Краткая характеристика методов качественного анализа

Н. В. Степанова

 

КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Аналитическая химия» для студентов специальности 240300 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий» и направлений подготовки 240700.62 «Биотехнология» и 260100 «Продукты питания из растительного сырья» всех форм обучения

 

Бийск

Издательство Алтайского государственного технического

университета им. И.И.Ползунова

УДК 543. 06(075.8)

Рецензент: профессор, кандидат химических наук Ю.В. Мороженко

Работа подготовлена на кафедре общей химии и экспертизы товаров

Степанова, Н.В. Качественный анализ: методические рекомендации по выполнению лабораторной работы по курсу «Аналитическая химия» для студентов специальности 240300 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий» и направлений подготовки 240700.62 «Биотехнология» и 260100 «Продукты питания из растительного сырья» всех форм обучения / Н.В. Степанова; Алт. гос. техн. ун-т БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2013. –25 с.

 

В методических рекомендациях приведены теоретические сведения по теме данной лабораторной работы. Изложена методика проведения экспериментов. Для закрепления материала предусмотрены контрольные вопросы и задачи.

Работа выполнена в рамках современных требований СМК к изложению и качеству учебно-методического материала.

Методические рекомендации составлены в соответствии с государственными стандартами высшего образования указанной специальности и направлений.

 

УДК 543. 06(075.8)

 

 

Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры общей химии и экспертизы товаров

Протокол № 4 от 07.03. 2013 г

 

 

© Н. В. Степанова Н. В. 2013 © БТИ АлтГТУ, 2013

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………....
1 Теоретическая часть…………………………………………………..
1.1 Краткая характеристика методов качественного анализа………………
1.2 Основные операции качественного химического анализа…………….
1.3 Анализ смеси катионов и анионов…………………………………………
2 Экспериментальная часть………………………………………………….......
2.1 Лабораторная работа «Качественное определение катионов и анионов»………………………………………………………………………..
2. 2 Обработка результатов качественного анализа…………………………...
3 Методические рекомендации по оформлению отчета по лабораторной работе……………………………………………......................................................
4 Контрольные вопросы……………………………………………………...
5 Задачи……………………………………………………………………….
5.1 Решение типовых задач………………………………………………….
5.2 Задачи для самостоятельного решения……………………………….
6 Основные требования техники безопасности при работе в химичес- кой лаборатории………………………………………………………………
Литература…………………………………………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

Изучение дисциплины «Аналитическая химия» должно способствовать решению следующих задач:

- освоению студентами качественных и количественных химических методов анализа для оценки качества и идентификации органических, неорганических веществ, биологически активных веществ и лекарственных препаратов;

- изучению теоретических основ методов анализа сырья, готовой продукции и объектов окружающей среды;

- получению студентами прочных практических навыков в области физико-химических методов анализа, применяемых при аналитическом контроле производства заводскими лабораториями предприятий важнейших отраслей промышленности и в лабораториях НИИ.

Изучение дисциплины «Аналитическая химия» должно способствовать формированию у студентов следующих профессиональных компетенций по видам деятельности:

Направление подготовки 240700.62 «Биотехнология»

- стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, приобретать новые знания в области техники и технологии, математики, естественных, гуманитарных, социальных и экономических наук (ОК-7);

- быть способным и готовым использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);

- использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы (ПК-2);

- уметь работать с научно-технической информацией, уметь использовать отечественный и зарубежный опыт в профессиональной деятельности, систематизировать и обобщать информацию по использованию ресурсов производства (ПК-6);

- владеть планированием эксперимента, обработкой и анализом полученных результатов (ПК-8).

Направление подготовки 260100 «Продукты питания из растительного сырья»

- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

- обладать способностью определять и анализировать свойства сырья и полуфабрикатов, влияющие на оптимизацию технологического процесса и качест

 

 

во готовой продукции, ресурсосбережение, эффективность и надежность процессов производства (ПК-4).

