- •Лекция 11.
- •Часть 1. Гальванические элементы
- •Условная схема гальванического элемента
- •Аккумуляторы
- •Часть 2. Коррозия металлов. Способы защиты металлов от коррозии
- •Механизм электрохимической коррозии
- •Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией
- •Электрохимическая коррозия в кислородной деполяризацией
- •Способы защиты металлов от коррозии
- •4Электрохимическая защита.
- •Контрольная работа №11 (3 балла)
- •Лекция 13. Качественный анализ.
- •Типы реакций, применяемые в аналитической химии
- •Качественный анализ
- •Условия проведения реакций
- •Определение и регулирование рН в ходе анализа
- •Способы выполнения реакций
- •Реакции “сухим” способом
- •Реакции “мокрым” способом
- •Микрокристаллоскопический метод анализа
- •Методы определения качественного состава раствора
- •Дробный метод анализа.
- •Систематический метод анализа
- •Аналитические классификации ионов
- •Фильтрование
- •Центрифугирование
- •Осаждение ( седиментация)
- •Маскирование
- •5. Хроматографическое разделение
- •Экстракция
- •Электрохимические методы разделения
- •Флотация
- •Разделение и обнаружение газов
- •Реакции обнаружения анионов
- •Качественный анализ минерала (этот материал дополнительный, приведен для ознакомления)
- •Прямые методы анализа
- •Непрямые методы анализа
- •Аппаратура, химическая посуда, материалы
- •Подготовка образца к анализу
- •Выбор растворителя
- •Растворение в воде
- •Кислотное растворение
- •Растворение в разбавленной hCl
- •Растворение в концентрированной hCl
- •Растворение в азотной кислоте и смеси кислот
- •Бескислотное растворение
- •Контроьные задания
- •Задание №1,6,11,16
- •Задание №2,7,12,17
- •Задание №3,8,13,18
- •Задание №4,9,14,19
- •Задание №5,10,15,20
- •Лекция 14.Комплексные соединения
- •1.Понятие о комплексном соединении
- •2.Структура комплексных соединений
- •3.Номенклатура комплексных соединений
- •4.Классификация комплексных соединений
- •4.1.Комплексные соединения, содержащие
- •4.2.Комплексные соединения, содержащие ионные лиганды
- •4.3. Циклические комплексные соединения
- •4.4. Многоядерные комплексные соединения
- •5.Изомерия комплексных соединений
- •6.Равновесия в растворах комплексных соединений
- •7.Квантово-механические методы трактовки химической связи в комплексных соединениях
- •7.1. Метод валентных связей
- •7.2. Теория кристаллического поля
- •9. Применение комплексных соединений
- •Лекция 10. Окислительно-восстановительные реакции (овр)
- •Правила для определения степени окисления атомов:
- •Определение степени окисления атомов в сложных соединениях и ионах
- •Основные окислители и восстановители
- •Метод электронного баланса
- •2. Метод полуреакций или ионно-электронный метод
- •Типы окислительно-восстановительных реакций
- •Направление окислительно-восстановительных реакций Электродные потенциалы
- •Сущность возникновения электродного потенциала
- •Ряд стандартных электродных потенциалов
- •Информация, заложенная в ряду стандартных электродных потенциалов:
- •Стандартные электродные потенциалы металлов
- •Определение направления протекания овр
- •Лекция № 8 Общие свойства растворов.
- •Основные способы выражения концентрации растворов:
- •Понижение давления насыщенного пара
- •Примеры решения задач
- •Повышение температуры кипения растворов
- •Примеры решения задач
- •Понижение температуры замерзания растворов
- •Осмотическое давление раствора
- •Лекция 9 Растворы электролитов
- •Механизм электролитической диссоциации
- •1. Диссоциация веществ с ионной связью
- •2. Диссоциация соединения с полярной ковалентной связью (полярные молекулы)
- •Количественный критерий процесса диссоциации
- •Слабые электролиты
- •Сильные электролиты
- •Взаимосвязь между кд и . Закон разбавления Оствальда
- •Диссоциация воды. Водородный показатель
- •Свойства кислот, оснований и солей в свете теории электролитической диссоциации
- •Реакции ионного обмена (рио)
- •Условия необратимого протекания реакций ионного обмена (рио)
- •Гидролиз солей
- •Произведение растворимости.
