3 А. Ө. БЕКТЕМІСОВА Г. Б. ӘУБӘКІРОВА АНАЛИТИКАЛЫҚ ХИМИЯ әдістемелік нұсқаулар Петропавл М. ҚОЗЫБАЕВ АТЫНДАҒЫ СОЛТҮСТIК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТIК УНИВЕРСИТЕТI
4 2015 ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ М. Қозыбаев атындағы Солтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті А. Ө. БЕКТЕМІСОВА Г. Б. ӘУБӘКІРОВА АНАЛИТИКАЛЫҚ ХИМИЯ әдістемелік нұсқаулар Петропавл 2015
5 УДК 543(075.8) ББК 24.4 я73 Б 40 М. Қозыбаев атындағы СҚМУ оқу-әдістемелік кеңесінің шешімімен шығарылады (хаттама №8 30.04.2015 ж.) Рецензент: Органикалық химия және ЖМҚ химиясы кафедрасының профессоры, х.ғ.д. Б. Е. Бегенова Бектемісова А. Ө. Б 40 Аналитикалық химия: әдіст. нұсқаулар / А.Ө. Бектемісова, Г.Б. Әубәкірова. - Петропавл: М. Қозыбаев атын. СҚМУ, 2015. - 208 б. ISBN 978-601-272-854-5 Әдістемелік нұсқауларда студенттерді кредиттік технология бойынша оқыту бағдарламасына сәйкес аналитикалық химияның қысқаша теориялық негіздері, зертханалық жұмыстар әдістемелері, өзін-өзі тексеру және тест түрінде бақылау сұрақтары берілген Әдістемелік нұсқауларда аналитикалық химия пәні бойынша жоғары оқу орындарында білім алатын 5В011200 «Химия» мамандығының студенттеріне арналған. УДК 543(075.8) ББК 24.4 я73 © Бектемісова А.Ө., Әубәкірова Г.Б., 2015 © М.Қозыбаев атындағы СҚМУ, 2015 ISBN 978-601-272-854-5 М. Қозыбаев атындағы СҚМУ сапа менеджменті жүйесі ISО 9001:2008 талаптарының үйлесімділігіне сертификатталады
6 ПӘНГЕ ТҮСІНІКТЕМЕ Курстың мақсаты: Химиялық талдаудың теориялық білімдері мен практикалық дағдыларын меңгеру. Курстың міндеттері: Студенттер келесі сұрақтар бойынша білім алулары керек: • аналитикалық химия пәні және оның міндеттері; • аналитикалық химияның басқа химиялық, жаратылыстану-ғылыми пәндердің арасындағы орны және оның маңызы; • талдаудың негізгі классикалық әдістері: гравиметриялық анализ, титриметриялық анализ; • талдаудың негізгі физика-химиялық әдістері: хроматография, фотометрия, потенциометрия; • химиялық талдау әдістері мен амалдарының теориялық негіздемесі. Студенттер үйренетін іскерліктер мен дағдылар: • қышқылдық-негіздік әдіс бойынша сапалық анализ жүргізу; • гравиметриялық талдауды орындау; • титриметриялық талдау (қышқылдық-негіздік, тотығутотықсызданулық, комплексометриялық және тұндырулық) жүргізу; • зерттеудің физика-химиялық әдістерін (хроматографиялық, потенциометриялық және фотометриялық) орындау; • аналитикалық міндеттерді шешу үшін жалпы және бейорганикалық химияның теориялық негіздерін пайдалану; • табиғи нысандарға талдау жүргізу. Курстың бағдарламасы • Сапалық талдау пәні мен әдістері. Аналитикалық химия мен оның маңызы. Аналитикалық химияның басқа ғылымдар арасындағы орны және оның жаратылыстану ғылымдары мен өнеркәсіптің дамуына әсері. Сапалық талдаудың әдістері. Реакцияның сезімталдығы және оның көрсеткіштері. Иондарды
7 ерітіндіден ашудың негізгі шарттары. Катиондар мен аниондарды аналитикалық топтарға бөлу. • Массалар әрекеттесу заңы ─ сапалық талдаудың теориялық негізі. Гомогенді жүйелер. Массалар әрекеттесу заңын қайтымды реакцияларға қолдану. Электролиттік диссоциация теориясының негізгі қағидалары. Әлсіз электролиттер. Иондық тепе-теңдіктің ығысуы. Бірдей ионның әрекеті. Күшті электролиттер теориясының негізгі ережелері. Судың иондық көбейтіндісі және сутектік көрсеткіш. Күшті және әлсіз электролиттердің рН-ын есептеу. Буферлік жүйелер және олардың талдаудағы маңыздылығы. • Гетерогенді жүйелер. Гетерогенді жүйелер ұғымы. Ерігіштік көбейтіндісі. Тұз эффектісі. Бөлшектеп тұндыру. Тұнбалардың түзілу және еру шарттары. • Гидролиз үрдістері мен амфотерлік. Гидролиз. Гидролиз константасы мен дәрежесі. Гидролизденетін тұздардың гидролиз константалары, дәрежелері, рН-ы. Сулы ерітінділердегі амфотерлік гидроксидтердің әрекеті. • Тотығу-тотықсыздану үрдістері. Талдауда ТТР маңызы. Стандартты сутектік электрод. Стандартты электродтық және тотығу-тотықсыздану потенциалдары. • Кешентүзу үрдістері. Кешенді қосылыстар, олардың құрамы мен құрылысы. Кешенді қосылыстардың диссоциациясы. Тұрақсыздық константасы. ТК-ның сапалық талдауда катиондарды ашу мен бөлу үшін қолданылуы. Кедергі келтіретін иондарды бүркемелеу және кешенді иондарды бұзу. • Құрғақ затты талдау. • Сандық (мөлшерлік) талдау. Сандық талдау пәні. Негізгі бөлімдері. Талдаудың қателері. Орташа татпа алу. • Гравиметриялық талдау. Әдістің мәні. Аналитикалық таразы. Құрамбөліктерді ерітіндіден тұнба түрінде сандық бөліп алу. Талдаудың дәлдігі. Есептеулер. • Титриметриялық (көлемдік) талдау. Талдаудың мәні мен әдістері. Титриметриялық талдауда ерітіндінің концентрациясын өрнектеу. Есептеулер.
8 • Қышқылдық-негіздік титрлеу әдісі. Әдістің мәні мен классификациясы. Қолданылу аясы. Титрлеудің әртүрлі жағдайлары. Индикаторлар. Индикаторлық қателер. Титрлеу қисықтары. Сусыз титрлеу. • Редоксиметрия әдістері. Мәні мен талдау әдістерінің жіктелуі. Редокс-реакцияның тепе-теңдік константасы. Титрлеу қисықтары. Индикаторлар. Перманганатометрия. Иодометрия. • Тұндыру әдістері. Мәні мен әдістердің жіктелуі. Индикаторлар. Есептеулер. Қолданыс аясы. • Комплексометрия әдістері. Мәні мен әдістердің жіктелуі. Индикаторлар. Есептеулер. Қолданыс аясы. • Органикалық қосылыстардың анализі (жалпы түсінік). • Талдаудың аспаптық әдістері. Электрогравиметриялық талдау әдісі. Потенциометриялық және кондуктометриялық талдау әдістері. Полярографиялық анализ. Талдаудың оптикалық әдістері. Фотометриялық анализ. Поляриметрия мен рефрактометрия. Эмиссиялық спектрлік анализ. АНАЛИТИКАЛЫҚ ХИМИЯ ЗЕРТХАНАСЫНДА ЖҰМЫС IСТЕУ ТӘРТІБІ ЖӘНЕ ҚАУIПСIЗДIК ТЕХНИКАСЫН САҚТАУ ЕРЕЖЕЛЕРI Зертханада жұмыс iстеу тәртібі Зертханада жұмыс жүргiзетiн студент алдымен "химиялық зертханада жұмыс iстеу ережесiмен" танысуы қажет. 1. Зертханалық жұмыс iстемес бұрын, оның жұмыс жүргiзу әдiстемесiмен танысу керек. 2. Тәжiрибенi тек таза ыдыста жүргiзу керек. З. Реактивтердi ластауға болмайды. Реактив құйылған шынысауытты ашық қалдыруға және әр түрлi реактивтердiң тығындарын алмастыруға болмайды. Тығынды столға сырт жағымен жантайтып қояды. 4. Сынауықта немесе стақанда артық қалған ерiтiндiнi реактив құйылған шынысауытқа керi құюға болмайды. 5. Жалпыға ортақ қолданылатын реактивтi өзiнінiң жұмыс орныңа апарып қоюға болмайды.
9 6. Қолданылған сiлтi, қышқыл ерiтiндiлерiн, сынап, қорғасын қосылыстарын, сульфидтердi раковинаға төгуге болмайды, оларды арнайы ыдыстарға құяды. 7. Жұмыс аяқталғаң соң, ыдыстарды жуып, жұмыс орнын ретке келтiрiп қою керек. Қауiпсiздiк техникасын сақтау ережесi 1. Жұмыс орнына артық заттарды қоюға болмайды. 2. Концентрлi қышқыл, сiлтi ерiтiндiлерiмен, хром қоспасымен өте сақтықпен жұмыс iстеу керек. З. Концентрлi қышқыл, сiлтi және аммиак ерiтiндiлерiн тамшуырға ауызбен соруға болмайды. Тамшуырға арнайы резина сорғышты кигiзiп, сол арқылы керектi ерiтiндiнi сорып алу керек. 4. Концентрленген қышқылдарды сұйылтқанда, қышқылды азаздап, араластыра отырып, суға құю керек, керісінше емес! 5. Газ, түтiн бөлiнетiн және концентрлi қышқыл, сiлтi қолданылатын жұмыстарды арнайы тартпа шкафтарда жүргiзу керек. Бөлiнген газдың иiсiн бiлу үшiн оны алақанмен өзiңе қарай желпу керек. Жазатайым жағдайдағы алғашқы жәрдем Алғашқы жәрдем берудiң негiзгi тәртiптерi: 1. Қолды шынымен жырып алған жағдайда, жараны шыныдан тазартып, оның айналасына йод ерiтiндiсiн жағып, дәкемен таңып тастау керек. 2. Реактивтермен терi күйген жағдайда, алдымен күйген жердi сумен бiрнеше қайтара жуу қарай желпу керек. 5. Химиялық зертханада тамақ iшуге тиым салынады. Жұмыс соңынан қолды жақсылап жуу керек. Артынан сiрке қышқылының сұйытылған ерiтiндiсiмен (сiлтiмен күйген жағдайда) немесе сода ерiтiндiсiмен (қышқылмен күйген жағдайда) жуу керек. Соңынан қайтадан сумен шаю керек. 3. Дененi ыстық зат немесе ерiтiндiмен күйдiрiп алғанда, күйген жердi жаңа дайындалған калий перманганатының ерiтiндiсiмен сүртiп, артынан арнайы жақпамай немесе вазелин жағу керек.
10 4. Көзге ерiтiндi шашырап тиген жағдайда, көздi сумен жақсылап жуып, дәрiгерге жедел көрсету керек. Зертханалық жұмыстарды орындау тәртібі 1. Алдын ала оқулықтан, дәріс жазбаларынан оқып, зертханалық жұмыстың мазмұнымен танысып ал. 2. Тәжірибеге керекті барлық қажеттіліктерді (ыдыстар, аспаптар, реактивтер) тексеріп алмай жұмысты бастама. 3. Нұсқауда көрсетілген барлық орындалатын іс-қимылдардың реті мен тәртібін дәл сақтап отыр. 4. Барлық қажетті алдын алу шараларын сақта (қажет болғанда сорғыш шкафта жұмыс істеу, ыстық және күйдіргіш реактивтермен жұмыс істегенде сақ болу). 5. Ортақ пайдалануға берілген реактивтерді өз жұмыс орныңа алып кетпе. 6. Егер осы тәжірибе үшін берілген қандай да бір реактивтің мөлшері көрсетілмесе, оны минималды мөлшерде ал. 7. Тәжірибе барысын мұқият бақыла және барлық өзгерістерді байқа. 8. Барлық бақылау нәтижелерін және жүрген химиялық реакциялардың теңдеулерін тәжірибе аяқталысымен жұмыс дәптеріне жаз. 9. Зертханалық сабақ аяқталғаннан кейін ыдыстарды жуып, жұмыс орнын жинастыр. 10. Қолыңды сабындап жу. Зертханалық жұмысты безендіру формасы 1. Орындау күні. 2. Зертханалық жұмыстың тақырыбы. 3. Жұмыстың мақсаты. 4. Қажетті материалдар мен құрал-жабдықтар. 5. Реактивтер (заттардың ерітінділері үшін концентрациялары көрсетіледі). 6. Тәжірибенің аталуы. 7. Тәжірибенің барысы, реакция теңдеуі, бақылау нәтижелері, аспаптың сұлбасы, есептеулер, кестелер мен графиктер. 8. Қорытындылар.