Специализация 240301 «Химическая технология органических соединений азота», 24030 «Химическая технология полимерных композиций, порохов и твердых ракетных топлви» и 240305.65 «Автоматизированное производство химических предприятий»

- обладать пониманием экологических и технологических последствий своей профессиональной деятельности, роли охраны окружающей среды и рационального природопользования для сохранения и развития цивилизации (ОК-10);

- обладать способностью применять современные методы исследования, проводить стандартные и сертифицированные испытания материалов, изделий и технологических процессов (ПК-21);

- обладать способностью планировать и проводить необходимый эксперимент, корректно обрабатывать его результаты и анализировать полученные результаты (ПК-22);

- обладать способностью изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследований (ПК-23).

 

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Основные операции качественного химического

Анализа

Основные операции качественного анализа связаны с проведением реакций обнаружения (идентификации) и реакций разделения (отделения) ионов. В практикуме качественного анализа обычно используют полумикрометод (при проведении систематических реакций и в ходе анализа) и микрометод (при выполнении микрокристаллоскопических и капельных реакций). Реакции можно проводить:

1) «мокрым» и «сухим» путем. Химический анализ в растворах называют анализом мокрым путем. Для растворения анализируемого вещества применяют дистиллированную воду, уксусную и минеральные кислоты, органические растворители.

В некоторых случаях вещества анализируют сухим путем, без перевода их в раствор. Обычно такой анализ сводится к испытанию способности вещества окрашивать бесцветное пламя в характерный цвет или придавать определенную окраску сплаву, полученному при нагревании анализируемого вещества с другим веществом. Для проведения испытания платиновую проволоку нагревают в пламени горелки и быстро вносят в сухое анализируемое вещество или его смесь с фосфатом натрия или бурой. Вещество или смесь прилипает к проволоке, её опускают в HCl, образующаяся при этом хлористые соединения обладают большой летучестью и окрашивают бесцветное пламя в характерный для исследуемого элемента цвет;

2) микрокристаллическим методом анализа.Этот метод анализа основан на обнаружении соединений тех или иных элементов при помощи реакций, в результате которых образуются соединения, обладающие характерной формой кристаллов. Кристаллы характерной формы получают при работе с чистым веществом путем внесения капли раствора или кристалла реактива в каплю исследуемого вещества, помещенную на предметном стекле. Через некоторое время появляются кристаллы определенного цвета и формы, которые рассматривают в микроскоп;

 

3 ) капельным и пробирочным методом. Большое значение в аналитической химии приобрел т.н. капельный анализ. При капельном анализе проводят отдельные реакции на фарфоровых или стеклянных пластинках или на фильтровальной бумаге. При этом на пластинку или на бумагу наносят каплю испытуемого раствора и каплю реактива, вызывающего характерное цветное окрашивание или образование кристаллов. Этот метод анализа применим не всегда, тем не менее он служит хорошим средством исследования.

4) бесстружковым методом анализа. Этот метод используют для анализа черных, цветных и драгоценных металлов. Он позволяет сохранить целостный и внешний вид образцов. При бесстружковом методе анализа каплю растворителя металла наносят на поверхность образца. Образовавшийся раствор снимают с поверхности металла капилляром. Затем с полученным раствором проводят соответствующие реакции.

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Обнаружение катионов

2. 1. 2. 1 Обнаружение NH⁺₄

Для обнаружения иона аммония используют два способа:

1) реакция со щелочью. 2–3 капли раствора или соли аммония обрабатывают несколькими каплями 2н раствора щёлочи. Выделяющийся газообразный аммиак обнаруживают по изменению цвета индикаторной бумаги или в обычной пробирке, обращая внимание на запах выделяющегося газа. Едкие щёлочи разлагают соли аммония с выделением газообразного аммиака:

NH₄Cl + NaOH = NH₄OH + NaCl;

NH₄OH = NH₃ ↑₊ H₂O;

 

2) Реакция с реактивом Несслера. 2–3 капли испытуемого раствора обрабатывают избытком щёлочи для осаждения окрашенных гидроксидов, мешающих наблюдению окраски осадка, образующегося в результате реакции катиона аммония с реактивом Несслера.

Осадок гидроксидов отделяют от раствора центрифугированием и к центрифугату добавляют реактив Несслера. Реактив Несслера (смесь комплексной соли K₂[HgJ₄c KOH) образует с катионом NH₄⁺ красно-бурый осадок:

 

NH₄Cl +2K₂[HgJ₄] + 4KOH = [ O<Hg-Hg>NH₂ ]J¯ +KCl +7KJ+ 3H₂O.

2.1.2. 3 Обнаружение Са²⁺

Для обнаружения иона Са²⁺ используют два метода:

1) микрокристаллоскопическая реакция в виде гипса. К 1–2 каплям испытуемого раствора добавляют 1 каплю 2 М раствора H₂SO₄, дают постоять несколько минут, отделяют осадок от раствора. Каплю раствора переносят на предметное стекло, выпаривают до появления каемки и рассматривают кристаллы под микроскопом:

CaCl₂ + H₂SO₄ = CaSO₄¯ + 2HCl;

 

2) окрашивание пламени:

Летучие соли кальция окрашивают бесцветное пламя горелки в кирпично-красный цвет.

2.1.2.4 Обнаружение Fe²⁺ и Fe³⁺

Ионы Fе²⁺ и Fe³⁺ необходимо обнаруживать из первоначального раствора, поскольку в ходе анализа при действии ряда групповых реагентов (H₂S, NaOH, H₂O₂ и др.) происходит изменение степени окисления ионов железа.

Обнаружение Fe²⁺: к 1–2 каплям испытуемого раствора добавляют 1–2 капли HCl (1:1) и 1–2 капли K₃[Fe(CN)₆]. Образование характерного тёмно-синего осадка (турнбулевой сини) указывает на присутствие Fe²⁺:

 

3 Fe²⁺ + 2[Fe(CN)₆]^3- = Fe₃[ Fe(CN)₆ ]₂¯;

 

Обнаружение Fe³⁺: к 1–2 каплям испытуемого раствора добавляют 1–2 капли HCl (1:1) и 1–2 капли K₄ [Fe(CN)₆]. Образование характерного синего осадка (берлинская лазурь) указывает на присутствие Fe³⁺:

4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆ ]^4- = Fe₄[Fe(CN)₆ ]¯.

 

2.1.2.5 Обнаружение Co²⁺, Ni²⁺, Cr³⁺

Указанные катионы обладают специфическими реакциями, что позволяет обнаруживать их в отдельных порциях первоначального раствора.

Обнаружение Co^{2 +}: к 2–3 каплям испытуемого раствора добавляют раствор CH₃COONa для создания рН 4–5, добавляют несколько капель раствора NH₄F (или NaF) для связывания Fe³⁺ в комплекс, несколько капель NH₄NCS и экстрагируют изоамиловым спиртом:

 

CoCl₂ + 4NH₄NCS = (NH₄)₂[ Co(NCS)₄] + 2NH₄Cl.

 

Тетрароданокобальтат аммония имеет сине-голубую окраску. В присутствии комплексного соединения [Co(CNS)]^2- органический слой растворителя окрашивается в синий цвет.

Обнаружение Ni^{2 +} : к 1–2 каплям испытуемого раствора добавляют раствор NH₄F (или NaF) для связывания Fe³⁺ и Cu²⁺, добавляют водный раствор аммиака (NH₄OH) до запаха и 1–2 капли раствора диметилглиоксима (C₄H₈N₂O₂). В присутствии Ni²⁺ образуется характерный осадок ало-красного цвета.

 

NiSO₄ + 2NH₄OH + 2C₄H₈N₂O₂ = Ni(C₄H₇N₂O₂) ¯ + (NH₄)₂SO₄ + 2H₂О).

 

Обнаружение Cr^{3 +}: к 3–4 каплям испытуемого раствора добавляют 3–4 капли 30 %-ного раствора CH₃COOH, 3–4 капли раствора CH₃COONa и избыток (10–12 капель) 5 %-ного раствора ЭДТА (комплексона 3). Содержимое пробирки нагревают на водяной бане. В присутствии Cr³⁺ появляется фиолетовая окраска комплексного соединения Cr³⁺ c ЭДТА.

