Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра Общей и специальной химии
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПРОГРАММА И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
для студентов заочного отделения
специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»
по курсу «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» для студентов специальности
Тюмень, 2008
Качественный и количественный анализ: к. х.н. , методические указания, программа и контрольные задания для студентов специальности ООС, заочное отделение – 3 курс, 6 семестр. Тюмень: ТюмГАСУ, 2008 год, 40с.
Рецензент: к. х.н., доцент
(степень, звание, Фамилия, Имя, Отчество)
Учебно-методический материал утвержден на заседании кафедры:
Протокол № 72 от «22» сентября 2008 г.
Учебно-методический материал утвержден на УМС университета:
Протокол № от « » 2008 г.
Тираж 25 экземпляров
1. ВВЕДЕНИЕ
Предлагаемые методические указания предназначены для студентов заочного обучения специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» по курсу «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа», содержат 79 вариантов. Рекомендовано для самостоятельного выполнения с целью закрепления теоретического материала по следующим темам:
«Кислотно-основное равновесие»
«Равновесие в системе осадок – раствор»
«Равновесие реакций комплексообразования»
« Качественный анализ»
«Гравиметрический метод анализа»
«Титриметрические методы анализа»
«Физико-химические методы анализа»
Для удобства решения задач по темам ««Кислотно-основное равновесие», «Равновесие в системе осадок – раствор», «Равновесие реакций комплексообразования», «Качественный анализ» в методических указаниях приведено приложение.
2. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
1. Контрольная работа должна быть выполнена в отдельной тетради в клетку чернилами любого цвета, кроме красного. Необходимо оставлять поля шириной 4-5 см для замечаний рецензента.
2. В заголовке работы на обложке тетради должны быть ясно написаны фамилия студента, его инициалы, учебный номер (шифр), название дисциплины.
3. В работе должны быть включены все задачи, указанные в задании строго по положенному варианту.
4. Перед решением каждой задачи надо полностью выписать ее условие. В том случае, если несколько задач, из которых студент выбирает задачи своего варианта, имеют общую формулировку, студент переписывает условие задачи, заменить общие данные конкретными, взятыми из соответствующего номера своего варианта.
5. После получения прорецензированной работы, студент должен исправить все отмеченные рецензентом ошибки и недочеты и выполнить все рекомендации рецензента.
3. ПРОГРАММА КУРСА.
1. Равновесия в водных растворах кислот и оснований.
Протолитическая теория кислот и оснований. Определение рН и рОН в растворах. Регулирование рН в процессе аналитических определений. Буферные растворы. Буферная емкость. Использование буферных растворов в химическом анализе.
2. Равновесие в растворах малорастворимых соединений.
Гетерогенные процессы. Образование осадков. Правило произведения растворимости. Факторы, влияющие на образование осадков. Растворение осадков и их перевод в осадки другого состава. Явления соосаждения, его виды. Применение процессов осаждения в химическом анализе.
3. Основные принципы и методы качественного анализа.
Аналитический сигнал. Специфичность и чувствительность аналитических реакций. Химические методы качественного анализа: макро-, микро - и ультрамикроанализ. Физические методы анализа: спектральный, люминесцентный методы. Физико-химические методы - колориметрический, нефелометрический, хроматографический. Аналитические классификации катионов и их связь с периодической системой . Аналитическая классификация анионов. Общие принципы качественного анализа органических соединений.
4. Методы количественного анализа.
Весовой метод. Техника проведения весового метода: взятие и растворение навески, осаждение, фильтрование, промывание осадка. Получение весовой формы осадка. Вычисления в весовом анализе. Достоинства и недостатки весового метода анализа.
Титриметрический (объемный) анализ. Приготовление титрованных
(стандартных) растворов. Условия титрования. Способы титрования: прямое, обратное титрование заместителя. Работа с мерными колбами, пипетками и бюретками. Классификация методов объемного анализа. Метод кислотно-основного титрования (метод нейтрализации). Установление точки эквивалентности индикаторным методом. Графический метод изображения процесса нейтрализации.
Метод оксидиметрии. Классификация метода по рабочему раствору окислителя: перманганатометрия, дихроматометрия, йодометрия. Кривая оксидиметрического титрования. Индикаторы в оксидиметрии.
Характеристика методов осаждения и комплексообразования. Понятие о комплексонах. Комплексонометрическое титрование. Способы фиксирования точки эквивалентности. Металлохромные индикаторы. Классификация физических и физико-химических (инструментальных) методов анализа: электрохимические, спектральные, хроматоргафические, радоиметрические, масс-спектрометрические.
