Аналитикалық химия

Т.Б.Тугамбаева, Н.В.Убаськина, С.Р. Масакбаева

Химия-технологиялық, химия және химия емес мамандықтарының студенттеріне арналған

оқу құралы

Павлодар

2009

Химиялық талдаудың мақсаты анықталатын зат мөлшері жайлы білім алу. Сондықтан талдауды әдістемелік жағынан дұрыс орындаумен қатар, анықталатын зат мөлшерін граммен және пайызбен дұрыс есептеуді үйрену өте маңызды болып табылады. Сандық талдауда кездесетін есептер саны өте көп, бірақ осы есептерді дұрыс шығаруды үйрену үшін химиялық есептеулерде қолданылатын жалпы тәсілдердің біршама санын білу қажет. Әрбір есепті шығарғанда осы есеп қолданылатын талдау әдісінің немесе анықтаманың мәнін айқын түсіну, теңдеуді жаза алу және сонымен қатар әрбір шаманың мәнін түсіну қажет. Сондықтан, есепті шығарар алдында сандық талдаудың қажетті бөлімдерімен танысу, теориялық дайындық алу, титриметриялық және гравиметриялық талдау әдістерінде қолданылатын есептеу әдістерімен танысу қажет. Есепті шығару кезінде оны жалпы түрде, немесе сандық мәндерді формулаға қоймай, шығаруды соңғы формула ретінде жалпы түрге келтіріп шектелуге болады. Бірақ есепті шығару кезінде дайын формулаларды мәнін түсінбей механикалық түрде қолдануға болмайды.

Аналитикалық химияның есептер жинағы химиялық және химиялық емес мамандықтардың студенттерінің тәжірибелік сабақтары және өздігінен жұмыс істеулері үшін қажет. Ол аналитикалық химия және химиялық талдау курстарының бағдарламаларына сай құрастырылған. Жинақтың басында әрбір оқытылатын тақырып бойынша қысқаша теориялық мәліметтер, сонымен қатар студенттердің әрі қарай есептерді шығаулары үшін қажетті болатын негізгі есептеу формулалары берілген, студенттердің өздік жұмыстарды орындау кезінде пайдалы болатын есептерді шығару мысалдары қарастырылған. Әрбір тақырыптың соңында өздігінен шығаруға арналған есептер ұсынылған.

Жинақта келесі тақырыптар бойынша есептер берілген: эквивалентті есептеу, эквивалент факторын есептеу, эквиваленттер заңы, титриметриялық талдау әдістері, гравиметриялық талдау әдістері, ерітінділердің рН-ын анықтау және т.б.

Аналитикалық химия – химиялық талдау әдістері мен тәсілдері жайлы ғылым. Химиялық талдау дегеніміз талданатын объектінің химиялық құрамы жайлы ақпараттар алуға қажетті шаралар жиынтығы.

Аналитикалық химия екі негізгі бөлімнен: сапалық талдау және сандық талдаудан тұрады.

Сапалық талдау талданатын объектінің қандай заттардан тұратынын, ал сандық талдау талданатын объектінің құрамына кіретін жеке заттың, немесе барлық заттардың сандық мөлшерлерін анықтайды.

Аналитикалық химияның әдістерін келесі түрлерге бөлуге болады: сынаманы алу әдістері, сынамаларды ыдырату әдістері, компоненттерді бөліп алу, айқындау және анықтау әдістері. Айқындау және анықтау әдістері бір-біріне өте ұқсас.

Анықталатын қасиет сипаты бойынша талдауды химиялық, физикалық және биологиялық деп бөлуге болады.

Бұл әдістердің принциптері әртүрлі және жиі жағдайда аналитикалық химиямен ешбір байланысы жоқ ғылым аймақтарымен байланысты болуына қарамастан, оларды зат мөлшерін анықтаумен және өлшеумен байланыстыратын жалпы фундамент қолданылады. Осы кезде химиялық талдау метрологиясы сұрақтары өте маңызды болады.

Титриметрлік талдаудың мәні келесіде болады. Талданатын зат өлшендісінен дайындалған ерітіндіге (немесе осы ерітіндінің көлемінің белгілі бір бөлігіне) әрекеттесетін заттар толық әрекеттескенше, концентрациясы тура белгілі ерітінді біртіндеп қосылады. Титрлеуге жұмсалған реактивтің көлемін тура өлшеу арқылы талданатын үлгідегі анықталатын заттың массасын есептеп шығарады.

Заттар бір-бірімен толық әрекеттескеннен кейінгі реакцияның аяқталу уақытын эквивалент нүктесі деп атайды. Себебі, бұл кезде әрекеттесетін заттардың мөлшерлері қатаң эквивалентті болады.

1. 
   Эквивалент. Эквивалент факторы
   

Титриметрлік талдау нәтижелерін есептеу эквиваленттілік принципіне негізделген, бұл принципке сай заттар бір бірімен эквивелентті мөлшерде әрекеттеседі.

Егер анықталатын зат А титрант ерітіндісімен В
аА+вВ→ реакция өнімдері (1)
теңдеу (1) бойынша әрекеттесетін болса, онда заттардың эквивалентті массалары аМ_А және вМ_В болады, М_А және М_В – А және В заттарының молярлық массалары, а және в- стехиометриялық коэффициенттер.

Теңдеуге (1) келесі түр беруге болады