1 / 27

Analytická chemie KCH/SPANA

Analytická chemie KCH/SPANA. Mgr. Martin Mucha, Ph.D. kl. 2190 martin.mucha@osu.cz. Náplň předmětu. Základy klasické analytické chemie - definice ACH - základní pojmy - chemické rovnováhy používané v ACH Základní instrumentální metody ACH - základní pojmy instrumentální ACH

tyrone-todd
Download Presentation

Analytická chemie KCH/SPANA

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. Analytická chemieKCH/SPANA Mgr. Martin Mucha, Ph.D. kl. 2190 martin.mucha@osu.cz

  2. Náplň předmětu • Základy klasické analytické chemie - definice ACH - základní pojmy - chemické rovnováhy používané v ACH • Základní instrumentální metody ACH - základní pojmy instrumentální ACH - elektrochemické metody (potenciometrie, konduktometrie, elektrogravimetrie, coulometrie, polarografie/voltametrie) - spektrální metody (AAS, UV-VIS, IR) - Separační metody

  3. Požadavky • Zkouška: Předzkoušková písemka Výpočty probrané v seminářích, týkající se probíraného učiva. Ústní zkouška Prokázat přehled o analytických metodách klasických i instrumentálních.

  4. Analytická chemie – definice a charakteristika • V rámci chemie – aplikovaná věda (aplikace poznatků). • Jako samostatný vědní obor – teoretická, metodologická a aplikovaná část. • Předmět ACH: studium chemického složení látek.

  5. Základní pojmy ACH • Kvalitativní ACH – z čeho se látka skládá • Důkaz • Identifikace • Kvantitativní ACH – kolik dané látky obsahuje daný vzorek • Stanovení • Vzorek – zkoumaný materiál. • Reprezentativní vzorek • Analyt – látka, kterou ve vzorku dokazujeme, identifikujeme nebo stanovujeme. • Rozdělení podle principu: klasické/instrumentální

  6. Základní pojmy ACH • Kvantitativní ACH – Klasická • Vážkové metody – gravimetrie • Odměrné metody - titrace • Kvantitativní ACH – instrumentální • Elektrochemické metody – potenciometrie, voltametrie, coulometrie, konduktometrie • Spektrální metody – UV-VIS, IR, Raman, AAS, NMR • Separační metody – GC, LC, MS

  7. Chemické rovnováhy používané v ACH • Protolytické rovnováhy – acidobazické – kyseliny/zásady. • Komplexotvorné rovnováhy – tvorba komplexů • Srážecí rovnováhy – popis tvorby sraženin • Redoxní rovnováhy – výměna elektronů

  8. Rovnováhy – základní pojmy • Rovnovážný stav – dynamický stav, reakce probíhá oběma směry stejně rychle. • Dosažení rovnováhy je charakterizováno Guldberg-Waagovým zákonem [ ] – rovnovážná koncentrace, [mol.dm3] – kapaliny [Pa] – plynné látky Pevné látky, rozpouštědlo – [H2O] = 1 K – rovnovážná konstanta

  9. Rovnováhy – základní pojmy • V ACH požadujeme kvantitativní průběh reakcí (reakce probíhá téměř ze 100% ve směru produktů). • Rovnovážná konstanta K – co nejvyšší hodnota. • Posun rovnováh – Le Chatelierův-Braunův princip (vliv koncentrace reaktantů/produktů), tlaku a teploty) „Systémy, které jsou v rovnováze reagují na rušivé vlivy přicházející z okolí tím, že v nich nastávají, či se zintenzivňují ty děje, které změnu vyvolanou rušivým zásahem co nejvíce potlačují“

  10. Rovnováhy – základní pojmy • Le Chatelierův-Braunův princip • Vliv koncentrace reaktantů • Vliv koncentrace produktů • Vliv tlaku • Vliv teploty • Rovnovážná konstanta se nemění!!!

  11. Protolytické rovnováhy • Neutralizační / acidobazické rovnováhy • Arrheniova teorie: HCl  H+ + Cl- NaOH  Na+ + OH- • Brönsted-Lowryho teorie: • Kyselina - donor protonu • Zásada – akceptor protonu • Lewisova teorie: • Kyselina – poskytují volný orbital (AlCl3) • Zásada – poskytuje elektronový pár

  12. Protolytické rovnováhy • Při acidobazické reakci dochází k výměně protonů: • Síla kyselin a zásad – disociační konstanty

  13. Protolytické rovnováhy HA + H2O  A+ + H3O+ B + H2O  BH+ + OH-

  14. Protolytické rovnováhy • V ACH nejčastějším rozpouštědlem voda • Amfiprotní rozpouštědlo • Autoprotolýza vody: 2 H2O H3O+ + OH-

  15. Protolytické rovnováhyVýpočet pH pH = -log [H3O+] pH = - log aH3O+ = -log f . [H3O+] pOH = -log [OH-] pOH = - log aOH- = -log f . [OH-] pH + pOH = 14

  16. Volumetrická stanovení • Volumetrie – odměrná analýza, titrace Roztok analytu + titrační činidlo (odměrný roztok)  reakce podle známé stechiometrie  Bod ekvivalekce (okamžik kvantitativního průběhu) • Požadavky na reakce: • Známá stechiometrie • Kvantitativní a jednoznačný průběh

  17. Volumetrická stanoveníobecný postup • Odměření nebo odvážení vzorku, příprava roztoku • Příprava odměrného roztoku (činidlo) o známé koncentraci • Titrace (byreta) • Indikace bodu ekvivalence x A + y B  AxBy

  18. Volumetrická stanoveníOdměrné roztoky, indikace B.E. • Odměrné roztoky • Standard – základní látky – vyšší molekulová hmostnost, čistá, suchá, stálá na vzduchu (p.a.) • Standardizace – zjištění přesné koncetrace odměrného roztoku na základní látku (NaOH – CO2) • Indikace B.E. • Vizuálně – indikátor • Změna měřitelné vlastnosti

  19. Volumetrická stanovení • Význam odměrných metod • Jednoduché, relativně rychlé a levné • Nejsou tak citlivé jako metody instrumentální • Použitelné pro koncentrace > 10-3 mol.dm-3 • Použití • Metody přímé, nezávislé • Srovnávání • Rychlá orientační stanovení • Standardní, normované metody

  20. Acidobazické titrace • Založeny na protolytických rovnováhách • Změna pH během titrace • Alkalimetrie – titrace zásadou • Acidimetrie – titrace kyselinou • Indikace bodu ekvivalence: • Vizuálně - acidobazické indikátory • Potenciometricky – skleněná pH elektroda

  21. Alkalimetrie • Nejčastěji titrace roztokem NaOH o koncentraci 0,1 – 1 mol.dm-3 (není základní látka) • Standardizace – základní látky: (COOH)2 . 2H2O – fenolftalein, methyloranž (Bruhnsova metoda) (COOH)2 + CaCl2 (COO)2Ca + 2 HCl HOOC-C6H4-COOK – fenolftalein (hydrogenftalát draselný)

  22. Acidimetrie • Nejčastěji titrace roztokem HCl o koncentraci 0,1 – 1 mol.dm-3 (není základní látka) • Standardizace – základní látky: KHCO3 – methyloranž Na2CO3 - methyloranž

  23. Acidobazické indikátory • Reakce na změnu pH • Slabé organické kyseliny • Funkční oblast indikátoru – oblast pH, kde dochází ke změně postřehnutelné okem • Chromofory – funční skupiny schopné pohlcovat vlnové délky viditelného spektra

  24. Acidobazické indikátory • Azobarviva – methyloranž, methylčerveň – dvoubarevné přechody • Ftaleiny – fenolftalein, thymolftalein – jednobarevné přechody – bezbarvý-barevný • Sulfoftaleiny – fenolová červeň • Směsné indikátory

  25. Indikace B.E. potenciometricky – titrační křivka • Závislost měnící se veličiny na objemu přidaného činidla E = f(V) pH = f(V) • Inflexní bod – bod ekvivalence

  26. Acidobazické titracePraktické použití • Stanovení kyselin – alkalimetrie • Stanovení zásad – acidimetrie • Stanovení uhličitanů • U slabých kyselin – zvýšení síly (kyselina boritá  kyselina glycerolboritá)

  27. Pro dnešek vše 

More Related