Методические указания и контрольные задания для студентов заочного обучения по специальности 35.02.06 Технология производства и переработки с\х продукции Основы аналитической химии (стр. 1 )

Департамент образования и науки Тюменской области

государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

Тюменской области

«Агротехнологический колледж»

(ГАПОУ ТО «АТК»)

Методические указания и контрольные задания для студентов заочного обучения

по специальности

35.02.06 Технология производства и переработки с\х продукции

(код и наименование специальности)

Основы аналитической химии

2017

Методические рекомендации по выполнению контрольной работы для студентов заочного обучения образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 35.02.06 Технология производства и переработки с\х продукции / авт. сост. 2017.– 26с.

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. отделением ГАПОУ ТО «АТК»

отделение Н-Тавда

________________

Методические рекомендации  рассмотрены на заседании

ПЦК профессиональных  дисциплин

Протокол №___ от «____» сентябрь  2017 г.

Председатель ПЦК

________________

  ВВЕДЕНИЕ

Программа, контрольные задания и методические указания учебной дисциплины «Аналитическая химия» разработана в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта по специальности Механизация сельского хозяйства.

Основная форма изучения предмета – самостоятельная работа студентов над рекомендуемой литературой в соответствии с методическими указаниями.

процессе изучения дисциплины студенты-заочники должны выполнить одну домашнюю контрольную работу по заданному варианту.

Оформленная и подписанная студентом контрольная работа предоставляется в образовательное учреждение не позднее срока, указанного в учебном графике. Рецензируется преподавателем.

После получения проверенной контрольной работы с рецензией преподавателя студент должен исправить допущенные ошибки, выполнить, если это нужно, дополнительные расчёты и решения.

       Аналитическая химия занимается разработкой методов анализа и исследования различных объектов, изучением качественного и количественного состава вещества. Объектами исследования аналитической химии могут быть вещества как различной структурной сложности (атомы, молекулы, сложные вещества и др.), так и различной химической природы (органические, неорганические). Аналитические исследования находят в данное время применение в различных областях естественных наук и промышленности. Без современных методов анализа был бы невозможен синтез новых химических соединений. Ни один технологический процесс, основанный на применение химических веществ или их превращениях, ни один эксперимент в смежных областях науки (биохимии, экологии, геологии и др.) не обходятся без применения методов аналитической химии, поэтому количество таких методов очень велико.

       Аналитическая химия — важная самостоятельная наука. Аналитическая химия является научной основой химического анализа. Роль химического анализа в жизни общества общеизвестна. Анализ — главное средство контроля за состоянием окружающей среды, производства, качества продукции химической, нефтехимической, фармацевтической, горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности, а также в металлургии и геологической службе. Химический анализ необходим для нормального функционирования агропромышленного комплекса (анализ состава почв, удобрений, кормов, сельскохозяйственной продукции), в биотехнологии, медицинской диагностике, криминалистике. Объектами химического анализа является практически все, что нас окружает.

       Для проведения химического анализа порой сложных неисследованных объектов привлекаются различные методы (в последние годы увеличивается доля физических методов, привлекают внимание биологические методы анализа), часто встает задача проведения химического анализа на расстоянии и без разрушения образца. Следовательно, развитие химического анализа возможно лишь в результате тесного взаимодействия теории и практики.

       Теория и практика химического анализа и есть предмет аналитической химии как науки. Аналитическая химия не только разрабатывает теоретические основы методов, определяет границы применяемости методов, их метрологические и другие характеристики, но и предлагает способы анализа различных объектов. Таким образом, задачей аналитической химии является развитие теории методов анализа, процессов и операций в научном исследовании. Разработка новых, более чувствительных, точных, быстрых и специфичных методов анализа, совершенствование существующих методов, конструирование новых приборов, синтез новых реактивов, автоматизация и компьютеризация методов анализа — все это задачи современной аналитической химии. Следовательно, задачи аналитической химии в настоящее время перестали быть задачами только химии. Рабочей группой международной ассоциации химиков-аналитиков (ИЮПАК) рекомендована следующая современная формулировка понятия «аналитическая химия». Аналитическая химия — это научная дисциплина, которая развивает и применяет методы, общие подходы и приборы для получения информации о составе и природе вещества в пространстве и времени.