11 АНАЛИТИКАЛЫҚ ХИМИЯ ПӘНІНЕ КІРІСПЕ Аналитикалық химия – әртүрлі қосылыстар мен заттардың құрамын анализдеу әдістері туралы ғылым. Аналитикалық химия пәні анализдің жаңа әдістерін жасауды, анализді практика жүзінде қолдануды және анализ әдістерін терең зерттеу арқылы олардың теориялық негізін қалыптастыруды оқытады. Аналитикалық химия – бұл білімді қалыптастырып және оны бір жүйеге келтіретін пән ғана емес, ол қоғам өмірінде практикалық мәні өте зор ғылым. Химиялық анализді тиімді түрде жүргізбейінше табиғатты қорғау және денсаулық сақтау жүйелері мен қауіпсіздік комплекстерін іске қосу және одан әрі дамыту мүмкін болмайды. Аналитикалық химияда қолданылатын әдістер табиғи зат неден тұрады, оның құрамына қандай компоненттер кіреді, олардың сандық мөлшерлері мен концентрациялары қандай деген сұрақтарға толық жауап бере алады. Сонымен қатар аналитикалық химияның мақсаты – анализ әдістерінің қолданылу мүмкіншіліктері мен метрологиялық аспектілерін анықтау және әртүрлі объектілер анализінің әдістемесін жасау. Демек, аналитикалық химия – заттың химиялық құрамын анықтауға қажетті химиялық анализ әдістерін жасап, сол әдістерді жүзеге асырумен және олардың теориялық негіздерін зерттеумен шұғылданатын химия ғылымының бір саласы. Аналитикалық химия студенттердің ойлау қабілеттерін қалыптастыра отырып, химиялық анализді және әртүрлі ғылыми-зерттеу тәсілдерін жүргізуді үйретеді. Жоғары оқу орындарында оқу жоспары бойынша аналитикалық химияға бөлінетін уақыт көбінесе зертханалық практикумға беріледі. Алайда студент жұмыстың теориялық негізін жетік білмесе, зертханалық жұмыс бойынша анализдің жеке сатыларын тек механикалық жолмен ғана жүргізуі мүмкін. Бұндай жағдайда терең білім қалыптаспайды. Аналитикалық химияның теориялық негіздерін жақсы меңгергенде ғана
12 химиялық процестерді саналы түрде жүргізіп, зерттелетін зат компонеттерінің сапалық және сандық құрамын анықтауға қажетті жағдайларды жасауға болады. Аналитикалық химия пәні және оның алатын орны Аналитикалық химия заттың химиялық құрамы мен құрылымын анықтау әдістері туралы ғылым. Аналитикалық химияның мақсаты – анализдеу әдістерін жасау және оны тәжірибе жүзінде қолдану, сонымен бірге аналитикалық әдістердің теориялық негіздерін кеңінен зерттеу: яғни, әртүрлі орталарда және түрлі агрегаттық күйлерде болатын элементтер мен олардың қосылыстарын зерттеу, координациялық қосылыстардың құрамы мен тұрақтылығын, заттың оптикалық, электрохимиялық және басқа да сипаттамаларын анықтау, химиялық реакциялардың жылдамдықтарын зерттеу, әдістердің метрологиялық сипаттамаларын анықтау және т.б. көптеген сұрақтар. Практикалық мақсаттарда әрдайым толық химиялық анализ жүргізу қажет бола бермейді. Көп жағдайда материалдың сапасын, технологиялық сипаттамаларын, эксплуатациялық қасиеттерін, кейде екі-үш немесе төрт-бес аса маңызды компоненттерді ғана анықтаумен шектеледі. Қойылған мақсаттарға, талданатын заттың қасиеттеріне және тағы да басқа шарттарға байланысты заттардың құрамы әртүрлі өрнектеледі. Заттың химиялық құрамы элементтердің немесе олардың оксидтерінің, болмаса басқа да қосылыстарының массалық үлесімен (%), сонымен бірге үлгіде шын мәнінде кездесетін химиялық қосылыстардың немесе фазалардың, изотоптардың және т.б. болуымен сипатталады. Құймалардың құрамы әдетте құрамдас элементтердің массалық үлесімен (%) сипатталады; тау жыныстарының, рудалардың, минералдардың және т.б. құрамы олардың қандай да бір қосылыстарына, көбінесе оксидтеріне шаққандағы элементтердің құрамымен анықталады. Талданатын үлгіде кездесетін қандайда бір элементтің жеке химиялық қосылыстар, формалар түрінде сынақта болуын анықтау мақсатындағы
13 фазалық немесе заттық анализ әлдеқайда күрделі. Органикалық қосылыстарды анализдеу кезінде жеке элементтерді (көміртегі, сутегі, азот және т.б.) анықтаумен қатар молекулярлы және функционалды анализ жиі жүргізіледі (яғни жеке химиялық қосылыстар, функционалды топтар және т.б. анықталады). Аналитикалық химияның теориялық негізін Д.И. Менделеевтің периодтық заңы, зат массасы мен энергияның сақталу заңдары, зат құрамының тұрақтылығы, әрекеттесуші массалар заңдары сияқты жаратылыстанудың негізгі заңдары құрайды. Аналитикалық химия физикамен, бейорганикалық, органикалық, физикалық және коллоидтық химиямен, электрохимиямен, химиялық термодинамикамен, ерітінділер теориясымен, метрологиямен, ақпарат теориясымен және басқа көптеген ғылымдармен тығыз байланысты. Заманауи аналитикалық химияны координациялық қосылыстар, кванттық-химиялық әдістер және зат құрылысы теориясы, реакциялар кинетикасы және т.б. негізгі ілімдерсіз елестету мүмкін емес. Осындай ғылымдардың жетістіктерін қолдану арқылы аналитикалық химияның теориялық негізі байып, оның мүмкіндіктері кеңейіп, жаңа міндеттерді шешуге мүмкіндік алады. Аналитикалық химияның басқа ғылымдармен, әсіресе өндіріс салаларымен тығыз байланысты болуы оның маңызды ерекшеліктерінің бірі болып табылады. Аналитикалық химиядағы анализ бен синтездің бір-бірімен тығыз байланысты екенінде айта кеткен дұрыс. Синтездің нәтижесі, әдетте, анализ арқылы бақыланатындығы да анализ бен синтездің бірлігін көрсетеді. Аналитикалық химияның ғылыми және тәжірибелік маңызы өте зор. Негізгі химиялық заңдардың барлығы дерлік осы аналитикалық химияның әдістерінің көмегімен ашылған. Аналитикалық химияда қолданылатын әдістер Қысқаша айтқанда, аналитикалық химия – химиялық жүйенің құрамын анықтау әдістері жөніндегі ғылым. Химиялық жүйе – бұл жеке қосылыс, заттар қоспасы немесе қандай да болмасын
14 бір материал. Заттың сапалық және сандық құрамы болады. Сапалық құрам – зат құрамындағы белгілі бір элементтердің, функционалдық топтардың, иондардың бар екендігін көрсетеді. Сандық құрам – зат құрамындағы белгілі бір бөлшектердің мөлшерін көрсетеді. Сапалық және сандық құрамдарды химиялық анализ әдістері арқылы анықтайды. Химиялық анализ әдістері: 1) химиялық; 2) физикалық; 3) физика-химиялық; 4) биологиялық; 5) гибридті деп топтастырылады. Химиялық әдістер – химиялық реакцияларға негізделген, анализдің эффектісін визуальды түрде көзбен көріп байқауға болады. Физикалық әдістер – заттардың физикалық қасиеттерін өлшеуге негізделген, бұл әдісте химиялық реакциялар қолданылмайды. Мысалы: поляризациялану кеңістігінің ауысуы, жарық сәулесінің ерітінде сынуы, заттардың оптикалық спектрлері. Физика-химиялық әдістер – химиялық немесе электрохимиялық реакциялардың жүруі барысында заттардың физикалық қасиеттерінің өзгеруін байқауға негізделген әдістер. Физикалық және физика-химиялық әдістерді біріктіріп, құралдық (интрументальды) әдістер деп атайды, өйткені оларды жүзеге асыру үшін міндетті түрде әртүрлі құрылғылар мен қондырғылар қолданылады. Биологиялық әдістер – әртүрлі объектілердің биологиялық активтілігін зерттеуге негізделген және химиялық реагенттердің биологиялық объектілерге әсерін зерттеуге негізделген әдістер. Аналитикалық химияда бөлу әдістері және анықтау әдістері бар. Бөлу әдістерінің негізгі мақсаты кедергі келтіретін компоненттерді бөлу немесе анықталатын компоненттерді сандық жағынан анықтауға қолайлы түрде бөліп алу болып табылады. Бірақ, көбінесе, қызықтыратын компонентті анықтау алдын-ала бөлусіз, сынақтың өзінде-ақ жүргізіледі. Кейбір жағдайларда бөлу және анықтау әдістері бір-бірімен тығыз байланыста болып, толық бір әдісті құрайды. Осындай әдіске газды хроматография жатады. Хроматография процесінде қоспаны жеке компоненттерге бөледі және олардың сандық құрамы
15 анықталады. Анализдің мұндай әдістері бөлу мен анықтаудың бір-бірімен тығыз байланысты екенін көрсетеді және олар гибридті әдістер деп аталады. Аналитикалық химияның әдістері әртүрлі принциптер негізінде классификацияланады. Оларды анализге алынған заттың массасына, анықтау негізіне жататын заттың қасиетіне, заттың класына, анализдің мақсаттық бағытталуына және т.б. байланысты бөлуге болады. Анализде қолданылатын реакцияны орындау үшін алынатын заттың мөлшеріне байланысты, яғни алынатын нақты мөлшерге байланысты химиялық анализдің мынадай түрлерін ажыратады. Макроанализ (грамм-әдіс): заттың 1-10 граммы, жартылаймикроанализ (сантиграмм-әдіс): 0,05-0,5 граммы, микроанализ (миллиграмм-әдіс): 10-3 -10-6 граммы, ультрамикроанализ (микрограмм-әдіс): 10-6 -10-9 граммы және субмикроанализ (нанограмм-әдіс): 10-9 -10-12 граммы алынады. Химиялық лабораторияда оқыту мақсатында жартылаймикроанализ жүргізіледі. Жартылаймикроанализде сезімталдығы жоғары реакциялар қолданылады. Бұндай реакциялар анықталатын ерітіндідегі бөлшектердің өте азғантай мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді. Реакциялар микрокристаллоскопиялық немесе тамшылы әдістермен орындалады. Микрокристаллоскопиялық әдісте реакциялар әдетте заттық шыныда жүргізіледі. Анықталатын ионның бар-жоғын кристалдар формасын микроскоп арқылы қарап болжайды. Тамшылы әдісте ерітінді түсін өзгерте жүретін немесе нәтижесінде түсті қосылыстар немесе түсті тұнба түзілетін аналитикалық реакциялар қолданылады. Бұндай реакциялар көбінесе фильтр қағазында орындалады. Аналитикалық реакция – бұл нәтижесінде аналитикалық эффект немесе аналитикалық сигнал пайда болатын реакциялар. Аналитикалық реакциялар «құрғақ» және «ылғал» жолмен орындалады. «Құрғақ» реакциялар қосымша роль атқарады және алдын-ала жүргізілетін зерттеулерде, сонымен қатар «ылғал» реакция жүргізу мүмкін болмайтын жағдайларда жасалады.
