Вопросы к экзамену по дисциплине
«Аналитическая химия и физико-химические методы анализа»
для студентов 2 курса спец. 260301«Технология мяса и мясных продуктов» 2009/2010 уч год
1. Количественный химический анализ (понятие), виды количественного анализа: гравиметрический и титриметрический и их суть.
2. Основные понятия титриметрии: аликвота, точка эквивалентности, окончание реакции, уравнение стехиометричности, титрант, рабочий раствор. Почему на практике точка эквивалентности и момент окончания реакции не совпадают. Требования к реакциям, применяемым в титровании.
3. Способы фиксации точки эквивалентности (окончания титрования), их достоинства и недостатки. Индикаторы (определение); требования к веществам, применяемым в качестве индикаторов для титрования, правила подбора индикаторов. Определение интервала перехода индикаторов для протолитометрии и редоксиметрии.
4. Понятие стандартного титрованного раствора. Классификация стандартных титрованных растворов по способу их приготовления и назначению (растворы с приготовленным титром и растворы с установленным титром; стандартные и рабочие). Что понимают под стандартизацией раствора?
5. Способы приготовления титрованных растворов, требования к веществам, применяемым для приготовления титрованных растворов Понятие первичного и вторичного стандартов. Требование к веществам, применяемым для приготовления первичных стандартов.
6. Расчет концентрации и содержания вещества по результатам прямого титрования или по содержанию вещества – объема титранта (задача).
7. Способы выражения концентраций в титриметрии: титр раствора, титр по определяемому веществу (условный). Вывод формулы связи простого и условного титров. Расчет молярной концентрации эквивалента (нормальности) раствора через простой титр (вывод формулы связи).
8. Классификация методов титрования: по типу реакций (методы нейтрализации, редоксиметрии, седиментации и комплексонометрии) и по методике (способу) проведения. Расчет концентрации определяемого вещества в зависимости от способа титрования (прямое, реверсивное, косвенное и обратное).
9. Метод кислотно-основного титрования (протолитометрии). Кривая титрования (КТ): определение; ее характерные области, линия нейтральности, скачок кривой титрования (определение), положение точки эквивалентности на скачке КТ. Факторы, влияющие на положение точки эквивалентности и величину скачка кривой титрования.
10. Объясните, с точки зрения состава раствора и его свойств, примерный ход кривой титрования до и после точки эквивалентности для следующих систем: сильная кислота – сильное основание, сильное основание – сильная кислота, слабая кислота – сильное основание, слабое основание – сильная кислота. Приведите условный вид этих кривых титрования. С помощью уравнений точки эквивалентности и реакции гидролиза обоснуйте положение точки эквивалентности на примере конкретных соединений в предложенном задании.
11. Буферные растворы (определение); применение буферов в аналитических целях, основные виды буферных систем. Буферная емкость. Равновесия в буферных растворах на примере ацетатного буфера. Как проявляется влияние буфера на ходе кривой титрования слабого электролита.
12. Определение рН в буферных растворах, расчет концентрации раствора и массы вещества по значению рН в буфере (задача).
13. Метод редоксиметрии (окислительно-восстановительного титрования) и его применение; основные виды редоксиметрии (приведите примеры). Уравнение Нернста. Кривая титрования и ее особенности, факторы влияющие на положение точки эквивалентности и величину скачка.
14. Расчет потенциала титруемой системы с учетом рН среды (расширенное уравнение Нернста), понятие формального потенциала. Расчет массы эквивалента, константы равновесия и потенциала в точке эквивалентности для редоксиметрии; выполните расчет потенциала ТЭ по заданному уравнению.
15. Методы комплексометрии (определение и применение). Требования к реакциям и реагентам в комплексонометрии. Комплексные соединения (определение, виды комплексов), понятие о дентатности; устойчивость комплекса и дентатность.
16. Кривая титрования и ее свойства; факторы, влияющие на ход кривой титрования в комплексонометрии. Почему избыток ионов аммония в титруемом растворе приводит к уменьшению скачка КТ.
17. Что понимают по металлохромным индикатором? Дайте определение комплексона. Структура ЭДТА и его применение в анализе. Понятие хелата; приведите структурную формулу хелата, образованного ЭДТА с ионом 2-х валентного металла. Применение прямого, заместительного и обратного титрования в комплексонометрии.
18. Гравиметрия как метод количественного химического анализа. Виды гравиметрии (классификация методов); приведите примеры применения различных видов гравиметрии. Основные стадии гравиметрии осаждения и их суть.
19. Осадитель (определение, виды осадителей), полнота осаждения, расчет объема осадителя, необходимого для достижения полноты осаждения. Требования к осадителям.
20. Осаждаемая форма (определение) и требования к ней. Виды осадков и условия их осаждения. Роль сильных электролитов при осаждении и промывании осадков.
21. Факторы, влияющие на формирование кристаллических и аморфных осадков. Физико-химические процессы, протекающие при старении кристаллических осадков: агрегация, агломерация, залечивание дефектов структуры.
22. Основные виды загрязнения осадков (поверхностная адсорбция, окклюзия, образование двойных солей) и способы их устранения.