- •Лекция № 7 химическая кинетика и химическое равновесие
- •Факторы, влияющие на скорость реакции
- •Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ
- •Особенности закона действия масс
- •Зависимость скорости реакции от температуры
- •Ограниченность правила Вант-Гоффа:
- •Катализаторы
- •Химическое равновесие
- •Механизмы химических реакций
- •Лекция 12. Электролиз
- •Электролиз водных растворов солей
- •Особенности катодных процессов в водных растворах
- •Примеры решения задач
- •Электролиз расплавов электролитов
- •Законы Фарадея
- •Практическое применение электролиза
- •Электрохимический ряд напряжений металлов
- •Стандартные электродные потенциалы металлов
- •Перенапряжение
- •Стандартные электродные потенциалы окислительно-восстановительных систем
- •Окислительно-восстановительные потенциалы некоторых систем (инертный электрод – платина)
- •Контрольная работа №12
- •Лекция № 6 основные положения химической термодинамики и основы термохимии
- •Термодинамическая система
- •Процессы
- •Первое начало термодинамики ( I н т/д )
- •Правила знаков в термодинамике
- •Основы термохимии (т/х) Закон Гесса. Термохимические расчеты
- •Второе начало термодинамики (II н т/д)
- •Свободная энергия Гиббса. Критерий направленности процесса в неизолированных системах
- •Одно из основных уравнений химической термодинамики
- •Термодинамические расчеты
- •Третье начало термодинамики
- •Приложение Примеры решения задач
Прямые методы анализа
Прямые методы определения элементов не предусматривают какой-либо химической обработки проб и поэтому сокращают время анализа. Прямые методы используют физические методы анализа без разрушения вещества. Достаточно иметь небольшую навеску ( 0,1 - 1 мг) и ее возбуждать. Возбужденные атомы и молекулы вещества дают излучение, которое с помощью прибора разлагается в спектр. Спектр - это упорядоченное по длинам волн излучение. При этом используются рентгеновский или спектральный эмиссионный методы.
Спектральный эмиссионный метод пригоден для анализа любых образцов. В этом методе атомы и молекулы возбуждаются пламенем горелки, электрической дугой и искрой, т.е. происходит излучение света под действием высокой температуры. Температура в пламени 2000 - 30000С, 3000 - 70000С - в дуге и несколько десятков тысяч градусов в искре. Полученное таким образом излучение разлагается в спектр призмой или дифракционной решеткой спектрального прибора и регистрируется фотопластиной или фотоустройством. Известны три типа эмиссионных спектров: линейчатые - испускаются атомами и ионами раскаленных газов и паров, полосатые -возникают при излучении света раскаленными парами молекул, непрерывные - испускаются раскаленными жидкими и твердыми телами. Фотоэлектрический спектрограф - квантометр позволяет за 5 - 6 минут выполнить полный качественный анализ на 10 - 12 элементов. Метод имеет свои достоинства и трудности в подборе эталонов.
Рентгеновская спектроскопия изучает спектры испускания (эмиссионные рентгеновские спектры ) и поглощения ( абсорбционные рентгеновские спектры ). Рентгеноспектральный анализ обладает меньшей чувствительностью, но рентгеновские спектры более точны, чем эмиссионные.
Люминесцентный метод применим в тех случаях , когда образцы проявляют способность к флуоресценции.
