Техника безопасности в химическом анализе

ВОПРОСЫ К ЗАНЯТИЯМ

По аналитической химии

 

для студентов 2 курса очного отделения микробиологического факультета

 

Уфа – 2008

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Предмет аналитической химии, требования к методам анализа. Техника безопасности в химическом анализе……………………………….………….…3-4

2 - 3. Кислотно-основные равновесия……………………..………..…................4-5

4. Гетерогенные равновесия и равновесия комплексообразования …………...5-6

5. Окислительно-восстановительные равновесия…………………………….....6-7

6. Контрольная работа № 1…..…………………………………………………..8-10

7. Количественный химический анализ. Метрологические основы аналитической химии……………………………………………………….…..10-12

8. Титриметрический анализ. Основные термины, формулы расчета ….......12-13

9. Кислотно-основное титрование. Правила работы с мерной посудой и аналитическими весами………………………………………………………...13-15

10. Комплексонометрическое титрование………………………………….....15-16

11. Методы окислительно-восстановительного титрования. Перманганатометрия …………………………………………………….…......16-18

12.Йодометрия..……………………………………………………………...….18-19

13. Контрольная работа № 2…..…………………………………………….….19-23

14. Оптические методы анализа. Спектрофотометрия в УФ - и видимой области…………..................................................................................................23-24

15. Электрохимические методы анализа. Потенциометрия ……….………...24-25

16. Хроматографические методы анализа……….…………………...………25-26

17. Зачетное занятие…………………………………………………………….26-32

 

 

ЗАНЯТИЕ № 1 (семинар)

Тема: Предмет аналитической химии, требования к методам анализа.

Техника безопасности в химическом анализе

1. Предмет аналитической химии. Техника безопасности в химическом анализе.

2. Основные понятия аналитической химии: метод анализа, методика анализа, качественный анализ, количественный анализ, элементный анализ, функциональный анализ, молекулярный анализ.

3. Классификация методов анализа: химический, инструментальный (физический и физико – химический), биологический. Требования к методам анализа.

4. Аналитические признаки веществ и аналитические реакции. Типы аналитических реакций и реагентов (специфические, селективные, групповые).

5. Чувствительность аналитических реакций. Характеристика чувствительности аналитических реакций. Расчетные формулы.

6. Выбор реакций для анализа (по селективности, по чувствительности).

Литература:

Основная:

1. Основы аналитической химии/ под ред. Ю.А. Золотова Кн.1. – М.: Высшая школа, 1999. – С. 8-11, 30-35, 54-55.

2. Харитонов Ю.А. Аналитическая химия (аналитика). Кн.1. – М.: Высшая школа, 2001. – С. 6-22.

3. Лекционный материал.

Дополнительная:

1. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. Ч.1. – М.: Высшая школа, 1982. – С.7-10, 12-16.

2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Кн.1. – М.: Химия, 1976. – С.13-18.

3. Практикум по аналитической химии / Под ред. В.Д. Пономарева, Л.И.Ивановой. – М.: Высшая школа, 1983. – С.5-17.

4. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 1: Титриметрические и гравиметрический методы анализа. М.:- Дрофа, 2003. – С. 5-8, 16-23.

ЗАНЯТИЕ № 2-3

Тема: Кислотно-основные равновесия

1. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации. Концентрация и активность ионов в растворе. Ионная сила раствора, влияние ионной силы раствора на коэффициенты активности ионов.

2. Закон действующих масс. Химическое равновесие. Константа химического равновесия: термодинамическая, реальная (концентрационная), условная.

3. Кислотно-основные равновесия. Понятия кислоты, основания, амфолита. Протолитическая теория кислот и оснований. Протолитические равновесия в воде.

4. Растворители, классификация. Нивелирующее и дифференцирующее действия растворителей.

5. Автопротолиз растворителей (на примере воды). Показатель рН. Характеристика рН водных растворов электролитов.

6. Расчет рН растворов сильных кислот и сильных оснований.

7. Характеристика силы слабых кислот. Константа кислотности, показатель константы кислотности. Расчет рН растворов слабых кислот.

8. Характеристика силы слабых оснований. Константа основности, показатель константы основности. Расчет рН растворов слабых оснований.

9. Буферные системы (растворы). Классификация. Буферная емкость. Факторы, влияющие на буферную емкость.

10. Буферные системы, содержащие слабую кислоту и ее соль. Расчет рН.

