Przedmiot:

Przedmiot:

CHEMIA ANALITYCZNA

CHEMIA ANALITYCZNA



Kierunek studiów: BIOTECHNOLOGIA

Kierunek studiów: BIOTECHNOLOGIA

Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej - dr Janusz PUSZ

Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej - dr Janusz PUSZ

PROCES ANALITYCZNY

PROCES ANALITYCZNY

Badana

populacja

Pobierani

e próbki

Przygotowani

e próbki

Pomiar

Opracowan

ie

wyników

Zasada

pomiaru

Metoda analityczna

P o s t ę p o w a n i e a n a l i t y c z n e

Proces analityczny

Proces analityczny

1.

1.

Przygotowanie literaturowe

Przygotowanie literaturowe

2.

2.

Pobranie próbek do analizy

Pobranie próbek do analizy

3.

3.

Przygotowanie próbek

Przygotowanie próbek

4.

4.

Pomiar

Pomiar

5.

5.

Obliczanie wyników i ich statystyczna ocena

Obliczanie wyników i ich statystyczna ocena

6.

6.

Interpretacja wyników

Interpretacja wyników

Ad.1. Przygotowanie literaturowe

Ad.1. Przygotowanie literaturowe



ocena problemu

ocena problemu



zalecana metoda analizy - dostępna aparatura -wymagania

zalecana metoda analizy - dostępna aparatura -wymagania

odnośnie standaryzacji

odnośnie standaryzacji

•

procedury analityczne

procedury analityczne

•

zakres oznaczanych stężeń

zakres oznaczanych stężeń

•

wielkość próbki i sposób jej przygotowania

wielkość próbki i sposób jej przygotowania



możliwość interpretacji wyników

możliwość interpretacji wyników

Ad.2. Pobieranie próbek do analizy

Ad.2. Pobieranie próbek do analizy

UWAGA!!

UWAGA!!

Nawet najbardziej dokładne i precyzyjne pomiary wykonane na

Nawet najbardziej dokładne i precyzyjne pomiary wykonane na

niereprezentatywnych próbkach nie dadzą prawidłowych wyników

niereprezentatywnych próbkach nie dadzą prawidłowych wyników

analizy. Są więc stratą czasu i pieniędzy.

analizy. Są więc stratą czasu i pieniędzy.

Pobieranie próbek, ich opakowanie, przechowywanie i

Pobieranie próbek, ich opakowanie, przechowywanie i

przygotowanie do oznaczenia powinno zapobiegać:

przygotowanie do oznaczenia powinno zapobiegać:

1.

1.

zanieczyszczaniu próbki,

zanieczyszczaniu próbki,

2.

2.

utracie lotnych składników próbki,

utracie lotnych składników próbki,

3.

3.

reakcjom ze składnikami powietrza,

reakcjom ze składnikami powietrza,

4.

4.

oddziaływaniu promieni UV,

oddziaływaniu promieni UV,

5.

5.

zmianom pod wpływem temperatury,

zmianom pod wpływem temperatury,

6.

6.

zmianom pod wpływem reakcji katalitycznych czy

zmianom pod wpływem reakcji katalitycznych czy

enzymatycznych.

enzymatycznych.

Wielostopniowa procedura pobierania próbek

Wielostopniowa procedura pobierania
próbek

Analiza gazów

Analiza gazów

może dotyczyć różnych obiektów.

może dotyczyć różnych obiektów.

I tak może to być:

I tak może to być:



analityczna kontrola procesów technologicznych,

analityczna kontrola procesów technologicznych,



analityczna kontrola gazów wylotowych z

analityczna kontrola gazów wylotowych z

kominów,

kominów,



oznaczanie zanieczyszczeń gazowych w

oznaczanie zanieczyszczeń gazowych w

powietrzu.

powietrzu.

1. Powietrze można pobierać do specjalnych

1. Powietrze można pobierać do specjalnych

pojemników.

pojemników.

Do tego celu służą:

Do tego celu służą:



worki teflonowe dostosowane do poboru

worki teflonowe dostosowane do poboru

próbek powietrza,

próbek powietrza,



pipety gazowe, których napełnianie

pipety gazowe, których napełnianie

powietrzem odbywa się przez wyparcie

powietrzem odbywa się przez wyparcie

cieczy.

cieczy.

