Перейти к содержимому
Аналитическая химия

Аналитическая химия

Аналитическая химия отвечает на два вопроса: что входит в состав вещества (качественный анализ) и сколько каждого компонента в нём содержится (количественный анализ). Классические методы количественного анализа — титриметрия и гравиметрия, инструментальные — электрохимические, оптические и хроматографические методы.

В разделе:

Статьи раздела

  • Окислительно-восстановительное титрование — Окислительно-восстановительное (Red-Ox) титрование: окислительно-восстановительный потенциал и уравнение Нернста, константа равновесия реакции, требования к реакциям, кривые титрования, индикаторы и методы — перманганатометрия, дихроматометрия, иодометрия, цериметрия, броматометрия.
    • Окислительно-восстановительный потенциал — Окислительно-восстановительный потенциал в аналитической химии: полуреакции, гальванический элемент и электролиз, уравнение Нернста; влияние концентрации, кислотности раствора, комплексообразования и образования малорастворимых соединений; примеры расчёта потенциала и ЭДС; константа равновесия окислительно-восстановительной реакции.
    • Требования к реакциям и скорость окислительно-восстановительных реакций — Окислительно-восстановительное титрование с визуальными индикаторами: требования к реакциям (полнота, скорость, стехиометричность, фиксирование точки эквивалентности), точка эквивалентности и конечная точка титрования, титранты-окислители и восстановители; способы ускорения реакций — нагревание, катализаторы (внешний катализ ионами серебра, автокатализ ионами марганца), концентрация; индуцированные реакции и смесь Рейнгарда — Циммермана.
    • Кривые окислительно-восстановительного титрования — Кривая окислительно-восстановительного титрования на примере титрования железа(II) церием(IV): потенциал системы до точки эквивалентности, в точке эквивалентности и после неё, вывод формулы потенциала в точке эквивалентности, расчётная таблица и скачок титрования; от чего зависит форма кривой — концентрация, кислотность, комплексообразование.
    • Способы фиксирования точки эквивалентности. Red-Ox индикаторы — Как фиксируют точку эквивалентности в окислительно-восстановительном титровании: безиндикаторное титрование (перманганатометрия), специфические индикаторы (крахмал в иодометрии, определение восстановителей и окислителей), Red-Ox индикаторы — интервал перехода окраски, дифениламин и его производные, ферроин; расчёт индикаторной погрешности.
    • Методы окислительно-восстановительного титрования — Методы окислительно-восстановительного титрования по названию титранта: перманганатометрия (полуреакции в разных средах, устойчивость раствора, установочные вещества, определение органических веществ), иодометрия (прямые и косвенные определения, тиосульфат натрия), цериметрия, броматометрия (индикаторы, прямые и косвенные определения, 8-оксихинолин); ванадато-, титанато- и хроматометрия.
    • Предварительное окисление и восстановление — Вспомогательные реагенты для перевода определяемого элемента в нужную степень окисления перед окислительно-восстановительным титрованием: требования к ним; окислители — висмутат натрия, пероксодисульфат аммония, пероксид водорода; восстановители — H₂S и SO₂, хлорид олова(II), соли железа(II), металлы; редукторы Джонса и Вальдена и разделение железа и титана.
  • Комплексонометрия — Комплексонометрия — титрование растворами комплексонов: комплексные соединения в анализе, функционально-аналитические группы, комплексоны и ЭДТА, мольные доли форм ЭДТА, хелатный эффект, кривые комплексонометрического титрования, индикаторы и способы титрования.
    • Комплексные соединения в анализе. Комплексоны и ЭДТА — Комплексные соединения в аналитической химии: координационное число и дентатность, правило циклов Чугаева, функционально-аналитические группы и теория подобия Кузнецова; комплексоны I–III, ступенчатая диссоциация ЭДТА и мольные доли её форм; особенности комплексообразования с ЭДТА — состав 1 : 1, высокая устойчивость, хелатный эффект, способы повышения селективности.
    • Кривые комплексонометрического титрования — Кривые комплексонометрического титрования: константа устойчивости комплексоната и условная константа при постоянном pH, мольная доля Y⁴⁻, роль буферного раствора; расчёт pM до точки эквивалентности, в точке эквивалентности и после неё на примере титрования магния ЭДТА при pH 10; влияние pH и концентраций на скачок титрования.
    • Индикация конечной точки и способы комплексонометрического титрования — Как фиксируют конечную точку в комплексонометрии: металлохромные индикаторы (эриохромовый чёрный Т, мурексид); инструментальные методы — потенциометрия с ионоселективным электродом и с парой Fe³⁺/Fe²⁺, амперометрическое и кондуктометрическое титрование. Способы титрования: прямое, обратное, вытеснительное; расчёт массовой доли, стандартизация ЭДТА, определение жёсткости воды.
  • Оптические методы анализа — Оптические (спектроскопические) методы анализа: классификация, спектры испускания и поглощения, спектрофотометрия и закон Бугера — Ламберта — Бера, устройство фотометров и спектрофотометров, условия образования светопоглощающих соединений, атомно-абсорбционная спектроскопия.
    • Спектроскопические методы анализа. Классификация и общие положения — Оптические методы анализа: диапазоны излучения (УФ, видимый, ИК), абсорбционные и эмиссионные, атомные и молекулярные методы; классификация спектроскопии по типу оптических явлений, диапазону энергии и объектам; энергетические уровни, излучательные и безызлучательные переходы, спектры поглощения и испускания, эмиссия, люминесценция, флуоресценция и фосфоресценция.
    • Спектрофотометрия. Закон Бугера — Ламберта — Бера — Спектрофотометрия (молекулярно-абсорбционная спектроскопия): поглощённый, отражённый и рассеянный световой поток, светопропускание и оптическая плотность, закон Бугера — Ламберта — Бера, молярный коэффициент поглощения и чувствительность, избирательность светопоглощения — цвет поглощённого излучения и наблюдаемый цвет раствора, выбор длины волны.
    • Фотометры и спектрофотометры. Погрешность фотометрических измерений — Устройство фотометрических приборов: оптическая компенсация лепестковыми диафрагмами, двухлучевая схема (источник, зеркала, линзы, светофильтры, кюветы, фотоэлементы, нуль-гальванометр), её преимущества и недостатки; способы монохроматизации; диапазон измеряемых оптических плотностей, зависимость относительной погрешности от A и оптимальное значение A ≈ 0,44; обзорные спектры; сложение погрешностей в фотометрическом анализе.
    • Условия образования светопоглощающих соединений — Фотометрические реакции: аддитивность оптических плотностей, условие полного (99 %) связывания металла в светопоглощающий комплекс MRₙ и необходимый избыток реагента; влияние pH — реагенты-анионы сильных и слабых кислот (дитизон, 8-оксихинолин), реагенты-индикаторы (эриохромовый чёрный Т), ступенчатое комплексообразование на примере сульфосалицилатов железа(III).
    • Атомно-абсорбционная спектроскопия — Атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС): поглощение резонансных линий свободными атомами в основном состоянии, естественная и реальная ширина линии поглощения, почему нельзя использовать сплошной источник, условия Уолша, лампа с полым катодом и процессы в ней, электротермическая и пламенная атомизация, щелевая горелка, принципиальная схема спектрометра.
  • Хроматография — Хроматографические методы в аналитической химии: ионообменная хроматография — иониты, их синтез и классификация, неорганические иониты, коэффициент распределения и селективность, статическая и динамическая обменная ёмкость; схема высокоэффективного жидкостного хроматографа.
    • Ионообменная хроматография — Ионообменная хроматография в анализе: история ионного обмена, синтетические органические иониты (фенолформальдегидные и сульфированные стирол-дивинилбензольные смолы, катиониты и аниониты, ионогенные группы), неорганические иониты (силикагель, гидратированный диоксид и фосфат циркония), коэффициент распределения и константа ионного обмена, статическая и динамическая обменная ёмкость (СОЕ, ДОЕ, ПДОЕ), схема высокоэффективного жидкостного хроматографа.