16 Көбіне көп «ылғал» реакциялар қолданылады. Оларды жүзеге асыру үшін алдымен затты ерітеді. Еріткіш ретінде әдетте су, кейде қышқылдар мен сілті қолданады. Бейорганикалық заттардың сапалық анализінде негізінен тұздар, қышқылдар және сілтілер ерітінділерімен жұмыс жасайды. Бұл заттар электролиттер болып табылады, яғни олар сулы ерітінділерінде иондарға диссоциацияланады. Сондықтан реакция иондар арасында жүреді, яғни сапалық анализде элементтерді емес, иондарды ашу реакциялары жасалады. Белгілі бір аналитикалық реакцияны орындау үшін белгілі бір жағдай жасау қажет: 1) ерітінді ортасы (рН), мысалы кейбір тұнбалар қышқылдарда жақсы ериді, сондықтан орта қышқыл болса, онда тұнба түзілмейді немесе кейбір тұнбалар сілтілерде жақсы ериді, яғни бұндай тұнба сілтілі ортада түзілмейді. Ал кейбіреулері қышқылдарда да, сілтілерде де ериді, оны тек бейтарап ортада ғана алуға болады. Демек, реакция толық жүруі үшін қажетті орта болуы керек. 2) ерітінді температурасы. Кейбір реакцияларды салқын ортада жүргізу керек болады немесе керісінше, ал ерігіш тұнбалар температура артқан сайын ери түседі. 3) ерітіндідегі анықталатын ионның концентрациясы жеткілікті түрде мейлінше үлкен болуы керек. Концентрация өте аз болса реакция дұрыс жүрмейді. Мысалы, тұнба ерігіш болса, тұнба түзетін ион концентрациясы тұнбаның ерігіштігінен жоғары болған жағдайда ғана тұнба түзіледі. Ал қиын еритін тұнба үшін аз ғана концентрацияның өзі жеткілікті болады. Химиялық анализде қолданылатын реакцияларға мынадай талаптар қойылады: 1) реакция тез орындалатын және қайтымды болуы; 2) аналитикалық сигналы (түстің болуы, тұнбаның түзілуі, газдың бөлінуі) бар реакциялар болуы; 3) сезімталдығы жоғары реакциялар болуы; 4) таңдамалылығы жоғары реакциялар болуы керек. Заттың қасиетіне қарай классификациялаған кезде анализдеу әдісі өлшенетін қасиеттің атын сақтайды. Егер тұнбаның массасы өлшенетін болса, әдіс гравиметриялық деп, егер ерітінді
17 түсінің интенсивтігі анықталатын болса – фотометриялық немесе спектрометриялық деп, ал егер электр қозғаушы күші (ЭҚК) өлшенетін болса – потенциометриялық деп аталады және т.б. Көбінесе анықтау әдістерін анализдің физикалық әдістерінің тобын айшықтай отырып, химиялық және физика-химиялық деп бөледі. Химиялық немесе классикалық анализ әдістеріне гравиметрикалық және титриметрикалық әдістерді жатқызады. Физика-химиялық және физикалық анализ әдістерінде заттың эмиссионды спектроскопияда спектралды сызығының интенсивтігі, полярографияда диффузионды токтың шамасы сияқты және т.б. қасиеттері байқалады немесе өлшенеді. Аналитикалық әдістердің басқа да классификациялары бар. Кейде заттардың анықталған кластарын білдіреді: металдарды анализдеу, суды анализдеу, газды анализдеу, силикаттық анализдеу, органикалық қосылыстарды элементтік анализдеу және т.б. Кейде әдістің атында мақсаттық бағытталу байқалады: соттық, өндірістік, арбиторлық және т.б. Сонымен бірге аналитикалық химияның арнайы бөлімдерін айшықтайды: фазалық анализ, мақсаты – гетерогенді жүйенің жеке фазаларын анықтау немесе заттық (рационалды) анализдеу, мақсаты – сынақтағы нақты химиялық қосылысты (мысалы, оксидтерді) анықтау. Аналитикалық химияның заманауи әдістері үшін оптикалық, электрлік және басқа өлшеу құралдарын, соның ішінде автоматты құралдарды (әртүрлі анализаторлар, титраторлар және т.б.) және реттегіш аппаратураларды қолдану тән. Химиялық анализде компьютер мен математикалық әдістерді қолдану айтарлықтай өсіп келеді. Анализдеу әдістерін стандарттау мен унификациялауды, және неғұрлым дәл әрі сенімді әдістерді қолдануды, өнім мен материалдардың сапасына қойылатын талаптарды ресми құжаттарға енгізе отырып, заң жүзінде бекітудің маңызы зор. Әдістеме таңдаудың негізі Анализді жүзеге асыру үшін алдымен анализге қойылатын талаптарды толығымен қанағаттандыратын, анализді жүргізу
18 кезіндегі жылдамдық пен тиімділікті жоғары дәрежеде қамтамасыз ететін әдісті таңдап алады. Аналитикалық әдістемелердің алуан түрлілігіне қарамастан негізгі операциялар кез келген әдіс үшін ортақ болады және аналитикалық анықтаудың негізгі тізбегін құрайды. Анализдің жалпы операцияларына мыналар жатады: 1) сынаманы іріктеу, орта сынама және нақты үлгі алу; 2) сынаманы ыдырату (ажырату), еріту; 3) бөлу (анықталатын компонентті бөліп алу) және концентрлеу; 4) сандық өлшемдер; 5) анализ нәтижелерін есептеу. Әрбір әдістемеде бұл кезеңдердің бәрі бірдей іске асырылмайды. Кейде сынаманы еріту немесе алдын ала компоненттерді бір-бірінен бөлудің қажеттілігі болмайды. Мысалы, металдар мен құймалардың эмиссионды-спектроскопиялық анализінде немесе кейбір радиометриялық әдістерде бұл операциялар орындалмайды. Ең алдымен анализдің жалпы тізбегімен танысу өте маңызды, өйткені жеке операциялармен және анализдің нақты әдістемесімен танысуға мүмкіндік болады, сонымен қатар сынаманы іріктеу, бөлу және тағы да басқа студенттің тәжірибелік бағдарламасына кірмейтін операциялармен танысуға болады. Орта сынама және нақты үлгі алу Өндiрiстегі химиялық анализдің міндеттерінің бірі шикiзаттың, мысалы, кендер мен қосалқы материалдар, отын және тағы басқалардың орташа құрамын анықтау болып табылады. Лабораторияға анализдеуге түсетiн негізгі сынама анализденетін материалдардың орташа құрамын көрсетуі керек. Анализ нәтижелерi анализдеуге алынған заттың ғана құрамын көрсетеді. Негізгі сынаманың нәтижесін барлық партияға тән нәтиже ретінде қарастыруға болады. Анализденетін зат қатты, сұйық немесе газ күйінде болуы мүмкін. Анализдеу үшін сынаманы белгілі мөлшерде алады. Сынаманың құрамы анализденетін заттың құрамына түгелімен
19 сәйкес болуы керек. Анализ жасауға қажетті механикалық немесе химиялық әдіспен дайындайды. Зат газ немесе сұйық күйінде болатын болса, олардың гомогенді болуына байланысты олардан құрамы анализденетін заттың құрамына түгел сәйкес болатын сынама дайындау қиын емес. Қатты зат – әртүрлі компоненттердің гетерогенді қоспасы болып табылады. Сынаманы дайындаған кезде түйіршікті затта бір компонент бір жерінде көп немесе керісінше аз болуы да мүмкін. Сондықтан заттың әр жерінен алынған сынаманың құрамы әртүрлі болады. Яғни, қатты заттан сынама алу, әсіресе анализденетін материал iрi немесе әртүрлi өлшемдегі кесектер болған жағдайда қиындық туғызады. Анализденетін материалдың үлкен партиясынан негізгі сынаманы дұрыс таңдау үшiн осы операцияның қателерiн ең төменгі мәнге дейін жеткізуге мүмкiндiк беретiн арнайы әдiстемелер жасалған. Бұл әдістемелер, әдетте тиiстi аналитикалық стандарттарға немесе сынаманы таңдауға арналған арнайы нұсқауларға енгізілген. Бұндай материалдардан негізгі сынама алудың кең таралған түрі, бұл анализденетін заттың барлық көлем бойынша әр жерінен жүйелi түрде біркелкі алынуы. Сынама алу қателігі – зат түйіршіктерінің мөлшері өскен сайын және сынама мөлшері азайған сайын өседі. Сондықтан, сынама өте аз мөлшерде алынатын анализдеу әдістері (микроанализ) үшін сынаманы өте жоғары дәрежеде гомогендеу керек. Егер анықталатын компонент сынаманың өте азғантай бөлігін құраса және сынамадағы жеке компоненттердің тығыздықтары әртүрлі болса, сынама алу қиындай түседі. Сынаманы алмас бұрын анализденетін затты жақсылап араластыру керек. Анализ жасау үшін алдымен сынаманы азайтып алу керек. Сонымен қатар, сынаманы жақсылап ұсақтау қажет. Орташа сынаманың мөлшерін мына теңдеу бойынша есептейді: q=K·dα q – орташа сынаманың мөлшері, кг; d – түйіршік диаметрі, мм. Егер d=0,1 мм болса, онда q=0,1·0,12 = 0,001 кг = 1г.
20 Аналитикалық лабораторияға түскен негізгі сынаманың массасы салыстырмалы түрде үлкен болады. Сынаманы азайтуды бөлшектеу немесе кварттау, шаршылау әдістері арқылы немесе механикалық бөлгіштердің көмегімен жүзеге асыруға болады. Оларды арнайы диірменде немесе басқа арнайы ұсақтағыштарда ұсақтайды және орта сынаманы автоматтандырылған сынама алғыштың көмегiмен де алуға болады. Кварттау кезінде сынаманы төртбұрыш түрiнде жайып қояды да, төрт үшбұрышқа диагоналдарымен бөледi, екi қарамақарсы бөлiктерді лақтырып тастайды, ал қалған екеуiн қосады, тағы да ұсақтайды, содан кейін тағы кварттайды, яғни 4 бөлiкке бөледi және екi қарама-қарсыларын лақтырып тастайды. Осындай жолмен алынған орта сынама бiрнеше он шақты массадан 1 кг дейінгі материалдың ұсақталған түріне байланысты, тиiстi елеуiш арқылы қалдықсыз еленеді және берік тығыны бар шыны ыдысқа салынады. Талдау үшiн алдын ала алынған үлгінің бірнеше сынамасы агаттық ступкада қосымша уқаланады. Металдық үлгiнің орта сынамасы бұрғылап немесе станокта жоңқасын алумен таңдалады. Бөлшектеуді, яғни кварттауды сақина және конус тәсілдері арқылы іске асырады. Бұдан басқа да тәсілдері бар. Шаршылау кезінде сынаманы сызғыштың көмегімен тегіс және таза жерге тегістеп жаяды, содан соң шахматтық реттегі квадраттардан сынама алады. Егер сынаманы саусақпен сипап немесе уқалап көргенде, оның түйіршіктері қолға білінбесе − онда ол сынаманың жақсы ұсақталғанының белгісі. Анализ жасау үшін анализденетін сынаманың қатты не сұйық күйіндегі белгілі мөлшерін дәл өлшеп алу керек. Барлық жағдайда орта сынаманы таңдау үлкен ұқыптылықты қажет етеді, егер анализденетін материалдың орташа сынамасы оның шынайы құрамын емес, кездейсоқ құрамын құраса, анализ нәтижесі өз құндылығын жояды. Фундаменталдық В.Ф. Гиллебранд, Г.Э. Лендаль және тағы басқалардың «Бейорганикалық анализ бойынша практикалық басшылығында» анализденетін заттың сынамасын таңдау, кей
21 жағдайда анализ операциясына қарағанда маңызды болып табылады деп тұжырымдаған. Мысалы, бастапқы шикiзат компоненттерi жөнінде қате немесе толық емес мәлiмет берілсе, сынаманы таңдау кезінде пайда болған қателер нәтижесiнде технологиялық үдерiс кезінде кедергiлер туғызуы мүмкін. Дайындалған орта сынамадан анализ үшін қажетті нақты үлгіні аналитикалық таразыда өлшеп алады. Сынамада анықталған компоненттің құрамы мен сандық өлшемдеріне сүйене отырып, нақты үлгінің шамамен алынатын массасын алдын ала анықталатын компоненттің сынамадағы мөлшерін және қолданылатын сандық өлшеулердің ерекшеліктерін ескере отырып есептеп алады. Мысалы, гравиметриялық анализде нақты үлгінің массасын құрышталған тұнбаның массасы 0,05 – 0,3 грамм болатындай етіп есептеп алады. Массаны азайтқан сайын өлшеудің салыстырмалы қателері өседi, ал тұнба массасының өсуі ешқандай артықшылық бермейді, керісінше анализдің ұзақ уақытқа созылуына әкеліп соғады. Аналитикалық нұсқауларда әдетте үлгінің массасы немесе оны есептеу жолдары көрсетіледі. Ауада құрғақ, яғни гигроскопиялық емес сынаманы өлшеу аса бір сақтықты қажет етпейді. Гигроскопиялық сынаманы өлшеу кезінде қажет болатын сақтық шаралары аналитикалық нұсқауларда көрсетіледі. Сынаманы ыдырату, еріту Бұл операцияны жүргізу кезінде сынаманың барлық анықталатын компоненттерiн түгелдей ерiтiндiге ауыстыруға тырысып және еріту кезіндегі қыздыруды немесе тағы да басқа операцияларды орындағанда компоненттерді жоғалтып алмау керек. Қатты заттың нақты үлгісін еріту үшiн әдетте сынаманы минералды қышқылдармен құм немесе су моншасында қыздыру арқылы өңдейді. Көбінесе қышқылдар қоспасы, мысалы «патша сұйығы» (концентрленген тұз және азот қышқылдарының қоспасы) немесе қышқыл мен тотықтырғыштың (сутегiнiң асқын тотығы мен бромның) қоспасы немесе (кейде) қышқылдар мен тотықсыздандырғыш қоспасы жиi қолданылады.