Обнаружение анионов

2. 1. 3. 1 Обнаружение сульфат - иона SO₄^2-

Для обнаружения SO₄^2- применяют реакцию с BaCl₂ (хлоридом бария). К 3–4 каплям раствора, содержащего сульфат-иона, прибавляют 2–3 капли раствора хлорида бария:

Ba²⁺ + SO₄^2- =ВaSO₄ ¯ _.

 

Cульфат бария обрабатывают 2М раствором HNO₃ или HCl, при этом осадок не должен растворяться.

2.1.3.2 Обнаружение карбонат - иона СO₃^2-

Для обнаружения аниона CO₃^2- применяют следующую специфическую реакцию: в пробирку помещают 5–6 капель исследуемого раствора, приливают такой же объем 2М соляной кислоты HCl. Кислоты разлагают соли угольной кислоты с выделением углекислого газа:

 

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂CO₃ ;

H₂CO₃ = H₂O + CO₂­.

 

Анион CO₃^2- обнаруживают по появлению пузырьков углекислого газа.

2.1.3.3 Обнаружение хлорид - иона Cl^-

Обнаружение проводят в следующей последовательности: в коническую пробирку к 2–3 каплям исследуемого раствора прибавляют 1–2 капли раствора нитрата серебра. Образование белого творожистого осадка свидетельствует о присутствии ионов Cl^-:

 

Ag⁺ + Cl^- = AgCl¯

 

2.1.3.4 Обнаружение нитрат-аниона NO₃^-

Для открытия нитрат-аниона NO₃^- используют следующую реакцию: на чистое и сухое стекло помещают 4–5 капель раствора дифениламина (С₆Н₅NH С₆Н₅) в концентрированной серной кислоте. Вносят туда же каплю испытуемого раствора и перемешивают. В присутствии аниона NO₃^- появляется интенсивно синяя окраска, обусловленная образованием солей дифенилбензидина.

2.1.3.5 Обнаружение ацетат-анионов СH₃COO^-

Cерная кислота, взаимодействуя с ацетатами, вытесняет из них свободную уксусную кислоту, которая, улетучиваясь при нагревании, придает раствору специфический запах уксуса. В пробирку помещают 5–6 капель исследуемого раствора и добавляют 2 капли концентрированной серной кислоты, осторожно нагревают. Уксусную кислоту обнаруживают по запаху:

2CH₃COOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2CH₃COOH.

 

Результаты определения катионов и анионов в анализируемом объекте заносят в лабораторный журнал и таблицу 3.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОФОРМЛЕНИЮ

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Сформулируйте задачи качественного и количественного анализа.

2. Какими методами и способами можно проводить качественный анализ?

3. В чем заключается сущность дробного и систематического анализа?

4. Какие массы и объёмы анализируемых веществ соответствуют макро-, микро- и полумикроанализу?

5. В чём заключается суть «сухого метода анализа»?

6. На чем основана кислотно-основная классификация катионов?

7. Какие группы анионов Вы знаете? На чём основана их классификация?

8.С помощью каких уравнений химической реакции анализировали неизвестный образец?

9. Какова методика проведения лабораторной работы?

10. Как можно открыть анион СO₃^2- в присутствии SO₃^2- и PO₄^3-? Напишите уравнения реакций.

 

ЗАДАЧИ

 

Примеры решения задач

Задача 1

Вычислите: а) массовую долю в ω %; б) молярную (См); в) нормальную (С_N); г) моляльную (С_m) концентрации раствора Н₃РО₄, полученного при растворении 18 г кислоты в 282 см³ воды, если плотность его 1,031 г/см³. Чему равен титр (Т) этого раствора?