11. Буферные системы, содержащие слабое основание и его соль. Расчет рН.

12. Биологически важные буферы.

Литература:

Основная:

1. Основы аналитической химии/ под ред. Ю.А. Золотова Кн.1. – М.: Высшая школа, 1999. – С.117-138.

2. Харитонов Ю.А. Аналитическая химия (аналитика). Кн.1. – М.: Высшая школа, 2001. – С. 110-126, 135-140.

3. Лекционный материал.

Дополнительная:

1. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. Ч.1. – М.: Высшая школа, 1982. – С. 37-61.

2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Кн.1. – М.: Химия, 1976.

3. Практикум по аналитической химии / Под ред. В.Д. Пономарева, Л.И. Ивановой. – М.: Высшая школа, 1983. – С.28-33.

 

ЗАНЯТИЕ № 4

Тема: Гетерогенные равновесия и равновесия комплексообразования

1. Химическое равновесие. Константа химического равновесия.

2. Гетерогенные равновесия в системе осадок – насыщенный раствор малорастворимого электролита.

3. Произведение растворимости малорастворимого сильного электролита. Условие образования осадков малорастворимых сильных электролитов.

4. Влияние различных факторов на полноту осаждения осадков и их растворение: влияние посторонних электролитов (электролита с одноименным ионом, индифферентного электролита), рН среды, природы растворителя, температуры.

5. Общая характеристика комплексных соединений металлов, классификация комплексных соединений.

6. Равновесия в растворах комплексных соединений.

7. Константы устойчивости и константы нестойкости комплексных соединений. Условные константы устойчивости комплексов.

8. Влияние различных факторов на процессы комплексообразования в растворах.

9. Использование комплексных соединений и осадителей для обнаружения маскирования, разделения, концентрирования и определения элементов.

Литература:

Основная:

1. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). Кн.1. - М.: Высшая школа, 2001. - С. 84-108, 179-223.

2. Основы аналитической химии / Под ред. Ю.А.Золотова. Кн.1. -М.: Высшая школа, 1999. - С. 138-177, 192-203.

3. Лекционный материал.

Дополнительная:

1. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. Ч.1. - М.: Высшая школа, 1982. - С. 63-85, 109-128, 163-164, 165-166, 168-180.

2. Практикум по аналитической химии / Под ред. В.Д. Пономарева, Л.И. Ивановой. - М.: Высшая школа, 1983. С. 42-47, 68-72.

3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Кн.1. - М.: Химия, 1976. - С.63-83.

4. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 1: Титриметрические и гравиметрические методы анализа. М.:- Дрофа, 2003. – С. 166-185, 252-267.

ЗАНЯТИЕ № 5

Тема: Окислительно-восстановительные равновесия

1. Химическое равновесие. Константа химического равновесия.

2. Равновесия в окислительно-восстановительных реакциях. Окислительно-восстановительные системы (редокс-пары).

3. Гальванический элемент. Электродвижущая сила (потенциал) реакции.

4. Окислительно-восстановительный потенциал редокс-пары. Стандартный окислительно-восстановительный потенциал, стандартный электродный потенциал. Знак потенциала. Оценка окислительно-восстановительной способности.

5. Уравнение Нернста. Влияние различных факторов на значения окислительно-восстановительных потенциалов.

6. Константа равновесия окислительно-восстановительных реакций. Направление и глубина протекания окислительно-восстановительных реакций.

7. Окислительно-восстановительные реакции, методы их уравнивания.

8. Использование окислительно-восстановительных реакций в анализе биологических объектов.

Литература:

Основная:

1. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). Кн.1. - М.: Высшая школа, 2001. - С. 146-178.

2. Основы аналитической химии / Под ред. Ю.А. Золотова. Кн.1. -М.: Высшая школа, 1999. - С. 177-191.

3. Лекционный материал.

Дополнительная:

1. Практикум по аналитической химии / Под ред. В.Д. Пономарева, Л.И. Ивановой. - М.: Высшая школа, 1983. С. 57-62.

2. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. Ч.1. – М.: Высшая школа, 1982. – С. 85-109, 165.

3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Кн.1. - М.: Химия, 1976. - С.83-103.

4. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 1: Титриметрические и гравиметрический методы анализа. М.:- Дрофа, 2003. – С. 207-225.

 

ЗАНЯТИЕ № 6

Тема: Контрольная работа № 1

1. Предмет аналитической химии. Основные разделы современной аналитической химии. Техника безопасности в химическом анализе.