       Итак, аналитическая химия — это наука о методах определения химического состава веществ, из которых состоят объекты природы и деятельности человека. Под химическим составом понимают состав элементный (наиболее важный и самый распространенный вид анализа), молекулярный, фазовый, изотопный. При определении химического состава органических соединений применяют функционально-групповой анализ (выявление наличия определенных функциональных групп в молекуле анализируемого вещества).

       Процесс химического анализа известен с незапамятных времен. Согласно историческим данным, еще император Вавилона (VI век
до н. э.) писал об оценке содержания золота. Древнеримский писатель, ученый и государственный деятель Плиний Старший (I век н. э.) упоминает об использовании экстракта дубильных орешков в качестве реактива на железо: в растворе сульфата железа папирус чернел. Венгерский химик Ф. Сабадвари в своей книге указывает на то, что в древности были известны несколько способов определения чистоты олова. В одном из них расплавленное олово лили на папирус. Если папирус прогорал, то олово чистое, если нет, значит, в олове есть примеси. В то время людям еще не была понятна химическая сущность вещества. Тем не менее, изготовление папируса и чернил было иллюстрацией применения на практике знаний химических свойств различных веществ. Также было уже известно о выделении примесей из воды (для этого воду нагревали в котлах), об очистке воды фильтрованием и об ее осветлении при помощи яичного белка. С глубокой древности известен первый аналитический прибор — весы. Вторым по времени появления аналитическим прибором можно считать ареометр, который был описан в трудах древнегреческих ученых. В древности уже умели определять концентрацию раствора по удельному весу. Многие способы обработки веществ, применяемые в химических ремеслах древних (фильтрование, высушивание, кристаллизация, кипячение), в дальнейшем вошли в практику аналитических исследований.

       Различают методы качественного и количественного анализа. Задача качественного анализа — обнаружение элементов (ионов, молекул, функциональных групп, свободных радикалов, фаз), содержащихся в исследуемом веществе или смеси веществ. Задача количественного анализа — определение количественного содержания и соотношения компонентов в анализируемом веществе или смеси.

Качественный химический анализ

Тема 1. Основы проведения качественного анализа

       Методы качественного анализа по способу исследования делятся на химические, физико-химические и физические.

       Физические методы основаны на изучении физических свойств анализируемого вещества. К этим методам относятся спектральный, рентгеноструктурный, масс - спектрометрический анализы и др.

       В физико-химических методах течение реакции фиксируется измерением определенного физического свойства исследуемого раствора. К этим методам относятся полярография, хроматография и др.

       К химическим методам относятся методы, основанные на использовании химических свойств исследуемых веществ.

       Реакции химических методов могут проводиться «сухим» и «мокрым» путем.

       Анализ сухим путем – химические реакции, происходящие при накаливании, сплавлении и окрашивании. Анализ подразделяется на пирохимический анализ и анализ методом растирания.

       Анализ мокрым путем – химические реакции, происходящие в растворах электролитов. По способу выполнения данный метод делится: микрокристаллоскопический и капельный анализы.

       Методы качественного и количественного анализа в зависимости от количества анализируемого вещества делят на: макрометод (1-2 мл раствора или 0,1 гр. вещества); полумикрометод (0,05-0,1 мл раствора или 0,1 гр. вещества); микрометод (1-2 капли раствора или 0,001 гр. вещества). Аналитическая реакция – химический процесс, направленный на определение исследуемых веществ, на наличие заданных частиц.

       Признаками аналитической реакции являются: выпадение или растворение осадка, изменение цвета раствора, выделение газообразного вещества, изменение окраски индикатора. При проведении аналитической реакции необходимо придерживаться определенных условий: концентрации реагирующих веществ, реакции среды, температуры. Специфическими называют аналитические реакции, аналитический эффект которых характерен только для одного иона в присутствии других ионов.

Ионы аммония, к примеру, можно обнаружить в смеси ионов, действуя на анализируемые образцы избытком раствора щелочи:

NH4Cl + KOH = NH3  + KCl + H2O.

       Важным условием правильного проведения анализа является чувствительность. Чувствительной называется такая реакция, при помощи которой можно открыть минимальное количество вещества или иона из наименьшего объема раствора. Количественно чувствительность характеризуется тремя взаимосвязанными параметрами: