Главная страница

ЛЕКЦИи 1-2-2015. Лекции 1- 2 введение п л а н


НазваниеЛекции 1- 2 введение п л а н
АнкорЛЕКЦИи 1-2-2015.doc
Дата12.10.2017
Размер207 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлаЛЕКЦИи 1-2-2015.doc
ТипЛекции
#21234
Каталогgimatovaes

С этим файлом связано 55 файл(ов). Среди них: Титрование.doc, Метод кислотно-основного титрованияя.ppt.ppt, Работа с мерной посудой.К лаб раб..doc, Лекции 3-4-5 2015.doc, ЛЕКЦИи 1-2-2015.doc, 15 Л.ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА..doc, Mетоды титрования по типу реакций.doc, Новокуйбышевский НПЗ.doc, o505.pdf и ещё 45 файл(а).
Показать все связанные файлы


ЛЕКЦИИ №1-№2

«ВВЕДЕНИЕ»

П Л А Н:

1.Фармацевтический анализ и содержание предмета аналитической химии. Роль аналитической химии в системе профессиональной подготовки фармацевта.

2. История развития аналитической химии и вклад русских учёных.

3. Связь аналитической химии с другими науками.

4.Методы химического анализа.

5. Требования к анализу веществ.

Литература:

  1. В.Д. Пономарёв «Аналитическая химия» 1983год 3-13,84-92

  2. А.А. Ищенко «Аналитическая химия» 2004 год стр 5-11. 72-77

1.ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДМЕТА АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. Роль аналитической химии в системе профессиональной подготовки фармацевта.

ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ — это наука о химической характеристике и измерении биологически активных веществ на всех этапах производства: от контроля сырья до оценки качества полученного лекарственного вещества, изучения его стабильности, установления сроков годности и стандартизации готовой лекарственной формы. Фармацевтический анализ имеет свои специфические особенности, отличающие его от других видов анализа.

Особенности фарманализа

1)Анализу подвергаются вещества различной химической природы ( неорганические, элементорганические, радиоактивные, органические соединения) - от простых алифатических УВ до сложных природных биологически активных веществ.

2)Чрезвычайно широк диапазон концентраций анализируемых веществ.

3)Объектами фармацевтического анализа являются не только индивидуальные лекарственные вещества, но и смеси, содержащие различное число компонентов.

4)Количество лекарственных средств с каждым годом увеличивается. Это вызывает необходимость разработки новых способов анализа.

Способы фармацевтического анализа нуждаются в систематическом совершенствовании в связи с непрерывным повышением требований к качеству лекарственных средств, причем растут требования как к степени чистоты лекарственных веществ, так и к определению количественного содержания. Поэтому необходимо широкое использование не только химических, но и более чувствительных физико-химических методов для оценки качества лекарств.

К фармацевтическому анализу предъявляют высокие требования.

Он должен быть достаточно

специфичен и чувствителен,

точен по отношению к нормативам, обусловленным ГФ XI, ВФС, ФС и другой НТД,

должен выполняться в короткие промежутки времени с использованием минимальных количеств испытуемых лекарственных препаратов и реактивов.

Фармацевтический анализ в зависимости от поставленных задач включает различные формы контроля качества лекарств:

фармакопейный анализ,

постадийный контроль производства лекарственных средств,

анализ лекарственных форм индивидуального изготовления,

экспресс-анализ в условиях аптеки

и биофармацевтический анализ.

Составной частью фармацевтического анализа является фармакопейный анализ. Он представляет собой совокупность способов исследования лекарственных препаратов и лекарственных форм, изложенных в Государственной фармакопее или другой нормативно-технической документации (ВФС, ФС). На основании результатов, полученных при выполнении фармакопейного анализа, делается заключение о соответствии лекарственного средства требованиям ГФ или другой нормативно-технической документации. При отклонении от этих требований лекарство к применению не допускают.

Заключение о качестве лекарственного средства можно сделать только на основании анализа пробы (выборки). Порядок ее отбора указан либо в частной статье, либо в общей статье ГФ XI (вып. 2).

Выполнение фармакопейного анализа позволяет установить

а) подлинность лекарственного средства,

б) его чистоту,

в) определить количественное содержание фармакологически активного вещества или ингредиентов, входящих в состав лекарственной формы.

Несмотря на то, что каждый из этих этапов имеет свою конкретную цель, их нельзя рассматривать изолированно. Они взаимосвязаны и взаимно дополняют друг друга. Так, например, температура плавления, растворимость, рН среды водного раствора и т.д. являются критериями как подлинности, так и чистоты лекарственного вещества.

Необходимость внутриаптечного контроля обусловлена высокими требованиями к качеству лекарственных форм, изготавливаемых в аптеках. Поскольку изготовление лекарств в аптеках ограничивается сжатыми сроками, оценку их качества осуществляют экспресс-методами

Основные требования, предъявляемые к экспресс-анализу:

1. расход минимальных количеств лекарственных форм,

2.простота и быстрота выполнения,

3.достаточная точность и возможность проведения анализа без изъятия приготовленного лекарства.

В настоящее время в аптеках широко используют различные методы как качественного, так и количественного экспресс-анализа. Для этого применяют различные физические,химические и физико-химические методы.

Все вещества и материалы характеризуются химическим составом и структурой. Различают качественный и количественный состав вещества.

Качественный составдает сведения о присутствии элементов, функциональных групп и других частей в веществах, а также индивидуальных соединений в различных материалах.

Количественным составомназывают количество отдельных частей в материалах или в веществах количество может выражаться в виде доли (%, моль\дм3 и т. д.) Содержание части в веществах или материале, либо в виде количества атомов, функциональных групп в молекуле веществ.

Структура описывает пространственные расположения составных частей вещества.

Функциональной группой называется часть вещества, включаемую как правило-несколько атомов элементов и обладающую химическими свойствами, например: сложные ионы ЅО42-,ŃО3-,РО43-, группировки: - СООН,-ОН

Вещества: индивидуальные соединения, существующие в свободном состоянии и имеющие определенный химический состав. Вещества могут быть простыми – состоять из атомов одного элемента (например, кислород) и сложными – включать атомы нескольких элементов (СО2- углерода и кислорода).

Материаламиназываются природные или искусственные смеси нескольких веществ технического или другого назначения. Материалами является древесина, уголь, цемент, сложные лекарства и другие.

Качество веществ и материалов.

Возможность использования материалов для тех или иных целей определяется их качество – прочность, устойчивость определенным биологическим действием, способностью выдерживать высокие температуры и т. д. Качество вещей и материалов зависит от их химического состава.

Параметры качества задаются специальными документами – Государственными стандартами(ГОСТ), техническими условиями(ТУ). В фармации качество лекарств нормируется Государственной фармакопеей ГФ, имеющей законодательный характер. Фармакопейные статьи ФС разработаны и утверждены на все лекарственные препараты и лекарства, выпускаемые фармацевтической промышленностью, и в них изложены требования к химическому составу лекарств и методам его определения.

Определение состава веществ и материалов является одной из основных операций оценки их качества.

Химический анализ.

Определение состава вещества и материала проводят с помощью химического анализа, в этапы которого входят:

  1. отбор проб вещества и материалов на анализ,

  2. подготовка проб веществ и материалов для анализа,

  3. подготовка проб к проведению анализа (включая разделенных смесей)

  4. проведение анализа,

  5. расчет результатов

  6. определение соответствия полученных результатов требованиям нормативных документов.

Наука аналитическая химия разрабатывает

теорию,

общие методы

и частные методики химического анализа, необходимые для оценки качества различных объектов (в т.ч. фармацевтической продукции).

Задачи качественного анализа. Качественный анализ предназначен для исследования качественного состава вещества. Проводят его с помощью химических качественных реакций – реакций обнаружения или по физическим свойствам анализируемых веществ.

Задачи количественного анализа. Определение количественного содержания отдельных частей в веществах и материалах проводят методами количественного анализа.

Задачи структурного анализа.

Структурный анализ направлен на изучение структуры химических соединений. Структурный анализ проводят, изучая различные физические и химические свойства веществ – оптические спектры, угол преломления, диэлектропроницаемость и др.

Идентификация веществ.Вещества идентифицируют по данным качественного и количественного анализа и физическим константам.
Методы химического анализа.

Химический анализ осуществляется с помощью химических, инструментальных и биологических методов.

Химические методы (классические)– используют химическую взаимосвязь строения и свойств веществ.

Проводят химические реакции между веществом и реагентом ,( иногда с катализатором).

Аналитический эффект (визуальный) – образование осадков, окрашенных соединений, газов с различным запахом.

Инструментальные методы анализа

Называются методы, использующие специальные аналитические приборы, позволяющие измерить физические свойства веществ(которые зависят или определяются химическим составом и строением). Инструментальные методы делятся на физические и физико-химические методы.

В физических методах измеряют физические свойства вещества. Качественный анализ- например - снятие спектров поглощения и др. свойства.

При количественном анализе физическими методами измеряют интенсивность физических свойств веществ, которые зависят от их количества.

Физико-химические методы объединяют физические и химические процессы. В этих методах проводят химические реакции с веществом и результат реакции наблюдают инструментальным путем.

Биологические методы.

Многие методики обнаружения и определения веществ основаны на использовании их биологических свойств, например, способности подавлять рост и развития микроорганизмов (антибактериальная), переваривать животные ткани (ферментативная) и т. д.
2.КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК. ВКЛАД РУССКИХ УЧЕНЫХ

Уже в древние века появились некоторые зачатия химического и другого анализа. Одним из основателей физического анализа можно считать великого ученого древности Архимеда, сумевшего с помощью открытого им закона определить качество драгоценных металлов.

Возникновение и развитие отдельных методов анализа было связано с необходимостью распознавания материалов, которые использовались в первых химических производствах (керамике, металлургии, получении лекарственных препаратов, парфюме­рии). Анализ зародился в виде «пробирного искусства» и был тесно связан с производственной деятельностью человека и то­варообращением. По существу анализ представлял собой умень­шенную копию производства. Целью анализа была проверка возможности получения нужного продукта из небольших коли­честв сырья при определенных условиях. Для раннего периода развития аналитической химии характерно составление разроз­ненных практических указаний к проведению отдельных прие­мов анализа. Первым успехом аналитической химии можно считать то, что научились выделять и различать отдельные металлы (зо­лото, серебро, медь, железо, олово), кислоты и щелочи. В алхи­мический период развития химии зародились и чисто химиче­ские методы анализа в XIII веке было установлено, что «крепкая водка» (азотная кислота) растворяет серебро и не растворяет золото, а «царская водка» (смесь азотной и соляной кислот) растворяет и золото.

Основателем аналитической химии как науки считают Р. Бойля (1627-1691). Он первый (1661 г.) ввел понятие о хи­мическом элементе как неразложимой далее составной части вещества, из которой образуются химические соединения и сме­си. Разложение веществ на элементы Бойль назвал анализом. Он разработал основы «мокрого» метода, заложив начала ка­чественного анализа; ввел термин «химический анализ» для обозначения химических реакций, используемых для идентифи­кации различных веществ; привел в систему известные до него качественные реакции и предложил ряд новых; впервые приме­нил лакмус и другие природные красители в качестве индика­торов.

Первые научные труды в разработке теории и практики хи­мического анализа в России связаны с именем М. В. Ломоно­сова (1711-1765). Он внес большой вклад в становление атомно-молекулярной теории, именно ему принадлежит первое опре­деление элементарных частиц-корпускул. Сформулировав в 1748 году закон сохранения материи.

Один из основателей Русского химического общества Н. А. Меншуткин (1842-1907)-автор учебного руководства по качественному и количественному анализу «Аналитическая химия», которое было издано в России в 1871 году. В учебнике курс аналитической химии был представлен как система зна­ний, опирающихся на важнейшие достижения теоретической хи­мии. Учебник выдержал 16 изданий и был переведен на многие иностранные языки.

В XX веке появляются новые методы химического анализа. Многие из них основаны на измерении различных физических величин и поэтому получили название физико-химических. Так, использование электрохимических явлений привело к появле­нию различных электрохимических методов анализа. Работы В.Нернста (1864-1941), создавшего теорию гальванического элемента, способствовали появлению потенциометрического ме­тода анализа. Одним из методов ионометрии является рН-метрия, в развитие теории и практики которой большой вклад внесли ленинградские химик Б. П. Никольский и М. М. Шульц. Чешский химик Я. Гейровский (1890-1967) разработал в 1925 году полярографический анализ, большой вклад в развитие которого внесли советские ученые А. Н. Фрумкин и И. П Алимарин. Развиваются и другие электрохимические методы: кулонометрия и кондуктометрия.

В настоящее время широко распространены спектральные методы анализа, начало которым положили работы Б. Бунзена (1811-1904) и Кирхгофа (1804 - 1887). Применение получили спектрофотометрические методы анализа: атомно-абсорбционная спектроскопия, разработанна австралийским ученым А. Уолшем в 1955 году, эмиссионный спектральный анализ, рентгеноспектральный микроанализ. Успешно используется лю­минесцентный анализ, развитию которого способствовали работы С. И. Вавилова и его школы.

3.СВЯЗЬ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ

Аналитическая химия тесно связана и с другими точными науками. Связь ее с физикой выражается во все большем развитии физических методов анализа, в основе которых лежат процессы, связанные со строением электронной оболочки и ядра атома.

Постоянна и все более укрепляется связь аналитической хи­мии с математикой. Результаты анализа часто выражаются в виде математических функций (кривые титрования, градуировочные графики). Оценку метрологических характеристик ана­литических методов, точности результатов анализа, выявление погрешностей определения проводят на основе методов мате­матической статистики. В последние годы для решения анали­тических задач применяют теорию информатики, математиче­ские методы планирования и оптимизации эксперимента.

