Розрізняють кристалічні та аморфні тверді тіла

У аморфних тіл зберігається ближній порядок у розташуванні атомів, але відсутній дальній. Звідси випливають властивості аморфних тіл:

1. Вони не мають температури плавлення, оскільки немає кристалічної ґратки. При нагріванні вони розм’якшуються.

2. Вони ізотропні: їхні фізичні властивості однакові в усіх напрямках.

До аморфних тіл належать смола, скло, пластмаси.

Кристали — це тверді тіла, атоми й молекули яких займають певне, упорядковане положення в просторі. Наслідком упорядкованого розміщення атомів у кристалі є геометрична правильність його внутрішньої будови.

Властивості кристалів:

1. Анізотропія фізичних властивостей (їх залежність від вибраного в кристалі напряму).

2. Наявність температури плавлення. Кристалічне тіло, досягаючи температури плавлення, починає плавитись. Уся енергія, що підводиться до тіла, витрачається на збільшення потенціальної енергії взаємодії молекул при руйнуванні кристалічних ґраток, а кінетична енергія молекул стабільна, тому температура тіла при плавленні не змінюється.

3. Властивості кристала зумовлюються не лише тим, із яких атомів він складається, але й видом кристалічних ґраток.

Вузол кристалічних ґраток — точка, відносно якої атом (молекула) здійснює коливання.

Застосування гравіметричного аналізу:

• визначення гігроскопічної вологи в грунті
• вміст сухої речовини в плодах і овочах
• кристалізаційну воду в солях
• зольність палива
• вміст елементів в речовинах
• встановлення формули речовини

Переваги і недоліки гравіметричного аналізу. Гравіметричні методи аналізу дозволяють з відносно високою точністю визначати в даному зразкові аналізованої речовини кількісний вміст окремих компонентів або (якщо дано розчин) концентрацію їх в розчині. Гравіметричний аналіз придатний для визначення багатьох металів (катіонів) і неметалів (аніонів), складових частин сплавів, руд, силікатів, органічних сполук і т.д. Істотним недоліком є довга тривалість визначення, яке набагато перевищує тривалість визначень, виконуваних за посередництвом титриметричних методів. Через цю причину гравіметричний аналіз дещо втратив своє попереднє значення; в практиці їх заміняють сучасними експресними хімічними і фізико-хімічними методами. Однак гравіметричні методи, які характеризуються високою точністю, повністю зберегли своє значення при арбітражних аналізах і широко використовуються у науково-дослідних роботах для порівняння аналітичних даних, отриманих різними методами. За допомогою гравіметричного аналізу визначення проводять з точністю до 0,01-0,005%, що перевищує точність титриметричних методів.

1. Причини забруднення осаду. Адсорбція, оклюзія, ізоморфне співосадження. Способи зменшення співосадження.

Основною причиною забруднення осаду є співосадження. Співосадження називають одночасне осадження розчинної компонента з макрокомпонентом з одного і того ж розчину шляхом адсорбції, оклюзії, утворення змішаних кристалів або механічного захоплення частинок інших фаз. Опади при цьому забруднені речовинами, добуток розчинності для яких не досягається.
Адсорбція - збільшення поверхневої концентрації розчинених речовин на границі розділу фаз. Оклюзія - процес включення сторонніх речовин всередину осадів в ході їх утворення. Змішані кристали - кристали, що містять другий компонент, внедряющийся в решітку основного кристала і розподілений у цій решітці.

Способами зменшення співосадження є:
1. Насамперед, правильний вибір ходу аналізу.
2. Правильний вибір осаджувача.
3. Суворе дотримання при отриманні кристалічних і аморфних осадів оптимальних умов.
4. Для видалення адсорбованих домішок намагаються отримати якомога більш крупнокристаллические опади або відмивають аморфні осади, підходящою промивної рідиною.
5. Переосадження опадів.
Переосадження полягає в розчиненні отриманого осаду (відфільтрованого і промитого дистильованою водою або відповідними розчинниками) і подальшому вторинному осадженні. Вторинний розчин містить незначні кількості сторонніх іонів небажаних домішок, тому вторинний осад випадає більш чистим.