22 Сынаманың негiзгi компоненттері алдын-ала алынған мәлiметтерден белгiлі болғанда ерiткiштi таңдау оңай болады. Мысалы, көптеген сульфидті кендерді өңдеуде алдымен тұз қышқылын қосып қыздырады, содан соң азот қышқылымен тұз қышқылының жаңа үлесiн қосады. Ыдыратуды көбінесе сынамаға күкірт қышқылын қосып қыздырумен аяқтайды. Кеннің құрамындағы қорғасын, мыс және тағы басқа да металдар осылайша анықталады. Егер де күкiрттi анықтау қажет болса, онда сульфидті сулфатқа дейін тотықтыру үшін және күкірттің өзін күкіртті сутек түрінде жоғалтпас үшін сынаманы концентрлі азот қышқылы түтінімен, кейде бромның қоспасымен өңдейді. Сурьма, мышьяк, германий және кейбір басқа элементтерді анықтауда бастапқы сынаманы тұз қышқылымен өңдемеуге және тұзқышқылды ерiтiндiлерді қыздырмауға тырысады. Егер бұл элементтердi анализдеуді қыздырусыз жүргізу мүмкін болмаса, онда хлоридтердің ұшып кетуінен туындайтын шығынды болдырмас үшін керi тоназытқышты қолданады. Еріту кезінде сирегірек қышқылдардың тотықсыздандырғыштық қасиеттерін де қолданады. Бұндай жағдай, яғни тұз (хлорлы сутек) қышқылын қолдану пиролюзиттi (МnO2) және тағы басқа да тотыққан кендерді ерітуде қолданылады. Бұнда пиролюзиттiң нақты үлгісін тұз (хлорсутек) қышқылымен бос хлордың бөлінуі тоқтағанша өңдейді. Сынаманың құрамында табиғи органикалық қосылыстардың болуы бейорганикалық анализдің жүруін қиындатады. Органикалық заттар анықталатын элементтермен комплекстер түзуі мүмкін, бұндай комплекстер тұнбаның түзілуіне кедергi келтiреді немесе басқа да аналитикалық операциялардың тиiмдiлiгін төмендетеді. Сонымен, анализді жүргізу үшін әдетте сынаманың органикалық бөлігін толық бұзу қажет болады. Бұзуды«құрғақ» немесе «ылғалды» әдiстермен жүзеге асырады. «Құрғақ» әдіске сынаманы от жалынында, муфелді пеште, түтікті пеште құрыштап қыздыру, оттек ағынында немесе «жарылғышта» өртеу жатады. Ылғалды әдіс бойынша өртеу кезінде сынаманы ұзақ уақыт бойы концентрлі
23 азот қышқылымен немесе азот қышқылы мен күкірт қышқылының қоспаларымен, кейде тотықтырғыш (хлорат, перманганат және тағы басқалар) қоса отырып өңдейді. Кейбiр материалдарды, мысалы, силикаттарды, отқа төзiмдi түрлi тау жыныстары мен тағы басқаларын ыдырату кезінде сынаманы толық еріту үшін оны тек ерiткiшпен өңдеу жеткiлiксiз болады. Мұндай жағдайда сынаманы ыдырату (ажырату) үшін әр түрлi балқытқыштар арқылы балқытуды қолданады. Қарапайым балқытқыш ретінде сiлтiлiк металдардың қосылыстарын, яғни олардың карбонаттарын, бораттарын, пероксидтерді, гидроксидтерді және тағы да басқа сiлтiлiк балқытқыштарды немесе гидросульфаттарды, пиросульфаттарды және одан да басқа қышқылдық балқытқыштарды қолданады. Балқыту кезінде әдетте анализденетін зат ыдырайды, бұл кезде сынама компоненттері ауадағы оттегiмен тотығады. Балқытқыштың тотықтырғыштық әсерiн күшейту үшiн оған кейде нитраттар, хлораттар немесе басқа да тотықтырғыштарды қосады. Балқытқышты таңдау анализденетін сынаманың құрамына байланысты болады. Силикаттар, фосфаттар және тағы да басқа тотыққан минералдарды әдетте натрий карбонаты немесе натрий мен калий карбонаттарының қоспасымен балқытады. Танталаттарды, ниобаттарды және көптеген оксидтерді пиросульфатпен балқытады. Бұлардан да басқа балқытқыштарды қолданады. Кейде оксидпен немесе қорғасын карбонатымен, висмуттың негізгі нитратымен, бор қышқылымен және т.б. балқыту тиiмдi болады. Сынаманы ыдыратуға көп жағдайда аралас тәсiлдерді қолдануға тура келедi – алдымен алынған сынаманы қыздырады және қышқылмен өңдейді, содан соң ерiмей қалған қалдықты қолайлы балқытқышпен балқытады. Балқытылғаннан кейін сынама массасы суда немесе сұйытылған минералды қышқылдарда оңай ериді.
24 Бөлу және концентрлеу Анализденетін сынамада анықталатын компонентпен қатар бөгде немесе кедергi жасайтын заттар болады, олар қажетті элементтi тiкелей анықтауда қиындық туғызады. Егер ерiтiндiден бiрнеше компоненттi анықтау керек болса, онда аналитикалық міндеттің орындалуы да қиындай түседі. Анализденетін компоненттi күрделi қоспалардан бөліп алу үшін әртүрлi бөлу әдiстерін қолданады. Бөлу әдісін анықталатын қосылыс пен кедергi келтіретін элементтердің физика-химиялық қасиеттерiне байланысты таңдайды. Тәжiрибеде бөлудің химиялық, физика-химиялық және физикалық әдiстері қолданылады. Бөлудің химиялық әдiстерi заттардың ерiгiштiктерінің әртүрлi болуына және тұнба алу реакциялары мен аз еритiн қосылыстардың еруiне негiзделген. Кедергi келтіретін компоненттердi қолайлы лигандпен берік комплексті қосылысқа айналдыру арқылы олардың әсерін бүркемелеу өте тиімді тәсіл болып табылады. Бұл кезде анықталатын компонент комплекс түзбейді немесе комплекс түзілген жағдайдың өзінде оның тұрақтылығы өте төмен болады. Мысалы, темiр (III) әдетте фторидпен жиi бүркемеленеді. Тәжiрибеде бөлудiң экстракция, ионды алмасу, хроматография, электрохимиялық процестер және т.б. сияқты тәсілдері кеңінен қолданылады. Бөлу әдiсін микромөлшерлерді концентрлеуде де қолданады. Осы кезде алынған концентраттағы анықталатын компоненттiң құрамы бiрнеше рет артады, сөйтіп анықтау шегі айтарлықтай төмендейді. Сандық өлшемдер Сандық өлшемдерде аналитикалық сигналдың қанықтығын анықтайды, яғни анализденетін компоненттiң құрамына немесе мөлшеріне байланысты болатын қасиетінің сандық мәні өлшенеді. Гравиметриялық анализде аналитикалық сигналдың қанықтығы ретінде кептірілген немесе құрышталған тұнбаның массасы алынады, ал титриметрияда – реакцияға жұмсалған ерiтiндiнiң көлемi, фотометрияда – ерiтiндi түсінің қанықтығы
25 (оптикалық тығыздық) және тағы басқалар алынады. Сандық өлшем нәтижелерi бойынша сынамадағы анықталатын элементтiң құрамын байланыс теңдеуiн қолданып есептейді. Байланыс теңдеуi аналитикалық сигналдың қанықтығы (өлшенетiн шама) мен анализденетін компоненттiң құрамы немесе саны арасындағы сандық байланысты көрсетедi: P=f(c) мұндағы: Р – аналитикалық сигналдың қанықтығы; с – концентрация. Функционалдық байланыстың түрі аналитикалық сигналдың ерекшелiктерiмен анықталады. Байланыс түзу сызықты, логарифмдiк және т.б. болуы мүмкін. Байланыс теңдеуі ретiнде теориялық негізі бар қатынастарды да, сонымен қатар сигнал қанықтығы мен концентрация арсындағы эмпирикалық жолмен табылған қатынастарды да қолдануға болады. Талдау нәтижелерін есептеу – бұл анализдің қорытынды кезеңі. Нәтижелерді есептеу жеңіл теңдеулерді қолдануға негiзделген және айтарлықтай қиыншылықтар тудырмайды. Дегенмен, бұл кезең үлкен ұқыптылықты талап етеді, өйткені есептеудегі қатеде басқа анализ операцияларын орындаудағы ұқыпсыздық, дұрыс орындамау және немқұрайлылықтар жалған нәтижеге әкеледі. Анализ нәтижесін есептеумен қатар, алынған мәндердің де қателерін есептеу қажет, өйткенi кез келген өлшеу нәтижесінің қатесі анықталып, белгілі болған кезде ғана оның нақты құндылығы болады. Бақылау сұрақтары мен жаттығулар 1. Қандай сынаманы негізгі деп атайды және оларға қандай талаптар қойылады? 2. Орта сынама деген не? Қатты және металдық үлгiнің орта сынамасын қалай алады? 3. Кварттау деген не? Оны қандай мақсатпен қолданады? 4. Анализденетін сынаманы ерітіндіге айналдырудың қандай негізгі әдiстерi бар? Анализ кезінде сынаманы еріту әрдайым керек пе? 5. Қандай жүйелерді анализдеген кезде ерiтiндiнi керi тоназытқышты қолдану арқылы қыздырады?
26 6. Бейорганикалық анализді жүргізген кезде сынаманың органикалық бөлігін қандай әдістермен жояды? 7. Қандай жағдайда сынаманы балқытады? Аналитикалық лабораторияларда қандай балқытқыштарды қолданады? 8. Аналитикалық сигналдың қанықтығы деген не? 9. Қандай сынаманы анализдеген кезде тотықтырғыштық қасиеті бар қышқылдарды қолданады? 10. Неліктен кейбір жағдайларда анализге алынатын сынаманы еріту анализдің өзін орындауға қарағанда маңыздырақ болады? ЗАТ МӨЛШЕРІНІҢ ӨЛШЕМ БІРЛІГІ ЖӘНЕ КОНЦЕНТРАЦИЯНЫ ӨРНЕКТЕУ ЖОЛДАРЫ Зат мөлшерінің өлшем бірліктері. Моль. Зат мөлшерінің өлшем бірлігі ретінде бір моль қабылданған. Бұл 0,012 кг көміртегінде қанша атом болса, сонша шартты бөлшегі, яғни құрамында 6,02045·1023 шартты бөлшегі бар зат мөлшері. Шартты бөлшек молекула, ион, электрон немесе бөлшектер тобы (мысалы, функционалды топ, молекуланың бөлігі, ассоциат, радикал және т.б.) болуы мүмкін. Бір сөзбен айтқанда, шартты бөлшек – кез-келген дискретті материалды бірлік. Кейбір шартты бөлшектер шын мәнінде кездесетін болса (Н2 молекуласы, IO3 - ), кейбіреуі шартты түрде болады (ерітіндідегі NaCl молекуласы, молекуланың жартысы, ерітіндідегі протон саны). Сондықтан шартты бөлшектердің «моль» бірлігі қолайлы және әдетте микрообъектілердің мөлшерін өрнектеу үшін қолданылады. Заттың моль санын n символымен белгілейді. n(H+ )=1,0·10-6 жазылуы 6,02·1023·10-6 протонды білдіреді; n(HCl)=0,01 моль – HCl шартты бөлшектерінің 6,02·1023·0,01 молі; n(1/5KMnO4)= =0,05 моль – 1/5KMnO4 шартты бөлшектерінің 6,02·1023·0,05 молі; n(e)=1 моль – 6,02·1023 электрон. Химиялық анализ практикасында мұндай мәлімет сирек қажет болады. Молярлы масса (М) – бұл 1 моль заттың массасы. Егер массасы m зат берілген болса, онда М=m/n. Молярлы массаның
27 өлшем бірлігі г·моль-1 . Саны жағынан молярлы масса салыстырмалы молекулалық массаға тең, яғни бөлшектегі барлық атомдардың қосынды массасының көміртегі атомының 1/12 массасына қатынасына тең. Салыстырмалы молекулалық масса – мөлшерсіз шама, оны элементтердің атомдық массаларының кестесі бойынша оңай есептеуге болады. Молярлы көлем (V0) – бұл қалыпты жағдайдағы 1 моль заттың көлемі. Әдетте бұл шаманы газдар үшін қолданады, бұл жағдайда V0=22,4 л·моль-1 . Молярлы заряд (Q) – бұл 1 моль заттың жалпы заряды. Бір зарядты бөлшектер үшін Q=96485 Кл·моль-1 (Фарадей саны, F), z – зарядты бөлшектер үшін Q=zF. Концентрацияны белгілеу жолдары Аналитикалық химияда көбінесе заттың белгілі бір көлемдегі мөлшерімен, яғни концентрациясымен жұмыс істеу керек болады. Әсіресе бұл ерітіндідегі заттар үшін маңызды. Көлемнің өлшем бірлігі 1 литрге (л) тең болатын кубты метр (м3 ) немесе кубты дециметр (дм3 ). Молярлы концентрация с – еріген заттың моль санының ерітінді көлеміне қатынасы. Бұл термин шартты бірліктердің кез-келген түріне (атомдар, иондар, молекулалар, молекулалардың бөлігі және т.б.) қатысты. Молярлы концентрация (моль·дм-3 немесе моль·л-1 ) – бұл 1 литр ерітіндідегі еріген заттың моль санын (молін) өрнектейді және көбінесе М деп белгіленеді. Мысалы, с(HCl)=0,1 моль·л-1 немесе с(HCl)=0,1 М; с(1/5KMnO4)=0,05 моль·л-1 немесе 0,05М (1/5KMnO4) . Сонымен, молярлы концентрация – М: 1 дм3 (л) ерітіндідегі еріген заттың моль саны – nA немесе 1 см3 (л) ерітіндідегі заттың ммоль саны: ( ) ( ) M(x) m z n моль = ; ( ) ( ) M(x) m z n ммоль = . Бұндағы М(х) – молярлық масса, яғни 1 мольдің массасы. m = n M (X ) ; А заты үшін m(A) n M(А) A = . Мысалы: 0,2М H2SO4 : C M моль л H SO 0,2 0,2 / 2 4 = = Бір мольдің массасы: M(H2SO4) = 98,08 г/моль.