2. Основные понятия аналитической химии: метод анализа вещества, методика анализа, качественный химический анализ, количественный химический анализ, элементный анализ, функциональный анализ, молекулярный анализ, фазовый анализ.

3..Качественный химический анализ. Классификация методов качественного анализа (дробный и систематический, по массе анализируемого вещества, по технике выполнения).

4. Аналитические признаки веществ и аналитические реакции. Типы аналитических реакций и реагентов (специфические, селективные, групповые).

5. Чувствительность аналитических реакций. Характеристика чувствительности аналитических реакций (предельное разбавление, предельная концентрация, минимальный объем предельно разбавленного раствора, предел обнаружения, показатель чувствительности). Расчетные формулы.

6. Выбор реакций для анализа (по селективности, по чувствительности).

7. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации. Концентрация и активность ионов в растворе. Ионная сила раствора, влияние ионной силы раствора на коэффициенты активности ионов.

8. Закон действующих масс. Химическое равновесие. Константа химического равновесия (термодинамическая, концентрационная, условная).

9. Кислотно-основные равновесия. Протолитическая теория кислот и оснований. Протолитические равновесия в воде. Показатель рН. Характеристика рН водных растворов электролитов. рН растворов сильных кислот и сильных оснований.

10. Характеристика силы слабых кислот. Константа кислотности, показатель константы кислотности. Расчет рН растворов слабых кислот.

11. Характеристика силы слабых оснований. Константа основности, показатель константы основности. Расчет рН растворов слабых оснований.

12. Буферные системы (растворы). Классификация.Буферная емкость. Факторы, влияющие на буферную емкость.

13. Буферные системы, содержащие слабую кислоту и ее соль. Расчет рН.

14. Буферные системы, содержащие слабое основание и его соль. Расчет рН.

15. Химическое равновесие. Константа химического равновесия.

16. Гетерогенные равновесия в системе осадок – насыщенный раствор малорастворимого электролита.

17. Произведение растворимости малорастворимого сильного электролита. Условие образования осадков малорастворимых сильных электролитов.

18. Влияние различных факторов на полноту осаждения осадков и их растворение: влияние посторонних электролитов (электролита с одноименным ионом, индифферентного электролита), рН среды, природы растворителя, температуры.

19. Дробное осаждение и дробное растворение осадков малорастворимых электролитов. Перевод одних малорастворимых электролитов в другие.

20. Общая характеристика комплексных соединений металлов, классификация комплексных соединений.

21. Равновесия в растворах комплексных соединений.

22. Константы устойчивости и константы нестойкости комплексных соединений. Условные константы устойчивости комплексов.

23. Влияние различных факторов на процессы комплексообразования в растворах.

24. Химическое равновесие. Константа химического равновесия.

25. Равновесия в окислительно-восстановительных реакциях. Окислительно-восстановительные системы (редокс-пары).

26. Гальванический элемент. Электродвижущая сила (потенциал) реакции.

27. Окислительно-восстановительный потенциал редокс-пары. Стандартный окислительно-восстановительный потенциал, стандартный электродный потенциал. Знак потенциала. Оценка окислительно-восстановительной способности.

28. Уравнение Нернста. Влияние различных факторов на значения окислительно-восстановительных потенциалов.

29. Константа равновесия окислительно-восстановительных реакций. Направление и глубина протекания окислительно-восстановительных реакций.

Литература:

Основная:

1. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). Кн.1. - М.: Высшая школа, 2001. - С. 6-22, 110-126, 138-177, 192-203.

2. Основы аналитической химии / Под ред. Ю.А.Золотова. Кн.1. -М.: Высшая школа, 1999. - С. 8-11, 30-35, 54-55, 84-108, 117-138, 138-177, 179-233.

3. Лекционный материал.

Дополнительная:

1. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. Ч.1. – М.: Высшая школа, 1982. – С. 7-10, 12-16, 37-61, 63-128, 85-128, 149-165, 166-180.

2. Практикум по аналитической химии / Под ред. В.Д. Пономарева, Л.И. Ивановой. - М.: Высшая школа, 1983. С. 5-17, 28-33, 42-47, 68-72.

3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Кн.1. - М.: Химия, 1976. - С. 13-18, 63-103, 83-103.

4. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 1: Титриметрические и гравиметрический методы анализа. М.:- Дрофа, 2003. – С. 5-8, 16-23, 49-66, 82-117, 123-125, 166-185, 207-225, 252-267.

 

ЗАНЯТИЕ № 7 (семинар)

Тема: Количественный химический анализ. Метрологические основы аналитической химии

1. Количественный анализ, сущность анализа.

2. Классификация методов количественного анализа: химические, инструментальные (физические и физико – химические), биологические.

3. Требования к методам количественного анализа. Чувствительность и селективность методов. Выбор метода анализа (по селективности, по чувствительности).

5. Классификация методов количественного химического анализа. Условия проведения анализа, требования, предъявляемые к реакциям.

6. Этапы анализа. Отбор пробы. Подготовка пробы к анализу (разложение биологического объекта, мокрые и сухие методы разложения, анализ без разложения).

7. Метрология, задачи метрологии в аналитической химии. Источники ошибок в количественном анализе. Классификация ошибок. Методы оценки правильности и воспроизводимости. Методы устранения ошибок.

8. Обработка результатов количественного анализа. Статистическая обработка. Расчет среднего значения, стандартного отклонения, дисперсии, доверительного интервала. Значащие цифры, правила округления.

 

Литература:

Основная

1. Харитонов Ю.А. Аналитическая химия (аналитика). Кн.2. – М.: Высшая школа, 2001. – С. 5-24.

2. Харитонов Ю.А. Аналитическая химия (аналитика). Кн.1. – М.: Высшая школа, 2001. – С. 22-27, 41-54.

3. Основы аналитической химии/ под ред. Ю.А. Золотова Кн.1. – М.: Высшая школа, 1999. – С. 21-55, 59-67.

4. Основы аналитической химии/ под ред. Ю.А. Золотова Кн.2. – М.: Высшая школа, 1999. – С. 459-481.

5. Лекционный материал.

Дополнительная:

1. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. Ч.2. – М.: Высшая школа, 1982. – С. 5-8, 10-32, 143-149.

2. Практикум по аналитической химии / Под ред. В.Д. Пономарева, Л.И. Ивановой. – М.: Высшая школа, 1983. – С.130-134.

3. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 2: Физико-химические методы анализа. М.:- Дрофа, 2003. – С. 4-7.

4. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 1: Титриметрические и гравиметрический методы анализа. М.:- Дрофа, 2003. – С. 24-49.

 

ЗАНЯТИЕ № 8

Тема: Титриметрический анализ. Основные термины, формулы расчета

1. Титриметрический анализ. Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрии.

2. Классификация методов титриметрического анализа: кислотно-основное, осадительное, комплексиметрическое, окислительно-восстановительное титрование.

3. Этапы титриметрического анализа: отбор пробы, взятие навески, титрование, расчет количественного содержания.

4. Способы титриметрического определения по взятию навески: способ отдельных навесок, способ аликвотных частей (пипетирования).

5. Титрование. Приемы титрования: прямое, обратное, косвенное.

6. Точка эквивалентности, конечная точка титрования. Методы установления конечной точки титрования: визуальные (по индикатору, без индикатора), инструментальные. Выбор индикатора (по кривой титрования).

7. Титрант. Молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента. Эквивалент как условная частица, фактор условной частицы (эквивалента) титранта.

8. Приготовление титрантов и их стандартизация. Расчет массы стандартного вещества, необходимой для приготовления титранта. Расчет концентрации титранта при его стандартизации. Расчет поправочного коэффициента.

9. Титр, титр по определяемому веществу (титр соответствия). Расчет количественного содержания определяемого вещества по результатам титрования.

 

Литература:

Основная:

1. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). Кн.2. - М.: Высшая школа, 2001. - С.68-81.

2. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). Кн.1. - М.: Высшая школа, 2001. - С.38-40.

3. Основы аналитической химии / Под ред. Ю.А. Золотова. Кн.2. -М.: Высшая школа, 1999. - С. 29-40.

4. Лекционный материал.

Дополнительная:

1. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. Ч.2. - М.: Высшая школа, 1982. - С.25-28.

2. Практикум по аналитической химии / Под ред. В.Д. Пономарева, Л.И. Ивановой. - М.: Высшая школа, 1983. - С.134-137, 147-152.

3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Кн.2. - М.: Химия, 1976. - С.33-76.

 

ЗАНЯТИЕ № 9

Тема: Кислотно-основное титрование.