1. Пристрої та посуд для виконання гравіметричного аналізу

Сушильна шафа призначається для проведення робіт, пов'язаних з сушкою, стерилізацією, визначенням вогкості матеріалів і для інших робіт, проведення яких не вимагає нагріву більше 150°С. У верхній частині шафи розташований отвір для установки термометра (рис.3.1.3).

Муфельна піч використовується для проведення різних термічних процесів в повітряному середовищі. Багатоцільові муфельні печі застосовують в лабораторіях аналітичного аналізу для прожарювання зразків при температурі 800-1200°С

Ексикатор – це спеціальний посуд, призначений для захисту предметів від поглинання вологи з повітря при їх охолодженні та зберіганні. В нижній частині ексикатора знаходиться осушуюча речовина – це може бути безводні CaCl2, CuSO4, CaO або концентрована H2SO4.

Ступка фарфорова з товкачиком застосовуються в лабораторіях для тонкого подрібнення невеликих кількостей твердих речовин і ретельного їх перемішування. Тигель застосовується для прожарювання осадів, спалювання органічних сполук при визначенні зольності. Весь тигель, за винятком верхньої кромки і зовнішньої сторони дна, покритий глазур'ю. Фарфорові тиглі можна нагрівати до температури 1200°С (рис.3.1.5 (3)).

Фарфорові чашки застосовуються для випаровування до сухого залишку рідин нейтрального, лужного і кислого характеру, що не надають руйнівної дії на глазуруючю поверхню фарфорової чашки. Внутрішня і зовнішня поверхні за

винятком верхньої кромки, покриті глазур'ю.

Бюкс – скляний тонкостінний стаканчик з притертою скляною кришкою. Застосовується для зважування проб головним чином твердих сипких матеріалів, а також для висушування.

Шпатель фарфоровий застосовується для набору речовини при зважуванні на терезах, для зняття осадів з фільтрів, розтирання. Шпатель фарфоровий покритий з усіх боків глазур'ю. Шпателі можуть також виготовлятися зі стійкого

Металу.

Хімічні лійки застосовується для переливання рідин та фільтрування (за допомогою паперового фільтру). Колби конічні застосовуються для різних аналітичних робіт, в тому числі як приймачи при перегонці, для титрування, перекристалізації органічних речовин тощо.

1. Сутність титриметричного аналізу. Титрування, титрант, вимоги до реакцій титрування. Класифікація титриметричних методів а) за способом виконання; б) за реакцією титрування.

Процес додавання розчину з відомою концентрацією до розчину речовини з невідомою концентрацією називають титруванням.

Суть методів титриметричного (об’ємного) аналізу полягає у вимірюванні об’єму розчину реактиву відомої концентрації, який витрачено на взаємодію з розчином досліджуваної речовини. Кількість останньої розраховують за рівнянням хімічної реакції. Титрований розчин поступово додають до розчину, який аналізують, до тих пір, поки кількість реагенту не стане еквівалентною кількості досліджуваної речовини. Цей момент при титруванні називають точкою еквівалентності (ТЕ). Її звичайно встановлюють за допомогою речовин, які змінюють свій колір при введенні робочого розчину в еквівалентній кількості. Точність об’ємного аналізу визначається точністю виміру об’єму, який здійснюють за допомогою бюретки. Візуально можна визначити його до 0,05 см3, а за допомогою спеціальних пристроїв можна виміряти з точністю до 0,01 см3. Похибка титрування, пов’язана з вибором індикатора, не повинна перевищувати похибки, пов’язаної з точністю вимірювання об’єму.

Вимоги до об’ємних методів аналізу:

а) реакція між робочим розчином і визначуваною речовиною повинна відбуватись у певних стехіометричних співвідношеннях;

б) у визначуваному розчині не повинно бути інших речовин, які реагують з робочим розчином;

в) реакція між робочим розчином та розчином досліджуваної речовини повинна проходити швидко.

Залежно від типу хімічної реакції, що відбувається при титруванні, методи об’ємного аналізу поділяють на:

а) кислотно-основного титрування (нейтралізації);

б) окислення – відновлення (редоксометрії);

в) осадження;

г) комплексоутворення.