28 m(X ) = M M (X ) ; m(H2SO4 ) = 0,2 моль/л . 98,08г/моль = 19,6 г/л Шартты бірліктердің молярлы концентрациясын бұрын нормальды концентрация деп атайтын және N деп белгілейтін. Қазіргі кезде бұл терминді көп қолданбайды. Нормальды концентрация – N: 1дм3 (л) ерітіндіде еріген заттың мольэквивалент саны (nэ) немесе 1см3 (мл) ерітіндіде еріген заттың ммоль-эквивалент саны. Эквивалент. Қосылыстағы шартты бірліктер арасында стехиометриялық деп аталатын белгілі қатынастар болады. Мысалы, NaCl молекуласында натрийдің бір атомына хлордың бір атомы келеді, Na2CO3 молекуласында екі протон бір CO3 2- бөлшегімен байланысқан. Реакцияланушы бөлшектер арасында да стехиометриялық қатынас орнайды, мысалы: aA+bB cC+dD реакциясында А затының a шартты бөлшегі В затының b шартты бөлшегімен реакцияға түседі. Осыған сәйкес, шарты орындалған кезде А затының бір бөлшегі В затының b/а бөлшектеріне эквивалентті. b/а қатынасын В затының эквивалент факторы деп атайды және fэкв(В) деп белгілейді. Мысалы: 2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI реакциясында fэкв(I2)=1/2, ал эквивалент 1/2 I2 бөлшегі болып табылады. Қышқылды – негіздік реакцияларда эквивалент – осы реакцияда сутегінің бір ионымен байланысатын, оны ауыстыратын немесе бөліп шығаратын шартты бөлшек. Тотығу – тотықсыздану реакцияларында эквивалент – осы реакцияда бір электронды қосып алатын немесе беріп жіберетін шартты бөлшек. Реакцияға байланысты бір заттың эквиваленті әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы: HCl+Na2CO3 NaHCO3+NaCl реакциясында натрий карбонатының эквиваленті – Na2CO3 шартты бөлшегі (fэкв=1). Ал: HCl+Na2CO3 2NaCl+H2CO3 реакциясында fэкв(Na2CO3)=1/2, ал эквивалент 1/2 Na2CO3 шартты бөлшегі болып табылады.
29 Заттар бір бірімен өздерінің эквиваленттеріне байланысты реакцияласады – бұны Дальтонның еселік қатынас заңы дейді. Бұл заң аналитикалық химияда барлық сандық есептеулерде қолданылады, әсіресе титриметриялық анализ әдістерінің негізін құрайды. Практика жүзінде жеке эквиваленттермен немесе химиялық актпен ғана емес, бөлшектердің үлкен бірлігімен жұмыс істейді. Бұл жағдайда заттар арасындағы стехиометриялық қатынастар заттар мөлшерінің мольдік қатынасы түрінде болады: n(A) : n(B) = a : b. Эквиваленттік фактор – берілген реакцияда реальды заттың қандай үлесі 1 сутегі атомына (не 1 e -ға) эквивалентті екенін көрсететін сан. Эквиваленттік фактор мына теңдеу бойынша анықталады: Mэ m nэ = . Мысалы, мына NaOH + HCl → NaCl + H2O реакция бойынша NaOH-тың эквиваленттік факторы бірге тең. Басқа да мысалдар келтірсек: H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O немесе: 2 1 H2SO4 + NaOH = 2 1 Na2SO4 + H2O H2SO4- тің мольэкв 2 1 – ге тең болады, яғни 2 1 f экв = ; 1мольэквиваленттің массасы мына теңдеумен анықталады: Mэ(А) = fэкв(А)М(А). fэкв мәні жүретін әрбір химиялық реакцияның теңдеуіне байланысты анықталады: H3PO4+NaOH=NaН2PO4+H2O; ( ) 1 f экв H3PO4 = H3PO4+2NaOH=Na2HPO4+2H2O; ( ) 2 1 f экв H3PO4 = ; H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2O; ( ) 3 1 f экв H3PO4 = ; Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2CO3; ( ) 2 1 f экв Na2CO3 = Концентрацияны өрнектеудің басқа да әдістерін қарастырсақ.
30 Массалық концентрация – еріген зат массасының mS ерітінді көлеміне V қатынасы, массалық концентрацияның өлшем бірлігі кг·дм-3 немесе кг·л-1 , сонымен бірге еселік бөлшектік бірліктер. Бір миллилитрдегі заттың грамымен өрнектелген массалық концентрацияны титр деп атайды. Классикалық анализ әдісінің бірі титриметрияның аталуы осы терминмен байланысты. Титр – T әрпімен белгіленеді, оның өлшем бірлігі: мг/мл немесе г/мл. Ерітінді титрі мына теңдеумен анықталады: v m T = ; Бұндағы, m – еріген заттың массасы, v – ерітіндінің көлемі. Молярлы концентрация: ( ) M (A) m A СМ = бұндағы М(А) – молярлы масса, яғни 1 мольдің массасы. Осыдан m = M M (A) Сонда: ( ) 1000 M M A V m T = = ; Яғни, титрді молярлы концентрация арқылы да табуға болады. Осы сияқты, титрді нормальды концентрация арқылы да табу жолы бар. экв M = N f екенін білеміз. Олай болса: ( ) 1000 N f эквM A T = немесе 1000 N Mэ T = ; Титрі белгілі болған жағдайда M не N – концентрацияларды да осы теңдеуден табуға болады. Mэ(A) T Cн 1000 = ; M(A) T 1000 M = Кей жағдайда жұмысшы ерітіндінің анықтайтын зат арқылы титрі – Tж/А беріледі, бұл анықтайтын заттың 1 мл жұмысшы ерітіндімен (титрантпен) әрекеттесетін грамм мөлшері. Мысалы: T г мл CaO H SO 0.004678 / 2 4 / = ; ж A / V m Т ж А = ; 2 4 2 4 H SO CaO / V m = CaO TH SO ; Немесе: 1000 H SO Mэ(CaO) / 2 4 2 4 = н CaO H SO C T . Олай болса: CaO C CaO н H SO э H SO / M T 1000 2 4 2 4 = ;
31 Яғни жалпы түрде: 1000 М (A) э / = н ж А C Т ; mA = Vж Tж/А Көлемдік концентрация – еріген заттың көлемінің ерітінді көлеміне қатынасы. Көп жағдайда ерітіндінің немесе басқа нысанның құрамын заттың жалпы мөлшеріндегі компоненттің үлесі түрінде өрнектейді. Өрнектеудің мұндай жолының қолайлы болуы нысанның агрегатты күйіне тәуелді еместігінде. «Үлес» компонент бөлшектері санының нысан бөлшектерінің жалпы санына қатынасын білдіреді. Таңдап алынған бірлікке байланысты молярлы (α), массалық (ω), көлемдік (φ) үлес деп бөлінеді: , = n n i , = m i m , = v v i . Үлесті пайызбен көрсетеді. Пайызбен көрсетілген массалық үлесті проценттік (пайыздық) концентрация деп атайды. Проценттік концентрация С%; ω% – деп белгіленеді. Заттың өте аз мөлшерін бағалау үшін миллиондық үлесті – ppm, миллиардтық үлесті – ppb, триллиондық үлесті – ppt қолданған қолайлы. Бір мысал келтірсек. 1 литр итмұрын тұнбасындағы аскорбин қышқылының құрамы 5,5 мг. Аскорбин қышқылының құрамын массалық үлеспен көрсету керек. Ерітіндідегі аскорбин қышқылының массалық үлесін (1 литрдің массасы 103 грамм екенін ескере отырып) табамыз: 6 3 3 5,5 10 10 5,5 10 − − = = . Бұл сан есептеуге қолайсыз. Оны ppm немесе млн-1 бірлігіне ауыстырамыз: 5,5 10-6 106 = 5,5 млн-1 . Моляльдық – ерітіндінің масса бірлігіндегі (1кг) зат мөлшері. Моляльдықтың ерекшілігі температураға тәуелсіздігінде. Бірақ аналитикалық химияда бұл бірлікті сирек қолданады.
32 1-зертханалық жұмыс АНАЛИТИКАЛЫҚ ЕРІТІНДІЛЕРДІ ДАЙЫНДАУ Жұмыстың мақсаты: Құрғақ тұздан немесе концентрлі ерітіндіден әртүрлі концентрациялы ерітінділерді дайындау. Химиялық өлшеуіш ыдыстармен танысу. Керектi құралдар мен реактивтер: Натрий тетрабораты; калий, натрий, кальций, аммоний және магний хлоридтерi; мыс (II) және магний сульфаттары, калий және натрий гидроксидтерi, концентрлі тұз және күкірт қышқылдары, дистилденген су, цилиндр, мензурка, стақан, өлшеуіш колба, құйғы, бюкс, тамшуыр, ареометр, техникалық таразы, аналитикалық таразы. Проценттік концентрациясы белгілі бір ерітіндіні қатты заттың өлшендісінен дайындау тәртібі: Оқытушыдан тапсырма алады. 1. Белгілі бір концентрациялы ерітінді дайындау үшін қажетті тұздың мөлшерін есептейді. 2. Есептелген тұздың мөлшерін техникалық таразыда өлшейді. Алдымен химиялық стақанды өлшейді. Содан кейін стақанға есептелген тұздың мөлшерін салады. 3. Судың қажетті мөлшерін есептейді және оны цилиндрмен немесе мензуркамен өлшейді. Судың меншікті салмағы 1-ге тең, яғни судың 1 мл-і 1 грамм тартады. 4. Өлшенген судың мөлшерін тұздың өлшендісі бар стақанға құяды. Тұздың кристалдары толық ерігенше шыны таяқшамен мұқият араластырады. 5. Дайындалған ерітіндіні оқытушыға немесе лаборантқа тапсырады. Пайыздық концентрациясы белгілі бір ерітіндіні концентрлі ерітіндіден дайындау тәртібі Оқытушыдан тапсырма алады. 1. Белгілі бір көлемді ерітінді дайындау үшін концентрлі ерітіндінің және судың қажетті мөлшерін есептейді.
33 2. Көлемдері әр түрлі екі цилиндр немесе мензурканы дайындайды. 3. Кішкентай цилиндрмен концентрлі ерітіндінің есептелген мөлшерін өлшейді. Үлкен цилиндрмен немесе мензуркамен судың қажетті көлемін өлшейді. 4. Суды колбаға құяды, содан кейін оған аздаған бөліктермен концентрлі ерітіндіні құяды. 5. Колбадағы ерітіндіні айналдыра қозғалтып араластырады. 6. Цилиндрді алынған ерітіндімен шаяды. 7. Ерітіндіні цилиндрден колбаға ауыстырады. 8. Егер ерітінді қызып кетсе, оны бөлме температурасына дейін салқындатады. 9. Ерітіндісі бар колбаның сыртына жазып, оқытушыға немесе лаборантқа тапсырады. Эквиваленттінің молярлық концентрациясы белгілі бір ерітіндіні тұздың өлшендісінен дайындау тәртібі 1. Ерітінді дайындау үшін қажетті тұздың мөлшерін есептейді. 2. Алдымен бюкстың массасын аналитикалық таразыда өлшейді, содан кейін оған тұз салады. Сосын бюксты тұзбен бірге өлшейді. 3. Өлшеуіш колбаға құйғыны қояды және алынған өлшендіні құйғыға ауыстырады. Стақанға судың аздаған мөлшерін құйып, шаяды және оны құйғыға құяды. Осы операцияны тағы да екі рет қайталайды. 4. Колбаның жартысына дейін су құяды және ерітіндіні тұз толық ерігенше араластырады. 5. Колбадағы ерітіндінің көлемін белгіге шейін сумен жеткізеді. 6. Колбаны тығынмен жабады, колбаны аудара отырып, ерітіндіні араластырады. 7. Дайындалған ерітіндісі бар колбаның сыртына жазып, оқытушыға немесе лаборантқа тапсырады.