 

Дано: m(Н3РО4) = 18 г. V(Н2О) = 282 см^3 ρ=1,031 г/см^3	Решение: а) массовая доля в процентах показывает число граммов (единиц массы) вещества, содержащееся в 100 г (единиц масс) раствора.
Найти: ω%, См, СN,Сm, Т-?	Так как массу 282 см^3воды можно принять равной 282 г, то масса полученного раствора 18 + 282 = 300 г и, следовательно:

300 — 18

100 — ω (%)

ω (%)= 100^.18/300=6 %;

б) мольно-объемная концентрация, или молярная концентрация, показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Масса 1 л раствора V∙ρ = 1000 ∙ 1,031 =1031 г. Составляем пропорцию:

300 — 18

1031 — Х

х= 1031^.18/300=61,86 г.

 

Молярность раствора получим делением числа граммов Н₃РО₄ в 1 л раствора на молекулярную массу Н₃РО₄:

С_м= 61,86/97,99 = 0,63 М;

 

в) нормальная концентрация, или нормальность, показывает число моль-эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Так как 1 г-экв Н₃РО₄ = М/3=97,99/3 = 32,66 г, то

С_N = 61,86/32,66=1,89н;

г) мольно-весовая концентрация, или моляльность, показывает число грамм-молекул растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Массу Н₃РО₄ в 1000 г растворителя находим из соотношения:

282 — 18

1000 — Х

Х=1000^.18/282 = 68,83.

Отсюда

С_m = 63,83/97,99 = 0,65 м;

д) титром раствора называется количество граммов растворенного вещества в 1 см³ (мл) раствора. Так как в 1 л раствора содержится 61,86 г кислоты, то

Т = 61,86/1000 = 0,06186 г/см³.

Зная нормальность раствора и молярную массу эквивалента растворенного вещества, титр легко найти по формуле

 

Т = С_н^. М_э(х) /1000.

 

Ответ: ω (%)= 6%, С_м=0,63 М; С_m = 0,65 м, Т = 0,06186 г/см³.

Задача 2

На нейтрализацию 50 см³ раствора кислоты израсходовано 25 см³ 6,5 н. раствора щелочи. Чему равна нормальность кислоты?

 

Дано: V1 = 50см^3 V2 = 25 см^3 СN2 = 6,5 н	Решение: Так как вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных количествах, то растворы равной нормальности реагируют в равных объемах. При нормальностях объемы растворов реагирующих веществ обратнопропорциональны их нормальностям, т. е.
Найти: СN1 -?

 

V₁/ V₂= С_N2/ С_N1, или V₁^. C_N1= V₂^.С_N2;

50^.С_N1 = 25^.0,5, откуда С_N1 =25^.0,5/50= 0,25 н.

Ответ: С_N1 = 0,25 н.

Задача 3

К 1 л 10 %-ного раствора КОН (ρ₁ = 1,092 г/см³) прибавили 0,5 л 5 %-ного раствора КОН (ρ₂ = 1,045 г/см³). Объем смеси довели до 2 л. Вычисляем молярную концентрацию полученного раствора.

Дано: V1 = 1 л ω1% = 10% ρ1 = 1,092 г/см^3 V2 = 0,5 л ω2% = 5% ρ2 = 1,045 г/ см^3 V3 = 2л	Решение: Масса одного литра 10 %-ного раствора КОН 1092 г. В этом растворе содержится   1092^.10/100= 109,2 г КОН.
Найти: СМ?

 

Масса 0,5 л 5 %-ного раствора 1045^.0,5 = 522,5 г. В растворе содержится КОН:

522,5^.5/100= 26,125 г КОН.

В общем объеме полученного раствора (2 л) масса КОН составляет 109,2 +26,125 = 135,325 г. Отсюда молярность этого раствора:

С_м= 135,325/2^.56,1 = 1,2 М,

где 56,1— молярная масса КОН

Ответ: С_м = 1,2 М.

Задача 4

Какой объем 96 %-ной кислоты, плотность которой 1,84 г/см³, потребуется для приготовления 3 л 0,4 н раствора?

Дано: ω1% = 96% ρ = 1,84 г/см^3 V2 = 3 л СN2 = 0,4 н.	Решение: Молярная масса эквивалента H2SO4 = М/2 = 98,08/2= 49,04 г/моль-экв. Для приготовления 3 л 0,4 н. раствора требуется 49,04^. 0,4^.3 = 58,848 г H2SО4. Масса 1 см^3 96 %-ной кислоты 1,84 г. В этом растворе содержится:
Найти: V1 -?

