Дополнение - раздел Химия, СБОРНИК ЗАДАЧ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Основные Математические Формулы, Знание Которых Необходимо Дл...
Основные математические формулы, знание которых необходимо для решения задач по аналитической химии:
рХ = -lgX, при этом Х = 10-рХ = 10lgX; логарифм числа 10n равен n т.е. lg10n = n; логарифм произведения чисел равен сумме логарифмов этих чисел: lg(A . B) = lgA + lgB; корень степени m числа 10n равен 10n/m, например, логарифм корня в степени m числа 10n равен lg= lg10n/m = lg10n = n/m. Так, логарифм корня квадратного 10-6 равен -6/2 =-3, например: 0,5. lg102 = lg102 = lg= lg101 =1.
Любое число в нулевой степени равно единице: X0 = 1; 100 = 1.
При замене натурального логарифма на десятичный необходимо помнить, что lnN =lgN/lge = 2,3. lgN, так как 1/lge = 2,3; где e = 2,71828…. При замене десятичного логарифма натуральным необходимо помнить, что lgN = lnN/ln10 =
атомная единица массы (а.е.м. – mu) – 1,66053886 . 10-27 кг,
объем одного моля идеального газа при нормальных условиях (н.у. – Т = 273,150К, Р = 1атм = 101325 Па) (VM) – 22,413995 . 10-3м3 . моль-1 = 22,413995 л . моль-1
Константа равновесия любого обратимого процесса равна отношению произведений молярных концентраций в степенях равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении, соответствующем данному процессу, продуктов процесса к произведению аналогичных величин исходных веществ или ионов. Например, для равновесного процесса: n1А + n2B ↔ n3C + n4D
Кравн. = Для равновесия осадок - раствор Кравн. - это произведение растворимости соли (ПР), для диссоциации слабых кислот и оснований - Кдисс., для образования комплексного иона - константа устойчивости комплексного иона (b) и.т.д.
При решении задач в сумме и разности малыми величинами можно пренебречь. В случае умножения или деления малыми величинами пренебрегать нельзя. Например, 100000 +1 = 100001 100000. Относительная ошибка в этом случае составит 0,001%. В случае 1000 . 0,001 = 1 величиной 0,001 нельзя пренебречь, так как ответ будет в 1000 раз больше. Ошибка в этом случае составит 100000%. Приближенными расчетами приходится пользоваться при решении задач, в которых необходимо рассчитать равновесную концентрацию иона, образующего осадок, слабо диссоциирующий электролит (кислоты и основания) или комплексное соединение с присутствующими в избытке ионами противоположного знака или нейтральными лигандами.
Последовательность решения задач.
1. Написать уравнения всех реакций и процессов (химических реакций, диссоциации или гидролиза электролитов, образования комплексов или осадка).
2. Написать выражения констант равновесия через концентрации веществ и ионов указанных процессов (произведение растворимости, константы диссоциации или гидролиза, константы устойчивости комплексов), которые являются математическими уравнениями для нахождения концентрации определяемого компонента.
3. В соответствии со стехиометрическими законами, на основании уравнений (пункт1) высчитываем количества (концентрации) всех компонентов, входящих в выражение констант в состоянии равновесия, обозначив концентрацию определяемого компонента через х.
4. Решаем уравнение (или несколько уравнений, если определяемое вещество участвует в нескольких процессах) относительно х.
5. Высчитываем значение параметра, зависящего от концентрации определяемого компонента (электродный потенциал, рН и.т.д).
