III МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕЙ РАБОТЫ
1. Качественный анализ - раздел, задачей которого является обнаружение компонентов анализируемого образца и его идентификация, то есть установление его аналогии с определённым эталоном (стандартом).
Изучение каждой аналитической группы начинают с составления общей характеристики химико-аналитических свойств ионов (общих и индивидуальных), обусловленных электронным строением элементов и их положением в периодической таблице Д.И. Менделеева.
Описание каждой аналитической реакции должно включать обоснование реакции, аналитический сигнал, условия проведения реакции (рН среды, количество и концентрация реагента, температура, мешающее влияние других ионов), способ проведения реакции, свойства образующихся продуктов (растворимость образовавшегося осадка в различных растворителях, обнаружение газообразного продукта реакции).
Окислительно-восстановительные реакции необходимо уравнивать методом электронно-ионного баланса, определять их направление по величине ЭДС реакции, а глубину протекания - по величине константы равновесия. Необходимо рационально выбирать реагент для проведения той или иной реакции, предвидеть влияние среды на ее протекание.
Осадительные реакции следует объяснять применяя закон действующих масс к конкретному гетерогенному равновесию между осадком и его насыщенным раствором, пользуясь правилом произведения растворимости.
Описание реакций комплексообразования небходимо объяснять на основании их диссоциации в растворах с привлечением констант устойчивости и нестойкости комплексных ионов.
Количественный анализ
Титриметрический метод количественного анализа, основанный на измерении объёма раствора реагента точной концентрации, пошедшего на реакцию с определяемым компонентом.
Аналитическая характеристика каждого титриметрического метода включает название метода по титранту, обоснование метода, основное уравнение метода, приготовление титрантов, их стандартизацию и хранение, индикацию конечной точки титрования, построение кривых титрования, условия и приёмы (варианты) титрования, возможности, достоинства и недостатки метода.
Особое место в титриметрии занимает следствие из закона эквивалентов, которое является основным уравнением в титриметрии: V1Cэ1=V2Сэ2 - в момент эквивалентности химической реакции произведение молярной концентрации эквивлентов на объём раствора есть величина постоянная для обоих реагирующих веществ. Все расчёты результатов в титриметрии основаны на принципе эквивалентности.
Следует знать основные понятия и термины титриметрического анализа, соответствующие рекомендациям ИЮПАК.
Инструментальные методы анализа, ФХМА
В инструментальных методах анализа (ИМА) любые качественные и количественные аналитические определения основаны на функциональной зависимости аналитических свойств веществ от их структуры и состава.
Различают:
1. Прямые инструментальные методы, основанные на измерении физических параметров, связанных с природой вещества или его концентрацией.
2. Косвенные физико-химические методы, в основе которых лежит определение точки эквивалентности по изменению определённого физического параметра, например, в процессе титрования.
Для каждого метода необходимо знать классификацию, дать обоснование метода, раскрыть сущность, теоретические основы, условия, способы расчёта концентрации, возможности, практическое применение, достоинства и недостатки.
IV. Таблица.Контрольные задания в зависимости от значения
Двух последних цифр шифра студента
V.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ
Химический эквивалент
Химический эквивалент элемента (Э)- такое его количество, которое соединяется с одним молем атомов водорода или замещает его в реакциях. Массу 1 эквивалента называют эквивалентной массой. Эквивалент выражают в молях, эквивалентную массу – в г/моль.
Число z, показывающее сколько химических эквивалентов содержится в структурной единице называется эквивалентным числом. Обратная ему величина является фактором эквивалентностиfЭ(Х): fЭ(Х) = 1 / z
Фактор эквивалентности fЭ(Х) – число, обозначающее какая доля реальной частицы вещества (Х)эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции.
Химический эквивалент(Э) соединения можно определить по формуле:
Э = Мr×fЭ(Х),
где Мr– относительная молекулярная массасоединения;
fЭ(Х) = 1 / z – фактор эквивалентности соединения.