 

1,84^.96/100 = 1,766 г Н₂SO₄.

Следовательно, для приготовления 3 л 0,4 н. раствора надо взять:

58,848 /1,766 == 33,32 см³ этой кислоты.

Ответ: V₁ = 33,32 см³.

5.1.2 Задачи для самостоятельного решения

1. Какова массовая доля H₂SO₄ (в %) в растворе, полученном смешиванием 400 мл 70 %-го раствора кислоты (r=1,61 г/см³) и 500 мл воды?

2. Смешали 500 мл 32%-ного раствора азотной кислоты (r=1,2 г/см³) и 1 л воды. Какова массовая доля полученного раствора в %?

3. Сколько воды надо прибавить к 100 мл 48 %-го раствора азотной кислоты (r=1,303 г/см³), чтобы получить раствор с массовой долей 20 %?

4. Смешали 50 мл раствора серной кислоты, массовая доля H₂SO₄ в котором 50 % и плотность 1,4 г/см³, и 400 мл раствора кислоты, массовая доля H₂SO₄ в котором 10 % и плотность 1,07 г/см³. Определить массовую долю в процентах полученного раствора.

5. Какой объём раствора соляной кислоты, массовая доля в HCl в котором 20 % и плотность 1100 кг/м³ требуется для приготовления 1 л раствора этой кислоты с массовой долей HCl 10,17 % и плотностью 1050 кг/м³?

6. Из 700 мл раствора соляной кислоты с массовой долей HCl 60 % и плотностью 1,498 г/мл^{3 ­­} упариванием удалили 200 г воды. Чему равна концентрация оставшегося раствора?

7. Какой объём раствора КОН с плотностью 1,538 г/см³ и массовой долей 50 % требуется для приготовления 3 л раствора с плотностью 1,048 г/см³ и массовой долей 6 %.

8. Сколько литров воды нужно прибавить к 1 л 10 %-ного раствора аммиака (r=0,958 г/см³), чтобы получить 1,2 %-ный его раствор?

9. Смешали 10 см³ 10 %-го раствора азотной кислоты (плотность 1,056 г/см³) и 100 мл 30 %-го раствора азотной кислоты (плотность 1,184 г/см³). Вычислите массовую долю азотной кислоты полученного раствора.

10. Сколько миллилитров 5 %-ного (плотность 1,045 г/см³) и 30 %-го (плотность 1,299 г/см³) раствора едкого кали требуется для приготовления 500 мл 10 %-го раствора?

Задачи на расчёт рН

Примеры решения задач

 

Внимание! При расчете рН следует использовать молярную концентрацию ионов Н⁺ и ОН^- (С(Н⁺), С(ОН^-), моль/л).

Задача1

Рассчитать рН в 0,025 М растворе хлороводородной кислоты.
Решение: HCl – это сильная кислота, поэтому

pH = – lg 0,025 = 1,6

 

Задача 2

Рассчитать рН 0,015 М раствора муравьиной кислоты.

Решение: HCOOH — слабая кислота, поэтому

, следовательно

= 5,4^.10^-4

рН= – lg 5,4

 

Задача 3

Вычислите рН раствора NaOH, полученного разбавлением 10 мл раствора NaOH с w = 20 % до объема 500 мл.

Решение: Находим плотность раствора NaOH с w = 20 %, r = 1,219 г/см³. Рассчитаем массу NaOH в 10 мл раствора:

100 мл раствора содержит 20 г

10,0 мл раствора «–» х

х^. 10^. 20^. r/100 = 10^. 20^. 1,219/100 = 2,438 г.

Находим молярную концентрацию полученного раствора NaOH. В 500 мл раствора содержится 2,438 г NaOH, а в 1 л 4,876 г, М_NaOH = 40 г/моль, С = 4,876/40 = 0,1219 моль/л. Считая ионизацию NaOH полной, имеем С(ОН^-) = 0,1219 моль/л.