34 Эквиваленттінің молярлық концентрациясы белгілі бір ерітіндіні концентрлі ерітіндіден дайындау тәртібі 1. Оқытушыдан эквиваленттінің молярлық концентрациясы белгілі бір дайындау үшін тапсырма алады. 2. Концентрациясы белгілі бір ерітінді дайындау үшін концентрлі ерітіндінің қажетті көлемін есептейді. 3. Тамшуырмен концентрлі ерітіндінің есептелген көлемін өлшеп алады. 4. Өлшеуіш колбаға шамамен 2/3 көлеміндей дистилденген су құяды. 5. Ерітіндісі бар тамшуырды өлшеуіш колбаға ауыстырады және ерітіндіні тамшуырдан колбаға біркелкі аққызады. Тамшуырда қалған ерітіндінің 1-2 тамшысын тамшуырдың төменгі ұшын өлшеуіш колбаның ішкі қабырғасына жәйлап тигізіп ағызады. Ауызбен үрлеп шығаруға мүлдем болмайды! 6. Ерітіндіні араластырады және оның көлемін белгіге шейін сумен жеткізеді. 7. Егер ерітінді қызып кетсе, оны бөлме температурасына дейін салқындатады. 8. Колбаны тығынмен жабады, колбаны аудара отырып, араластырады. 9. Ерітіндісі бар колбаның сыртына жазып, оқытушыға немесе лаборантқа тапсырады. Пайыздық және эквиваленттінің молярлық концентрациясы белгілі бір ерітінділерді дайындауға келесі мысалдарды шығар: 1. 70 г 8% ерітінді дайындау үшін неше грамм СuSO4·5H2O және су қажет? 1 кг 5% ерітінді дайындау үшін неше грамм Na2HPO4·12H2O және су қажет? 3. 300 г суда 45 г Na2SO4·10H2O ерітілген. Ерітіндінің проценттік концентрациясын анықта? 4. 0,5 л 20% ерітінді дайындау үшін 56% HNO3 ерітіндісінен қанша мл алу керек?
35 5. 500 мл суда 2,5 г Na2CO3 ерітілген. Ерітіндінің эквиваленттінің молярлық концентрациясын есепте. 6. Эквиваленттінің молярлық концентрациясы 0,5 моль∕л, 2 л ерітінді дайындау үшін сусыз тұзға есептегенде неше грамм CuSO4·5H2O алу керек? 7. Эквиваленттінің молярлық концентрациясы 0,1 моль∕л, 300 мл ерітінді дайындау үшін неше грамм NaNO3 алу керек? 8. 36,5 % тұз қышқылы ерітіндісі (ρ = 1,18 г/мл) эквиваленттінің молярлық концентрациясын есепте. 9. Эквиваленттінің молярлық концентрациясы 0,01 моль∕л, 500 мл ерітінді дайындау үшін неше мл 44% КОН (ρ = 1,46 г\мл) ерітінді алу керек? Келесі зертханалық жұмыстарды орында: I. Пайыздық концентрациясы берілген ерітіндіні дайындау. Оқытушының нұсқауы бойынша ерітінділердің біреуін дайындау. 1) Құрамында кристалдық суы жоқ қатты тұздардан: а) 10 г 5% NaCl ерітіндісін дайындау. ә) 30 г 3% ZnSO4 ерітіндісін дайындау. б) 25 10% Na2HPO4 ерітіндісін дайындау. в) 50 г 2% KNO3 ерітіндісін дайындау. г) 10 г 12% NH4Cl ерітіндісін дайындау. 2) Қатты кристаллогидраттардан: а) CuSO4·5H2O кристаллогидратынан 15 г 10% CuSO4 ерітіндісін дайындау. ә) Al2(SO3)4·18Н2О кристаллогидратынан 60 г 2% ерітіндісі Al2(SO3)4 ерітіндісін дайындау. б) BaCl2·2Н2О кристаллогидратынан 100 г 5% BaCl2 ерітіндісін дайындау. в) Na2CO3·10Н2О кристалдық содасынан 50 г 10% Na2CO3 ерітіндісін дайындау.
36 г) MgSO4·7H2O кристаллогидратынан 80 г 7% MgSO4 ерітіндісін дайындау. 3) Концентрлі ерітінділерден: а) 96 % H2SO4 (ρ = 1,84) ерітіндісінен 200 мл 20 % H2SO4 (ρ = 1,14) ерітіндісін дайындау. ә) 36 % HCl (ρ = 1,18) ерітіндісінен 150 мл 10 % HCl (ρ = 1,04) ерітіндісін дайындау. б) 24 % NaOH (ρ = 1,27) ерітіндісінен 100 мл 8 % NaOH (ρ = 1,09) ерітіндісін дайындау. в) 40 % КОН (ρ = 1,41) ерітіндісінен 50 мл 12 % КОН (ρ = 1,1) ерітіндісін дайындау. г) 36 % HNO3 (ρ = 1,23) ерітіндісінен 80 г 16 % HNO3 (ρ = 1,09) ерітіндісін дайындау. II. Эквиваленттінің молярлық концентрациясы берілген ерітіндіні дайындау. Оқытушының нұсқауы бойынша ерітінділердің біреуін дайындау. 1) Қатты тұздардан: а) Эквиваленттік молярлық концентрациясы 0,01 моль ∕л, 250 мл KNO3 ерітіндісін дайындау. ә) Na2CO3·10Н2О кристаллогидратынан эквиваленттік молярлық концентрациясы 0,1 моль ∕л, 200 мл Na2CO3 ерітіндісін дайындау. б) Эквиваленттік молярлық концентрациясы 0,03 моль ∕л, 250 мл NH4Cl ерітіндісін дайындау. в) Na2B4O7·10H2O кристаллогидратынан эквиваленттік молярлық концентрациясы 0,04 моль ∕л, 250 мл Na2B4O7 ерітіндісін дайындау. г) BaCl2·2Н2О кристаллогидратынан эквиваленттік молярлық концентрациясы 0,2 моль ∕л, 200 мл BaCl2 ерітіндісін дайындау. д) Эквиваленттік молярлық концентрациясы 0,5 моль ∕л, 200 мл KCl ерітіндісін дайындау. е) CuSO4·5H2O кристаллогидратынан эквиваленттік молярлық концентрациясы 0,1 моль ∕л, 250 мл CuSO4 ерітіндісін дайындау.
37 2) Концентрлі ерітінділерден: а) Эквиваленттік молярлық концентрациясы 2,0 моль ∕л КОН ерітіндісінен СЭ = 0,1 моль ∕л, 250 мл КОН ерітіндісін дайындау. ә) Эквиваленттінің молярлық концентрациясы 1,0 моль ∕л КОН ерітіндісінен СЭ = 0,02 моль ∕л, 100 мл КОН ерітіндісін дайындау. б) 10% NaOH (ρ = 1,12 г/мл) ерітіндісінен эквиваленттік молярлық концентрациясы 0,2 моль ∕л, 250 мл NaOH ерітіндісін дайындау. в) 28% HCl (ρ = 1,14 г/мл) ерітіндісінен эквиваленттік молярлық концентрациясы 0,3 моль ∕л, 100 мл HCl ерітіндісін дайындау. г) 20% HCl (ρ = 1,10 г/мл) ерітіндісінен эквиваленттік молярлық концентрациясы 0,5 моль ∕л, 250 мл HCl ерітіндісін дайындау. д) 30% H2SO4 (ρ = 1,22 г/мл) ерітіндісінен эквиваленттік молярлық концентрациясы 0,01 моль∕л, 100 мл H2SO4 ерітіндісін дайындау. е) Молярлық концентрациясы 1 моль∕л HNO3 ерітіндісінен СЭ = 0,04 моль∕л, 250 мл HNO3 ерітіндісін дайындау. САПАЛЫҚ ТАЛДАУ Көбiнесе зерттелетiн заттардың ерiтiндiлерi, әр түрлi иондардың қатысында, күрделi қоспа түрiнде болады. Оларды ашу үшiн сыртқы белгiлерi өзгере жүретiн химиялық реакцияларды, мысалы ерiтiндiнiң түсi өзгеретiн, тұнба еритiн немесе тұнба түзетiн, газ бөлiнетiн реакцияларды пайдаланады. Мұндай реакцияларды сапалық реакциялар деп атайды. Зерттелетiн заттарды талдау үшiн бөлшектiк және жүйелiк әдiстер қолданылады. Егер белгiлi бiр ионды кез келген басқа иондар қатысында ашуға болатын болса, ондай әдiстi бөлшектiк талдау деп атайды. Жүйелiк талдау әдiсiнде кедергi жасайтын иондарды белгiлi бiр ретпен бөлiп алған соң ғана, анықтайтын йонды ашады. Өзiн -өзi тексеру сұрақтары: 1. «Аналитикалық химия» ненi зерттейдi?
38 2. Аналитикалық химияның қандай бөлiмдерiн бiлесiң? 3. «Сапалық талдау» деген не? 4. Қандай талдау «жүйелiк» деп аталады? 5. Қандай талдау «бөлшектiк» деп аталады? 6. Қандай реакция «сапалық реакцияға» жатады? 7. «Топтық реактив» деген не? 2-7 зертханалық жұмыстар КАТИОНДАРДЫҢ САПАЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАРЫ Тақырып: І аналитикалық топ катиондарына сапалық реакциялар мен бақылау жұмысы Сабақтың мақсаты: Аналитикалық химия пәні және оның қолданбалы мәселелерімен, І аналитикалық катиондар тобының сапалық реакцияларымен, олардың қоспасын талдау әдістерімен танысу. Сабақ жоспары: 1. Зертханалық жұмыстарды орындау: 1) К+ катионына сапалық реакциялар 2) Na+ катионына сапалық реакциялар 3) NH4 + катионына сапалық реакциялар 4) І аналитикалық катиондар тобының қоспасына бақылау жұмысы. 2. Бақылау сұрақтары мен тапсырмаларды орындау. 3. Блиц - тест. 4. Зертханалық жұмысты қорытындылап, қорғау. Қажетті құрал - жабдықтар мен реактивтер: Пробирка, заттық әйнек, шыны таяқша, конус пробиркалар, нихром сымы, спиртшам, микроскоп, сүзгі қағаз, Na+ , К+ , NН4 + катиондарының тұздары, NaHC4H4O6, Na3[Cо(NO2)6], Na2Pb[Cu(NO2]6, КН2SbO4, UО2(СН3СОО)2 NH4СІ , NаОН, К2[НgJ4] ерітінділері.
39 Жұмыс барысы: К+ катионына сапалық реакциялар 1. Натрий гидротартраты NaHC4H4O6 калий тұзы ерітінділерімен ақ кристалдық тұнба түзеді: КСІ + NaHC4H4O6 → КНС4Н4О6↓ + NaСІ К + + HC4H4O6 - → КНС4Н4О6 ↓ Тәжірибе. Конус пробиркаға 4 – 5 тамшы калий тұзы (КСІ немесе КNO3) ерітіндісін және сол мөлшерде NaHC4H4O6 ерітіндісін құяды. Шыны таяқшамен араластырғанда ақ кристалл тұнба түзіледі. 2. Натрий гексанитро- (ІІІ ) кобальтаты Na3 [Cо (NO2)6] К + катионымен калий – натрий гексанитро(ІІІ) кобальтатының сары тұнбалы комплексті тұзын түзеді. 2КСІ + Na3 [Cо (NO2)6 ] → 2NaСІ + К2Na [Cо (NO2)6 ]↓ 2К+ + Na+ + [Cо (NO2)6 ] 3- → К2Na [Cо (NO2)6 ]↓ Тәжірибе. Калий тұзы ерітіндісінің тамшысына 1-2 тамшы натрий гексанитро-(ІІІ) кобальтаты ерітіндісін құяды. Күшті қышқылда ерігіш ашық жасыл түсті тұнба түзіледі. Натрий гексанитро-(ІІІ) кобальтаты тез ыдырап, қызғылт түске айналады. NH4 + катионы да осындай тұнба түзеді. 3. Микрокристаллоскопиялық реакция. Натрий қорғасын гексанитро(ІІ) купраты Na2Pb[Cu(NO2]6 К + катионымен кубты кристалды қара және қоңыр түсті қосылыс К2 Pb [Cu (NO2)6 ] түзеді: Na2Pb [Cu (NO2)6] + 2КСІ → К2Pb [Cu (NO2)6 ] ↓ + 2NaСІ 2К + + Pb2+ + [Cu (NO2)6] 4- → К2Pb [Cu (NO2)6] ↓ Тәжірибе. Заттық әйнекке калий тұзы ерітіндісін тамызып, құрғағанша жалында қыздырады. Суыған соң натрий – қорғасын гексанитро(ІІІ) купраты реактивін тамызады, нәтижесінде кубты кристалдар түзіледі.