Rys. Pipeta gazowa:

1

-

zbiornik

cieczy,

2 - wlot gazu,

3,6 – krany,

4 - pobrany gaz,

5

-

ciecz

zasysająca

2. Pobieranie próbek zanieczyszczeń powietrza poprzez

2. Pobieranie próbek zanieczyszczeń powietrza poprzez

zatrzymanie oznaczanych substancji w odpowiednim

zatrzymanie oznaczanych substancji w odpowiednim

kolektorze.

kolektorze.

Używane są w tym celu zestawy aspiracyjne złożone z:

Używane są w tym celu zestawy aspiracyjne złożone z:



kolektora,

kolektora,



urządzenia do kontroli natężenia przepływu gazu,

urządzenia do kontroli natężenia przepływu gazu,



przyrządu do pomiaru objętości pobranej próbki powietrza.

przyrządu do pomiaru objętości pobranej próbki powietrza.

Oznaczane zanieczyszczenia są zatrzymywane w kolektorze

Oznaczane zanieczyszczenia są zatrzymywane w kolektorze

działającym na zasadzie:

działającym na zasadzie:



kondensacji zanieczyszczeń w pułapkach wymrażających;

kondensacji zanieczyszczeń w pułapkach wymrażających;



absorpcji zanieczyszczeń w różnych cieczach, np. SO

absorpcji zanieczyszczeń w różnych cieczach, np. SO

2

2

w roztworze

w roztworze

NaOH lub NH

NaOH lub NH

3

3

w roztworze HCl;

w roztworze HCl;



adsorpcji zanieczyszczeń na stałych adsorbentach, takich jak

adsorpcji zanieczyszczeń na stałych adsorbentach, takich jak

węgle aktywne lub polimery porowate.

węgle aktywne lub polimery porowate.

Zestaw do pobierania próbek (rysunek) składa się z:

pochłaniacza, którym może być płuczka zawierająca roztwór

pochłaniający, rurka wypełniona stałym sorbentem lub filtr

umieszczony w oprawce, pompki do zasysania powietrza

zapewniającej stały przepływ, rotametru.

Rysunek. Zestaw do pobierania próbek powietrza

1 - pochłaniacz (płuczka lub rurka), 2 - rotametr, 3 - pompa

ssąca

Ciecze

Ciecze

są pobierane w różny sposób w zależności

są pobierane w różny sposób w zależności

od rodzaju badanego obiektu.

od rodzaju badanego obiektu.

Wyróżnić można:

Wyróżnić można:



ciecze przepływające w systemie otwartym (np. rzeki, ścieki

ciecze przepływające w systemie otwartym (np. rzeki, ścieki

przemysłowe),

przemysłowe),



ciecze przepływające w systemie zamkniętym (np. rurociągi),

ciecze przepływające w systemie zamkniętym (np. rurociągi),



ciecze w zamkniętych kontenerach (np. tankowce),

ciecze w zamkniętych kontenerach (np. tankowce),



ciecze w zbiornikach otwartych (np. jeziora).

ciecze w zbiornikach otwartych (np. jeziora).

Rozdrabnianie ciał stałych jest wstępną operacją

Rozdrabnianie ciał stałych jest wstępną operacją

przygotowania próbki do analizy.

przygotowania próbki do analizy.

Rozdrobnienie jest zabiegiem ważnym, gdyż:

Rozdrobnienie jest zabiegiem ważnym, gdyż:



dobrze sproszkowane próbki są bardziej homogeniczne i mogą

dobrze sproszkowane próbki są bardziej homogeniczne i mogą

być porcjowane z większą precyzją i dokładnością;

być porcjowane z większą precyzją i dokładnością;



dobrze sproszkowane próbki łatwiej się rozpuszczają.

dobrze sproszkowane próbki łatwiej się rozpuszczają.

Wiele procedur analitycznych wymaga suszenia próbek przed

Wiele procedur analitycznych wymaga suszenia próbek przed

analizą. Sposób suszenia jest ściśle określony i musi zapobiec:

analizą. Sposób suszenia jest ściśle określony i musi zapobiec:



stratom lotnych substancji innych niż woda;

stratom lotnych substancji innych niż woda;



termicznemu rozkładowi próbki.

termicznemu rozkładowi próbki.

Metody, w których próbka powinna być w roztworze:

Metody, w których próbka powinna być w roztworze:



grawimetria,

grawimetria,



miareczkowanie,

miareczkowanie,



spektrofotometria UV —Vis,

spektrofotometria UV —Vis,



spektrofluorymetria,

spektrofluorymetria,



fotometria płomieniowa,

fotometria płomieniowa,



emisyjna spektrometria atomowa ze wzbudzeniem plazmowym,

emisyjna spektrometria atomowa ze wzbudzeniem plazmowym,



absorpcyjna spektrometria atomowa,

absorpcyjna spektrometria atomowa,



potencjometria,

potencjometria,



polarografia i metody woltamperometryczne,

polarografia i metody woltamperometryczne,



elektrograwimetria i kulometria,

elektrograwimetria i kulometria,



konduktometria.

konduktometria.

ad 3. Przygotowanie próbek do analizy

ad 3. Przygotowanie próbek do analizy

Metody, w których próbka może być w postaci stałej

Metody, w których próbka może być w postaci stałej

lub w roztworze:

lub w roztworze:



spektrofotometria IR,

spektrofotometria IR,



analiza aktywacyjna,

analiza aktywacyjna,



spektroskopia fluorescencji rentgenowskiej,

spektroskopia fluorescencji rentgenowskiej,



spektrometria mas,

spektrometria mas,



spektrometria magnetycznego rezonansu jądrowego

spektrometria magnetycznego rezonansu jądrowego

Przygotowanie próbek do analizy obejmuje różne

Przygotowanie próbek do analizy obejmuje różne

operacje, a w tym:

operacje, a w tym:

A.

A.

przeprowadzanie próbek do roztworu,

przeprowadzanie próbek do roztworu,

B.

B.

wydzielanie, rozdzielanie i zatężanie analitu,

wydzielanie, rozdzielanie i zatężanie analitu,

C.

C.

maskowanie czynników zakłócających pomiar,

maskowanie czynników zakłócających pomiar,

D.

D.

derywatyzację analitu.

derywatyzację analitu.

ad.A)

ad.A)

przeprowadzanie próbek do roztworu,

przeprowadzanie próbek do roztworu,

Jest to zabieg niezbędny w przypadku większości metod

Jest to zabieg niezbędny w przypadku większości metod

pomiarowych i dlatego przeprowadzanie analizowanych

pomiarowych i dlatego przeprowadzanie analizowanych

próbek do roztworu należy do codziennych zajęć analityka.

próbek do roztworu należy do codziennych zajęć analityka.

Sposób postępowania jest dwojaki:

Sposób postępowania jest dwojaki:



przez rozpuszczanie

przez rozpuszczanie



przez roztwarzanie.

przez roztwarzanie.



Rozpuszczanie

Rozpuszczanie

Rozpuszczanie zachodzi wówczas, gdy energia solwatacji

Rozpuszczanie zachodzi wówczas, gdy energia solwatacji

przewyższa energię sieci krystalicznej. W ten sposób

przewyższa energię sieci krystalicznej. W ten sposób

rozpuszczają się w wodzie związki jonowe (sole, kwasy,

rozpuszczają się w wodzie związki jonowe (sole, kwasy,

zasady) i niepolarne związki organiczne w niepolarnych

zasady) i niepolarne związki organiczne w niepolarnych

rozpuszczalnikach organicznych.

rozpuszczalnikach organicznych.



Roztwarzanie

Roztwarzanie

Roztwarzanie zachodzi z udziałem reakcji chemicznej, której

Roztwarzanie zachodzi z udziałem reakcji chemicznej, której

produktami są związki rozpuszczalne w wodzie,

produktami są związki rozpuszczalne w wodzie,

rozcieńczonych kwasach lub zasadach.

rozcieńczonych kwasach lub zasadach.

Przed wyborem sposobu roztwarzania należy

Przed wyborem sposobu roztwarzania należy

ustalić, czy:

ustalić, czy:



odczynnik roztworzy próbkę całkowicie;

odczynnik roztworzy próbkę całkowicie;



szybkość roztwarzania jest wystarczająca;

szybkość roztwarzania jest wystarczająca;



użyty odczynnik nie będzie przeszkadzał w dalszym toku

użyty odczynnik nie będzie przeszkadzał w dalszym toku

analizy;

analizy;



użyty odczynnik jest wystarczająco czysty, aby nie

użyty odczynnik jest wystarczająco czysty, aby nie

spowodować zanieczyszczenia próbki;

spowodować zanieczyszczenia próbki;



straty spowodowane lotnością powstających związków są do

straty spowodowane lotnością powstających związków są do

zaniedbania;

zaniedbania;



odczynnik nie reaguje z naczyniem, w którym zachodzi

odczynnik nie reaguje z naczyniem, w którym zachodzi

reakcja.

reakcja.

