В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 1 (В.П. Васильев - Аналитическая химия)

В. П. ВАСИЛЬЕВ АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ В ДВУХ ЧАСТЯХ Гравиметрический и титриметрический методы анализа Допущено Государственньщ комитетом СССР по народному образованию в начествв учебника длл студентов химико-технологических специальностей выс- щих учвбньм заведений МоснвалВыошая шнолан 1989 ББК 24А В Гй УДК 543 ПРЕДИСЛОВИЕ 15В)х) 5-06-000066-4 в )707000000(4309000000)- 270 -8 00((0!) — 89 ББК 24 4 343 15В!ч 5-06-000066-4 (Ч.1) !5ВМ 5-06-001519-Х Р е ц е н з е н т ы: кафедра аналитической химии Ленинградского технологического института им.

Ленсовета (зав. кафедрой докт. хим наук, проф. В. В. Бардин); доит. хим. наук, проф. Э. И Исаев (й(основский институт нефти и газа им. И. М. Губкина) Васильев В. П. В 19 Аналитическая химия. В 2 ч, Ч. 1. Гравиметрический и титриметрический методы анализа: Учеб. для химико-технол. спец. вузов. — Мл Высш. шк., 1989. — 320 сл ил. В первой части тчебника изложены основы гравиметрического и тнтрвметрическога методов анализа. Рассмотрены реакции кн латно-основнога атаимодейст. вия. осаждения. комолексообразоаання и окисления — восстановления, протекаю. шие в растворах, и методы анализа на основ» зтих реакций Уквшны условии и области практического применения методов.

пх достоинства и недоста~ки Из«ажены основы теории погрешностей. ста пхсгической обработки резулшатоа и опенки погрешностей анализа В конце каждой «лаям приведены вопросы, задачи и решение типовых задач ф Издательство «Высшая школа», )989 Аналитическая химия является фундаментальной химической наукой, занимающей видное место в ряду других химических дисциплин. Вместе с тем аналитическая химия теснейшим образом связана с повседневной практикой, поскольку без данных анализа о содержании в сырье или конечном продукте основных компонентов и примесей невозможно грамотное проведение технологического процесса в металлургической, химической, фармацевтической и многих других отраслях промышленности.

Данные химического анализа требуются при решении экономических и других важных вопросов. Настоящий учебник составлен в соответствии с программой по аналитической химии для химико-технологических вузов и содержит изложение главным образом теоретических основ этой науки с учетом современных тенденций развития. Учебник состоит из двух частей. В первой части рассматриваются классические методы количественного анализа — гравиметрический и титриметрический, во второй — физико-химические методы анализа.

В начале учебника приведена общая схема аналитического определения. Этот материал позволяет установить значимость отдельных стадий анализа и рассмотреть анализ в целом. Теоретические основы классических методов анализа объединены в одном разделе, что имеет определенные методические достоинства, поскольку нередко одни и те же теоретические положения используются в различных методах анализа, а изложение любого метода опирается на сумму знаний о процессах в растворе. Вторая часть учебника посвящена физико-химическим методам анализа. В учебнике достаточно подробно изложены вопросы практического применения различных методов анализа, их значения, возможностей и ограничений. В конце каждой главы учебника приведены вопросы и задачи, решение которых должно способствовать более глубокому самостоятельному изучению материала.

Вопросы и задачи составили: В. П. Васильев, В. Е. Калинина, Л. А. Кочергина, П. М. Милюков и Г. А. Прнк. го а ность рецензентам: коло вы ажает глубоку благодарность р й и оф. В. В. Бардин) и проф. за . И. М. Губ на) за ц А т т нефти и г н ателен ложення. в ия и екомен дацни Ломоносова) замечан р л чшенню учебника благодарностью. будут приняты с Все критические замечания Автор Глава 1 ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ И ЗНАЧЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ !.1.

ПРЕДМЕТ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ Аналитическая химия — это наука о методах определения химического состава вещества и его структуры. Предметом аналитической химии является разработка методов анализа и практическое выполнение анализов, а также широкое исследование теоретических основ аналитических методов. Сюда относится изучение форм существования элементов и их соединений в различных средах и агрегатных состояниях, определение состава и устойчивости координационных соединений, оптических, электро- химических и других характеристик вещества, исследование скоростей химических реакций, определение метрологических характеристик методов и т. д.

Существенная роль отводится поискам принципиально новых методов анализа и использованию в аналитических целях современных достижений науки н техники, В практических целях не всегда требуется проведение полного химического анализа. Нередко ограничиваются определением двух-трех или четырех-пяти компонентов, от содержания которых зависят качество материала, его технологические характеристики, эксплуатационные свойства и т. д. В зависимости от поставленной задачи, свойств анализируемого вещества и других условий состав вегцеств выражается по-разному, Химический состав вещества может быть охарактеризован массовой долей элементов или нх оксидов или других соединений, а также содержанием реально присутствующих в пробе индивидуальных химических соединений или фаз, содержанием изотопов и т.

д. Состав сплавов обычно выражают массовой долей (9~) составляющих элементов; состав горных пород, руд, минералов и т. д. — содержанием элементов в пересчете на какие-либо их соединения, чаще всего оксиды. Наиболее сложен так называемый фазовый или вещественный анализ, целью которого является определение содержания в пробе индивидуальных химических соединений, форм, в виде которых присутствует тот или иной элемент в анализируемом образце. При анализе органических соединений наряду с определением отдельных элементов (углерода, водорода, азота и т. д.) нередко выполняется молекулярный и функциональный анализ (устанавливаются индивидуальные химические соединения, функциональные группировки и т. д.).

Теоретическую основу аналитической химии составляют фундаментальные законы естествознания, такие, как периодический закон Д. И. Менделеева, законы сохранения массы вещества и энергии, постоянства состава вещества, действующих масс и др. Аналитическая химия тесно связана с физикой, неорганической, органической, физической и коллоидной химией, электрохимией, химической термодинамикой, теорией растворов, метрологией, теорией информации и многими другими науками. Например, спектральные методы анализа успешно развиваются на основе физических теорий, в электроаналитических методах используются представления теоретической электрохимии и термодинамики растворов. Невозможно представить современную аналитическую химию без учения о координационных соединениях, о квантово-химических методах и теории строения вещества, о кинетике реакций и т.

д. Использование достижений этих наук обогащает аналитическую химию, расширяет ее возможности, позволяя решать новые задачи. Вместе с тем аналитическая химия оказывает существенное влияние на развитие этих наук и целых отраслей народного хозяйства, давая им более совершенные методы анализа и открывая новые перспективы развития. Существенные успехи, достигнутые, например, в физике и химии твердого тела, металловедении, исследовании катализаторов и во многих других областях, связаны с прогрессом методов локального анализа, позволивших выявить распределение примесей в анализируемом образце по поверхности и по глубине. Получение чистых и сверхчистых веществ, составляющих основу многих отраслей новой техники, было бы невозможно без разработки соответствующих аналитических методов контроля.

Взаимное проникновение аналитической химии и других наук самым благотворным образом сказывается на их развитии. Диалектическая взаимосвязь аналитической химии с другими науками, а также с отраслями народного хозяйства является, таким образом, одной из существенных особенностей этой науки. Нельзя не отметить также, что в аналитической химии анализ и синтез тесно связаны между собой и эта взаимосвязь является одним из проявлений общего закона единства и борьбы противоположностей.

Понятие собственно анализа ассоциируется обычно с разделением вещества на составные части, но химический анализ часто основывается на синтезе соединений, имеющих характерную окраску, малую растворимость, специфическую форму кристаллов и т. д. О единстве анализа и синтеза говорит также и то, что результаты синтеза обычно контролируются анализом. 1.2. ЗНАЧЕНИЕ ДНДЛИТИЧЕС1хОЙ ХИМИИ Аналитическая химия имеет важное научное и практическое значение.

Почти все основные химические законы были открыты с помощью методов аналитической химии. Состав различных материалов, изделий, руд, минералов, лунного грунта, далеких планет н других небесных тел установлен методами аналитической химии. Открытие целого ряда элементов периодической системы (аргона, германия и др.) оказалось возможным благодаря применению точных методов аналитической химии. Так, например, толчком для поисков нового элемента в минерале аргиродите явился «заниженный» результат его анализа. Когда один из опытнейших аналитиков своего времени проф.

фрайбергской Горной академии К. Винклер (!885) провел полный анализ аргиродита и нашел, что сумма масс его составных частей на 5...7% меньше 100, он предпринял поиски этой неизвестной части минерала. Поиск оказался успешным и уже в 1886 г, новый элемент был открыт и назван по предложению Винклера германием. (Существование его было предсказано Д. И.