Качественный анализ.

Аналитической химией называют науку о методах качественного и количественного исследования состава веществ.

Качественный анализ заключается в обнаружении отдельных элементов или ионов, из которых состоит анализируемое вещество.

Количественный анализ заключается в определении количественного содержания отдельных составных частей сложного вещества.

Исследуя какое - нибудь новое соединение, прежде всего определяют, из каких элементов (или ионов) оно состоит, а затем уже количественные отношения, в которых они находятся. Поэтому качественный анализ, как правило, предшествует количественному.

Все аналитические методы основаны на получении и измерении аналитического сигнала, т.е. любого проявления химических или физических свойств вещества, которое можно использовать для установления качественного состава анализируемого объекта или для количественной оценки содержащихся в нем компонентов. Анализируемым объектом может быть индивидуальное соединение в любом агрегатном состоянии, смесь соединений, природный объект (например, почва, руда, минерал, воздух, вода), продукты промышленного производства. Перед анализом проводят отбор представительной пробы, измельчение, просеивание, усреднение и т.д.

Подготовленный для анализа объект называют образцом или пробой.

В зависимости от поставленной задачи выбирают методы анализа. Аналитические методы качественного анализа по способу выполнения делятся на: 1) анализ “сухим” и 2) анализ “мокрым” путем.

Анализ “сухим” путем проводится с твердыми веществами. Он делится на пирохимический и метод растирания.

Пирохимический (греч. - “огонь”) вид анализа проводится нагреванием исследуемого вещества в пламени газовой или спиртовой горелки. Суть метода состоит в том, что анализируемое вещество вносится в пламя спиртовки. И по цвету пламени судят о присутствии элемента. Например: Na - окрашивает пламя в интенсивно желтый цвет; К - фиолетовый; Pb - розово - фиолетовый; Ва - зеленый; Са - красный; Cu - голубой; As - бледно-голубой. Пирохимический анализ используется в предварительных испытаниях.

Анализ методом растирания. Исследуемый образец растирают в фарфоровой ступке с равным количеством твердого реагента. По окраске полученного соединения судят о наличии определяемого иона. Метод используется для предварительных испытаний и проведения “экспресс” - анализа в полевых условиях при анализе руд и минералов.

Анализ “мокрым” путем - это анализ образца, растворенного в каком-либо растворителе(вода, кислота, щелочь).

В зависимости от взятого количества вещества для анализа, а также техники выполнения ан. методы делятся на: макроанализ проводится в сравнительно больших количествах вещества (1 - 10 г), анализ выполняется в водных растворах и проводится в пробирках. Микроанализисследует очень малые количества вещества (005 - 0,5 г). Выполняется либо на полоске бумаги или на предметном стекле.

По способу проведения методы кач. анализа делятся на: дробный и систематический. Дробный -это способ определения ионов с помощью специфических реакций в любой последовательности. Применяется в агрохимических, заводских и пищевых лабораториях. Систематический -это анализ в строго определенной последовательности, в которой каждый ион обнаруживается только после того, как будут обнаружены и удалены мешающие определению ионы. При выполнении этого анализа применяются групповые реагенты, позволяющие осаждать целые группы ионов, благодаря какому-то общему свойству. Вещества, под действием которых, происходят ан. реакции называются реагентом или реактивом.Все хим. реагенты делятся на группы: 1) по хим. составу (карбонаты, гидроксиды, сульфиды и т.д.) 2) по степени очистки основного комнонента ( “ч” - чистое ( не менее 98%); “чда” - чистое для анализа (99%); “хч” - химически чистое (99,8 - 99,9%); “оч” - очень чистое (100%)).

Цель кач. анализа - обнаружение элементов анализируемого объекта в виде атомов, молекул, ионов или идентификация индивидуального соединения. Для обнаружения и идентификации используют химические реакции с характерным внешним эффектом ( выделение газа, появление осадка или окраски и т.п.), а также физические свойства веществ ( температура плавления или кипения, коэффициент преломления, характерный спектр). Существуют три типа аналитических реакций:

- специфическиминазываются, реакции, позволяющие определять данный ион или вещество в присутствии любых других ионов или веществ:

Например: NH4 + OH NH3 (запах) + H2O

Fe + CNS Fe(CNS)3 (кроваво- красный)

- селективныереакции позволяют избирательно открывать сразу несколько ионов с одинаковым внешним эффектом. Чем меньше ионов открывает данный реактив, тем выше его избирательность.

Например: NH4 NH4 Na[Co(NO2)6 ]

K + Na3 [CO(NO2)6 ] KNa2 [Co(NO2)6 ]

Групповыереакции позволяют обнаруживать целую группу ионов или киких-то соединений.

Например: катионы II группы. Групповой реагент - (NH4)2CO3

СaCI2 + (NH4)2 CO3 CaCO3 + 2 NH4CI

BaCI2 + (NH4)2 CO3 BaCO3 + 2NH4 CI

SrCI2 + (NH4)2 CO3 SrCO3 + 2NH4 CI