40 4. Жалын түсінің өзгеруі. Тәжірибе. Платиналы немесе нихромды сымтемірді тұз қалдықтарынан әбден тазалайды. Ол үшін концентрлі тұз қышқылына батырып, жалында ұстап қыздырады (жалынның түсі түссізденгенге дейін). Тазаланған сымтемірді калий тұзына батырып, жалында қыздырады. Калий тұзына тән солғынкүлгін жалын байқалады. Na+ катионына сапалық реакциялар 1. Калий дигидроантимонаты КН2SbO4 Na+ катионымен ақ кристалдық натрий дигидроантимонаты тұнбасын түзеді: NaCI + KH2SbO4 → NaH2SbO4 ↓ + KCI Na+ + H2SbO4 - → NaH2SbO4 ↓ Тәжірибе. 5-6 тамшы натрий тұзы ерітіндісіне осындай мөлшерде KH2SbO4 ерітіндісін құйып араластырғанда ақ кристалдық NaH2SbO4 тұнбасы түзіледі. 2. Микрокристаллоскопиялық реакция. Тәжірибе. Заттық әйнекке натрий тұзы ерітіндісі тамшысын алып, құрғағанша қыздырады. Суытып, уранилацетат ерітіндісін UО2(СН3СОО)2 қосқанда натрий уранилацетатының NaCH3COOUО2(СН3СОО)2 кристалдары түзіледі. 3. Жалын түсінің өзгеруі. Тәжірибе. Платиналы немесе нихромды сымтемірді натрий тұзы ерітіндісіне батырып, жалында қыздырғанда, жалынның түсі сары түске өзгереді. Реакция өте сезімтал, 10 – 15 секундта сары түс жоғалады. NH4 + катионына сапалық реакциялар. 1. Сілтілер аммоний тұздарын аммиак газы бөлінгенше ыдыратады: NH4СІ + NаОН → NH3↑ + NаСІ + Н2О NH4 + + ОН- → NH3 ↑ + Н2О
41 Тәжірибе. Заттық әйнекке 2-3 тамшы аммоний тұзы ерітіндісі мен 3-4 тамшы сілті ерітіндісін құйып, қыздырады. Бөлінген газ иісіне көңіл бөлу керек. 2. Несслер реактиві К2[НgJ4] NH4 + катионымен қызыл – күңгірт тұнба түзеді: NH4СІ+2К2[НgJ4]+4КОН→[ОНg2 NH2 ]J↓+КСІ+7КJ + 3Н2О NH4 + + 2[ НgJ4] 2+ + 4 ОН- → [ОНg2 NH2] J↓ + 7J- + 3Н2О Тәжірибе. Аммоний тұзының бір тамшы сұйытылған ерітіндісін әйнекке тамызып, үстіне 1-2 тамшы Несслер реактиві ерітіндісін құйғанда тұнба түзіледі. Реакция өте сезімтал. Бірінші катиондар тобының қоспасын талдау барысы 1. NH4 + катионы К + , Nа+ катиондары қатысында және Несслер реактивімен немесе натрий гидроксидімен әрекеттестіру арқылы бақылауға болады. К+ , Nа+ катиондарын анықтауда NH4 + ионы қабаттаса жүреді. Сондықтан зерттелетін ерітіндіде NH4 + катионы болса, К+ және Nа+ катиондарын анықтамас бұрын, оны ерітіндіден жоғалту керек. Ол үшін зерттелетін ерітіндінің 15-20 тамшысын тигельде немесе фарфор табақшаға құйып, ерітіндіні ақ «тұман» бөліну тоқтағанша қыздырады. Суытып, 8-10 тамшы дистильденген су құйып, әбден араластырып, сонан соң аммоний тұзы жоқтығын Несслер реактивімен тексеріліп, басқа катиондарды анықтауға болады. 2. К+ катионын анықтау. Зерттелетін ерітіндінің 2–3 тамшысына 3-4 тамшы натрий гексанитро(ІІІ) кобальтаты Na3[Co(NO2)6] ерітіндісімен әсер етіліп, біраз уақыттан соң пайда болған сары натрий – калий гексанитро(ІІІ) кобальтаты Na2К[Co(NO2)6] тұнбасы К+ катионы бар екендігін көрсетеді. К + катионын натрий – қорғасын гексанитро–(ІІ) купраты Na2Pb[Cu(NO2)6]-мен тексеріп, тұнбаны микроскоппен қарайды. 3. Nа+ катионы К + катысында калий дигидроантимонатымен анықталады. Зерттелетін ерітіндінің булану арқылы
42 концентрленген 3-4 тамшысына осындай мөлшерде калий дигидроантимонатын КН2SO4 құйып, шыны таяқшамен араластырады. Тұнба кристалл екендігіне көз жеткізу қажет. Зерттелетін ерітіндінің 2 тамшысын заттық әйнек бетіне құйып, құрғағанша қыздырып, суыған соң уранилацетат UО2(СН3СОО)2 ерітіндісінің бір тамшысын қосады. Түзілген кристалдарды микроскоппен қарайды. NН4 + және Nа+ катиондарын әртүрлі талдау жолымен К + катионы қатысында анықтауға болады. Зертханалық жұмыс бойынша есеп беру түрі: Зертханалық тәжірибелер нәтижелерін кесте түрінде өрнектеңіз: Катион Реактив Реакция теңдеуі Қорытынды К + Na3[Co(NO2)6] KCI+Na3[Co(NO2)6] → Na2K[Co(NO2)6]+ NaCI Na2K[Co(NO2)6] Сары тұнбасы түзіледі. т.б. Жұмысты орындады: Жұмысты тапсырды: -------------------------- --------------- студентқолы оқытушының қолы тобы , мерзімі мерзімі Бақылау сұрақтары: 1. Аналитикалық химия пәні, оның құрылымы, мақсаты мен міндеттері. 2. Аналитикалық химия пәнінің қолданбалы мәселелері. 3. Зертханада қолданылатын іс-шаралар. 4. 1-топ катиондарының негізгі сипаттамаларын атаңыз. 5.Калий, натрий және аммоний катиондарының спецификалық реакцияларын келтіріңіз. 6.Калий және натрий катиондарынының тұздары жалынның түсін қандай түске ендіреді? 7.Калий және натрий тұздарының кристалдарының пішіндері қандай? 8. Бақылау жұмысында неге аммоний катионынан құтылу қажет?
43 9. 0,105М калий бромиді, 1,1 х 10-2М кадмий бромиді және 2,03·10-2М бромсутек қышқылы қосылып алынған ерітіндідегі бромид-ионының концентрациясы қандай? Жауабы: 0,038М 10. 3х10-5 және 4,05х10-4 М мыс сульфаты ерітінділері қосылып дайындалған ерітіндіде қанша грамм мыс бар? Жауабы: 1,4 10-2 г Глоссарий: 1. Аналитикалық химия- затты құрайтын бөлшектер табиғатын және мөлшерін анықтай отырып, зат құрамы мен құрылымына сәйкес көрініс беретін заңдылықтардың орын алуын зерттейді. 2. Әрбір ионның өзіне тән, оны айқындайтын реакциялар сапалық реакциялар деп аталады. 3. Қарастырылып отырған жүйеге әсер етіп, оның құрамын анықтауға пайдаланатын зат реагент деп аталады. 4. Бірнеше иондармен қатар әрекеттесіп, сол иондарға тән сипат беретін реактив топтық регент деп аталады. Блиц тест: 1. Катиондардың бірінші аналитикалық тобы немен сипатталады? а) НСІ аз еритін хлоридтер түзуімен б) күкірт қышқылымен аз еритін сульфаттар түзуімен в) топтық реагентінің жоқ болуымен г) сілтілермен аз еритін гидроксидтер түзуімен 3. Калийді натрий гидротартраты реагентімен анықтау қандай аналитикалық эффектімен өтеді? а) ерітінді сары түске боялады б) ақ түсті кристалл түзіледі в) аморфты ақ тұнба түседі г) қоңыр түсті тұнба түседі 4. Калийді Na3[Cо(NO2)6] ашу реакциясының коэффициенттер қосындысын есептеңіздер. а) 2 б) 4 в) 6 г) 8
44 5. Аммоний катионын К2[НgJ4] ашу реакциясы қандай аналитикалық эффектімен өтеді? а) ерітінді сары түске боялады б) қызыл күңгірт тұнба түзіледі в) ақ тұнба түседі г) қоңыр түсті тұнба түседі 6. Натрий катионын уранилацетатпен анықтау реакциясы қандай аналитикалық эффект береді? а) ерітінді сары түске боялады б) ақ түсті кристалл түзіледі в) қоңыр түсті тұнба түседі г) микроскоппен октаэдр және тетраэдр пішінді кристалдар көрінеді 7. Калий катионын Na3[Cо (NO2)6] ашу реакциясы қандай аналитикалық эффектімен өтеді? а) ерітінді сары түске боялады б) ақ түсті кристалл түзіледі в) аморфты ақ тұнба түседі г) қоңыр түсті тұнба түседі 8. Аммоний катионын К2[НgJ4] ашу реакциясының теңдеуінің коэффициенттер қосындысы қаншаға тең? а) 7 б) 18 в) 12 г) 9 9. Калий катионын анықтауда аммоний катионынан қандай әдіспен құтылуға болады? а) ерітіндіні қыздырады б) сілтімен әрекеттестіру арқылы в) Несслер реактиві көмегімен г) реакциялық қоспа құрамындағы тұздарды буландыру арқылы. 10. Калий катионы жалынның түсін қандай түске ендіреді? а) сары б) күлгін в) коңыр г) кызғылт 11. Натрий катионы жалынның түсін қандай түске ендіреді? а) сары б) күлгін в) коңыр г) кызғылт 12. Аммоний катионының сілтімен реакциясы қандай аналитикалық эффектімен жүреді? а) тұнба түзіледі б) комплексті қосылыс түзіледі в) газ бөлінеді
45 Тақырып: ІІ аналитикалық топ катиондарына сапалық реакциялар мен бақылау жұмысы Сабақтың мақсаты: Талдаудың әдістерімен, дербес және жүйелі талдау әдісін және аналитикалық реакцияларды жүргізуді, ІІ аналитикалық топ катиондарын сапалық реакциялардың көмегімен анықтауды үйрену. Сабақ жоспары: Зертханалық жұмыстарды орындау: 1) Ag+ катионының жеке реакциялары. 2) Pb2+ катионының жеке реакциялары. 3) [Hg2] 2+ катионының жеке реакциялары 4) ІІ аналитикалық катиондар тобының қоспасына бақылау жұмысы. 2. Бақылау сұрақтары мен тапсырмаларды орындау. 3. Блиц - тест. 4. Зертханалық жұмысты қорытындылап, қорғау. Қажетті құрал -жабдықтар мен реактивтер: Пробирка, заттық шыны, таяқша, конус пробирка, нихром сымы, спиртшам, центрифуга, дистильденген су, Ag+ , Pb2+ , [Hg2] 2+ катиондарының тұздары, КОН, NаОН, К2СrO4 КВr, КJ, Н2SО4, SnCI2, СН3СООН, NН4ОН және 2н НСІ ерітінділері, мыс пластинкасы. Жұмыс барысы: ІІ аналитикалық катиондар тобына Ag+ , Pb2+, [Hg2] 2+ иондары жатады. Топтық реагенті 2н НСІ ерітіндісі (ақ тұнба түзеді). Ag+ катионының жеке реакциялары 1. Калий және натрий гидроксидтері КОН, NаОН Ag+ катионымен Ag2О күміс оксидінің күңгірт (күрең) түсті тұнбасын түзеді. Ag NО3 + КОН → AgOH↓ + КNО3
46 Ag+ + OH- → AgOH↓ 2AgOH → Ag2О + Н2О 2. Калий хроматы К2СrO4 Ag+ катионымен Ag2СrO4 күміс хроматының кірпіш қызыл түсті тұнбасын береді: К2СrO4 + AgNO3 → Ag 2СrO4↓ + КNO3 СrO4 2- + 2 Ag+ → Ag2СrO4↓ Тәжірибе. Пробиркаға 2-3 тамшы күміс нитраты ерітіндісін құйып алып және 3-4 тамшы дистильденген су мен 1-2 тамшы калий хроматын қосады. Тұнба түсіне көңіл бөліп, оның ерігіштігін тексереді. 3. Калий бромиді және иодиді КВr, КJ, Ag+ катионымен AgВr күміс бромидінің солғын сары тұнбасын және AgJ сары тұнбасын түзеді: КВr + AgNO3 → AgВr↓ + КNO3 Ag+ + Вr- → AgВr↓ КJ + AgNO3 → AgJ↓ + КNO3 Ag+ + J- → AgJ↓ Pb2+ катионының жеке реакциялары 1. КОН және NаОН гидроксидтері Pb2+ катионымен Pb(ОН)2 ақ тұнбасын түзеді, қышқылдарда және концентрлі гидроксидтер ерітінділерінде ериді. Pb(NО3)2 + 2NаОН → Pb(ОН)2↓ + 2NаNО3 Pb2+ +2ОН- → Pb(ОН)2↓ 2. Күкірт қышқылы Н2SO4 және сульфаттар Pb2+ катиондарымен PbSO4 ақ тұнбасын түзеді. Pb(NО3)2 + Н2SО4 → PbSО4↓ + 2НNО3 Pb2+ +2SО4 2- → PbSО4↓
47 3. Калий хроматы К2СrО4 және калий дихроматы К2Сr2О7 Pb2+ катиондарымен аз еритін қорғасын хроматының сары түсін түзеді: Pb(NО3)2 + К2СrО4 → PbСrО4↓ + КNО3 Pb2+ + СrО4 2- → PbСrО4↓ Қорғасын хроматы гидроксидтерде ериді, бірақ сірке қышқылында ерімейді. 4. І - ионы Pb2+ катионымен сары тұнба түзеді: Pb2+ + 2І- → PbІ2↓ Тәжірибе. PbІ2 тұнбасын алып, оның жартысына бірнеше тамшы су және 2н сірке қышқылының ерітіндісін қосып , қыздырады. Тұнба ериді, бірақ салқындатқанда қайта жылтыр сары кристалдар түрінде түзіледі. [Hg2] 2+ катионының жеке реакциялары Сынап /І/ тұздарының ерітіндісі димер түрінде топталып –Hg– Нg – тобын құрайды, диссоциация нәтижесінде [Нg2] 2+ күрделі катион түзеді, онда сынаптың тотығу дәрежесі [Hg2] 2+ - болады. 1. Гидроксидтер [ Hg2] 2+ катионымен сынап (І) оксидінің қара тұнбасын түзеді: Hg2 (NO3)2 + 2NaOH → Hg2O↓ + 2NaNO3 + H2O [Hg2] 2+ + 2ОН- → Hg2О↓ + Н2О 2.Калий хроматы К2СrО4 [Hg2] 2+ катиондарымен Hg2СrО4-ң қызыл тұнбасын береді, гидроксидтерде және сұйытылған НNO3-де ерімейді. 4. [Hg2] 2+ катионының сынап металға дейін тотықсыздануы. Тәжірибе. Мыс пластинкасына сынып (І) тұзының тамшысын тамызу керек. Бірнеше уақыттан кейін пластинкада сұр дақ металды сынап пайда болады. Пластинканы сумен жуып және шүберекпен немесе фильтрлі қағазбен ысса, оның беті жылтыр болады.