Для соединений: fЭ(кислот) = 
;
fЭ(оснований) = 
;
fЭ(солей) = 
;
Молярная масса эквивалента вещества Х– (МЭ(Х)) – масса одного моля эквивалента этого вещества. Она равна произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества (Х):
МЭ(Х) = fЭ(Х) ×M(Х) .
Контрольные задания
1-50.Определить фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента для выделенных реагирующих веществ в предложенных уравнениях реакций. Объяснить, являются ли эти величины постоянными:
1.Al2O3 + 3H2SO4 = Al2 (SO4)3 + 3H2O;
Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al(HSO4)3 + 3H2O;
2.H2C2O4 + Ca(OH)2 = CaC2O4 + 2H2O;
BiOCl + 2HCl = BiCl3 + H2O;
3. KAl(SO4)2 +3NaOH = Al(OH)3 + KNaSO4 + Na2SO4;
KAl(SO4)2 + 2BaCl2 = 2BaSO4 + AlCl3 + KCl;
4.Al(OH)3 + HNO3 = Al(OH)2NO3 + H2O;
H2SO4 + KOH = KHSO4 + H20;
5. KHSO4 + BaCl2 = BaSO4 + KCl + HCl;
H2SO4 + Mg(OH)2 = MgSO4 + 2H2O;
6. 2Mg(OH)2+ H2SO4 = (MgOH)2SO4 + 2H2O;
Cu(OH)Cl + H2S = CuS + HCl + H2O;
7. KHSO4 + KOH = K2SO4 + H2O;
Cu(OH)Cl + HCl = CuCl2 + H2O;
8. H3PO4 + 2KOH = K2HPO4 + 2H2O;
NaOH + H2S = NaHS + H2O;
9. Sn(OH)2+ 2HNO3 = Sn(NO3)2 + H2O;
FeS+ 2HCl = FeCl2 + H2O;
10. H2SO4 + Mg(OH)2 = MgSO4 + 2H2O;
KAl(SO4)2 +3NaOH = Al(OH)3 + KNaSO4 + Na2SO4;
11. NaCl + H2SO4= NaHSO4 + HCl;
K2SO4+ 2 HCl = 2KCl + H2O + CO2;
12.(CuOH)NO3+ HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O;
H3PO4 + 2NH4OH = (NH4)2HPO4 + 2H2O;
13. H2SO4 + 2Zn(OH)2= (ZnOH)2SO4 + 2H2O;
H2SO4 + Zn(OH)2 = ZnSO4 + 2H2O;
14. NaOH + H2S = NaHS + H2O;
Sn(OH)2+ 2HNO3 = Sn(NO3)2 + H2O;
15.K2CrO4 + BaCl2 = BaCrO4 + 2KCl;
H3AsO3+ 2KOH = K2HAsO3 + 2H2O;
16. Fe(OH)2CH3COO + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + CH3COOH + 2H2O;
H3AsO4+ 2NaOH = Na2HAsO4 + 2H2O;
17.Al(OH)(CH3COO)2+ 3HCl = AlCl3 + 2CH3COOH+ H2O;
Na2HPO4+ AlCl3 = AlPO4+ 2NaCl + HCl;
18.Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al(HSO4)3 + 3H2O;
H2C2O4 + Ca(OH)2= CaC2O4 + 2H2O;
19. BiOCl + 2HCl = BiCl3 + H2O;
KAl(SO4)2 +3NaOH = Al(OH)3 + KNaSO4 + Na2SO4
20. Cu(OH)Cl + HCl = CuCl2 + H2O;
H3PO4 + 2KOH = K2HPO4 + 2H2O;
21. KAl(SO4)2 + 2BaCl2 = 2BaSO4 + AlCl3 + KCl;
Al(OH)3 + HNO3 = Al(OH)2NO3 + H2O;
22. H2SO4 + Zn(OH)2 = ZnSO4 + 2H2O;
K2CrO4 + BaCl2 = BaCrO4 + 2KCl;