PROCEDURY ROZTWARZANIA DLA WYBRANYCH PRÓBEK

Lp

.

Procedura

Przykładowe zastosowania

1

Roztwarzanie w

rozcieńczonych kwasach

Wiele metali o ujemnych

potencjałach standardowych,

stopy, tlenki metali czy węglany

np. Zn, MgO, CaCO

3

2

Roztwarzanie w

stężonych kwasach

utleniających,

np. w HNO

3

Metale o dodatnich potencjałach

standardowych, np. Cu, Ag, Hg

3

Roztwarzanie w wodzie

królewskiej (HCl : HNO

= 3:1)

Metale szlachetne, np. Au, Pt

4

Roztwarzanie w

mieszaninie

HF-H

2

SO

4

Stale kwasoodporne, a także

takie metale jak Al, Cr, W

5

Roztwarzanie przez

stapianie z kwaśnymi

(np. KHSO

4

, K

2

S

2

O

7

.

Na

2

B

4

O

7

10H

2

O, B

2

O

3

)

lub alkalicznymi (np.

NaOH, KOH. NaHCO

3

)

elektrolitami

A1

2

O

3

, BeO, Cr

2

O

3

, ZrO

2

, TiO

2

.

MoO

3

, TeO

2

. krzemiany,

glinokrzemiany. stopy, minerały,

gleba, cement, SiO

2

Ad B. Wydzielanie, rozdzielanie i zatężanie analitu

Ad B. Wydzielanie, rozdzielanie i zatężanie analitu



Wydzielanie składnika

Wydzielanie składnika

(a) z matrycy można zobrazować równaniem:

(a) z matrycy można zobrazować równaniem:

(a + b + c + d +.....) wydzielanie (a) + (b + c + d +…)

(a + b + c + d +.....) wydzielanie (a) + (b + c + d +…)

w którym nawias określa granicę faz, a litery a, b, c, d…. reprezentują

w którym nawias określa granicę faz, a litery a, b, c, d…. reprezentują

indywidualne składniki próbki.

indywidualne składniki próbki.



Rozdzielanie składników

Rozdzielanie składników

próbki można natomiast przedstawić

próbki można natomiast przedstawić

równaniem:

równaniem:

(a + b + c + d +.....) rozdzielanie (a) + (b) + (c) + (d) + (…)

(a + b + c + d +.....) rozdzielanie (a) + (b) + (c) + (d) + (…)

Wydzielanie i rozdzielanie analitów można osiągnąć

Wydzielanie i rozdzielanie analitów można osiągnąć

różnymi metodami:

różnymi metodami:



ekstrakcja w układzie ciecz - ciecz lub ciało stałe - ciecz,

ekstrakcja w układzie ciecz - ciecz lub ciało stałe - ciecz,



strącanie i współstrącanie,

strącanie i współstrącanie,



krystalizacja,

krystalizacja,



elektroosadzanie,

elektroosadzanie,



adsorpcja,

adsorpcja,



wymiana jonowa,

wymiana jonowa,



odparowanie lub destylacja,

odparowanie lub destylacja,



filtracja i ultrafiltracja,

filtracja i ultrafiltracja,



dializa,

dializa,



wirowanie i utrawirowanie,

wirowanie i utrawirowanie,



elektroforeza.

elektroforeza.

ad 4. Pomiar analityczny

ad 4. Pomiar analityczny

Pomiar analityczny może być oparty na różnych podstawach

Pomiar analityczny może być oparty na różnych podstawach

i tak wyróżniamy:

i tak wyróżniamy:



pomiar na podstawie reakcji chemicznych,

pomiar na podstawie reakcji chemicznych,



pomiar na podstawie oddziaływania promieniowania

pomiar na podstawie oddziaływania promieniowania

elektromagnetycznego,

elektromagnetycznego,



pomiar na podstawie reakcji elektrochemicznych,

pomiar na podstawie reakcji elektrochemicznych,



pomiar na podstawie procesów termicznych,

pomiar na podstawie procesów termicznych,



pomiar oparty na zjawiskach zachodzących na granicy

pomiar oparty na zjawiskach zachodzących na granicy

faz.

faz.

Klasyfikacja metod pomiaru analitycznego

Klasyfikacja metod pomiaru analitycznego



metody chemiczne i metody fizyczne,

metody chemiczne i metody fizyczne,



metody klasyczne i metody instrumentalne,

metody klasyczne i metody instrumentalne,



metody bezwzględne (absolutne) i metody porównawcze

metody bezwzględne (absolutne) i metody porównawcze

(względne).

(względne).

Metody bezwzględne (absolutne)

Metody bezwzględne (absolutne)

Metoda

Wielkość mierzona

Grawimetria

masa produktów reakcji strącania

(ważenie)

Miareczkowanie

objętość titranta

Gazometria

objętość gazu

Kulometria

ładunek

Elektrograwimetria

masa substancji wydzielonej na

elektrodzie (ważenie)

Termograwimetria

ubytek masy (ważenie)

Metody porównawcze (względne)

Metody porównawcze (względne)

Metody instrumentalnych, w przypadku których mierzony parametr

Metody instrumentalnych, w przypadku których mierzony parametr

fizyczny jest funkcją stężenia substancji analizowanej (analitu):

fizyczny jest funkcją stężenia substancji analizowanej (analitu):

Y

Y

= f (c) =

= f (c) =

m c

m c

gdzie:

gdzie:

Y - wielkość mierzona, c - stężenie analitu, m - współczynnik

Y - wielkość mierzona, c - stężenie analitu, m - współczynnik

proporcjonalności, który należy wyznaczyć w procesie kalibracji.

proporcjonalności, który należy wyznaczyć w procesie kalibracji.

Pomiary względne można realizować przez porównanie z wzorcami

Pomiary względne można realizować przez porównanie z wzorcami

różnymi metodami, a najczęściej:

różnymi metodami, a najczęściej:



metodą krzywej kalibracyjnej (metoda kalibracji),

metodą krzywej kalibracyjnej (metoda kalibracji),



metodą dodawania wzorca,

metodą dodawania wzorca,



metodą wzorca wewnętrznego.

metodą wzorca wewnętrznego.

ANALIZA

CHEMICZNA

METODY CHEMICZNE

(KLASYCZNE)

METODY

ELEKTROCHEMICZN

E

METODY

INSTRUMENTALNE

METODY

SPEKTROSKOPOWE

METODY

CHROMATOGRAFICZ

NE

METODY

RADIOMETRYCZNE

ANALIZA

JAKOŚĆIOWA

METODY

WAGOWE

METODY

MIARECZKOW

E

ANALIZA

ILOŚĆIOWA

Analiz

a

anionó

w

Analiza

kationó

w

ALKACYMETRIA

REDOKSOMETRIA

KOMPLEKSOMET

RIA

STRĄCENIOWA

Analiza jakościowa

Analiza jakościowa



Metody chemiczne

Metody chemiczne

–

–

metody analizy jakościowej oparte na

metody analizy jakościowej oparte na

reakcjach chemicznych badanych jonów czy cząsteczek.

reakcjach chemicznych badanych jonów czy cząsteczek.



Metody fizyczne

Metody fizyczne

-

-

metody te wykorzystują cechy fizyczne jonów

metody te wykorzystują cechy fizyczne jonów

lub związków, w skład których wchodzą dane jony. Można tu

lub związków, w skład których wchodzą dane jony. Można tu

wymienić takie właściwości jak:

wymienić takie właściwości jak:



barwa płomienia palnika,

barwa płomienia palnika,



obraz widma emisyjnego,

obraz widma emisyjnego,



temperatura topnienia lub wrzenia i inne

temperatura topnienia lub wrzenia i inne

.

.

Metody analizy jakościowej:

Metody analizy jakościowej:

1.

1.

analiza wybiórcza i systematyczna,

analiza wybiórcza i systematyczna,

2.

2.

analiza kroplowa,

analiza kroplowa,

3.

3.

analiza mikrokrystaloskopowa,

analiza mikrokrystaloskopowa,

4.

4.

barwa płomienia palnika,

barwa płomienia palnika,

5.

5.

tworzenie barwnych pereł,

tworzenie barwnych pereł,

6.

6.

analiza pirochemiczna,

analiza pirochemiczna,

7.

7.

spektralna analiza jakościowa,

spektralna analiza jakościowa,

8.

8.

analiza fluorescencyjna.

analiza fluorescencyjna.

ad 1. ANALIZA WYBIÓRCZA I SYSTEMATYCZNA

ad 1. ANALIZA WYBIÓRCZA I SYSTEMATYCZNA



Analiza wybiórcza

Analiza wybiórcza

polega na wykrywaniu poszczególnych jonów

polega na wykrywaniu poszczególnych jonów

bez przeprowadzenia wstępnego rozdzielania. Wykorzystuje się w

bez przeprowadzenia wstępnego rozdzielania. Wykorzystuje się w

tym przypadku tzw. reakcje specyficzne, dla określonego jonu.

tym przypadku tzw. reakcje specyficzne, dla określonego jonu.

Reakcji takich jest niewiele i nie jest możliwa z ich pomocą

Reakcji takich jest niewiele i nie jest możliwa z ich pomocą

identyfikacja wszystkich kationów i anionów.

identyfikacja wszystkich kationów i anionów.



Analiza systematyczna

Analiza systematyczna

polega na rozdzielaniu i zaszeregowaniu

polega na rozdzielaniu i zaszeregowaniu

jonów obecnych w roztworze do poszczególnych grup

jonów obecnych w roztworze do poszczególnych grup

analitycznych, a następnie przeprowadzenie odpowiednich reakcji

analitycznych, a następnie przeprowadzenie odpowiednich reakcji

charakterystycznych.

charakterystycznych.



Reakcją charakterystyczną

Reakcją charakterystyczną

danego jonu nazywamy taką

danego jonu nazywamy taką

reakcję, która zezwala na wykrycie go w obecności innych jonów

reakcję, która zezwala na wykrycie go w obecności innych jonów

.

.

Np. reakcja wykrywania jonu NH

Np. reakcja wykrywania jonu NH

4

4

+

+

przez działanie mocna zasadą i ogrzewanie jest reakcją

przez działanie mocna zasadą i ogrzewanie jest reakcją

charakterystyczna. Towarzyszy jej wydzielenie się gazowego

charakterystyczna. Towarzyszy jej wydzielenie się gazowego

amoniaku, który łatwo jest wykryć na podstawie zapachu i innych

amoniaku, który łatwo jest wykryć na podstawie zapachu i innych

właściwości:

właściwości:

NH

NH

4

4

Cl + NaOH = NaCl + H

Cl + NaOH = NaCl + H

2

2

O + NH

O + NH

3

3

↑

↑



Odczynniki selektywne

Odczynniki selektywne

Odczynniki, które dają jednakowe reakcje z ograniczoną liczbą

Odczynniki, które dają jednakowe reakcje z ograniczoną liczbą

jonów.

jonów.

Systematyczny tok analizy jest tak pomyślany, aby

Systematyczny tok analizy jest tak pomyślany, aby

każdy jon był wykrywany dopiero po wykryciu i

każdy jon był wykrywany dopiero po wykryciu i

usunięciu (oddzieleniu) wszystkich jonów

usunięciu (oddzieleniu) wszystkich jonów

przeszkadzających.

przeszkadzających.

Grupa

analitycz

na

Freseniu

sa

Odczynnik

grupowy

Kationy

Grupa

analityczna

Mienszutkina

I

rozc. HCl

Ag

+

, Hg

2

2+

, Pb

2+

,

I podgrupa IV

grupy

II

H

2

S

w obecności

HCl

podgrupa a (II A)

(siarczki nierozpuszczalne w

(NH

4

)

2

S

2

):

Hg

2+

, Bi

3+

, Cu

2+

, Cd

2+

, (Pb

2+

),

II podgrupa IV

grupy

podgrupa b (II B)

(siarczki

rozpuszczalne

w

(NH

4

)

2

S

2

):

As

3+,5+

, Sb

3+,5+

, Sn

2+,4+

V grupa

III

(NH

4

)

2

S

w obecności

NH

4

OH i

NH

4

Cl

Ni

2+

, Co

2+

, Al

3+

, Fe

3+,2+

, Cr

3+

,

Mn

2+

, Zn

2+

,

III grupa

IV

(NH

4

)

2

CO

3

w obecności

NH

4

OH i

NH

4

Cl

Ca

2+

, Sr

2+

, Ba

2+

II grupa

V

-

Mg

2+

, Na

+

, K

+

, NH

4

+

I grupa

TABLICA ANALITYCZNEGO PODZIAŁU KATIONÓW

Aniony proste i złożone, wywodzą się od

następującej grupy pierwiastków

niemetalicznych:

B

C

N

O

F

Si

P

S

Cl

As

Se

Br

Te

J

At

Aleksiejew dzieli aniony na 3 grupy analityczne

:

Nr

grupy

Charakterystyk

a grupy

ANIONY

Odczynnik

grupowy

GRUPA I

sole baru

trudno

rozpuszczalne w

H

2

O;

sole srebra

rozpuszczają się

w roz.HNO

3

albo

H

2

SO

4

SO

4

2-

; SO

3

2-

; S

2

O

3

2-

;

CO

3

2-

; PO

4

3-

; AsO

4

3-

; AsO

3

3-

;

SiO

3

2-

; BO

3

3-

; F

-

; C

2

O

4

2-

;

C

4

H

4

O

6

2-

;

BaCl

2

w

roztworze

obojętnym lub

słabo zasadowym

GRUPA

II

sole srebra

trudno

rozpuszczalne w

H

2

O i w roz.

HNO

3

;

sole baru

rozpuszczalne w

H

2

O.

Cl

-

; Br

-

; I

-

; S

2-

; CN

-

;

[Fe(CN)

6

]

4-

; [Fe(CN)

6

]

3-

;

SCN

-

; i inne

AgNO

3

w

obecności HNO

3

GRUPA

III

sole baru i

srebra

rozpuszczalne w

H

2

O.

NO

3

-

; NO

2

-

; CH

3

COO

-

;

ClO

2

-

; i inne

nie ma

odczynnika

grupowego

ad 2. ANALIZA KROPLOWA

ad 2. ANALIZA KROPLOWA

Metoda opracowana w latach dwudziestych niezależnie przez

Metoda opracowana w latach dwudziestych niezależnie przez

N. Tanajewa i F. Feigla.

N. Tanajewa i F. Feigla.

W kroplowej analizie poszczególne reakcje przeprowadza się na :

W kroplowej analizie poszczególne reakcje przeprowadza się na :



płytkach porcelanowych z wgłębieniami,

płytkach porcelanowych z wgłębieniami,



szkiełkach zegarkowych,

szkiełkach zegarkowych,



bibule filtracyjnej.

bibule filtracyjnej.

Analiza kroplowa jest szybka, oszczędna, jeśli chodzi o zużycie

badanego roztworu i odczynników. Metoda ta daje dobre wyniki w

przypadku mało złożonych mieszanin jonów.

ad 3. ANALIZA MIKROKRYSTALSKOPOWA

ad 3. ANALIZA MIKROKRYSTALSKOPOWA

Metoda ta opiera się na wykrywaniu kationów i anionów za

Metoda ta opiera się na wykrywaniu kationów i anionów za

pomocą reakcji, w wyniku których tworzą się związki o

pomocą reakcji, w wyniku których tworzą się związki o

charakterystycznej postaci krystalicznej.

charakterystycznej postaci krystalicznej.

Kryształy otrzymane z roztworu badanego porównuje się z

Kryształy otrzymane z roztworu badanego porównuje się z

wzorcowymi kryształami otrzymanymi na szkiełku z roztworu

wzorcowymi kryształami otrzymanymi na szkiełku z roztworu

wzorcowego danego jonu i roztworu odczynnika.

wzorcowego danego jonu i roztworu odczynnika.

Reakcje mikrokrystaliczne są bardzo czułe. Wykrywanie ilości jonów

są rzędu jednego mikrograma. Metoda jest szybka, jednakże może

być stosowana tylko w odniesieniu do jonów tworzących

charakterystyczne formy krystaliczne.

REAKCJA MIKROKRYSTALICZNA NA Cu

2+

Do kropli roztworu soli miedziowej, słabo zakwaszonego kwasem octowym,
wprowadzamy kroplę roztworu (NH

4

)

2

[Hg(SCN)

4

].

Wytrącają się charakterystyczne, żółtozielone kryształy Cu[Hg(SCN)

4

].

Jony Cd

2+

również tworzą z (NH

4

)

2

[Hg(SCN)

4

] osad krystaliczny.

Kryształy Cu[Hg(SCN)]

4

Kryształy Cd[Hg(SCN)]

4

1

2

4

5

6

3

ad.4 BARWIENIE PŁOMIENIA PALNIKA

1,4 - płomień utleniający;

2 - temperatura najwyższa;

3,5 - płomień redukujący;

6 - temperatura stosunkowo

niska

Barwy płomienia:

Na

-

intensywnie żółte,

K

-

zabarwienie fiołkowe

(obserwacja przez szkło kobaltowe),

Ca

-

ceglastoczerwone,

Sr

-

karminowoczerwone

,

Ba, Cu, B -

zielone,

Pb, As, Sb, Sn -

niebieskie

.

1540

1560

520

300

ad 5. TWORZENIE BARWNYCH PEREŁ

ad 5. TWORZENIE BARWNYCH PEREŁ

Z soli i tlenków niektórych metali, stapianych w uszku drucika platynowego z

czteroboranem sodu (boraksem) Na

2

B

4

O

7

. 10 H

2

O lub z wodorofosforanem

sodowo-amonowym NaNH

4

HPO

4

. 4 H

2

O otrzymuje się po ochłodzeniu stopu

charakterystycznie zabarwione perły.

ZABARWIENIE PERŁY FOSFORANOWEJ

Zabarwienie

w płomieniu utleniającym

Metal

Zabarwienie

w płomieniu redukującym

niebieskie

czerwono brunatne

niebieskie

zielone

fiołkowe

bezbarwne

pomarańczowe

brunatno zielone

Co

Ni

Cu

Cr

Mn

Mo

V

Fe

niebieskie

fioletowo szare

czerwono brunatne

żółtozielone

bezbarwne

zielone

brunatno zielone

żółtozielone

ad 6. ANALIZA PIROCHEMICZNA

ad 6. ANALIZA PIROCHEMICZNA

Metoda ta polega na ogrzewaniu substancji stałej lub po

Metoda ta polega na ogrzewaniu substancji stałej lub po

zmieszaniu jej z odpowiednimi odczynnikami.

zmieszaniu jej z odpowiednimi odczynnikami.

przykład

przykład

Hg(NO

Hg(NO

3

3

)

)

2

2

+ Na

+ Na

2

2

CO

CO

3

3

→ HgCO

→ HgCO

3

3

+ 2 NaNO

+ 2 NaNO

3

3

HgCO

HgCO

3

3

→ HgO ↓ + CO

→ HgO ↓ + CO

2

2

↑

↑

2 HgO → 2

2 HgO → 2

Hg

Hg

↓

↓

+ O

+ O

2

2

↑

↑

ad 7. SPEKTRALNA ANALIZA JAKOŚCIOWA

ad 7. SPEKTRALNA ANALIZA JAKOŚCIOWA

Metoda polega na badaniu widm, emitowanych przez substancje

Metoda polega na badaniu widm, emitowanych przez substancje

wzbudzone w wysokiej temperaturze

wzbudzone w wysokiej temperaturze

w płomieniu

w płomieniu

,

,

w łuku

w łuku

elektrycznym

elektrycznym

lub

lub

w iskrze

w iskrze

.

.

źródło

wzbudzenia

soczewka
skupiająca

szczelina

soczewki

pryzmat

płyta

fotograficzna

Spektrografia

ad 8. ANALIZA FLUORESCENCYJNA

Metoda polega na obserwacji luminescencji badanej

substancji, wywołanej działaniem promieniowania nadfioletowego.

Naświetlone atomy przechodzą w stan wzbudzony,

charakteryzujący się większym zapasem energii w porównaniu z

podstawowym stanem wzbudzenia atomów. Podczas przechodzenia

substancji od stanu wzbudzonego do podstawowego powstaje

świecenie luminescencyjne kosztem tej nadmiarowej energii.

Luminescencję, szybko znikającą po przerwaniu

napromieniowania nazywamy

fluorescencją

. Związki fluoryzujące

mogą powstawać w reakcjach jonów niektórych metali z

określonymi odczynnikami.