48 Hg2 (NO3)2 + Cu → Cu(NO3)2 + 2Hg↓ Тәжірибе шарттары: 1. Мыс пластинкасы наждақты қағазбен тазартады. 2. Сынап (І) оксидін пластинкаға тамызып, 2-3 мин. кейін пластинкаға түскен дақты сүзгі қағазбен ысу қажет. 3. Күшті тотықсыздандырғыштар реакцияның жүруіне кедергі жасайды. 4. [Hg2] 2+ иондарын тотықсыздандыратын реакциялар алынып тастау керек. Екінші аналитикалық топ катиондары қоспасын талдау Конус тәрізді пробиркаға зерттелетін ерітіндіден 20-30 тамшы тамызып, араластыра отырып, 2н тұз қышқылы ерітіндісін қосады. 1-2 минуттан соң, тұнбаны центрифугалап, оны құрамында бірнеше тамшы 2н тұз қышқылы ерітіндісі бар салқын сумен жуады. Центрифугат және шайылған су пайдаланылмайды. Тұнбаны 2-3 рет ыстық сумен шайып, центрифугалайды. Бұл кезде қорғасын хлориді PbCI2 ерітіндіге өтеді, ал күміс хлориді AgCI және сынап хлориді HgCI2 тұнбада қалады. Центрифугаттағы Pb2+ катионын, тұнбадағы Ag+ , [Hg2] 2+ катиондарын ашады. 1. Pb 2+ катионын ашу. Центрифугаттың 3-5 тамшысына сондай мөлшерде калий иодиді ерітіндісін қосады, қорғасын иодидінің PbІ2 сары тұнбасы түзіледі, ол қыздырғанда ериді, ал салқындатқан кезде, қайтадан жылтыр сары кристалдар түседі. 2. [Hg2] 2+ катионын ашу. Пробиркада түзілген тұнбаға 5-7 тамшы аммиак ерітіндісін құйып, араластырады. Егер [Hg] 2+ катионы бар болса, онда тұнба қараяды. Күміс хлориді аммиак ерітіндісі әсерінен кешенді тұз түрінде ерітіндіге өтеді, ал [АgNН2]СІ тұзы және сынап тұнбада қалады. Тұнбаны бөліп алу керек.
49 3. Ag+ катионын ашу. Центрифугатты екіге бөліп, оның біріншісіне калий иодиді ерітіндісін, ал екіншісіне азот қышқылын құяды. Бірінші пробиркада Ag+ катионы болса, күміс иодидінің AgІ сары тұнбасы, ал екіншісінде күміс хлоридінің AgСІ ақ тұнбасы түседі. 4. Тұз қышқылы топшасы катиондары қоспаларының жүйелік талдау жолы 1. Зерттелетін ерітіндіні 2н НСІ тұз қышқылымен әрекеттестіріп, центрифугалайды. 2. Центрифугатты (І) пайдаланбайды. 3. Алынған тұнбадағы (І) AgCI, Hg2CI2, PbCI2 ыссы сумен жуады, центрифугалайды (ІІ). 4. Центрифугаттан (ІІ) Pb2+ катионын КІ немесе К2СrО4 СН3СООН ерітіндідегі арқылы анықтайды. 5. Тұнбаны (AgCI, Hg2CI2) 2н NH3 ерітіндісімен әрекеттестіреді. 6. Центрифугат (ІІІ)-тен [Ag(NH3)2] Ag+ ионын КІ мен НNО3 - мен анықтайды. 7. Центрифугат (ІІІ)-те [HgNН2]CI + Hg қара түсті тұнба түзіледі. Зертханалық жұмыс бойынша есеп беру түрі: Зертханалық тәжірибелер нәтижелерін кесте түрінде өрнектеңдер: Катион Реактив Реакция теңдеуі Қорытынды Ag+ КВr КВr + AgNO3 →AgВr↓ + КNO3 AgВr солғын сары тұнбасы түзіледі. т.б. Жұмысты орындады: Жұмысты тапсырды: -------------------------- --------------------- студент қолы оқытушының қолы, тобы, мерзімі мерзімі
50 Бақылау сұрақтары: 1. Талдау әдістері (физика-химиялық, химиялық). 2. Катиондарды дербес және жүйелі талдау. 3.Аналитикалық реакциялар және олардың түрлері (ортақ, жеке, ерекше, анықтау, бөлу). 4.Тұнба түзілу, түсті қосылыстар, газ бөліну реакцияларын пайдалану. Аналитикалық сигнал. 5. Анықтау шегі және оны төмендету жолдары. 6. 2-топ катиондарының топтық реагентін атап, реакция теңдеуін иондық түрде жазыңдар. 7. 2-топ катиондары сілтімен әрекеттескенде қандай түсті қосылыстар түзеді? 8. Күміс катионының спецификалық реакциясы қандай? 9. Сынап катионының спецификалық реакциясы қандай ? 10.Қорғасын катионының спецификалық реакциясы қандай? 11. 2-топ катиондарының бақылау жұмысы қалай жүргізіледі? 12. Сірке қышқылды ортада калий иодиді әсерімен қорғасын йонын ашу минимумы 0,07 мкг. Зерттелетін ерітіндінің минимальды көлемі 0,05 мл. Осы ерітіндінің шекті концентрациясы мен шекті сұйылтуын есептеңдер. Жауабы: 1 : 714000 г/мл; 7,14 х 105 мл/г. 13. Ag+ ионын тұз қышқылымен ашу минимумы 0,1 мкг. Ерітіндінің шекті сұйылтуы 10000 мл/г. Зерттелетін ерітіндінің минимальды көлемін есептеңдер. Жауабы: 0,01 мл. 14. Ві3+ ионын β-нафтиламинмен ашу минимумы 1 мкг. Висмут тұзы ерітіндісінің минимальды көлемі 0,001мл. Зерттелетін ерітіндінің шекті концентрациясы мен шекті сұйылтуын есептеңдер. Жауабы: 1:1000 г/мл; 1000 мл/г. 15. Аммоний оксалатымен реакциясындағы Са2+ ионының шекті концентрациясы 1:20000г/мл. Зерттелетін ерітіндінің минимальды көлемі 1х10-3 мл. Берілген реакциядағы Са2+ ионының ашылу минимумын есептеңдер. Жауабы: 0,05 мкг.
51 Глоссарий: 1. Әсерлесу нәтижесінде пайда болатын белгілер аналитикалық сигнал деп аталады. 2. Ізделініп отырған заттың белгілі бір жағдайда берілген реагенттің көмегімен ашылатын ең аз мөлшері – ашылу минимумы деп аталады. m = Cшек ·Vмин 106 немесе m = Vмин ·106 / Vшек 3. Ерітіндіден ізделініп отырған затты анықтауға мүмкін болатын оның ең төменгі концентрациясы «минимальды концентрация» деп аталады. 5. Шекті концентрацияға кері шама шекті сұйылту деп аталады. Vшек = 1 / Сшек Блиц-тест: 1. Катиондардың екінші аналитикалық тобы немен сипатталады? а) НСІ аз еритін хлоридтер түзуімен б) күкірт қышқылымен аз еритін сульфаттар түзуімен в) топтық реагентінің жоқ болуымен г) сілтілермен аз еритін гидроксидтер түзуімен 2. Қорғасын катионын сынап (І) және күміс хлоридтерінен қандай реагент көмегімен бөлуге болады? а) НСІ әсерімен; б) аммиак ерітіндісі: в) ыссы су әсерімен; г) күкірт құышқылы әсерімен. 3. Күміс хлоридінің КОН ерітіндісімен әрекеттесу реакциясының коэффициенттер қосындысын есептеңдер. а) 5; б) 4; в) 6; г) 7 4. Күміс хлоридінің сілті ерітіндісімен әрекеттесу реакциясы қандай аналитикалық эффектімен өтеді? а) ерітінді сары түске боялады; б) тұнба ериді, ерітінді түссіз; в) ақ тұнба түседі; г) күңгірт түсті тұнба түседі
52 5. Сынап хлориді бар ерітіндіге сілтімен әсер еткенде қандай аналитикалық эффект білінеді? а) күмістің қара тұнбасы түзіледі; б) күміс оксидінің қоңыр тұнбасы түзіледі; в) күміс гидроксидінің сары тұнбасы түседі; г) ерітінді сары түске боялады. 6. Қорғасын хлоридінің сілтімен әрекеттесу реакциясы қандай аналитикалық эффектімен жүреді? а) ерітінді сары түске боялады; б) тұнба ериді, ерітінді түссіз; в) ақ тұнба түседі; г) күңгірт түсті тұнба түседі. 7. Қорғасын хлоридінің күкірт қышқылымен сапалық реакциясы теңдеуінің коэффициенттер қосындысы қаншаға тең? а) 5; б) 4; в) 6; г) 7 8. Күміс катионы КІ әрекеттесу реакциясы қандай аналитикалық эффектімен жүреді? а) ерітінді сары түске боялады; б) тұнба ериді, ерітінді түссіз; в) сары тұнба түседі; г) күңгірт түсті тұнба түседі. 9. ІІ аналитикалық топ катиондарының қоспасын талдау қандай ретпен жүргізіледі? а) сынап, күміс, қорғасын ; б) күміс, қорғасын, сынап; в) қорғасын, сынап, күміс. 10. Центрифугаттан қай катионды анықтайды? а) сынап; б) күміс; в) қорғасын. Тақырып: ІІІ аналитикалық топ катиондарына сапалық реакциялар мен бақылау жұмысы Сабақтың мақсаты: Біртекті жүйелердегі химиялық реакциялар мен тепе-теңдіктер, электролиттік диссоциация теориясы және ІІІ аналитикалық топ катиондарының сапалық реакциялары мен олардың қоспаларына талдау жасаумен танысу.