Характеристика и разновидности электрохимических методов: электровесовой, объемный - потенциометрическое титрование, кондуктометрия, кулонометрия, полярографический метод, амперометрическое титрование. Потенциометрия. Характеристика метода. Скачок потенциала. Способы фиксирования точки эквивалентности (расчетный и графический). Кривая потенциометрического титрования. Достоинства и недостатки метода.
Классификация спектральных (оптических) методов анализа: эмиссионный спектральный анализ, фотометрические методы, нефелометрия, турбидиметрия, люминесцентный метод, фотометрия пламени. Разновидности фотометрического метода: колориметрический, фотоколориметрический, спектроспопический. Особенности колориметрических методов. Законы светопоглощения. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Оптическая плотность раствора.
Хроматография. Сущность хроматографического метода. Классификация хроматографических методов: адсобционная, ионообменная, осадочная, распределительная.
4. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
4.1. Кислотно-основные равновесия
1. Как классифицируются растворители по своей способности отдавать и принимать протоны?
В кубическом дециметре раствора содержится 0,98 г H2SO4. Вычислите рН этого раствора.
2. Какая связь между константой кислотности и константой основности сопряжённой пары кислота – основание и константой автопротолиза растворителя?
10 см3 0,1 н. раствора NaOH разбавлено водой до объёма 100 см3 . Вычислите рН этого раствора.
3. Что такое нивелирующий и дифференцирующий эффекты растворителя? Привести примеры.
20 см3 0,01 н. раствора NaOH разбавлено водой до объёма 1 дм3 . Вычислите рН полученного раствора.
4. Как готовят буферные растворы? Чем определяется буферное действие этого раствора?
10 см3 38-процентного раствора H2SO4, плотность которого 1,286 г/мл, разбавлено водой до 1. Вычислите рН полученного раствора.
5. Дайте определение буферной ёмкости. Какие факторы влияют на буферную ёмкость?
100 см3 0,1 н. раствора NН4OH разбавлено водой до объёма 1. Вычислите рН полученного раствора.
6. Объясните механизм действия аммонийного буферного раствора; напишите уравнения реакций взаимодействия компонентов этого буферного раствора с HCl и NaOH.
Как изменяется рН буферного раствора при разбавлении?
7. Вычислите [OH-] и pH аммонийного буферного раствора, если концентрации NH4OH и NH4Cl одинаковы.
Способы определения рН в растворах электролитов.
8. Протолитическая теория Бренстеда – Лоури.
10 см3 0,1 н. раствора NН4OH разбавлено водой до объёма 1. Вычислите рН полученного раствора.
9. Объясните механизм действия ацетатного буферного раствора; напишите уравнения реакций взаимодействия компонентов этого буферного раствора с HCl и NaOH.
Вывести формулу для расчёта рН ацетатного буферного раствора.
10. Процесс автопротолиза, его характеристики.
Вычислить и сравнить рН растворов: 0,1 н. HCl и 0,1 н. СН3СООН.
11. Константы кислотности и основности, их связь с константой автопротолиза.
Раствор содержит 72 г/л муравьиной кислоты. Вычислите рН этого раствора. Как изменится рН, если раствор разбавить в 100 раз?
12. Процесс сольволиза, его характеристики.
Вычислите и сравните рН растворов, содержащих 8 г/л HCl и 8 г/л СН3СООН.
13. Кислотные и основные буферные системы. Покажите на примере принцип их действия.
10 см3 0,1 н. раствора NaOH разбавлено водой до объёма 1000см3 . Вычислите рН этого раствора.
14. Привести примеры применения буферных растворов в химическом анализе.
Раствор, содержащий муравьиную кислоту, после разбавления в 10 раз имеет рН = 4,5. Чему равно мольное и весовое (г/л) содержание муравьиной кислоты в растворе до разбавления?
15. Вывести формулу для расчёта рН ацетатного буферного раствора.
Раствор содержит 128 г/л уксусной кислоты. Вычислите рН раствора. Как изменится рН этого раствора при разбавлении в 100 раз?
16. Вывести формулу для расчёта рН аммонийного буферного раствора.
Рассчитайте рН буферного раствора, один литр которого содержит 0,1 моль уксусной кислоты и 0,012 моль ацетата натрия.
17. Дайте определение кислотно-основной реакции и сопряжённой кислотно-основной пары.
Рассчитайте рН буферного раствора, один литр которого содержит 0,10 моль аммиака и 0,20 моль нитрата аммония.
18. Какие соединения являются в водном растворе кислотами, а какие основаниями с точки зрения протолитической теории Бренстеда – Лоури:
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