Аналитическая химия тесно связана с техникой и приборо­строением, так как совершенствование методов анализа направ­лено на все более широкое использование инструментальных методов. В практике анализа большие преимущества имеет комбинация аналитического прибора с ЭВМ малой и средней мощности. Большие ЭВМ используют аналитики-исследователи при расшифровке молекулярных структур сложных соединений, расчете сложных ионных равновесий, нахождении оптимальных условий осуществления метода и др.
ЛЕКЦИЯ №2

4. ХИМИЧЕСКОГО МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

4.1. АНАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА.

АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ.

Свойства веществ, их составные частей ,с помощью которых проводят анализ, называют аналитическими.

Аналитические свойства могут быть характерными, присущими только одному или небольшой группе веществ, например, (сине-голубой цвет меди II сульфата пентагидрата) и нехарактерные, присущие многим веществам (белый цвет и так далее).

Если вещество или его составные части не имеют характерных аналитических свойств, проводят химические реакции для получения продукта обладающие аналитическими свойствами. Такие реакции называют аналитическими, а результат реакции – аналитическим эффектом. Аналитическими эффектами реакции могут быть образование цветных соединений, выделение газов, появление осадков.

Аналитические реакции должны протекать достаточно полно(как правило,необратимо!!), быть чувствительными и специфичными.

4.1.1.РЕАКЦИИ РАЗДЕЛЕНИЯ И ОБНАРУЖЕНИЯ.

В качественном анализе реакции подразделяют на реакции разделения (отделения) и обнаружения (открытия).

Реакции разделения должны практически полностью отделять одни компоненты (ионы) от других. для этих целей чаще используют реакции осаждения(обменные), реже – реакции комплексообразования, окисления- восстановления. К реакциям разделения относят групповые реакции, в которых с аналитическими реагентами в данных условиях взаимодействует целая группа компонентов (ионов). Так, при действии H2S в соляно кислой среде осаждаются в виде сульфидов катионы Cu2+, Cd2+, Bi3+, Sn2+, Sn(IV), Sb(III), Sb (V), Hg2+, As(III), As (V). Реагент, с помощью которого осуществляют групповую реакцию, называют групповым (H2S).

Реакции обнаружения должны сопровождаться легко наблюдаемыми аналитическими признаками (внешними признаками): изменением окраски раствора, выпадением или растворением осадка, выделением газа. При этом заключение о наличии или отсутствии определяемого иона делают не только по появлению или отсутствию осадка, но и по его цвету, структуре (кристаллический, аморфный), форме кристаллов (если реакция выполняется микрокристаллоскопическим способом). При выделении газа во внимание принимаются также свойства этого газа – запах, цвет, способность к химическим взаимодействиям.

4.1.2.УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РЕАКЦИЙ

1) среда раствора

2) температурный режим

3) концентрация.

Условия выполнения аналитических реакций.

Под оптимальными условиями проведения реакции понимают определенную среду раствора, температуру, концентрацию определяемого иона и реактива. Рассмотрим влияние каждого из этих факторов подробнее.

Среда раствора. Необходимая для проведения реакции оптимальная кислотно- основная среда раствора зависит от свойств исследуемого вещества (иона), реактива и продукта реакции, по образованию которого делают вывод о наличии или отсутствии данного иона. Например, ион Са2+ может быть открыт оксалатом аммония (NH4)2C2О4:

Са2+ + С2О42- = СаС2О4-

белый осадок

Однако осадок СаС2О4 растворим в сильных, но нерастворим в слабых кислотах:

СаС2О4 + 2Н+ = Са2+ + Н2С2О4.

Поэтому открывать ион Са2+ этим реактивом можно в слабокислой или нейтральной среде.

Ион Fe3+ нельзя открывать гексацианоферратом (II) калия К4[Fe(CN)6] в щелочной среде, так как вместо осадка «берлинской лазури» Fe4[Fe(CN)6]3 выпадает менее растворимый красно-бурый осадок гидроксида железа (III) Fe(ОН)3:

Fe3+ + 3ОН- Fe(ОН)3

красно-бурый

аморфный

осадок

Температурный режим реакции выбирают таким образом, чтобы получить нужный эффект. Осадки, растворимость которых значительно возрастает с повышением температуры, можно получить только при комнатной температуре или « на холоду». Так, реактивом на ион К+ является гидротартрат натрия NaHC4H4O6:
К+ + HC4H4O6- КHC4H4O6-

белый

кристаллический

осадок

Растворимость этого соединения достаточно большая, поэтому реакцию следует проводить на холоду.

Специфическая реакция на ион NН4+ - действие щелочей при нагревании: t

4+ + ОН-3↑ + Н2О.

Признак наличия иона NН4+ – выделение аммиака, образующегося при разложении гидроксида аммония NН4ОН, что происходит при нагревании.

Концентрация определяемого иона и реактива – очень важное условие протекания тех реакций, которые сопровождаются образованием осадка. Концентрация ионов в растворе должна быть достаточно высока, так как осадок образуется лишь в том случае, когда раствор пересыщен относительно этих ионов. Соблюдение этого условия особенно важно при осаждении соединений с большим значением ПР (т.е. высоким пределом обнаружения).


5.ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К АНАЛИЗУ ВЕЩЕСТВ

Основные характеристики методов химического анализа - это их1) точность, 2)предел обнаружения, 3)селективность, 4)экспрес­сность, 5)экономичность. Известно, что любой анализ проводят с определенной погрешностью, поэтому результат не может быть абсолютно точным. Точность анализа должна соответствовать поставленной задаче. Точность анализахарактеризуется воспро­изводимостью и правильностью результата. Результаты ана­лиза должны совпадать между собой при повторении анализа. Совпадение результатов в пределах допустимых погрешностей характеризует воспроизводимость метода анализа. Необходимо также, чтобы результат анализа был правильным, т. е. отли­чался от истинного значения не более, чем это позволяют воз­можности метода и требования, предъявляемые к анализу. Для проверки правильности получаемых результатов часто приме­няют стандартные образцы. Это образцы, состав которых типи-чен для данного класса анализируемых материалов и содержа­ние определяемого компонента в которых точно известно. Если при анализе стандартного образца применяемый метод дает правильные результаты, можно считать, что правильные ре­зультаты получаются и при анализе исследуемою объекта. Увеличение точности анализа -одна из основных задач хими­ческого анализа.

Постоянно повышаются требования к пределу обнаружения метода.

2)Предел обнаружения

это- наименьшее содержание вещества, при котором его можно определить данным методом с достаточной точностью. Снижение предела обнаружения имеет большое значение для анализа микропроб и микропримесей. Необходимость анализировать особо чистые вещества потребо­вала снизить предел обнаружения элементов в 100-1000 и бо­лее раз. Определение содержания порядка 10- 6 % (по массе) и менее стало повседневной потребностью многих отраслей про­мышленности, так как содержание примесей на том уровне определяет качество продукции.

Предел обнаружения.

Концентрация открываемых ионов в исследуемом растворе может колебаться в значительных пределах, часто эта концентрация бывает очень мала. Поэтому выбранная аналитическая реакция обнаружения имеет определенный предел обнаружения. Под пределом обнаружения понимают такое наименьшее содержание определяемого компонента (иона), при котором можно обнаружить его присутствие данной реакцией с достаточной достоверностью. Различают предел обнаружения по содержанию вещества и предел обнаружения по концентрации вещества в растворе (концентрированный предел обнаружения). При проведении анализа в растворах концентрированный предел обнаружения представляет собой наименьшую концентрацию Смин, при которой определенный ион может быть обнаружен данной реакцией. Выражают Смин в граммах на миллилитры. Реакции с низким пределом обнаружения характеризуются

Смин = 10-7 – 10-8г/мл.

Иногда применяют понятие обнаруживаемый (открываемый) минимум. Это масса обнаруживаемого компонента (иона), содержащего в объеме раствора, в котором с помощью данной реакции проводят обнаружение при условии, что концентрация этого иона в растворе равна Смин (г/мл):

Обнаруживаемый минимум удобно выражать в микрограммах. Тогда

m = Смин 106.

Здесь m – открываемый минимум, V – исследуемый объем.


Для обнаружения данного иона в растворах разной концентрации используют аналитические реакции с различным пределом обнаружения. Так, ион Cu2+ в растворах с достаточно большой концентрацией можно обнаружить по характерной голубой окраске. При разбавлении раствора интенсивность окраски уменьшается и обнаружить ион Cu2+ по этому признаку не удается. Но если к разбавленному раствору прибавить раствор аммиака, образуется амминокомплекс ярко- синего цвета, который указывает на присутствие иона Cu2+ в растворе:

Cu2+ + 4 NH4ОН [Cu (NH3)4]2+ + 4 Н2О.

Концентрированный предел обнаружения для этой реакции 4·10-6 г/мл.

Для открытия иона Cu2+ в более разбавленных растворах следует проводить более чувствительную реакцию:

2 Cu2+ +[Fe(CN)6] 4- Cu2[Fe(CN)6]↓.

красно- бурый осадок

Для этой реакции концентрированный предел обнаружения 4·10-7 г/мл.
Селективность и специфичность аналитических реакций.

Одной из важнейших характеристик метода анализа явля­ется его селективность (избирательность) по отношению к оп­ределяемому компоненту. Химику-аналитику часто приходится анализировать смеси сложного состава. Если компоненты сме­си не мешают определению исследуемого компонента, метод анализа называют селективным. Селективность метода зависит от того, какие компоненты присутствуют в образце: одни могут сильно мешать определению, другие — не мешают. Поэтому се­лективность зависит и от количества мешающих компонентов. Иногда мешает даже малое содержание примесей, не позволяя провести точный анализ, в других случаях - только большое, а при малом их содержании метод достаточно селективен

Основное требование, предъявляемое к реакциям обнаружения – их селективность (избирательность). Селективной называют такую аналитическую реакцию, которая в условиях опыта позволяет обнаружить данное вещество (данный ион) в присутствии других компонентов раствора, не мешающих проведению этой реакции.

Селективность реакции зависит в сильной степени от условий проведения реакции и от присутствия других веществ.

Реакции, обладающие наиболее высокой селективностью, называют специфическими. Специфическая реакция присущая только данному иону и позволяет обнаруживать его практически при любых условиях. Такова реакция обнаружения иона NH4+.которая при действии щелочи при нагревании, сопровождается выделением аммиака: tº

NH4+ + ОН--→ NH3↑ + Н2О.

Специфических и даже высокоселективных реакций в аналитической химии совсем немного.

Если метод недостаточно селективен, необходимо перед определением исследуемого компонента прибегать к различным методам раз­деления. В случаях, когда метод удовлетворяет этому требова­нию, уменьшается число операций анализа, что снижает за­траты времени на его выполнение.

4)Скорость выполнения анализа (экспрессность) - еще одно из предъявляемых к анализу требований. Быстрое выполнение анализа снижает его себестоимость. Экспресс-методы имеют первостепенное значение для четкого контроля и своевременной коррекции производственных процессов. Они позволяют иссле­довать процессы, протекающие в очень короткие промежутки времени, и анализировать нестабильные продукты.

Применение экспресс-методов дает наибольший эффект в со­четании с автоматизацией метода. Возможность автоматизации операций и использование ЭВМ для обработки полученных ре­зультатов одно из направлений совершенствования методов анализа.

Расширение зон аналитического контроля вызвало необхо­димость проведения дистанционного анализа и анализа, не тре­бующего разрушения образца. Этим требованиям должны удовлетворять методы, применяемые для анализа космических объектов; объектов, находящихся на морских и океанских глу­бинах, и объектов, обладающих большой токсичностью.

ЛЕКЦИЯ 2 (ПРОДОЛЖЕНИЕ)

ПЛАН

1.РЕАКТИВЫ И ПРАВИЛА РАБОТЫ С НИМИ

2.МЕТОДЫ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА.

1.РЕАКТИВЫ И ПРАВИЛА РАБОТЫ С НИМИ
Таблица 1. Классификация реактивов по содержанию основного вещества и

отдельных примесей


Классификация реактива


Марка

Сод-ние основного компонента, %

Содержание отдельных примесей, %

Особо чистый

о.с.ч.

Выше 99,9

-10-10

-10-5

Химически чистый

х.ч.

Выше 99,0

-10-5

-10-3

Чистый для анализа

ч.д.а.

Не ниже 99,0

-10-3

-10-2

Чистый

ч.

Не ниже 98,0

-10-2

-5-10-1

Технический

т.






Реактивами называют вещества, предназначенные для аналитических препаративных и иных работ в химических и других лабораториях. В лаборатории качественного анализа реактивы используют для выполнения аналитических реакций и проведения анализа.

На точность результатов анализа влияет чистота реактива, ее определяют по содержанию основного компонента и примесей

В учебных лабораториях чаще всего работают с неорганическими и органическими реактивами марки «х.ч.» и «ч.д.а.».
В зависимости от цели анализа, метода его проведения, свойств исследуемых веществ используют реактивы в твердом, жидком и газообразном состоянии или растворы реактивов. В зависимости от свойств реактивов их растворяют в дистиллированной воде, растворах кислот, щелочей, органических растворителях. Концентрация растворов реактивов определяется условиями проведения аналитических реакций. Растворы солей для изучения реакций ионов готовят, как правило, с содержанием определяемого компонента 10 мг/мл.

Различают реактивы индивидуального и общего пользования. Первые хранят в штативах для реактивов на рабочих местах учащихся. Реактивы общего пользования хранят в специальных штативах, которые помещают в отведенном для них месте или в вытяжном шкафу. Жидкие реактивы и растворы хранят в склянках, твердые - в банках, небольшое количество этих реактивов можно хранить в бюксах. В штативах реактивные склянки и банки устанавливают в определенном порядке. Они обязательно должны быть снабжены этикетками с ука­занием формулы или названия реактива и концентрации раствора.

2.МЕТОДЫ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА.

