1 / 44

Chimie a nalitic ă c alitativ ă REACŢII ANALITICE

Chimie a nalitic ă c alitativ ă REACŢII ANALITICE. Chimie anal i ti că şi anal iză instrumental ă Prof. Dr. Robert S ăndulescu. REACŢII ANALITICE. Proprietăţile analitice

doctor
Download Presentation

Chimie a nalitic ă c alitativ ă REACŢII ANALITICE

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Chimie analiticăcalitativăREACŢII ANALITICE Chimie analiticăşi analiză instrumentală Prof. Dr. Robert Săndulescu

  2. REACŢII ANALITICE Proprietăţile analitice - Proprietăţile fizico-chimice utilizate în analiza calitativă pentru separarea şi identificarea substanţelor, respectiv pentru stabilirea compoziţiei lor calitative. Analiza calitativă - Cuprinde totalitatea metodelor de identificare a speciilor chimice (atomi, ioni, molecule, grupări funcţionale, izomeri etc.), pe baza proprietăţilor analitice ale acestora. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  3. REACŢII ANALITICE Definiţie Reacţiile utilizate în analiză, care produc schimbări ce se pot observa uşor: formarea de precipitate caracteristice, colorate sau nu, solubile în diferiţi solvenţi, formarea de combinaţii complexe solubile, colorate şi stabile, degajarea de gaze inodore sau cu miros specific sunt numite reacţii analitice. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  4. REACŢII ANALITICE Reacţiile analitice trebuie să îndeplinească o serie de condiţii: - totale (ireversibile) sau să devină totale în anumite condiţii determinate de pH, temperatură, solvent etc. - să se deruleze cu o viteză considerabilă, sau să permită mărirea acesteia cu ajutorul căldurii sau catalizatorilor. - evidente, adică să fie uşor de observat. - sensibile, adică să permită identificarea unor cantităţi cât mai mici posibil dintr-o anumită substanţă. - specifice, adicăsă permită identificarea unui singur component (ion, atom, moleculă etc.) sau a unui număr cât mai mic de componenţi (selective). Prof. Dr. Robert Săndulescu

  5. CLASIFICAREA REACŢIILOR ANALITICE • reacţii pe cale uscată; • reacţii pe cale umedă. Reacţii pe cale uscată -         reacţia în tub închis; -         coloraţia flăcării; -         reacţia pe cărbune; -         reacţia perlei; -         topirea alcalină oxidantă. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  6. CLASIFICAREA REACŢIILOR ANALITICE Reacţii pe cale umedă - reacţii cu transfer de protoni(acido-bazice): - de ionizare; - de neutralizare ; - de hidroliză. - reacţii cu transfer de electroni (oxido-reducătoare) - reacţii de schimb ionic: - de deplasare; - de precipitare; - cu formare de compuşi nedisociaţi; - cu formare de combinaţii complexe. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  7. REACŢII DE IONIZARE • Baze tari NaOH (Na+ + OH-) • Acizi tari HCl (H+ + Cl-) HCl + H2O (H3O+ + Cl-) • Săruri NaCl (Na+ + Cl-) Prof. Dr. Robert Săndulescu

  8. REACŢII DE NEUTRALIZARE NaOH + HCl NaCl + H2O H+ + OH-H2O sau H3O+ + OH-2H2O Prof. Dr. Robert Săndulescu

  9. REACŢII DE HIDROLIZĂ NH4Cl + H2ONH4OH + HCl (hidroliză acidă) CH3COONa + H2OCH3COOH + NaOH (hidroliză bazică) CH3COONH4 + H2OCH3COOH + NH4OH (hidroliză neutră) Ka  Kb hidroliză slab acidă Ka Kb hidroliză slab bazică Ka  Kb hidroliză neutră Prof. Dr. Robert Săndulescu

  10. REACŢII CU TRANSFER DE ELECTRONI(OXIDO-REDUCĂTOARE) Bi2S3 + 8HNO3 2Bi(NO3)3 + 3S + 2NO + 4H2O As2S3 + 2(NH4)2S2 + 2(NH4)2S2(NH4)3AsS4 2Mn(OH)2 + 5Br2 + 12KOH2KMnO4 + 10KBr + 8H2O 2KCrO2 + 3Cl2 + 8KOH  2K2CrO4 + 6KCl + 4H2O Prof. Dr. Robert Săndulescu

  11. REACŢII DE DEPLASARE Na2CO3 + H2SO4Na2SO4 + H2O + CO2↑ NH4Cl + NaOHNaCl + NH3↑+ H2O Prof. Dr. Robert Săndulescu

  12. REACŢII DE PRECIPITARE AgNO3 + HCl  AgCl + HNO3 2BiCl3 + 3H2S  Bi2S3 + 6HCl ZnSO4 + (NH4)2S  ZnS + 2(NH4)2SO4 Ba(NO3)2 + (NH4)2CO3 BaCO3 + 2NH4NO3 Prof. Dr. Robert Săndulescu

  13. REACŢII CU FORMAREDE COMBINAŢII COMPLEXE • complecşi cationici • AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ + Cl- • Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+ + 2 OH- • Zn(OH)2 + 6NH3  [Zn(NH3)6]2+ + 2 OH- Prof. Dr. Robert Săndulescu

  14. REACŢII CU FORMAREDE COMBINAŢII COMPLEXE • complecşi anionici • AgCl + HCl  H+ + [AgCl2]- • AgCl + KCl  K+ + [AgCl2]- • AgCl + 2KCN  K+ + [Ag(CN)2]- + KCl • AgCl + 2Na2S2O33Na++ [Ag(S2O3)2]3- + NaCl Prof. Dr. Robert Săndulescu

  15. REACŢII CU FORMAREDE COMBINAŢII COMPLEXE • complecşi de asociaţie ionică • [Cu en2]2+[HgI4]2- cristale violete • - complecşi micşti • [CuPy2(SCN)2] verde mazăre Prof. Dr. Robert Săndulescu

  16. REACŢII CU FORMAREDE COMBINAŢII COMPLEXE • - chelaţi • [Ni dim2] • roşu (mătăsos) Prof. Dr. Robert Săndulescu

  17. REACŢII CU FORMAREDE COMPUŞI NEDISOCIAŢI (Hg2+ + 2NO3-) + 2(Na+ + X-)  HgX2 + 2(Na+ + NO3-) X = Cl-, Br-, I- Prof. Dr. Robert Săndulescu

  18. REACTIVIANALITICI Definiţie – substanţe anorganice sau organice utilizate pentru separarea, identificarea şi determinarea cantitativă a speciilor chimice, sau a analiţilor. Prin specie chimică înţelegem ioni, atomi, molecule, radicali, grupe funcţionale, izomeri, enantiomeri etc. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  19. REACTIVIANALITICI Clasificarea reactivilor analitici - după mecanismul lor de acţiune: - reactivi indicatori de pH ; - reactivi indicatori redox ; - reactivi de adsorbţie ; - reactivi complexanţi ; - reactivi de precipitare. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  20. REACTIVI INDICATORI DE pH - reactivi cu caracter slab acid sau slab bazic ale cărorproprietăţise modică în funcţie de pH-ul soluţiei. (forma lactonică) (forma chinoidică) Prof. Dr. Robert Săndulescu

  21. REACTIVI INDICATORI DE pH (forma azoică) (forma indaminică) Prof. Dr. Robert Săndulescu

  22. REACTIVI INDICATORI REDOX - reactivi ale căror proprietăţi se modifică în funcţie de potenţialul soluţiei. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  23. REACTIVI INDICATORI REDOX roşu albastru-pal Prof. Dr. Robert Săndulescu

  24. REACTIVI DE ADSORBŢIE - sunt adsorbiţi la suprafaţa hidroxizilor incolori favorizând formarea unor chelaţi. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  25. REACTIVI DE COMPLEXARE - liganzi anorganici şi organici (mono sau polidentaţi) capabili să formeze complecşi stabili şi coloraţi. [Ni(NH3)6]2+ [Cu(NH3)4]2+ albastru albastru [Co(NH3)6]3+ [Cr(NH3)6]3+ roşu violet [Fe(SCN)6]3- [Co(SCN)4]2- roşu-sânge albastru (solubil în acetonă) Prof. Dr. Robert Săndulescu

  26. REACTIVI DE PRECIPITARE • reactivi care formează cu diferiţi analiţi compuşi insolubili. • anionul clorură precipită ionii Ag+, Hg22+ şi Pb2+, • anionul sulfură S2- precipită cationii grupelor a II-a şi a III-a analitice, • anionul carbonat CO32- precipită cationii grupei a IV-a analitice. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  27. REACTIVI ANALITICI ORGANICI • Definiţie -sunt substanţe care conţin în molecula lor grupe funcţional analitice şi grupe analitic active. • Grupe funcţional analitice • grupe de atomi cu structură particulară care conferă moleculelor organice capacitatea de a reacţiona cu unul sau mai mulţi ioni. • determină mecanismul reacţiei fundamentale dintre analit şi reactiv, participând direct la formarea de legături chimice. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  28. REACTIVI ANALITICI ORGANICI Grupe funcţional analitice: carboxil, COOH; hidroxil alcoolic sau fenolic, OH; amino, NH2 sau NHR; carbonil (aldehidă sau cetonă), C=O; amidă, CONH2; nitril, CN; tiol, SH; tiocarbonil, C=S; tioamidă, CSNH2. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  29. REACTIVI ANALITICI ORGANICI Aceeaşi configuraţie atomică poate fi găsită în mai multe structuri asigurând selectivitatea analitică. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  30. REACTIVI ANALITICI ORGANICI Grupe analitic active - nu participă direct la formarea de legături cu analitul, dar ameliorează proprietăţile analitice ale reactivilor (culoare, solubilitate, selectivitate, sensibilitate etc.). De exemplu, gruparea dimetil-aminofenilen intensifică culoarea, grupările piridină sau chinolină, scad solubilitateaîn apă. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  31. REACTIVI ANALITICI ORGANICI Grupe cromofore- grupe care conferă culoare substanţelor Cromoforii pot fi clasificaţi în: - cromofori pozitivanţi, care intensifică culoarea prin prezenţa şi prin numărul lor în moleculă. Influenţa acestora scade în ordinea următoare: - cromofori negativanţi: NO; NO2; C=O; =CH; N=N;=N— - cromofori amfoteri: CH2 =CH; =NOH; CONH2; CΞN; Prof. Dr. Robert Săndulescu

  32. REACTIVI ANALITICI ORGANICI Grupele analitic active pot de asemenea să mărească capacitatea unui reactiv de a participa la o reacţie analitică. Aminoderivaţii benzenului şi naftalinei au o tendinţă slabă de a forma complecşi prin comparaţie cu derivaţii analogi ai piridinei şi chinolinei care conţin gruparea activă =N. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  33. SPECIFICITATE ŞI SELECTIVITATE Specificitate- capacitatea unui reactiv de a se combina cu un singur analit (ion) dintr-un amestec multicomponent. Selectivitate- capacitatea unui reactiv de a se combina cu un număr restrâns de analiţi (ioni) dintr-un amestec multicomponent. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  34. SPECIFICITATE ŞI SELECTIVITATE Relaţia structură - selectivitate analitică acid arsenic acid fenil- acid 2 nitro-fenil- arsonic arsonic Prof. Dr. Robert Săndulescu

  35. SPECIFICITATE ŞI SELECTIVITATE Selectivitatea este influenţată de o serie de factori: - prezenţa grupelor funcţional analitice şi analitic active; - stabilitatea complecşilor formaţi; - solubilitatea compuşilor formaţi; - formarea complecşilor micşti sau chelaţi; - pH; - impedimente sterice; - agenţi de mascare; - temperatura; - concentraţia etc. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  36. SPECIFICITATE ŞI SELECTIVITATE • Stabilitatea complecşilor formaţi [Co(SCN)4]2- este stabil în acetonă • Solubilitatea complecşilor formaţi Extracţia ditizonaţilor în solvenţi organici (CCl4, CHCl3) • Formarea de complecşi micşti [Cu Py2(SCN)2] • Formarea de chelaţi [Ni dim2] Prof. Dr. Robert Săndulescu

  37. SPECIFICITATE ŞI SELECTIVITATE Prof. Dr. Robert Săndulescu

  38. SPECIFICITATE ŞI SELECTIVITATE • pH-ul Hg2+, Cu2+, Bi3+ formează ditizonaţi la pH acid Pb2+, Cd2+, Zn2+ formează ditizonaţi la pH bazic Cationii gr.a III-a analitice nu precipită cu H2S la pH acid • Temperatura PbCl2 precipită numai la rece MgNH4PO4 precipită numai la fierbere • Concentraţia Reacţia Deniges Precipitarea cationilor gr. a IV-a analitice Prof. Dr. Robert Săndulescu

  39. SPECIFICITATE ŞI SELECTIVITATE Impedimente sterice Prof. Dr. Robert Săndulescu

  40. MASCAREA REACŢIILOR ANALITICE Mascarea- totalitatea procedeelor utilizate pentru diminuarea concentraţiei ionilor interferenţi sub limita lor de detecţie prin reacţiile lor cele mai caracteristice. Pentru mascarea cationilor, se folosesc toate tipurile de reacţii: acido-bazice, de precipitare, redox, cu formare de complecşi. Reactivii utilizaţi se numesc agenţi de mascare. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  41. MASCAREA REACŢIILOR ANALITICE Mascarea cationilor Zn2+ + 4CN-[Zn(CN)4]2-;Kinst = 210-17 Pb2+(aq) + 2HDz(org)[PbDz2](org) + 2H+(aq) ZnCl2 (aq) + 2HDz(org)  [ZnDz2](org) + 2HCl(aq) Prof. Dr. Robert Săndulescu

  42. MASCAREA REACŢIILOR ANALITICE 2Cu2+ + 4KCN-Cu(CN)2 + 4K+→ → 2CuCN + (CN)2 2CuCN + 6CN-2[Cu(CN)4]3- --------------------------------------------------------------- 2Cu2+ + 10CN-2[Cu(CN)4]3- + (CN)2 Cd2+ + 4CN-[Cd(CN)4]2- [Cd(CN)4]2- + H2SCdS + 2HCN + 2CN- Prof. Dr. Robert Săndulescu

  43. MASCAREA REACŢIILOR ANALITICE Mascarea anionilor Ag+ + CN- Ag(CN) [Ag(CN)2] pp alb solubil Anionul cianură este mascat numai cu edetat de cobalt (Kélocyanor). [Co2EDTA] + 12 CN- [Co(CN)6]4- + EDTA4- KNO2 + NH4Cl KCl + N2 + 2H2O Prof. Dr. Robert Săndulescu

  44. SENSIBILITATEA - • Sensibilitatea unui reactivsau a unei reacţii analitice constă în capacitatea acestora de a detecta concentraţii cât mai mici dintr-un analit oarecare. • Sensibilitatea depinde de o serie de factori: • prezenţa grupelor funcţional analiticeşi analitic active; • pH; • concentraţia; • prezenţa ionilor străini (interferenţi); • greutatea moleculară a reactivului; • modul de lucru; Prof. Dr. Robert Săndulescu

More Related