За способом проведення титрування розрізняють методи:

• прямого титрування, коли розчин титрують стандартним розчином титранта;

• зворотнього титрування (титрування залишка), заснованого на титруванні надлишку розчину реагенту після закінчення реакції його з речовиною;

• заміщення або титрування замісника, або замісникове титрування, заснованого на титруванні розчину речовини, що утворилася при реакції речовини з реагентом.

При проведенні паралельних титрувань можливі два варіанти:

• титрування рівних порцій розчину – аліквот, що відбираються піпеткою з мірної колби певного об'єму, у якій розчинена наважка аналізованої речовини – метод піпетування;

• титрування розчинів, отриманих при розчиненні наважок аналізованої речовини в невеликих об'ємах розчинника – метод окремих наважок.

Залежно від типу застосовуваної реакції розрізняють методи кислотно-основного, окисно-відновного, осаджувального, комплексиметричного титрування.

1. Стандартні розчини в титриметрії. Способи приготування стандартних розчинів. Вимоги до стандартної речовини.

Використовується два основних способи приготування титрованих розчинів. За першим способом точну наважку стандартної речовини, або точний об’єм більш концентрованого розчину переносять в мірну колбу, розчиняють та доводять до мітки, фіксуючи об’єм за нижнім меніском. За другим способом точну концентрацію розчину визначають при титруванні його стандартним розчином з точно відомою концентрацією. На практиці зазвичай поступають таким чином.

1. Для одержання розчину необхідної концентрації (первинного стандартного розчину) точну наважку речовини з бюкса кількісно переносять у мірну колбу, заповнюють колбу розчинником до половини об’єму та не закриваючи пробкою, круговими рухами перемішують до повного розчинення речовини. Потім колбу до мітки заповнюють водою (розчинником). Такий розчин називається приготовленим. Для приготування стандартних розчинів також використовують „фіксанали” (стандарт-титри). „Фіксанали” – це точна порція розчину або твердої речовини в скляній ампулі, яка містить 0,1 моль еквівалента речовини та розрахована для приготування розчину об'ємом 1 дм3 (1л) з молярною концентрацією еквівалента 0,1000 моль/дм3. Для приготування розчину з „фіксаналу” в мірну колбу з лійкою вставляють спеціальний шип (бойок) потім „фіксанал” та пробивають тонке дно ампули. За допомогою гострої скляної палички пробивають ампулу в верхньому спеціальному заглибленні. Крізь отвір, який утворився, ретельно омивають з промивалки дистильованою водою внутрішню поверхню ампули та лійку. Одержаний розчин перемішують та доводять до мітки (рис. 4.2.1).

2. Для приготування вторинних стандартних розчинів (або встановлених розчинів) нема необхідності брати точну наважку, тому речовину зважують на технохімічних терезах (або відміряють мірним циліндром), розчиняють та розбавляють до певного об’єму. Точну концентрацію розчину встановлюють при титруванні первинним стандартним розчином. Титрованими розчинами (титрантами) називають розчини з точно відомою концентрацією. Процес додавання розчину з відомою концентрацією до розчину речовини з невідомою концентрацією називають титруванням. Титровані розчини, концентрацію яких знаходять в наслідок титрування називають стандартизованими розчинами, розчинами з установленим титром або називають „ робочими” розчинами. За способом приготування розрізняють первинні і вторинні стандартні розчини. Процес визначення концентрації вторинного стандартного розчину за первинним стандартним розчином називають стандартизацією розчину. При стандартизації розчинів використовують: а) спосіб окремих наважок – наважку визначуваної речовини розчиняють в мірній колбі і титрують весь розчин; б) спосіб піпеткування – наважку речовини, яку визначають, розчиняють в мірній колбі, потім відбирають піпеткою аліквоту (точно фіксований об’єм) і відтитровують визначувану речовину. При розрахунках маси визначуваної речовини враховують, що титрували тільки певну частину розчину.

1. Способи визначення концентрації стандартних розчинів: молярна концентрація еквіваленту, титр, титр за речовиною, що визначається.

Способи визначення концентрації розчинів При розрахунках в кількісному аналізі використовують наступні терміни та поняття, які прийняті в Міжнародній системі одиниць (СІ). Моль (n) – кількість речовини, яка містить стільки визначених умовних одиниць, скільки атомів міститься в 12 г вуглецю 12С, тобто 6,02045·1023. Умовні одиниці – молекули, іони, електрони, радикали, а також частки молекул або частки іонів. Молярна маса (М) – це маса 1 моль речовини. Основною одиницею молярної маси є кг/моль, на практиці використовується розмірність г/моль. Хімічний еквівалент – це реальна або умовна частина речовини, яка взаємодіє з 1 моль атомів водню або заміщує його в реакції, а також може прийняти (віддати) 1 моль електронів в окисно-відновних реакціях. Фактор еквівалентності (fекв). – це число, яке показує яка частка реальної частинки речовини еквівалентна одному іону водню в конкретній кислотно- основній реакції або одному електрону в конкретній окисно-відновній реакції. Фактор еквівалентності може дорівнювати одиниці або бути менше одиниці та розраховується за стехіометричним рівнянням реакції. Наприклад в реакції 2HCl+Na2CO3=NaCl+H2CO3 фактор еквівалентності fекв (Na2CO3)=1/2. А в реакції HCl+Na2CO3=NaCl+NaHCO3 фактор еквівалентності fекв (Na2CO3)=1. Для калій манганат(VII) в кислому середовищі фактор еквівалентності fекв (KMnO4)=1/5, а в слабкокислому, нейтральному та лужному середовищі fекв (KMnO4)=1/3 відповідно іонно-електронних рівнянь: MnO4 −+8H++5e=Mn2++4H2O MnO4−+2H2O+3e=MnO2+4OH−

Молярна маса речовини еквівалента (М(fекв( Х ) Х ) або МЕ) – це маса одного моль еквівалента цієї речовини, яка пов’язана з молярною масою співвідношенням: M(f ()) M() f () екв. екв. Х Х = Х × Х

Молярна концентрація речовини Х або молярність с (X), -це кількість моль розчиненої речовини в 1 літрі розчину. Молярна концентрація речовини еквівалента (нормальна концентрація або нормальність ) с ( fекв. (X)Х) -показує, скільки речовини еквівалента міститься в 1 дм3 розчину. Розчин, в 1 дм3 якого розчинений 1 еквівалент речовини, називається однонормальним розчином. Титр розчину Т (Х) – це кількість грамів речовини, яка міститься в 1 см3 або 1мл розчину. T (X) = m (X), г/мл або г/см3. Для серійних визначень зручно використовувати в розрахунках таке поняття як титр розчину за визначуваною речовиною. Титр розчину за визначуваною речовиною Т (Х/У) – це маса визначуваної речовини, яка еквівалентна 1 см3 стандартного розчину. Масова частка речовини в розчині, ω(%) - концентрація, яка визначається кількістю грамів речовини у 100 г розчину. де m (Х) - маса розчиненої речовини; m - загальна маса розчину, яка складається з маси розчиненої речовини та маси розчинника:

m = (m (Х)+ m (р-ну)) або m = ρ (р-ну)· V.

Розрахунки в титриметричному аналізі В основі всіх обчислень у титриметричних методах аналізу лежить законеквівалентів - речовини реагують у співвідношеннях, пропорційних їхнім хімічним еквівалентам. Згідно з цим законом для реакції А+В = B+D в ТЕ:В титриметричних методах аналізу концентрацію розчинів обчислюють дочетвертої значущої цифри після коми. Нулі після коми не враховуються, а лише показують на якому місці стоїть перша значуща цифра.

18. Основні прилади та посуд титриметричного аналізу

Мірні колби − це колби з подовженими шийками малого діаметру з

пришліфованими (або без них) скляними пробкам, які використовуються для

приготування робочих розчинів.

Піпетки призначені для відбирання певної кількості розчину і відповідно до

цього калібровані на виливання: об’єм вилитого розчину дорівнює номінальній

місткості піпетки. В аналітичній практиці більш поширені піпетки з розширенням,

які мають на тонкій шийці лише одну риску – це аліквотні прості піпетки або їх ще

називають піпетки Мора.

Бюретки призначені для титрування, тобто для повільного додавання

робочого розчину до розчину визначуваної речовини. Бюретка – це циліндрична

трубка з нанесеними по всій довжині поверхні великими та малими поділками.

Поиск по сайту: