Е.В. Савинкина, Г.П. Логинова, С.С. Плоткин - История химии. Элективный курс (1118120), страница 24
Текст из файла (страница 24)
было опубликовано руководство К. Фрезениуса поколичественному анализу. Он предлагал использовать весы сошибкой взвешивания не более 0,1 мг, высушивать вещества всосудах с двойными стенками, между которыми пропускалсяводяной пар, и учитывать вес золы, оставшейся после сжигания фильтровальной бумаги. Фрезениус приводил данные отом, в какой форме определялся элемент, а также процентныйсостав и эквивалентные массы соединений, рассчитанные иззначений, определенных Берцелиусом. При этом состав многихвеществ был определен довольно точно — до десятых долейпроцента.Методика Фрезениуса, заключающаяся в высушивании вещества, его растворении, осаждении, фильтровании и промывании осадка, использовалась вплоть до начала XX в.
Быловведено лишь несколько новшеств. В конце X I X в. появилась124Часть 5. Развитие аналитической химиибеззольная фильтровальная бумага. Вошли в употребление специальные тигли с фильтрующим дном из асбеста, а позднее изстекла и керамики. Для высушивания веществ стали использовать специальные сушильные шкафы. Была существенно усовершенствована методика математической обработки результатов анализа, в частности метод вычисления вероятностныхпогрешностей.
Современные весовые методы анализа имеюточень высокую точность. Однако недостатком весового анализаявляется его длительность. Поэтому для быстрого проведения количественного анализа стараются использовать другиеметоды.Вопросы1. Каким образом можно определять газообразные веществавесовым методом?2. Каковы перспективы весового анализа?5.2.2. Объемный анализЧто ограничивает точность объемного анализа?Развитие промышленности стимулировало развитие новыхметодов анализа. В 1729 г. появилось описание метода определения уксусной кислоты по расходу сухого поташа, необходимого для нейтрализации.
Хотя при этом сравнивались массы реагирующих веществ, методика эксперимента уже былаблизка к объемному анализу. Постепенно химики перешли кизмерению не масс веществ, а объемов растворов взаимодействующих соединений. На рубеже ХУШ и XIX вв. появилсяметод титрования (слово «титр» в средневековой Францииозначало пробу металлов) для определения отбеливающихсвойств «жавелевой воды» (т. е.
раствор гипохлорита калияКСЮ). Испытуемый раствор помещали в мерный цилиндр, ик нему пипеткой добавляли раствор индиго в кислоте. Титрование прекращали, когда индикатор изменял окраску. Позднееприборы для титрования были усовершенствованы.В первой половине XIX в. Ж. Л. Гей-Люссак ввел понятие «титрование» и тем самым выделил объемный анализв отдельную область аналитической химии. Он предложилиспользовать мерную пипетку и новые реагенты.
Гей-Люссакпервым предложил метод осадительного титрования. В 1Й32 г.он разработал метод определения серебра с помощью раствора5.2. Количественный анализ125хлорида натрия (до прекращения выделения осадка хлорида серебра). Если ему случалось прилить избыток растворахлорида натрия, то он применял метод обратного титрованияхлорид-ионов раствором нитрата серебра известной концентрации. Гей-Люссак показал, что определение серебра титрованием дает более точные результаты, чем использование староговесового метода, который давал заниженные результаты, врезультате чего Франция несла большие финансовые потерипри изготовлении серебряных монет.Тем не менее объемный анализ долгоне получал признания. Й.
Я. Берцелиусотрицал его как метод научного исследования. К.Фрезениус также отдавалпредпочтение весовому анализу. Однакоблагодаря легкости и простоте освоенияметоды объемного анализа стали всечаще использовать в промышленности!и в исследовательских лабораториях.Особенно широко их стали применятьс середины XIX в., так как развитиепромышленности требовало простых ибыстрых методов анализа.В 1855 г. появилась книга немецкогохимика и фармацевта Карла Фридриха Мора (1806-1879) «Учебник химикоаналитических методов титрования»,которая на несколько десятилетий стала основным пособием по объемномуанализу.
После тщательной проверкиМор отверг ряд методов объемного ана Рис. 5.2. Для объемнолиза, многие методы усовершенствовал го анализа К. Мор скони разработал новые. Он описал техни струировал прямую граку приготовления стандартных раство дуированную бюретку соров, в частности, для приготовления стеклянным краном илизажимомрастворов железа(И) он предложил ис пружинным(«зажим Мора»).пользовать наиболее устойчивую на воздухе соль этого металла, получившуюназвание соли Мора, — (NH4)2Fe(S04)2 * 6Н2О. В своей книгеМор привел многочисленные описания усовершенствованийиспользуемого в то время лабораторного оборудования, а такжесконструированных им новых приборов (рис.
5.2). Он развилтеоретические представления в области титрования, в частно-126Часть 5. Развитие аналитической химиисти рекомендовал применять растворы в эквивалентных («нормальных») концентрациях. Преимуществами объемного методаМор считал экономию времени и труда химиков, а такжеточность.Вопросы1. Какие методы можно использовать для определения окончания титрования?2.
В настоящее время титриметрические методы являются одними из самых распространенных в аналитической химии.Каковы их перспективы?5.3. Новые методы анализаИзмерения каких физических величин, кроме массы и объема, можно использовать для определения состава химических веществ?В XX в. наука и производство стали предъявлять новые требования к быстроте, точности и чувствительности химическогоанализа. Одной из основных задач аналитической химии сталаразработка быстрых и точных методов открытия и определения любых количеств элементов и соединений независимо отприсутствия других элементов.5.3.1. МикроанализЧем определяется минимальная масса образца при проведении химического анализа?Для анализа очень малых количеств химических веществхимики использовали обычные приемы работы в небольшойпо объему посуде, однако они оказались недостаточными иненадежными.
Стало ясно, что для повышения точности анализа необходима специальная аппаратура и методика эксперимента.Микроанализ появился в XVH в., но активно разрабатываться стал в конце XIX в., когда для определения состававеществ начали применять микроскоп, а стеклянные сосудыбыли заменены предметными стеклами. Исследователи получали кристаллы веществ и сравнивали их по форме с кристаллами известных веществ. Для анализа было достаточно всего5.3. Новые методы анализа1271 мг вещества.
В этом случае было невозможно использоватьпринцип систематического хода анализа, так как кристаллыразличных веществ почти невозможно разделить под микроскопом. Поэтому необходимо было найти реакции, с помощьюкоторых можно определять компоненты смеси без их предварительного выделения. Кроме реакций образования кристалловстали использовать аналитические реагенты, образующие яркоокрашенные соединения.
Так как для анализа было достаточноодной капли раствора, этот метод стали называть капельныманализом.Создателем современного микроанализа органических веществ является австрийский химик-аналитик и физиологФриц Прегль (1869-1930). Он применил классические методыэлементного органического анализа, разработанные Ю.Либихом и Ж . Б . Д ю м а , для исследования очень малых количестввеществ и создал необходимую для этого аппаратуру. В 1911 г.Прегль разработал методы микроанализа органических веществ, обеспечивающих достаточную точность определенияуглерода, азота, серы и галогенов в навеске вещества менее10 мг. Через два года ему удалось уменьшить количествоанализируемого вещества до 1-3 мг. За разработку методовмикроанализа органических соединений Прегль был удостоенв 1923 г.
Нобелевской премии по химии.Для микроаналитических методов были созданы микровесыс чувствительностью до миллионных долей грамма. Взвешивание проводят в специальных микроаппаратах или сосудах, размеры которых должны соответствовать размерам анализируемого образца. От уровня техники микрохимического эксперимента зависит минимально определяемое количество элемента.-8Оно достигает Ю г.Преимуществами микроанализа являются не только быстрота выполнения, малый расход реагентов и портативностьоборудования. Часто встречаются случаи, когда количествоисследуемого вещества настолько мало, что оно может бытьпроанализировано только при использовании техники микроанализа. Примерами являются включения в минералахи сплавах, ценные объекты, небольшие детали, объектысудебно-химических, биологических и клинических исследований, вновь синтезируемые вещества.
Техника микрохимического эксперимента используется при исследовании свойстврадиоактивных веществ, в том числе и соединений вновьполучаемых трансурановых элементов.128Часть 5. Развитие аналитической* химии5.3. Новые методы анализаВопросы1. Почему возможность анализа малых количеств веществаспособствовала быстрому развитию тонкого органическогосинтеза, в том числе синтеза гормонов и витаминов?2. Каковы возможные направления развития микроанализа?5.3.2. Физико-химические методы разделения смесейКакими методами можно разделятьпроведении химического анализа?сложные смесиприВ XX в. появились новые способы разделения смесей химических веществ, основанные на их различной адсорбционнойспособности, растворимости и других свойствах.Изучая в начале века пигменты растений, русский ботаникфизиолог и биохимик Михаил Семенович Цвет (1872—1919)предложил использовать для их анализа адсорбцию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