Таблица основных математических формул методов аналитической химии
Закон эквивалентов для растворов реагирующих веществ
Сэкв. (А1 ) . V(А1) = Сэкв. (А2 ) . V(А2) = … Сэкв. (Аi ) . V(Аi), где Сэкв. – нормальная концентрация вещества в растворе, V – объем раствора
m(A) = mгр · fгр , где fгр –гравиметрический фактор, mгр – масса гравиметрической формы
ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА
Концентрация определяемого в методе прямого титрования
CВ= CТ . VТ/VВ
Концентрация определяемого в методе обратного титрования
Сэкв.(В) = (CТ1 . VТ1 – CТ2 . VТ2)/СВ
Концентрация определяемого в методе титрования по замещению
CВ= CТ2 . VТ2/VВ
рН в точке эквивалентности метода кислотно-основного титрования
pHт.э. = 7 – при титровании сильной кислоты и сильного основания
pHт.э. = 7 + 0,5 pKк + 0,5 . lgCсоли = 14 – рОН = 14 + lg- при титровании слабой кислоты
pHт.э. = 7 – 0,5 pKосн. – 0,5 . lgCсоли = -lg- при титровании слабого основания
Окислительно-восстановительное титрование
Уравнение Нернста
Е = Е0 + (0,059/n1) . lg ([Ox]/[Red])
Потенциал в точке эквивалентности
Е =(n1. E01 + n2. E02)/(n1 + n2), где E01 и E02 – стандартные электродные потенциалы пар окислителя и восстановителя реакции титрования, а n1 и n2 – число электронов в полуреакциях
Комплексонометрия
рМе в точке эквивалентности
= где С0 – первоначальная концентрация иона металла;
А = ε·ℓ·СM, где ε – молярный коэффициент поглощения, ℓ - толщина светопоглощающего слоя (кюветы), СМ – молярная концентрация раствора, А – оптическая плотность равная: А = -lgT = -lg(I/I0) =lg(I0/I), где I и I0 – соответственно интенсивности света, прошедшего через раствор и растворитель
Связь длины волны и частоты электромагнитного излучения
λ = с/ν ,где λ – длина волны, с – скорость света, ν – частота излучения
Факультет экологической медицины... Кафедра биохимии и биофизики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Дополнение
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Пырко А. Н.
Сборник задач и контрольные задания по аналитической химии / А. Н. Пырко. Мн. 2010. 140 с.
Сборник включает теоретические сведения основ аналитической химии
ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ
Все расчеты в химии вообще и в аналитической в частности основаны на законе эквивалентов: Вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах.
Эквивалент - это реальная или у
Способы выражения концентрации растворов
Все расчеты в аналитической химии осуществляются с использованием различных выражений концентраций веществ. Определение количества вещества в растворе – это определение его концентрации в данном ра
Связь различных способов выражения концентрации растворов
Очевидно, что значение концентрации растворенного вещества в данном растворе зависит от способа ее выражения, причем, существует определенная зависимость величин концентраций. Например, если концен
Ионная сила и рН растворов
Большинство аналитических определений осуществляется в растворах, поэтому необходимо знать их основные свойства. Важным свойством раствора является его ионная сила, которая определяется как полусум
Расчет рН растворов разных электролитов
При определении концентрации кислот и оснований важное значение имеет расчет рН растворов. Можно выделить несколько видов кислотно-основных растворов: сильной кислоты или основания, слабой кислоты
Решение типовых задач
1. Определить число эквивалентности гидроксида кальция z1 и дигидрофосфата алюминия z2 в реакции: 9 Ca(OH)2 + 2Al(H2PO4)3 = 2Al(OH)
Задачи для самостоятельного решения
1. К 100 мл 0,1 М раствора серной кислоты прибавили 100 мл 0,4 н раствора гидроксида натрия. Определить рН полученного раствора?
Ответ: рН = 13.
2. К 100 мл 0,2 н
ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ (ВЕСОВОЙ) МЕТОД АНАЛИЗА
Гравиметрический метод количественного анализа основан на точном измерении массы определяемого компонента, выделенного в свободном состоянии или в виде соединения определенного состава. Это ме
Общая характеристика метода
Гравиметрический метод широко используется для анализа различных объектов с высоким содержанием определяемого компонента. Достоинства метода: а) высокая точность (относительная погрешность
Решение типовых задач
1. При какой концентрации цианид-ионов кадмий (II) количественно осадится в виде Cd(CN)2? Решение:
равновесие Cd(CN)2 = Cd2+ + 2CN- характеризуе
Задачи для самостоятельного решения
1. Выпадет ли осадок SrSO4, если к 0,01 М раствору SrCl2 прибавить равный объем насыщенного раствора сульфата кальция? ПР(CaSO4) = 4,9 .10-5,
Задачи для самостоятельного решения
1. Сколько грамм NaОН необходимо взять чтобы приготовить 250 мл 0,1 н раствора?
Ответ: 2,0 г.
