Результати аналізу дають можливість встановити хімічні формули синтетичних і природних сполук, оцінити відповідність різноманітних матеріалів вимогами виробництва.[1,3]

Якісний та кількісний методи аналізу тісно пов'язані між собою. Вони мають спільну теорію, в них часто використовуються однакові схеми попереднього розділення елементів, а для виявлення і кількісного визначення окремих іонів застосовуються одні й ті самі хімічні реакції. Проте якісний і кількісний аналізи мають і певні відмінності, тому їх вивчають окремо.[1,3]

За характером досліджуваного матеріалу розрізняють аналіз органічних і неорганічних речовин. Виділення аналізу органічних речовин в окремий розділ аналітичної хімії зумовлено деякими особливостями цих речовин порівняно з неорганічними. У більшості випадків хімічний зв'язок у молекулах органічних сполук ковалентний, тому ці сполуки, як правило, не дисоціюють на іони. Багато органічних речовин не розчиняється у воді, і для аналізу їх доводиться використовувати різні органічні розчинники. На відміну від розчинів неорганічних сполук, хімічні реакції між органічними речовинами відбуваються звичайно дуже повільно і часто не доходять до кінця. Аналіз органічних речовин і їх сумішей має специфічні особливості і потребує застосування спеціальних методів.[1,3]

Сучасна аналітична хімія має на своєму озброєнні понад 50 різних методів аналізу. Їх можна поділити на дві великі групи. Перша група -- хімічні й фізико-хімічні методи аналізу. Головним етапом визначення за цими методами є проведення хімічної реакції: досліджувану речовину спочатку переводять у розчин, а потім діють певним хімічним реактивом, внаслідок чого відбувається хімічне перетворення. Кінцевий етап визначення полягає в спостереженні зовнішнього ефекту хімічної реакції (якісний аналіз) або кількісному вимірюванні однієї з фізичних властивостей реактиву чи продукту реакції: ваги, інтенсивності забарвлення, об'єму тощо (кількісний аналіз).[1,4]

Друга група -- фізичні методи аналізу. Специфічним для цієї групи методів є те, що якісне виявлення або кількісне визначення складових частин проводять спостереженням або вимірюванням певних фізичних властивостей речовини; хімічні реакції не проводять, або вони мають другорядне значення.

Аналітична хімія є науковою дисципліною, яка тісно пов'язана з різними галузями хімічної науки і виробництва. Методами аналітичної хімії користуються також у геології, біохімії, медицині, фізиці, сільськогосподарських та інших науках. Хімічний аналіз застосовується також для контролю якості сировини, напівфабрикатів і готової продукції. З цього випливає, що кожна галузь науки і виробництва ставить перед аналітичною хімією свої специфічні завдання. [1,4]

Так, для медичної науки велике значення має якісне виявлення й кількісне визначення окремих елементів, які входять до складу тканин живих організмів і обумовлюють їх нормальну фізіологічну діяльність. Врожайність сільськогосподарських культур значною мірою залежить від аналітичних методів визначення в добривах наявності найменших кількостей марганцю, бору, заліза, молібдену.[1,4]

Метою виконання даного спецпрактикуму є:

а) Набуття навичок роботи в хімічній лабораторії;

б) Визначення якісного складу невідомої речовини;

в) Визначення кількісного складу невідомої речовини;

г) Освоєння методів кількісного визначення невідомої речовини;

д) Побудова хімічної формули невідомої речовини.

У наш час перед аналітичною хімією постали дві нові важливі проблеми. Перша проблема полягає в розробці методів якісного виявлення і кількісного визначення ряду елементів, що почали використовуватися в широких масштабах не так давно. До таких елементів належать, наприклад, ніобій, тантал, цирконій, титан, гафній, молібден, вольфрам, рідкісні земельні елементи тощо. [5,1]

Другою важливою загальною проблемою є розробка методів виявлення і визначення мікрокількостей елементів. За останні десятиріччя було з'ясовано, що незначні кількості елементів, наявні в основному матеріалі, відіграють основну роль. Виявилося, наприклад, що фізичні й хімічні властивості матеріалів часто обумовлюють саме наявністю мікрокомпонентів.[5,1]

