Лекция №3. Основные положения качественного анализа

Основные положения качественного анализа

При обнаружении какого-либо компонента обычно фиксируют появление аналитического сигнала – образование характерного осадка, растворение осадка, появление (изменение) окраски, выделение газа, появление линии в спектре и т.д.

В химических методах обнаружения сигнал, возникающий в результате химической реакции, наблюдают, главным образом, визуально. В физических методах аналитический сигнал, как правило, получают и регистрируют с помощью специальной аппаратуры. Между химическими и физическими методами не всегда можно провести строгую границу (люминесценция, окраска пламени).

По количеству вещества или смеси веществ (пробы), используемой для анализа, различают макро-, полумикро-, микро-, субмикро-, и ультромикроанализ. Диапазоны массы и объема растворов пробы, рекомендуемые отделением аналитической химии Международного союза чистой и прикладной химии (ИЮПАК).

Таблица. Масштабы аналитического эксперимента

Вид анализа	Масса пробы, г	Объем раствора, мл
Макроанализ Полумикроанализ Микроанализ Субмикроанализ Ультрамикроанализ	> 0,1 0,01 – 0,1 <	< <

В лабораторном практикуме нами будет использован полумикрометод: объем расторов не должен превышать 1-2 мл, масса проб – 0,1 г.

Существенными характеристиками реакций, используемых для обнаружении веществ, и методов анализа являются предел обнаружения, чувствительность и избирательность.

Предел обнаружение – минимальная концентрация или минимальное количество вещества, которое может быть обнаружено данным методом с какой – то допустимой погрешностью. Его обозначают , где Р- доверительная вероятность.

Чувствительность – характеризует изменение сигнала концентрации или количества при изменении и выражается коэффициентом чувствительности (угол наклона градуировочного графика при линейной зависимости аналитического сигнала от концентрации определяемого вещества). Для уверенного обнаружения доверительная вероятность должна быть близка к единице. Поэтому на практике в основном пользуются пределом обнаружения при Р = 0,95. Это наименьшее содержание обнаруживаемого вещества, при котором сигнал еще настолько интенсивен, что его можно считать надежным.

Предел обнаружения особенно удобен при оценке результатов анализа твердых образцов.

При анализе растворов нужно указывать предел обнаружения в определенном объеме V. В лабораторном практикуме предел обнаружения для реакций, выполняемых в пробирках указан для объема 1 мл, а для микрокристаллоскопических и капельных – для объема 0,05 мл.

Предел обнаружения не является постоянной характеристикой химической реакции, используемой для анализа, и в значительной степени зависит от условий протекания реакции: кислотности среды, концентрации реагентов, присутствия посторонних веществ, температуры, времени наблюдения и др.

Современный качественный анализ располагает большим числом реакций с низким пределом обнаружения. Обычно для обнаружения ионов применяют реакции с пределом обнаружения (0,1 мкг) в 1 мл раствора. Широки возможности понижения предела обнаружения в химических методах качественного анализа связаны с применением органических реагентов и смешанолигандных комплексных соединений. (примеры)

Для обеспечения низкого предела обнаружения используют ряд приемов:

1. Микрокристаллоскопический анализ

2. Капельный анализ

3. Флотация

4. Экстракция

5. Метод «умножающих реакций»

6. Каталитические реакции

7. Люминесцентные реакции

8. Реакции на носителях

Предел обнаружения является важнейшей характеристикой эффективности метода анализа и реакции.

Другой существенной характеристикой является избирательность.

Согласно рекомендации ИЮПАК различают специфические и избирательные (селективные) методы, реакции или реагенты.

Специфическими называются те методы, реакции или реагенты, с помощью которых в данных условиях можно обнаружить только одно вещество.

Избирательными называют те методы, реакции и реагенты, позволяющие обнаружить небольшое число веществ.

Избирательность достигается правильным выбором и установлением соответствующих условий реакции. Реакцию или реагенты можно сделать более избирательными или иногда даже специфическими варьированием pH, концентрации, маскированием, изменением степени окисления элементов, температуры.

По избирательности реагенты можно разделить на три группы:

1. Специфические реагенты

2. Избирательные (селективные) реагенты

3. Групповые реагенты, используемые в систематическом анализе смеси компонентов.

Обнаружение элементов в смеси – трудная аналитическая задача, поскольку обнаруживаемые ионы и сопутствующие им ионы могут вступать в реакции со сходным внешним эффектом.

Для устранения мешающего влияния сопутствующих ионов используют, главным образом, два пути.

1. Маскирование мешающих ионов.Для этого используют химические реакции, протекающие в той же фазе, что и реакции с обнаруживаемым ионом и приводящие к уменьшению концентрации мешающих ионов или реагента. Для маскирования и демаскирования применяют реакции комплексообразования, кислотно – основные и окислиетльно – восстановительные.

2. Избирательное распределение компонентов анализируемой системы между двумя разделяющимися фазами (методы разделения).

Наибольшее значение в практике анализа имеют осаждения, экстакция и хроматоргафия.

Дата добавления: 2014-01-15