рОН = – lg С(ОН^-) = – lg 0,1219 = 0,91.

5.2.2 Задачи для самостоятельного решения

1. Найти рН растворов, содержащих: а) [H⁺] = 2,0 ^.10^{- 4} г- ион/дм³ и

б) [OH^-] = 8,0^.10^-3 г- ион/дм³.

2. Чему равна концентрация ацетат-иона в 0,001М растворе уксусной кислоты?

 

3. Рассчитать значения рН раствора, полученного при сливании 40 см³ 0,2 М раствора уксусной кислоты и 20 см³ 0,1 М раствора гидроксида натрия.

4. Рассчитать рН и степень диссоциации 1М раствора гидроксида аммония.

5. К 15,00 см³ 0,1 М раствора КОН добавлено 17,50 см³ 0,084 М раствора НС1.

6. К 50,00 см³ 0,1 М раствора НСl добавлено 49,95 см³ 0,1 М рас­твора NaOH.

7. К 20,00 см³ 0,12 М раствора NaOH добавлено 5,20 см³ 0,24 М рас­твора НСl.

8. К 15,00 см³ 0,1М раствора едкого калия добавлено 18,15 см³ 0,084 М раствора азотной кислоты.

9.Рассчитать рН в 0,025 М растворе хлороводородной кислоты.

10.Рассчитать рН 0,01 М раствора уксусной кислоты.

 

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

При работе в лаборатории аналитической химии следует соблюдать следующие правила:

1. К работе допускаются лица, прошедшие инструктаж и обучение безопасным методам работы.

2. Нарушивший правила ТБ подвергается в обязательном порядке внеочередному инструктажу и проверке знаний.

3. Каждый работающий должен иметь халат и салфетку для вытирания посуды.

4. Категорически запрещается в лаборатории принимать пищу и пить воду.

5. До начала выполнения эксперимента необходимо изучить свойства веществ, с которыми предстоит работать, а также методику выполнения эксперимента.

6. Категорически запрещается выполнение любых экспериментов, не предусмотренных планом лабораторных работ.

7. Работы, связанные с использованием летучих и неприятно пахнущих веществ, а также с концентрированными кислотами, необходимо выполнять только в вытяжном шкафу.

8. При работе с концентрированными растворами кислот и щелочей надевать защитные очки или маску.

9. В лаборатории запрещается носить контактные линзы, ювелирные изделия, широкополую одежду и длинные волосы.

10. При применении хромовой смеси для мытья посуды необходимо соблюдать особую осторожность, т.к. она может причинить химические ожоги.

11. При использовании электронагревательных приборов нужно проверить заземление приборов и их исправность.

12. По окончании работы следует убрать рабочее место, вымыть посуду, выключить приборы, сдать рабочее место дежурному студенту или преподавателю.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Аналитическая химия. В 3 т. Т.1 Методы идентификации и определения веществ: учеб. для студ. вузов /А. А. Белюстин [и др.]; под ред. Л. Н. Москвина. – М: Издательский центр Аакадемия», 2008. - 576 с.

2. Васильев, В. П. Аналитическая химия. В 2 кн. Кн. 1. Аналитическая химияя / В. П. Васильев. – М: Дрофа, 2003. - 384 с.

 

3. Основы аналитической химии /под ред. Ю. А. Золотова.—М.: Химия, 1999. — Кн. 1-2. - 380 с.

4. Кунце, У., Основы качественного и количественного анализа./У. Кунце, Г. Шведт. – М.: Мир,1997. - 424 с.

 

Министерство образования и науки РФ

Бийский технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет

Им. И.И. Ползунова»

 

 

Н. В.Степанова

КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

Методические рекомендации для выполнения лабораторной работы по дисциплине «Аналитическая химия» для студентов специальности 240300 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий», направлений подготовки 240700.62«Биотехнология» и 260100 «Продукты питания из растительного сырья» всех форм обучения

 

Н. В.Степанова

Зав. кафедрой……………………...…………....А.Л. Верещагин

 

Председатель ФК МКО………………..………В.В. Еремина

 

Нормоконтролер………………............……….Е.А. Морозова

 

Зав. библиотекой……………………….……….О.В. Перышкина

 

Редактор…………………….…………………...

 

Первый зам. директора по УР…………..… ….В.А. Харитонов

 

Бийск

Издательство Алтайского государственного технического

университета им. И.И. Ползунова

 

Н. В. Степанова

 

КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Аналитическая химия» для студентов специальности 240300 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий» и направлений подготовки 240700.62 «Биотехнология» и 260100 «Продукты питания из растительного сырья» всех форм обучения

 

Бийск

Издательство Алтайского государственного технического

университета им. И.И.Ползунова

УДК 543. 06(075.8)

Рецензент: профессор, кандидат химических наук Ю.В. Мороженко

Работа подготовлена на кафедре общей химии и экспертизы товаров

Степанова, Н.В. Качественный анализ: методические рекомендации по выполнению лабораторной работы по курсу «Аналитическая химия» для студентов специальности 240300 «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий» и направлений подготовки 240700.62 «Биотехнология» и 260100 «Продукты питания из растительного сырья» всех форм обучения / Н.В. Степанова; Алт. гос. техн. ун-т БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2013. –25 с.

 

В методических рекомендациях приведены теоретические сведения по теме данной лабораторной работы. Изложена методика проведения экспериментов. Для закрепления материала предусмотрены контрольные вопросы и задачи.

Работа выполнена в рамках современных требований СМК к изложению и качеству учебно-методического материала.

Методические рекомендации составлены в соответствии с государственными стандартами высшего образования указанной специальности и направлений.

 

УДК 543. 06(075.8)

 

 

Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры общей химии и экспертизы товаров

Протокол № 4 от 07.03. 2013 г

 

 

© Н. В. Степанова Н. В. 2013 © БТИ АлтГТУ, 2013

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………....
1 Теоретическая часть…………………………………………………..
1.1 Краткая характеристика методов качественного анализа………………
1.2 Основные операции качественного химического анализа…………….
1.3 Анализ смеси катионов и анионов…………………………………………
2 Экспериментальная часть………………………………………………….......
2.1 Лабораторная работа «Качественное определение катионов и анионов»………………………………………………………………………..
2. 2 Обработка результатов качественного анализа…………………………...
3 Методические рекомендации по оформлению отчета по лабораторной работе……………………………………………......................................................
4 Контрольные вопросы……………………………………………………...
5 Задачи……………………………………………………………………….
5.1 Решение типовых задач………………………………………………….
5.2 Задачи для самостоятельного решения……………………………….
6 Основные требования техники безопасности при работе в химичес- кой лаборатории………………………………………………………………
Литература…………………………………………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

Изучение дисциплины «Аналитическая химия» должно способствовать решению следующих задач:

- освоению студентами качественных и количественных химических методов анализа для оценки качества и идентификации органических, неорганических веществ, биологически активных веществ и лекарственных препаратов;

- изучению теоретических основ методов анализа сырья, готовой продукции и объектов окружающей среды;

- получению студентами прочных практических навыков в области физико-химических методов анализа, применяемых при аналитическом контроле производства заводскими лабораториями предприятий важнейших отраслей промышленности и в лабораториях НИИ.

Изучение дисциплины «Аналитическая химия» должно способствовать формированию у студентов следующих профессиональных компетенций по видам деятельности:

Направление подготовки 240700.62 «Биотехнология»

- стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, приобретать новые знания в области техники и технологии, математики, естественных, гуманитарных, социальных и экономических наук (ОК-7);

- быть способным и готовым использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);

- использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы (ПК-2);

- уметь работать с научно-технической информацией, уметь использовать отечественный и зарубежный опыт в профессиональной деятельности, систематизировать и обобщать информацию по использованию ресурсов производства (ПК-6);

- владеть планированием эксперимента, обработкой и анализом полученных результатов (ПК-8).

Направление подготовки 260100 «Продукты питания из растительного сырья»

- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

- обладать способностью определять и анализировать свойства сырья и полуфабрикатов, влияющие на оптимизацию технологического процесса и качест