Майже всі елементи періодичної системи входять у дуже малих кількостях до складу тваринних і рослинних тканин, при чому кожний елемент відіграє певну фізіологічну роль. Вимоги науки і техніки щодо визначення мікрокількостей безперервно зростають. У 1947 р. хіміки-аналітики визначали домішки, які становлять тисячні частки процент в основному матеріалі; тепер від хіміків-аналітиків вимагають методів, за допомогою яких можна було б визначити 10^-10 % домішок, тобто знайти один атом одного елемента в присутності 10 або 100 млрд. атомів іншого елементу.[5,1]

невідома речовина розчин

2. Характеристики досліджуваної речовини та методи переведення її в розчин

Об'єкт аналізу може бути:

ь твердою речовиною (солі, розчині чи нерозчинні у воді, гідроксиди, оксиди, метали у вільному стані);

ь розчином (солі, луги, кислоти, вода).

Об'єкт аналізу можна віднести до однієї з двох категорій:

ь розчинні у воді;

ь не розчинні у воді.

До першої катeгopiї речовин відносяться: всі coлi амонію i лужних металів, більшість солей галогеноводневих, азотної, азотистої та оцтової кислот, а також деякі сульфати та сульфіти. [2,124]

Друга категорія речовин включає метали у вільному стані, оксиди, гідроксиди металів та карбонати, фосфати, силікати, борати, молібдати ряду металів (за виключенням лужних) i деякі інші солі. [2,124]

Нерозчинні у воді речовини можуть бути двох типів: 1) власне нерозчинні в ній i 2) такі, що при розчиненні гідролізують з утворенням осаду гідроксидів чи основних солей.

Перший тип нерозчинних у воді речовин характеризується тим, що при обробці водою вони не змінюють зовнішній вигляд i при відстоюванні порівняно легко осідають на дно пробірки.[2,125]

Особливістю другого типу речовин є те, що при обробці їх водою утворюються (особливо при нагріванні) аморфні осади, які осідають на дно пробірки довгий час.

Переважна більшість нерозчинних у воді сполук переходить у розчин при їх обробці (на холоду чи при нагріванні) розведеними чи концентрованими мінеральними кислотами.

Багато речовин із категорії не розчинних у воді переходять у розчини також під дією лугів чи розчину аміаку - ZnO, Al₂O_3, ZnCO₃, AlPO₄, Ag₂CO₃, Cu(OH)₂ та інші.[2,125]

Якісний аналіз об'єкту аналізу виконується у дві стадії. Спочатку проводять попередні дослідження, які часто дозволяють правильно визначити напрямок подальшої роботи, а потім переходять до систематичного аналізу катіонів i аніонів.[2,125]

1. Форма, величина та забарвлення кpucmaлiв

Форму кристалів та їх величину можна визначити за допомогою мікроскопу. Розрізняють кристали моноклінної, триклинної, тетрагональної, гексагональної, ромбічної та кубічної форми. Кристали бувають також голчастими, що видно неозброєним оком.

Забарвлення речовини у більшості випадків зумовлює катіон. Так, синій, блакитний, зелений кoлip кристалічної сполуки може свідчити про наявність у ній Си²⁺, рожевий, бузковий - Со²⁺, блідо-рожевий - Mn²⁺, світло-зелений - Ni²⁺, cipyвато-зелений - Fe²⁺, бурий - Fe³⁺.

Оксиди ряду металів також мають специфічне забарвлення (наприклад, РЬО - жовтий, СоО - коричневий, Fe₂O₃ - червоно-коричневий, NiO - темно-зелений тощо. Часто забарвлені йодиди, що можуть мати жовтий або коричневий колір за рахунок розкладу солі з виділенням вільного І₂ при зберіганні.[2,125]

2. Запах.

Характерний запах мають солі та гідроксид амонію (нашатирного спирту), ацетата, сульфіти (різкий, подібний до того, що відчувається при запалюванні сірників).[2,125]

3. Гігроскопічність ре...