23. Гравиметрическая форма, требования к веществам, применяемым в качестве гравиметрической формы. Оптимальное значение массы гравиметрической формы в зависимости от кристалличности осадка,
24. Понятие факторного множителя (фактор пересчета) и его применение в гравиметрии. Расчет содержания вещества в пробе и оптимальной массы навески (вывод формулы); фактического объема осадителя (вывод формулы).
25. Расчет массы вещества через фактор пересчета по массе гравиметрической формы; содержания вещества и массы навески (расчетная задача).
26. Фактор пересчета (факторный множитель) для осадителя. Рассчитать фактический объем осадителя для конкретной системы (задача).
27. Ионные равновесия в растворе, содержащем малорастворимый осадок: константа равновесия системы раствор – осадок, термодинамическое (ПР°) и концентрационное (ПР) произведения растворимости. Понятие ионной силы раствора, активности и коэффициента активности ионов.
28. Растворимость и ее виды. Связь растворимости осадка с величиной произведения растворимости в водных растворах (без учета влияния ионной силы).
29. Влияние разбавленных электролитов содержащих ионы, входящие в состав осадка, на его растворимость. Расчет растворимости и ПР в присутствии электролита, содержащего ионы осадка (вывод формулы).
30. Влияние концентрированных электролитов, содержащих одноименные с осадком ионы или электролитов, не содержащих ионов осадка на растворимость; солевой эффект.
31. Расчет растворимости осадка и массы растворенного вещества по значению ПР в водных растворах и в растворах электролитов, содержащих ионы осадка без учета активности ионов. (задача).
32. Физико-химические (инструментальные) методы анализа: классификация по методике измерения, измеряемому параметру и решаемой задаче. Достоинства и недостатки инструментальных методов, область их применения.
33. Градуировочная характеристика и чувствительность метода. Точность, сходимость и воспроизводимость результатов измерения. Что понимают под достоверностью полученных результатов (методик)? Аналитический сигнал и его состав. Холостой опыт, холостая проба и ее применение в ФХ анализе.
34. Стандарты (определение), требования к стандартным веществам, применение стандартов в ФХМА. Шкала стандартов (понятие) и способы ее приготовления.
35. Метод градуировочных кривых (графиков). Метод эталонирования и метод добавок, применение этих методов для количественных расчетов в ФХМА. Как называется метод, позволяющий находить оптимальный ход линейных графиков?
36. Погрешность результатов измерения: причины появления погрешностей, виды погрешностей. Влияние на результаты измерения случайных и систематических погрешностей, грубых промахов. Методы выявления грубых промахов (Q-критерий).
37. Методы оценки достоверности результатов измерения, понятие генеральной последовательности и малой выборки; применение статистики Гаусса. Задачи, решаемые с помощью статистики Стьюдента.
38. Классификация спектральных методов, основные аналитические диапазоны: ближний УФ, видимая область, ближняя и средняя ИК-область; понятие оптической спектроскопии. Спектр (определение); виды спектров.
39. Задачи, решаемые спектральным и фотометрическим анализом. Виды фотометрических методов. Светофильтры, правило подбора светофильтров, основной закон светопоглощения (Бугера – Ламберта – Бера). Оптическая плотность растворов (вывод формулы) и ее свойства. Следствия основного закона. Роль холостой пробы в методе ФЭК.
40. Рефрактометрический анализ и его применение. Абсолютный и относительный показатели преломления; критический угол. Требования к растворам, применяемым в фотоколориметрии и рефрактометрии.
41. Электрохимические методы. Классификация методов по измеряемым параметрам. Потенциометрия (понятие, прямая и косвенная), рН-метрия, кривые потенциометрического титрования (интегральная и дифференциальная).
42. Понятие электрода, классификация электродов по роду и назначению. Ионоселективные электроды и их применение.
43. Мембранные электроды (понятие); устройство и назначение водородного, стеклянного и хлоридсеребрянного электродов. Что понимают под стандартным электродом и каково значение его потенциала. Особенности устройства электродов для анализа газов (сенсибилизированные).
44. Кондуктометрия (определение), классификация веществ по способности проводить ток. Виды проводимости веществ; факторы, влияющие на проводимость электролитов. Конструкция электродов для кондуктометрических прямых измерений и титрования. Применение прямой и косвенной кондуктометрии; кривые титрования.
45. Хроматография. Основные понятия хроматографии: адсорбент, адсорбат, подвижная и неподвижная фазы. Классификация хроматографических методов анализа по типу подвижной и неподвижной фазы, аппаратурному оформлению. Уравнение Лэнгмюра и метод ВЭТТ.
46. Газожидкостная хроматография и ее применение для анализа и разделения веществ. Статическая и динамическая емкость сорбента.
47. Распределительная хроматография (понятие). Гель-хроматография, классификация гелей, понятие эффективного (эквивалентного) объема геля; применение метода.
48. Ионообменная хроматография и ее применение. Классификация ионитов (амфолиты, аниониты и катиониты). Уравнения реакций, протекающих на ионитах, возможность регенерации их.