2. Сколько грамм 90%-ной серной кислоты надо взять, чтобы приготовить
Реакции в титриметрическом анализе
Реакции, лежащие в основе титриметрических методов, должны удовлетворять ряду требований. Главными из них являются следующие: 1) реакция должна протекать с большой скоростью, иначе нельзя
Общая характеристика метода
В основе метода лежит реакция передачи протона от титранта к определяемому веществу или наоборот: НА + В → НВ+ + А- кислота основание сопряженная кислота со
Выбор индикатора титрования
1-я т. э. соответствует рН = 4,5. В этой области лежит интервал перехода метилового оранжевого (DрН = 3,5 - 4,5). 2-я т. э. соответствует рН = 9,21. В этой области происходит изменение окр
Решение типовых задач
1. а) Определить молярную массу эквивалента Na3PO4 при титровании стандартным раствором HCl с индикатором метиловым оранжевым.
б) Определить молярную концентрацию экв
Задачи для самостоятельного решения
1 Рассчитать рН и степень диссоциации 0,1 М раствора HNO2. Как изменятся эти величины при добавлении к раствору нитрита калия до концентрации 0,5 моль/л? Kд(HN
МЕТОДЫ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ТИТРОВАНИЯ
Общая характеристика методов Методы окислительно-восстановительного титрования основаны на использовании окислительно-восстановительных реакций (ОВР). Аналитические возможности методов позв
Перманганатометрия
Основой метода являются реакции окисления восстановителей раствором КМnО4 Основные химические полуреакции: а) в кислой среде (рН<4): МnО4- + 8H
Условия проведения и аналитические возможности метода
Титрование проводят при пониженной или при комнатной температуре, так как при нагревании улетучивается иод, уменьшается чувствительность индикаторной реакции. Титрование проводят в
Задачи для самостоятельного решения
1. Определить фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента окислителя и восстановителя в реакции:
а) I2 + 2S2O32- = 2I
Общая характеристика метода
Метод является областью метода комплексометрии и основан на реакции образования прочных комплексов ионов металлов с комплексонами (комплексонатов). Комплексоны это полиаминополикарбоновые кисло
Условия проведения комплексонометрического титрования
1. Необходимо создать оптимальное значение рН. Нижняя граница оптимального для титрования значения рН определяется тем значением рН, при котором комплексонат еще достаточно устойчив. Верхняя границ
Решение типовых задач
1. Определить молярную концентрацию, рабочего раствора ЭДТА (комплексона III), если на титрование навески металлического цинка массой 0,0131 г, растворенного предварительно в кислоте, затратили 18,
Задачи для самостоятельного решения
1. Рассчитать равновесную концентрацию ионов кадмия в 0,1 М растворе [Cd(NH3)4]2+. β([Cd(NH3)4]2+ = 4 . 106
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Электрохимические методы анализа основаны на изучении и использовании окислительно-восстановительных процессов, протекающих на поверхности электрода или в приэлектродном слое раствора электролит
Основные электрохимические методы
Потенциометрия. В потенциометрических методах измеряется разность потенциалов между индикаторным электродом и электродом сравнения в отсутствие тока в электрохимической цепи. В этих условиях
Решение типовых задач
1. Элемент состоит из водородного электрода, опущенного в кровь и каломельного электрода насыщенного раствором KCl, потенциал которо- го равен 0,25В. Определить рН и [Н+] крови п
Задачи для самостоятельного решения
1 Рассчитать окислительно-восстановительный потенциал системы Ag+/Ag0 в 0,1 М растворе AgNO3. Как изменится потенциал при прибавлении к раствору эквивалентного коли
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Хроматография – это способ разделения смеси веществ на отдельные компоненты, основанный на явлении адсорбции и десорбции вещества на поверхности разделяющей подвижную и неподвижную фазы.
СПЕКТРОСКОПИЯ
Спектроскопические методы основаны на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом, т.е. на определении характеристик поглощаемого, испускаемого или рассеянного излучения.