23.NaOH + H2S = NaHS + H2O;
Sn(OH)2+ 2HNO3 = Sn(NO3)2 + H2O;
24. H2SO4 + Zn(OH)2 = ZnSO4 + 2H2O;
K2CrO4 + BaCl2 = BaCrO4 + 2KCl;
25. H3AsO4+ 2NaOH = Na2HAsO4 + 2H2O;
Al(OH)(CH3COO)2+ 3HCl = AlCl3 + 2CH3COOH+ H2O;
26. KAl(SO4)2 + 2BaCl2 = 2BaSO4 + AlCl3 + KCl;
Al(OH)3 + 2 HNO3 = AlOH(NO3)2 + 2 H2O;
27. Ba(OH)2+ HCl = BaОНCl +H2O;
KSCN + AgNO3 = AgSCN + KNO3;
28. BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl;
HCl + Na2CO3 = NaHCO3 + NaCl;
29.2KI + Hg(NO3)2= HgI2 + 2KNO3;
MgCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl + Mg(NO3)2 ;
30. MgCl2 + H2C2O4 = МgC2O4 + 2HCl;
H2SO4+ KOH = KHSO4 + H2O;
31. CaCl2+ H2C2O4 = CaC2O4 + 2HCl;
CaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl2 + Ca(NO3)2
32. KI + AgNO3 = AgI + KNO3;
2Cu(OH)2+ H2SO4 = (CuOH)2SO4 + 2H2O;
33. Cu(OH)2+ 2HCl = CuCl2 + 2H2O
H2C2O4+ 2NaOH = Na2C2O4 + 2H2O;
34.NaCl + AgNO3= AgCl + NaNO3;
NaCl + K[Sb(OH)6] = Na[Sb(OH)3] + KCl
35. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2CO3;
Na2CO3+ HCl = NaCl + NaHCO3;
36.BiOCl + 2HCl = BiCl3 + H2O;
KAl(SO4)2 +3NaOH = Al(OH)3 + KNaSO4 + Na2SO4;
37. KAl(SO4)2 + 2BaCl2 = 2BaSO4 + AlCl3 + KCl;
Al(OH)3 + HNO3 = Al(OH)2NO3 + H2O;
38.H2SO4 + Mg(OH)2 = MgSO4 + 2H2O;
Mg(OH)2+ H2SO4 = (MgOH)2SO4 + 2H2O;
39. Cu(OH)Cl + HCl = CuCl2 + H2O;
H3PO4 + 2KOH = K2HPO4 + 2H2O;
40.H3PO4 + 2NH4OH = (NH4)2HPO4 + 2H2O;
H2SO4 + 2Zn(OH)2 = (ZnOH)2SO4 + 2H2O;
41. H3AsO3+ 2KOH = K2HAsO3 + 2H2O;
Fe(OH)2CH3COO + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + CH3COOH + 2H2O;
42. Al(OH)3 + 2 HNO3 = AlOH(NO3)2 + 2 H2O;
Ba(OH)2+ HCl = BaОНCl +H2O;
43. H3AsO4+ 2NaOH = Na2HAsO4 + 2H2O;
Al(OH)(CH3COO)2+ 3HCl = AlCl3 + 2CH3COOH+ H2O;
44.HCl + Na2CO3 = NaHCO3 + NaCl;
2KI + Hg(NO3)2= HgI2 + 2KNO3;
45.H2C2O4 + Ca(OH)2= CaC2O4 + 2H2O;
BiOCl + 2HCl = BiCl3 + H2O;
46. KSCN+ AgNO3 = AgSCN + KNO3;
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl;
47. K2CrO4 + BaCl2 = BaCrO4 + 2KCl;
H3AsO4+ 2NaOH = Na2HAsO4 + 2H2O;
48. Al(OH)3 + 2 HNO3 = AlOH(NO3)2 + 2 H2O;
Ba(OH)2+ HCl = BaОНCl +H2O;
49. FeS+ 2HCl = FeCl2 + H2O;
NaCl + H2SO4= NaHSO4 + HCl;
50.Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O;
Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al(HSO4)3 + 3H2O;