Непрямые методы анализа
При использовании непрямых методов анализа (или методов с разложением вещества ) нужно перевести минерал в растворимое состояние, чтобы определить какие катионы и анионы входят в его состав. Имеет место растворение (разложение) пробы минерала. Разложение пробы растворением в жидкости (в жидких растворителях ), сплавлением с твердым реагентом (плавнем). Растворение может проходить без химических реакций и с участием химических реакций, с изменением степеней окисления и без изменения степеней окисления. Растворение может быть кислотное и бескислотное.
Аппаратура, химическая посуда, материалы
В зависимости от способа растворения и природы минерала используют химические стаканы и часовые стекла, чашки (платиновые, фарфоровые, кварцевые), тигли (фарфоровые, кварцевые, графитовые, металлические - никелевые, железные, танталовые, платиновые). Автоклавы. Запаянные трубки.
Посуду изготавливают из специальных сортов стекла, которое должно быть термостойким и химически стойким.
Подготовка образца к анализу
Визуальное рассмотрение образца.
Подготовка пробы образца. Если образец представляет собой большой кусок, то от него следует молотком отколоть небольшие кусочки. Затем следует растереть образец в ступке с помощью пестика. В зависимости от твердости образца используют ступки из разных материалов ( сталь, агат, яшма, фарфор). Образец тщательно измельчают. Растертая проба не должна содержать крупных частиц. Взять примерно 1 г тонкого порошка (пудры) для анализа. Чем мельче проба, тем быстрее она растворится.
3. Отбор средней пробы. Необходимо всегда проводить отбор средней пробы, так как состав одного куска минерала отличается от состава другого. Существует несколько способов отбора средней пробы. Один из них: весь порошок минерала насыпать на лист плотной бумаги и после тщательного перемешивания шпателем распределить в виде прямоугольника высотой 0,5-0,6 см. Провести ряд продольных и поперечных линий:
-
*
*
*
*
*
*
Отобрать из центров полученных квадратов (пропуская один) некоторое количество порошка. Место отбора показано звездочками. Полученную среднюю пробу использовать для анализа.
4. Предварительное испытание на окраску пламени. Пирохимический анализ.
Пирохимический анализ используется как предварительные проверочные реакции при анализе сухих веществ. Небольшое количество порошка минерала смочите 2-3 каплями концентрированной HCl, внесите его на чистой нихромовой проволоке в бесцветное пламя горелки и наблюдайте окраску пламени. Летучие соли многих металлов окрашивают пламя в различные цвета.
5. Растворение в жидкостях.
При растворении проб в жидкостях обычно используют стеклянные химические стаканы или конические колбы Эрленмейера. Если при растворении появляется пена или возможно разбрызгивание, то удобно применять грушевидные колбы Кьельдаля с длинным горлом. Если при обработке пробы кислотами выделяются пары или газы, неиспользуемые в дальнейшем, то их удаляют, для чего над реакционной колбой помещают стеклянный колпак, который подсоединяют к водоструйному насосу.
Если при растворении пробы выделяются пузырьки газа или пробу растворяют при кипячении, то всегда возможно разбрызгивание раствора. Потери при этом зависят от условий растворения, размера и формы сосуда. Потери уменьшаются при растворении в стакане, закрытым часовым стеклом. Потери возможны при резком вскипании при нагревании или выпаривании растворов. Для предотвращения вскипания раствор перемешивают или в него вносят кусочки пористого материала ( битого фарфора, обожженной глины, пемзы и др.) или стеклянные капилляры, запаянные с одного конца.
Возможные потери летучих соединений : галогеноводородные кислоты (HCl, HI) ; в виде простых веществ H2, O2, N2, Cl2, Br2, I2, Hg; в виде гидридов C (CH4), Si (SiH4), N (NH3), P, As , Sb; S (H2S), Se,Te; в виде оксидов : C (CO2), S (SO2), N (NO, NO2). Эти потери можно предотвратить различными способами. Например, проводить разложение с обратным холодильником. При этом летучие соединения возвращаются с растворителем или вообще не испаряются. Но все это не устраняет потери вещества.