Поглощение в УФ- и видимой областях
Спектры поглощения в УФ- и видимой областях содержат как качественную, так и количественную информацию о поглощающем веществе. Последнее и позволяет использовать их в аналитической химии. Поглощени
Люминесценция
Поглотив квант энергии электромагнитного излучения частица вещества переходит из основного, самого нижнего по энергии (S0) электронного состояния, в более высокое по энер
Инфракрасная (ИК) спектроскопия
Спектры поглощения в видимой и УФ-областях, о которых шла речь выше, возникают в результате электронных переходов в атомах и молекулах. Поглощение же в ИК-области обусловлено переходами между колеб
Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)
Метод ЯМР основан на резонансном поглощении электромагнитной энергии, обусловленном магнетизмом ядер. Это поглощение наблюдается в сильном магнитном поле, под действием которого энергетические уров
Масс-спектрометрия (МС)
Масс-спектрометрия – один из наиболее эффективных и широко применяющихся аналитических методов. Его отличают высокая селективность, чувствительность и точность.
Принцип метода состоит в то
Химические сенсоры
Химические сенсоры являются удобным аналитическим инструментом, который представляет интерес для исследователей и практиков. Постоянное развитие исследований приводит к созданию новых сенсоров, рас
Решение типовых задач
1. Рассчитать молярную концентрацию тирозина в растворе, если известно, что плотность поглощения (D) электромагнитного излучения с длиной волны λмакс. = 275 нм такого раствора в кюв
Задачи для самостоятельного решения
1. Комплекс катиона алюминия с индикатором комплексонометрического титрования ксиленовым оранжевым имеет максимум в спектре поглощения в водном растворе при λмакс. = 540 нм. Определ
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ПРОБА
Первой стадией методики анализа является отбор пробы. Погрешность, возникающую на стадии пробоотбора, часто вносят основной вклад в погрешность результата анализа.Аналитическая про
Отбор проб веществ разного агрегатного состояния
Газы: Используют вакуумные мерные колбы или бюретки с соответствующей запорной жидкостью а также контейнеры, а также контейнеры специальные, представляющие собой сосуды из нержавеющей стали, стекла
Получение лабораторной пробы
Генеральную пробу подвергают усреднению, которое подразумевает гомогенизацию и сокращение. Метод сокращения массы пробы - «квартование». Пробу высыпают на поверхность квадрата и делят по диагонали
Разложение пробы
Пробу необходимо перевести в физическую и химическую форму, приемлемую для анализа. Способы разложения пробы зависят от химического состава образца, природы определяемого образца, цели анализа и ис
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Васильев В.П. Аналитическая химия. Т.1. Титриметические и гравиметрический методы анализа. Москва: Дрофа, 2005. – 366 С.
2. Васильев В.П. Аналитическая химия. Т.2. Физико-химические мет
Аналитическая химия
(Вопросы к сдаче зачета)
1. Аналитическая химия (аналитика) и химический анализ. Классификация методов аналитической химии. Понятие о химических, физически
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
= lg10n/m = 
lg10n = n/m. 
Так, логарифм корня квадратного 10-6 равен -6/2 =-3, например: 0,5. lg102 = 
lg102 = lg
= lg101 =1.
.
Для равновесия осадок - раствор Кравн. - это произведение растворимости соли (ПР), для диссоциации слабых кислот и оснований - Кдисс., для образования комплексного иона - константа устойчивости комплексного иона (b) и.т.д.
100000. Относительная ошибка в этом случае составит 0,001%. В случае 1000 . 0,001 = 1 величиной 0,001 нельзя пренебречь, так как ответ будет в 1000 раз больше. Ошибка в этом случае составит 100000%. Приближенными расчетами приходится пользоваться при решении задач, в которых необходимо рассчитать равновесную концентрацию иона, образующего осадок, слабо диссоциирующий электролит (кислоты и основания) или комплексное соединение с присутствующими в избытке ионами противоположного знака или нейтральными лигандами.
; процентах: χ (Аi) = 
В случае процентного выражения массовой доли:
Cm = ω%.1000/M(100 – ω%) = 
= 0,5 рКк + 0,5 pCk = 
), так как рОН = -lg
= -lgKk – lg(Ck/Cсоли) = рКк – lg(Ck/Cсоли) = рКк – lgCk + lgСсоли.
= 14 – рКо + lgCo/Ccоли = 14 – рКо + lgCo – lgCcоли
= 
где С0 – первоначальная концентрация иона металла;
Новости и инфо для студентов