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА

А. Макро-, полумикро- и микрометоды анализа

В зависимости от массы анализируемого вещества и объема растворов методы анализа делят на макро-, полумикро-, микро-, ультрамикро-, субмикро- и субультрамикрометоды (табл. 2). Со­ответственно различают и технику выполнения отдельных опе­раций.

Таблица 2 Классификация по массе анализируемого вещества и объему раствора,используемого при проведение химического анализа различными методами


Наименование метода

Масса анализируемого вещества

Объем раствора

Макроанализ ( грамм – метод)

1 -10

10 – 100

Полумикроанализ (сантиграмм – метод)

0,05 – 0,5

1 - 10

Микро анализ ( миллиграмм – метод)

10-3- 10-6

10-1 – 10-4

Ультра микро анализ (микрограмм – метод)

10-6 -10-9

10-4 – 10-6

Сумбикроанализ ( нанограмм – метод)

10-9 -10-12

10-7 – 10-10

Субультрамикроанализ ( пикограмм – метод)

10-12

10-10


Наиболее широкое применение в качестве анализа по­лучил полумикрометод с элементами микроанализа. Этот метод имеет ряд преимуществ: для выполнения реакции расходуется небольшое количество анализируемого вещества и реактивов; сокращается время, затрачиваемое на выполнение анализа, за счет замены фильтрования осадков центрифугированием; резко сокращается выброс вредных газообразных веществ, тем самым улучшаются санитарно-гигиенические условия работы.

Растворы реактивов и жидкие реактивы добавляют к исследуемому раствору по каплям, в строго определенном количестве, так как избыток или недостаток реактива искажает результаты анализа. Раствор реактива отбирают пипеткой, оставляя на месте реактивную склянку. Чтобы избежать загрязнения реактива, нельзя прикасаться кончиком пипетки к внутренней поверхности пробирки, в которой проводится реакция, класть пипетку на стол, опускать ее в склянку с другим реактивом, сливать в реактивную склянку оставшийся в пипетке избыток реактива.

Если реактив находится в капельнице или специальной ампуле, то после отбора необходимого количества реактива их следует поставить на соответствующее место в штатив. Твердые реактивы используют в измельченном состоянии и вносят в реакционную смесь шпателем. При анализе кроме реактивов используют реактивную, индикаторную и фильтровальную бумагу, которую хранят в банках с притертыми пробками или в ящиках штативов индивидуального и общего пользования
Б.КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СПОСОБУ ВЫПОЛНЕНИЯ АНАЛИЗА

сухой мокрый

1) окрашивание пламени 1) в пробирках

2) образование окрашенных 2) капельный

«перлов» 3) микрокристаллоскопия

При сплавлении веществ

(например, в буру вводят

раскаленную платиновую

проволоку – охлаждают,

а затем

перлом анализируемого

вещества судят о присут-

ствии того или иного

элемента.

3)метод растирания

порошков.

«Сухой» метод анализа

При выполнении анализа «сухим» методом исследуемые ве­щества и реактивы находятся в твердом состоянии. Большинство подобных определений связаны с нагреванием и образуют группу пирохимических методов анализа. К ним относят метод окрашивания пламени, метод окрашивания «перлов» буры, соды и других соединений, метод нагревания в калильной трубке и др. К «сухим» методам анализа относят и метод растирания порошков. Метод окрашивания пламени основан на способности неко­торых элементов и их соединений (щелочные, щелочноземель­ные металлы, медь, бор и др.) окрашивать пламя в определен­ный цвет.

Например:
Элемент Цвет пламени Элемент Цвет пламени

Натрий Желтый Стронций Карминово- красный

Калий Фиолетовый Барий Желтовато-зеленый

Кальций Кирпично-красный Медь Ярко-зеленый

Пробу на присутствие иона проводят с помощью тщательно очищенной платиновой или нихромовой проволочки, один конец которой вплавлен в стеклянную трубку небольшого диаметра, а другой согнут в маленькую петлю (ушко). Ушко раскаленной проволочки вводят в анализируемое вещество, а затем вносят в наиболее горячую газовой горелки (рис. 10).

Хранят проволочку в пробирке с соляной кислотой.

Метод образования окрашенных «перлов».

Некоторые веще­ства при сплавлении с тетраборатом натрия Na2B4O7 - 10Н2О, «фосфатной солью» NaNH4HPO 4 * 4H2O и другими соединениями дают окрашенные стекла - «перлы». Для получения «перла» буры ушко раскаленной платиновой проволочки вводят в твер­дую буру, нагревают в пламени горелки до прекращения вспучивания, охлаждают и, коснувшись полученным «перлом» анализируемого вещества, вновь вводят ушко проволочки в пламя горелки, а затем охлаждают. По окраске «перла» судят о присутствии того или иного элемента

Нагревание в калильной трубке
позволяет анализировать ве­щества, способные возгоняться и разлагаться при нагревании. При полной возгонке исследуемого вещества можно предполо­жить, что в его состав не входят нелетучие соединения. Если вещество совсем не возгоняется, в его составе отсутствуют летучие компоненты. Судить о присутствии тех или иных соединений можно по окраске возгона. Так, соли аммония, хлорид и бромид ртути, оксиды мышьяка и сурьмы дают белый возгон, сернистые соединения ртути и мышьяка, иодид ртути, сера- -желтый возгон; другие соединения ртути и мышьяка, иодиды — серый или черный возгон.

