Заттың химиялық құрамы мен құрылысын анықтау әдістері жөніндегі ғылым. Аналитикалық химия сандық және сапалық анализден тұрады

Дәрістер

Лекция №1

Тақырыбы: Аналитикалық химия пәніне кіріспе. Сапалық анализ.

1. Аналитикалық химия пәніне кіріспе. Сапалық анализ: аналитикалық химия пәнінің, мақсаты, мәні.

2. 
   Аналитикалық химия әдістері.
   

Аналитикалық химияның ғылыми және практикалық мәні бар. Аналитикалық химиядістерін қолдана отырып алыс планетадағы және аспан денелеріндегі әр түрлі материалдардың, заттардың, руданың, минералдардың құрамын анықтауға болады. Өндірістік бақылау, қоршаған ортаның ластануын бақылау, химия, физика, биология, геология, геохимия, ауыл шаруашылығы, фармацевтика, бояу, мұнайхимия өндірісі және ауыл шаруашылығының көптеген салалары аналитикалық химияның дамуымен көп байланысты.

Қазіргі таңда аналитикалық химияның теориясы мен практикасы көп өзгеріске ұшырады. Қазіргі аналитикалық химияны тек қана бейорганикалық химия мен сапалық және сандық анализдің химиялық әдістері деп қарастыруға болмайды.

Аналитикалық химия курсында аналитикалық химияның қазіргі физикалық химияның және физика – химиялық әдістері қолданылады.

Химиялық анализ қазіргі химика-техникалық бақылаудың негізінде жатыр. Фабрикалар мен зауыттарда шикізатты, өндірген өнімді, өндіріс қалдықтарын анализ жасайтын арнаулы лабораториялар бар. Анализ нәтижесі бойынша алынған өнім мен технологиялық процестің жүруіне шешім шығарады.

Өндірілген өнімге мемлекеттік стандартты қою негізінде химиялық және физика-химиялық әдістер жатыр.

Бейорганикалық заттарға анализ жасағанда органикалық реагенттер қолданылады. Бұл әдістерді қолданудың негізіне аналитикалық химияның әдістерінің таңдамалылығы жатады, компоненттерді бөлу мен іздердің мөлшерін концентрлеуге мүмкіндік береді, реагенттер сонымен қатар бүркемелеуші реагент ретінде қолданылады.

Барлық органикалық реагенттер, металдарды анықтау үшін қолданатын, комплекстүзушілер. Лиганда мен орталық ионның табиғатына байланысты комплекстің беріктігі мен аналитикалық реакциялар арасындағы байланыс сұрақтары қазіргі таңда қарастырылып жатыр.

Өте маңызды әдістер селективті бөлу – экстракциялық, хроматографиялық экстракция мен хроматографияның сұрақтарына көп көңіл бөлінуде.

Қолданылатын реагенттердің көпшілігі органикалық екендігі көрсетілген. Органикалық реагенттер мен экстракциялық системалар арасында жүйелілік көрсетілген. Химик – эксперт қандай да мәселені шешу үшін аналитикалық химияға қолайлылы әдісті, ''приспосабливаемость'', сол және басқа әдістің таңдаулылығы белгілі бір анализге қолданатын органикалық реагенттің көрсетілген.

Қазіргі таңда химиялық анализде кең қолданылып жүрген физикалық және физика-химиялық әдістер, сонымен қоса УФ-, ИК-спектроскопиялар.

Лекция № 2

1. 
   Сапалық анализ жүйесі: сульфидтік, қышқылды-сілтілік, аммиакты-фосфаттық.
   
2. 
   Аналитикалық реакциялардың сезімталдығы, таңдамалығы, спецификасы. Анықтау шегі
   

Аналитикалық топтардағы катиондар мен аниондардың арасындағы генетикалық байланысқа қарамай периодтық жжүйелегі топтардан айырмашылығы бар. Бұл элементтерді топтарға бөлу принципінің әр түрлілігімен байланысты. Периодтық системаға элементтерді орналастырғанда олардың реттік номері бойынша , яғни олардың ядро зарядтары бойынша орналастырады, ал катиондар мен аниондарды элементтер қосылыстарының қасиеттеріне байланысты, хлоридтер, сульфидтер, карбонаттар, сульфаттар, гидроксидтер ерігіштігінің әр түрлілігіне байланысты аналитикалық топтарға бөледі. Сонымен қатар, егер катиондарды топ бойынша периодтық системадағы орнына қарай бөлсе, онда аниондарды бөлу мүмкін емес болар еді, өйткені бір элемент қасиеттері әр түрлі бірнеше анион түзген болар еді, S^2-, SO₄^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2- және т.б.

Сапалық анализ схемасының көп ерекшеліктері бар (үлгіні ерітіндіге көшіру мен қолданылған бөлу әдістері) ол қандай элементтерді анықтауға арналғандығына байланысты. Көп қолданылатын сульфидті, аммиакты-фосфатты, қышқылдық-негіздік катиондар классификацияы. Сульфидті классификацияда келесі реагенттер тобы қолданылады: (NH₄)₂S бейтарап немесе қышқылдық ортада, (NH₄)₂СО₃ ортасы NH₄Cl, NH₃ пен хлорсутек қышқылы; аммиакты – фосфатты – Nа₂HРО₄, Nа₂НРО₄ аммиак, хлорсутек қышқылы мен азот қышқылы қатысында (тотықтырғыш ретінде).

Соңғы уақытта сульфидтік әдістерді күкіртсіз әдістермен алмастыру қолданылуда, улы күкіртті қолднбай оны қолдануды шектейді, көбіне жеке аниондарды ашуға қолданады. Ең қолайлысы қышқылды – негіздік әдіс, иондарды топқа бөлу үшін неорганикалық қышқылдар мен негіздер қолданылады, яғни күкіртсутек сияқты улы емес және эксперимент жүргізу үшін арнайы жағдай қажет емес. Сонымен қатар, қышқылды негіздік классификациямен жұмыс істегенде 30% ке аз, сульфидтік классификациядан.

Қышқылды–негіздік классификация бойынша катиондар күкірт және тұз қышқылдарына қатнасы бойынша,натрий немесе калий гидроксиді және аммиак ерітіндісіне қатнасы бойынша топтарға бөлінеді. Осы классификация бойынша катиондар төрт топқа бөлінеді(табл. 1.)
Таблица 1.

Қышқылды-негіздік классификация бойынша катиондарды топтарға бөлу

Таблица 2.