Наряду с возгонкой при нагревании может происходить выделение, кипение различных газов и паров, что дает информацию о качественном составе вещества. Например, кислород выделяется, если в анализируемой пробе присутствуют перманганаты, нит­раты, пероксиды и др.; оксид углерода (IV) СО2 выделяется при разложение карбонатов; оксиды азота — при разложении ни­тратом и нитритов; пары воды — при разложении кристаллогидратов, гидроксидов, органических соединений и т. д. Калильная трубка представляет собой пробирку из тугоплав­кою стекла или кварца длиной 5—6 см, диаметром 0,5 см. Небольшое количество анализируемого вещества насыпают в трубу, медленно и осторожно нагревают в пламени горелки и наблюдают за происходящим явлением.
Метод растирания порошков.

Присутствие ионов того или иного элемента обнаруживают по образованию соединений с ха­рактерным цветом или запахом. Так, при растирании смеси тиоцианата аммония NH4NCS или тиоцианата калия KNCS с солями Fe3+ появляется красно-бурое окрашивание, а с солями Со2+-синее. Растирание проводят в фарфоровой ступке или на специальной фарфоровой пластинке.

Все «сухие» методы анализа используют только для вспомогательных или проверочных определений.

«Мокрый» метод анализа

Большинство аналитических реакций выполняют «мокрым» методом, т. е. проводят реакции с растворами. При анализе не­органических веществ реакции проходят между ионами, присутствующими в растворах анализируемых веществ и реактивов. Следовательно, механизм протекающих реакций может быть представлен только ионным уравнением. Например, для реакции

Pb (NO3)2 + 2KI — ► PbI2 + 2KNO3

уравнение в ионной форме имеет вид:

РЬ2+ + 2I - PbI2

Из ионного уравнения видно, что осадок РbI2 образуется при взаимодействии катионов РЬ2+ и анионов I-.

Рассмотрим еще один пример. Ион С1 открывают действием иона Ag+ Осадок АgС1 может быть получен при взаимодей­ствии любого растворимого соединения, содержащего ион С1,с любым растворимым соединением, содержащим ион Ag+

КCl + АgNO3> AgCl + KNO3

BaCl2 + 2AgCH3COO ► 2AgCl + Ba(CH3COO)2.

Объясняется это тем, что ионная форма приведенных уравнений одинакова:




Сl -+ Аg+AgCl.

Очевидно, этот осадок образуется добавлении растворимой соли серебра к соединениям хлора, не содержащим хло­рид-ион, например к раствору хлората калия КС1О3. Один и тот же элемент может существовать в растворах в виде разных ионов: Fe 3+—Fe2+ ; Zn 2+ZnO22-; Mn 2+— MnO4-; Sn2+ - SnO32- и т. д. Каждый из этих ионов имеет свои характерные реакции. Так, ион Fe2+ в растворе можно открыть действием гексацианоферрата (III) калия K2[Fe(CN)6]:

3 F e2+ + 2Fe(CN)6 3- Fe3[Fe(CN) 6]2.

Ион Fe3+ с этим реактивом осадка не дает. Открывают его действием гексацианоферрата (II) калия K4[Fe(CN)e]:
4Fe3+ + 3Fe(CN)64- Fe4[Fe(CN)6]3.

Выполняют реакции «мокрым» методом в химических или центрифужных пробирках и на фильтровальной бумаге.
ПРИЛОЖЕНИЕ(см.отдельно)

ТЕХНИКА КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА.

ПОСУДА И ОБОРУДОВАНИЕ.
Техника качественного анализа.

Важнейшими операциями является:

1)осаждение

2)отделение осадка от растворов

3)промывание его и растворение

4)выпаривание растворов

5)прокаливание сухих остатков для этого используют

соответствующую посуду -для удаления летучих веществ (в фарфоровой чашке или тигле).
Осаждения (в центрифугических приборах)

1) центрифугирование (для отделения осадка)

2) проба на полноту осаждения проводят при анализе смеси ионов

3) разделение раствора и осадка(проводят пипеткой)

4) промывание осадка

5) растворение осадка – сразу после отделения.
фармацевтический анализ лекарственный анальгин
перейти в каталог файлов
связь с админом