Descrizione della presentazione su singole diapositive:
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Descrizione della diapositiva:
Reazioni analitiche in soluzione Reazioni analitiche in soluzione, reversibili e irreversibili Equilibrio chimico Legge dell'azione della massa, costante di equilibrio chimico Fattori che influenzano lo spostamento di equilibrio delle reazioni analitiche
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Descrizione della diapositiva:
Tipi di reazioni chimiche in chimica analitica reazioni acido-base - reazioni con trasferimento di protoni H+ reazioni redox (ORR) - reazioni con trasferimento di elettroni ē reazioni di formazione complessa - reazioni con trasferimento di coppie di elettroni e formazione di legami secondo il meccanismo donatore-accettore Reazioni di precipitazione - reazioni eterogenee in soluzione
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Descrizione della diapositiva:
Nell'analisi quantitativa sono ampiamente utilizzate reazioni reversibili, ad es. procedendo contemporaneamente in due direzioni opposte: aA + cB ↔ cC + dD La reazione che procede verso la formazione dei prodotti di reazione è detta diretta aA + cB → sC + dD , tutte le reazioni che avvengono in natura sono reversibili, ma nei casi in cui la reazione inversa è molto deboli, le reazioni sono considerate praticamente irreversibili. Questi di solito includono quelle reazioni nel corso delle quali uno dei prodotti formati lascia la sfera di reazione, ad es. precipitato, vengono rilasciati sotto forma di gas, si forma una sostanza scarsamente dissociata (ad esempio acqua), la reazione è accompagnata dal rilascio di una grande quantità di calore.
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Descrizione della diapositiva:
Lo stato di equilibrio chimico è tipico solo per i processi reversibili. Nelle reazioni reversibili, la velocità della reazione diretta ha inizialmente un valore massimo, per poi diminuire a causa di una diminuzione della concentrazione delle sostanze iniziali consumate per formare i prodotti di reazione. La reazione inversa al momento iniziale ha una velocità minima, che aumenta all'aumentare delle concentrazioni dei prodotti di reazione. Quindi, arriva un momento in cui le velocità delle reazioni in avanti e inverse diventano uguali. Questo stato del sistema è chiamato equilibrio chimico
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Descrizione della diapositiva:
Nel 1864 - 1867 gli scienziati norvegesi Guldberg e Waage stabilirono la legge dell'azione di massa (con le masse effettive si intendevano le concentrazioni. Allora il termine concentrazione non era ancora noto, fu introdotto successivamente da van't Hoff): il tasso di la reazione chimica è direttamente proporzionale al prodotto delle concentrazioni di sostanze reagenti in potenze, pari ai corrispondenti coefficienti stechiometrici. Per reazione reversibile tipo aA + vB = cC + dD, secondo la legge di azione delle masse, le velocità della reazione diretta e inversa sono rispettivamente uguali: Se vrev = vorev, allora krev[A]a[B]v = korev[C]c[D]d, da cui K = karev / krev = [C]c[D]d / [A]a[B]v . Pertanto, la costante di equilibrio è il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni dei prodotti di reazione e il prodotto delle concentrazioni delle sostanze di partenza. La costante di equilibrio è una quantità adimensionale, poiché dipende dalla concentrazione e dalla quantità di sostanze.
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Descrizione della diapositiva:
Il valore di K, che caratterizza la costanza dei rapporti delle concentrazioni di equilibrio dei reagenti a temperatura costante, è stato chiamato da van't Hoff costante di equilibrio. La costante di equilibrio è una delle caratteristiche quantitative dello stato di equilibrio chimico. Compito: scrivere un'espressione per la costante di equilibrio delle seguenti reazioni: H2+I2 ↔ 2HI ; K= 2 / N2+3H2 ↔ 2NH3; K=2 / 3
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Descrizione della diapositiva:
La direzione dello spostamento dell'equilibrio chimico con variazioni di concentrazione, temperatura e pressione è determinata dal principio di Le - Chatelier: se il sistema in equilibrio è influenzato (cambiamento di concentrazione, temperatura, pressione), allora l'equilibrio nel sistema si sposta nella direzione di indebolire questo effetto LE CHATELIER Henri Louis
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Descrizione della diapositiva:
Per la reazione A + B ↔ C + D Variazione di concentrazione Se la concentrazione delle sostanze di partenza aumenta, l'equilibrio si sposta verso la formazione di prodotti di reazione, cioè a destra A + B → C + D, se la concentrazione delle sostanze di partenza diminuisce, l'equilibrio si sposta verso le sostanze di partenza, cioè a sinistra A + B ← C + D se la concentrazione dei prodotti di reazione aumenta, allora l'equilibrio si sposta verso la formazione delle sostanze di partenza, cioè a sinistra A + B ← C + D, se la concentrazione dei prodotti di reazione diminuisce, l'equilibrio si sposta verso la formazione di prodotti di reazione, ad es. a destra, A+B → C+D
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Descrizione della diapositiva:
Per la reazione A + B ↔ C + D a destra A + B → C + D, se la temperatura aumenta, l'equilibrio si sposta verso le sostanze di partenza, cioè a sinistra A + B ← C + D in un processo endotermico (valore positivo della reazione) - se la temperatura aumenta, l'equilibrio si sposta verso la formazione di prodotti di reazione, ad es. a destra A + B → C + D, se la temperatura diminuisce, l'equilibrio si sposta verso la formazione delle sostanze di partenza, cioè sinistra A+B ← C+D
2.1. Problemi generali teoria della soluzione
Soluzione come mezzo per reazioni analitiche. Influenza delle caratteristiche fisico-chimiche del solvente sulle proprietà chimico-analitiche degli ioni. Fondamenti di teoria degli elettroliti forti. Attività, coefficiente di attività, forza ionica delle soluzioni.
Principali tipi di reazioni chimiche utilizzate in chimica analitica
Equilibrio acido-base. Equilibrio in soluzioni acquose di acidi, basi e anfoliti. Soluzioni tampone, loro composizione e proprietà. Calcolo del pH di sistemi protolitici basato sulla teoria di Brønsted-Lowry. Applicazione delle reazioni di interazione acido-base in chimica analitica. Importanza dei sistemi tampone in analisi chimica.
Equilibrio redox. Coppia redox coniugata. Potenziale redox e fattori che ne influenzano il valore. Reazioni redox, loro costante di equilibrio, direzione e velocità. Reazioni autocatalitiche e indotte, loro ruolo nell'analisi chimica. Applicazione delle reazioni di ossidoriduzione in chimica analitica.
Equilibrio di complessazione. Struttura e proprietà dei composti complessi. Leganti polidentati, complessi chelati, effetto chelato. Equilibri in soluzioni di composti complessi, costanti di stabilità di ioni complessi. Uso di reazioni di formazione complesse in chimica analitica.
Equilibrio nel sistema precipitato-soluzione. Equilibrio chimico eterogeneo in soluzioni di elettroliti scarsamente solubili. La regola del prodotto di solubilità e il suo utilizzo in chimica analitica. Costante di solubilità (prodotto delle attività). Fattori che influenzano la solubilità dei composti scarsamente solubili: effetto sale, influenza degli ioni omonimi e reazioni concorrenti. Utilizzo di sistemi eterogenei per scopi analitici.
Reagenti analitici organici
Caratteristiche dei reagenti analitici organici: elevata sensibilità e selettività d'azione. L'uso di reagenti analitici organici nell'analisi.
SEPARAZIONE CHIMICA E METODI DI RILEVAMENTO
3.1. Questioni generali di analisi qualitativa
Obiettivi e obiettivi dell'analisi qualitativa. Classificazione dei metodi di analisi qualitativa in funzione della dimensione del campione. Tecnica sperimentale: provette di alta qualità, reazioni a goccia e microcristalloscopiche.
effetto analitico. Reazioni chimiche analitiche e condizioni per la loro attuazione. Reazioni generali, di gruppo e caratteristiche (selettive e specifiche).
Classificazioni analitiche di cationi e anioni. Gruppi analitici di ioni e legge periodica di D. I. Mendeleev. Analisi qualitativa sistematica e frazionaria.
Uso di precipitazione, formazione di complessi, reazioni acido-base e redox nell'analisi qualitativa. Reagenti analitici organici, loro vantaggi e applicazioni nell'analisi qualitativa.
Metodi per la separazione e il rilevamento di ioni aventi valore più alto nella tecnologia chimica
I gruppo analitico di cationi. caratteristiche generali. Reazioni caratteristiche degli ioni Na + , K + , NH 4 + e Mg 2+. Metodi di decomposizione e rimozione dei sali di ammonio. Analisi sistematica di una miscela di cationi del gruppo I.
II gruppo analitico di cationi. Caratteristiche generali, reagente di gruppo. Reazioni caratteristiche degli ioni Ca 2+ e Ba 2+. Condizioni ottimali per la precipitazione dei cationi del gruppo II. Analisi sistematica di una miscela di cationi del gruppo II e di una miscela di cationi del gruppo I-II.
III gruppo analitico di cationi. Caratteristiche generali, reagente di gruppo. Reazioni caratteristiche degli ioni Al 3+ , Cr 3+ , Fe 3+ , Fe 2+ , Mn 2+ e Zn 2+. Condizioni ottimali per la precipitazione dei cationi del gruppo III. Analisi sistematica di una miscela di cationi del gruppo III e di una miscela di cationi del gruppo I–III.
I gruppo analitico di anioni. Caratteristiche generali, reagente di gruppo. Reazioni caratteristiche degli ioni CO 3 2– , SO 4 2– , PO 4 3– .
II gruppo analitico di anioni. Caratteristiche generali, reagente di gruppo. Reazioni caratteristiche degli ioni Cl-, I-.
III gruppo analitico di anioni. Caratteristiche generali. Reazioni tipiche degli ioni NO 2 - , NO 3 -. Analisi di una miscela di anioni dei gruppi I–III.
Analisi di una sostanza sconosciuta
Le fasi principali dell'analisi chimica qualitativa: preparazione di una sostanza per l'analisi, prelievo di un campione medio, scioglimento dei solidi, prove preliminari, analisi di cationi e anioni.
Programma disciplinare per studenti della Facoltà di Medicina Fondamentale dell'Università Statale di Mosca
(specialità "Farmacia")
introduzione
L'argomento della chimica analitica, il suo posto nel sistema delle scienze, il collegamento con la pratica. Chimica analitica e analisi chimica. Metodo, tecnica e mezzi di analisi chimica. Tipi di analisi: qualitativa e quantitativa; analisi isotopica, elementare, di gruppo strutturale (funzionale), molecolare, materiale, di fase; lordo (locale), distruttivo (non distruttivo), discreto (continuo), contatto (remoto); analisi macro, semimicro, micro e ultramicro. Metodi di analisi chimici, fisici e biologici. Metodi di analisi classici e strumentali. Le fasi principali dell'analisi chimica. Scelta del metodo di analisi e stesura di schemi di analisi. Oggetti di analisi.
Lo stato attuale e le tendenze nello sviluppo della chimica analitica: strumentalizzazione, automazione, matematizzazione, miniaturizzazione, aumento della quota e del ruolo dei metodi fisici, passaggio all'analisi multicomponente, creazione di sensori e metodi di prova.
Il valore della chimica analitica per la farmacia. Saggio breve sviluppo della chimica analitica e delle scienze farmaceutiche in paralleli storici. Analisi farmaceutica. metodi di farmacopea.
Fondamenti metrologici dell'analisi chimica
Segnale analitico e interferenze. Esperienza di controllo. Metodi di analisi assoluti (senza standard) e relativi. Definizioni singole e parallele. Metodi per determinare il contenuto di una sostanza in base a misurazioni analitiche (metodo della curva di calibrazione, metodo standard, metodo additivo). Le principali caratteristiche del metodo di analisi sono: accuratezza (correttezza e riproducibilità), sensibilità (fattore di sensibilità, limite di rilevabilità, limiti inferiore e superiore dei contenuti determinati) e selettività.
Errori di analisi chimica: assoluti e relativi; sistematico e casuale; errori grossolani. Errori delle singole fasi dell'analisi chimica. Metodi per la valutazione della correttezza: l'uso di campioni standard, il metodo delle addizioni, il metodo dei pesi variabili, il confronto con altri metodi. Campioni standard, loro fabbricazione, certificazione e utilizzo.
Elaborazione statistica dei risultati di misura. La legge della distribuzione normale degli errori casuali, t-
e F-distribuzioni. Alcuni concetti statistica matematica: dimensione del campione (popolazione generale e campionaria); media, varianza, deviazione standard, deviazione standard relativa, livello di confidenza, intervallo di confidenza. Convergenza e ripetibilità. Valutazione della discrepanza accettabile tra i risultati di determinazioni parallele. Confronto di varianze e medie di due metodi di analisi.
Analisi di regressione. Utilizzo del metodo dei minimi quadrati per costruire funzioni di calibrazione. Esempi di elaborazione metrologica e presentazione dei risultati dell'analisi farmaceutica quantitativa. Requisiti per la valutazione metrologica a seconda dell'oggetto e dello scopo dell'analisi. Modi per migliorare la riproducibilità e la correttezza dell'analisi.
Tipi di reazioni chimiche e processi in chimica analitica
I principali tipi di reazioni chimiche in chimica analitica: acido-base, formazione di complessi, ossido-riduzione. Processi utilizzati: precipitazione-dissoluzione, estrazione, assorbimento. Costanti di equilibrio di reazioni e processi. Stato delle sostanze nei sistemi ideali e reali. Comportamento di elettroliti e non elettroliti in soluzioni. Coefficienti di attività. La teoria di Debye-Hückel e i suoi limiti. costanti di concentrazione Descrizione degli equilibri complessi. Concentrazioni totali e di equilibrio. Costanti condizionali.
La velocità di reazione nell'analisi chimica. Fattori che influenzano la velocità. Catalizzatori, inibitori. reazioni autocatalitiche. Reazioni indotte e accoppiate. Esempi di accelerazione e decelerazione di reazioni e processi utilizzati nell'analisi chimica.
Reazioni acido-base. Idee moderne su acidi e basi. Teoria di Bronsted-Lowry. Equilibrio nel sistema acido - base coniugata e solvente. L'idrolisi come caso speciale di equilibrio acido-base. Costante e grado di idrolisi. Costanti di acidità e basicità. Proprietà acide e basiche dei solventi. Costante di autoprotolisi. Influenza della natura del solvente sulla forza di acidi e basi. Effetto livellante e differenziante del solvente.
Bilancio acido-base nei sistemi multicomponenti. Soluzioni tampone e loro proprietà. capacità tampone. L'uso di sistemi tampone in analisi. Calcolo del pH di soluzioni di acidi e basi non caricati e carichi, acidi e basi polibasici, miscele di acidi e basi.
Reazioni di formazione complesse. Teoria di Lewis-Pearson. Tipi di composti complessi utilizzati in chimica analitica. Classificazione dei composti complessi in base alla natura dell'interazione metallo-legante, in base all'omogeneità del legante e dello ione centrale (agente complessante). Proprietà dei composti complessi di significato analitico: stabilità, solubilità, volatilità, caratteristiche spettrali.
Complessazione graduale. Caratteristiche quantitative dei composti complessi: costanti di stabilità (a gradini e generali), grado di formazione del complesso. Fattori che influenzano la formazione dei complessi: struttura dell'atomo centrale e ligando, concentrazione dei componenti, pH, forza ionica della soluzione, temperatura. Stabilità termodinamica e cinetica di composti complessi.
Influenza della complessazione sulla solubilità dei composti, equilibrio acido-base, potenziale redox dei sistemi, stabilizzazione di vari gradi di ossidazione degli elementi. Metodi per aumentare la sensibilità e la selettività dell'analisi utilizzando composti complessi.
Fondamenti teorici dell'interazione di reagenti organici con ioni inorganici. Influenza della loro natura, disposizione dei gruppi funzionale-analitici, stereochimica delle molecole reagenti sulla sua interazione con ioni inorganici. Teoria delle analogie dell'interazione di ioni metallici con reagenti inorganici quali H 2 O, NH 3 e H 2 S e reagenti organici contenenti ossigeno, azoto e zolfo. I principali tipi di composti formati con la partecipazione di reagenti organici. Chelati, composti intercomplessi. Fattori che determinano la stabilità dei chelati. I più importanti reagenti organici utilizzati in analisi per separazione, rilevamento, rilevamento di ioni metallici, per mascheratura e smascheramento. Reagenti organici per analisi farmaceutiche. Possibilità di utilizzo di composti complessi e reagenti organici in vari metodi di analisi.
Reazioni redox. Potenziale dell'elettrodo. L'equazione di Nernst e la sua connessione con le leggi della termodinamica chimica. Potenziali standard e formali. Collegamento della costante di equilibrio con potenziali standard. Direzione delle reazioni di ossidoriduzione. Fattori che influenzano la direzione delle reazioni redox. Il concetto di potenziali misti. Meccanismi delle reazioni redox e loro significato per la chimica analitica.
I principali agenti ossidanti e riducenti inorganici e organici utilizzati nell'analisi. Metodi di ossidazione preliminare e riduzione dell'elemento determinato.
Processi di precipitazione e coprecipitazione. L'equilibrio nel sistema è soluzione ¾ sedimento. Precipitazioni e loro proprietà. Schema di formazione dei sedimenti. Sedimenti cristallini e amorfi. Dipendenza della struttura del sedimento dalle sue proprietà individuali e dalle condizioni di sedimentazione. Dipendenza della forma del precipitato dalla velocità di formazione e crescita delle particelle primarie. Costanti di solubilità di un elettrolita forte scarsamente solubile (termodinamico, reale e condizionale). Metodi per esprimere la solubilità di elettroliti scarsamente solubili. Fattori che influenzano la solubilità dei precipitati: temperatura, forza ionica, azione dello ione omonimo, reazioni di protonizzazione, complessazione, redox, struttura e granulometria. Condizioni per ottenere precipitati cristallini. Precipitazioni omogenee. Precipitazione completa e frazionata, dissoluzione frazionata. Invecchiamento dei sedimenti. Cause dell'inquinamento da fanghi. Classificazione vari tipi coprecipitazione. Valore positivo e negativo del fenomeno di coprecipitazione nell'analisi. Caratteristiche della formazione di sistemi colloidali dispersi. L'uso dei sistemi colloidali nell'analisi chimica.
Metodi di rilevamento e identificazione
Compiti e scelta del metodo per il rilevamento e l'identificazione di atomi, ioni e composti chimici. Analisi chimiche qualitative. Caratteristiche analitiche delle sostanze e reazioni analitiche. Tipi di reazioni analitiche e reagenti (specifici, selettivi, di gruppo). Caratteristiche di sensibilità delle reazioni analitiche qualitative (diluizione limite, concentrazione limite, volume minimo di soluzione estremamente diluita, limite di rilevabilità, indice di sensibilità).
Analisi frazionata e sistematica. Analisi qualitativa dei cationi. Classificazione dei cationi per gruppi analitici secondo schemi di analisi acido-base, acido solfidrico (solfuro), ammoniaca-fosfato. Analisi sistematica dei cationi secondo lo schema acido-base. Reazioni analitiche di cationi di vari gruppi analitici. Analisi qualitativa degli anioni. Classificazione degli anioni per gruppi analitici (in base alla capacità di formare composti poco solubili, in base alle proprietà redox). Analisi sistematica degli anioni secondo lo schema acido-base. Reazioni analitiche di anioni di vari gruppi analitici. Analisi qualitativa di miscele di cationi e anioni, medicinali.
Analisi microcristalloscopiche, analisi pirochimiche (colorazione della fiamma, sublimazione, formazione di perle). Analisi del gocciolamento. Analisi per triturazione delle polveri. Metodi cromatografici di analisi qualitativa. Metodi fisici per il rilevamento e l'identificazione di sostanze organiche e inorganiche Analisi qualitativa espressa in condizioni di fabbrica e di campo. Metodi di prova e strumenti di prova. Esempi di applicazione pratica di metodi di rilevamento. L'uso dell'analisi qualitativa in farmacia.
Metodi di isolamento, separazione e concentrazione
I principali metodi di separazione e concentrazione, il loro ruolo nell'analisi chimica. Combinazione di metodi di separazione e concentrazione con metodi di determinazione; metodi ibridi. Processi di separazione a uno e più stadi. Costanti di distribuzione. Coefficiente di distribuzione. Grado di estrazione. Fattore di separazione. fattore di concentrazione
Metodi di estrazione. Fondamenti teorici dei metodi. Legge di distribuzione di Nernst-Shilov. Classificazione dei processi estrattivi. tasso di estrazione. Tipi di sistemi di estrazione: composti non ionizzati (sostanze molecolari, composti chelati, complessi metallici con una sfera di coordinazione mista, inclusi un legante inorganico e un reagente di estrazione neutro) e associati ionici (acidi contenenti metalli e loro sali, acidi minerali, coordinazione -associati ionici non solvati, eteropolicomposti, solventi estraibili contenenti ossigeno, altri associati ionici). Condizioni di estrazione di composti inorganici e organici. Riestrazione. Natura e caratteristiche degli estrattivi. Separazione e concentrazione degli elementi mediante metodo di estrazione. I principali reagenti organici utilizzati per separare gli elementi mediante estrazione. Separazione selettiva degli elementi mediante metodo di selezione solventi organici, variazioni del pH della fase acquosa, mascheratura e smascheramento. Uso dei processi di estrazione nell'analisi farmaceutica.
Metodi di precipitazione e coprecipitazione. Applicazione di reagenti inorganici e organici per precipitazione. Metodi di separazione per precipitazione o dissoluzione a valori diversi pH, dovuto alla formazione di composti complessi e all'uso di reazioni redox. Reagenti di gruppo e loro requisiti. Caratteristiche dei composti poco solubili più comunemente usati in analisi. Concentrazione di oligoelementi per coprecipitazione su veicoli inorganici e organici (collettori).
Altri metodi. Distillazione (distillazione, sublimazione). scambio ionico. Il concetto di elettroforesi.
Metodi cromatografici di analisi
Definizione di cromatografia. Il concetto di fasi mobili e stazionarie. Classificazione dei metodi secondo lo stato di aggregazione delle fasi mobile e stazionaria, secondo il meccanismo di separazione, secondo la tecnica di esecuzione, secondo lo scopo e gli obiettivi dell'analisi. Metodi per ottenere cromatogrammi (frontale, spostamento, eluente). Parametri di base del cromatogramma. Equazione di base della cromatografia. Selettività ed efficienza della separazione cromatografica. Teoria delle tavole teoriche. Teoria cinetica. Analisi cromatografica qualitativa e quantitativa.
Gas cromatografia. Adsorbimento gassoso (gas-fase solida) e cromatografia gas-liquido. Assorbenti e vettori, requisiti per loro. meccanismo di separazione. Schema di un gascromatografo. Colonne. Rivelatori, loro sensibilità e selettività. Il concetto di spettrometria di cromato-massa. Applicazioni della gascromatografia. Vantaggi e svantaggi della gascromatografia.
Cromatografia su colonna liquida. Tipi di cromatografia liquida. Vantaggi della cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC). Schema di un cromatografo liquido. Pompe, colonne. Principali tipologie di rivelatori, loro sensibilità e selettività. Vantaggi e svantaggi dell'HPLC.
Cromatografia liquida ad adsorbimento e partizione. Opzioni di fase normale e fase inversa. Fasi stazionarie polari e non polari e principi di loro scelta. Gel di silice modificato come assorbenti. Fasi mobili e principi a loro scelta. Applicazioni della cromatografia liquida.
Cromatografia ionica e a scambio ionico. Struttura e proprietà fisico-chimiche degli scambiatori ionici. equilibrio di scambio ionico. Selettività dello scambio ionico e fattori che lo determinano. Campi di applicazione della cromatografia a scambio ionico. Caratteristiche della struttura e proprietà dei sorbenti per cromatografia ionica. Cromatografia ionica a una e due colonne, vantaggi e svantaggi. Determinazione cromatografica ionica di cationi e anioni.
Cromatografia a scambio di ligandi e coppia ionica. Principi generali. fasi mobili e stazionarie. Aree di utilizzo.
cromatografia ad esclusione STERICA. Principi generali del metodo. Peculiarità delle fasi stazionarie e meccanismo di separazione. Sostanze determinate e ambiti di applicazione del metodo.
Cromatografia planare.
Principi generali di divisione. Metodi per ottenere cromatogrammi planari (ascendente, discendente, circolare, bidimensionale). Reagenti per lo sviluppo di cromatogrammi. Vantaggi e svantaggi.
Cromatografia su strato sottile. meccanismi di separazione. Assorbenti e fasi mobili. Aree di utilizzo.
Cromatografia su carta. meccanismi di separazione. Requisiti della carta per l'analisi cromatografica. fasi mobili. Aree di utilizzo.
L'uso di vari metodi cromatografici nell'analisi farmaceutica.
Metodo gravimetrico di analisi
Essenza dell'analisi gravimetrica, vantaggi e svantaggi del metodo. Metodi di determinazione diretti e indiretti. Metodi di distillazione e precipitazione. I più importanti precipitanti organici e inorganici. Errori nell'analisi gravimetrica. Schema generale delle definizioni. Requisiti per forme precipitate e gravimetriche. Cambiamenti nella composizione del precipitato durante l'essiccazione e la calcinazione. Analisi termogravimetrica.
Scale analitiche. La sensibilità della bilancia e la sua espressione matematica. Fattori che influenzano l'accuratezza della pesata. Tecnica di pesatura.
Esempi di applicazione pratica del metodo gravimetrico di analisi Determinazione dell'acqua nelle preparazioni farmaceutiche. Determinazione di elementi (ferro, alluminio, titanio) sotto forma di ossidi. Determinazione di calcio e magnesio; fonti di errore nella loro determinazione. Determinazione di zolfo, alogeni in composti inorganici e organici. Vari metodi per la determinazione del fosforo e del silicio. L'uso di reagenti organici per la determinazione di nichel, cobalto, zinco e magnesio.
Metodi di analisi titolimetrici
Metodi di analisi titrimetrica. Classificazione. Requisiti per la reazione nell'analisi titrimetrica (generale e speciale, a seconda del metodo titrimetrico specifico). Tipi di determinazioni titrimetriche (dirette, inverse, indirette). Metodi per determinare la concentrazione di una sostanza titolata (metodi di pesatura e pipettaggio individuali). Metodi per esprimere concentrazioni di soluzioni in titrimetria. Equivalente, massa molare dell'equivalente, concentrazione molare, concentrazione molare dell'equivalente, titolo, fattore di conversione titrimetrico (titolo dell'analita), fattore di correzione. Soluzioni standard primarie e secondarie. Fixanali. Curve di titolazione, loro parametri principali e connessione con le leggi fondamentali dell'equilibrio chimico, tipi di curve di titolazione. Fattori che influenzano la natura delle curve di titolazione e la dimensione del salto di titolazione in vari metodi. Punto d'equivalenza. Punto di neutralità elettrica. Modi per determinare il punto finale della titolazione in vari metodi. Indicatori. Intervalli di cambio colore degli indicatori. Metodi moderni analisi e strumenti titrimetrici.
Titolazione acido-base. Costruzione di curve di titolazione. Influenza dei valori di acidità o costanti di basicità, concentrazione di acidi o basi, temperatura sul carattere delle curve di titolazione. Titolazione acido-base in mezzi non acquosi. Fattori che determinano la scelta del solvente non acquoso. Indicatori acido-base. Teoria ionico-cromoforica degli indicatori acido-base. Errori di titolazione nella determinazione di acidi e basi forti e deboli, acidi e basi polibasici.
Esempi di applicazione pratica. Soluzioni standard primarie per la determinazione della concentrazione di soluzioni di acidi e basi. Preparazione e standardizzazione di soluzioni di acido cloridrico, solforico e idrossido di sodio. Titolazione di acidi, basi, miscele di acidi e miscele di basi, anfoliti. Analisi di miscele di carbonato e bicarbonato di sodio, carbonato di sodio e idrossido. Determinazione dell'azoto con il metodo di Kjeldahl e dei sali di ammonio con il metodo diretto e indiretto. Determinazione di nitrati e nitriti; formaldeide. Applicazione della titolazione acido-base in mezzi non acquosi (determinazione degli acidi borico e cloridrico nella loro miscela, amminoacidi).
Titolazione redox. Curve di titolazione: calcolo, costruzione, analisi. Influenza della concentrazione di ioni idrogeno, complessazione, formazione e dissoluzione di composti scarsamente solubili, forza ionica della soluzione sul carattere delle curve di titolazione. Metodi per determinare il punto finale della titolazione. Indicatori nei processi redox. Errori di titolazione.
Metodi di titolazione redox. Permanganatometria. Determinazione di ferro(II), ossalati, acqua ossigenata, nitriti. Dicromatometria. Determinazione del ferro(II).
Iodometria e iodimetria. Il sistema iodio-ioduro come agente ossidante o riducente. Determinazione di arseniti, arsenati, ferro(III), rame(II), ioni alogenuri, perossidi, acidi. Determinazione dell'acqua e dei gruppi funzionali di composti organici.
Cloriometria, iodatometria, bromometria, bromatometria, cerimetria, nitritometria. Soluzioni standard primarie e secondarie di metodi, indicatori utilizzati. Determinazione di composti inorganici e organici.
Applicazione dei metodi di titolazione redox nell'analisi farmaceutica.
Titolazione complessometrica .
Titolanti inorganici e organici in complessometria. Titolazione mercurimetrica. L'essenza del metodo. Indicatori di metodo. L'uso del mercurio.
L'uso degli acidi amminopolicarbossilici in complessometria. Costruzione di curve di titolazione. Indicatori metallo-cromici e loro requisiti. I più importanti indicatori metallocromici universali e specifici. Metodi di titolazione complessometrica: diretta, inversa, indiretta. Selettività della titolazione e modi per aumentarla. Errori di titolazione. Esempi di applicazione pratica: determinazione di calcio, magnesio, ferro, alluminio, rame, zinco in soluzioni di sali puri e in presenza di giunti.
Titolazione delle precipitazioni. Metodi di titolazione delle precipitazioni: argentometria (metodi Gay-Lussac, Mohr, Fayans-Fischer-Khodakov, Folgard), tiocianatometria, mercurometria, esacianoferratometria, sulfatometria, barimetria. Soluzioni standard primarie e secondarie di vari metodi di titolazione delle precipitazioni, loro preparazione, standardizzazione. Curve di titolazione delle precipitazioni, loro calcolo, costruzione, analisi. Metodi per determinare il punto finale della titolazione; indicatori di precipitazione, metallo-cromico, adsorbimento. Errori di titolazione delle precipitazioni: loro origine, calcolo, metodi di eliminazione. Esempi dell'uso pratico di vari metodi di titolazione delle precipitazioni nell'analisi farmaceutica .
Altri metodi di analisi titolimetrici. Titolazione termometrica, radiometrica. Essenza dei metodi, applicazione pratica.
Metodi elettrochimici di analisi
caratteristiche generali dei metodi. Classificazione. celle elettrochimiche. Elettrodi indicatori ed elettrodi di riferimento. Sistemi elettrochimici di equilibrio e di non equilibrio. Fenomeni derivanti dal flusso di corrente (caduta di tensione ohmica, concentrazione e polarizzazione cinetica).
Potenziometria
Potenziometria diretta. Misurazione potenziale. Sistemi redox reversibili e irreversibili. Elettrodi indicatori: metallici e ionoselettivi. Ionometria. Classificazione degli elettrodi ionoselettivi. Equazione di Nikolsky-Eisenman. Caratteristiche degli elettrodi ionoselettivi: funzione dell'elettrodo, pendenza della funzione dell'elettrodo, limite di rilevabilità, coefficiente di selettività potenziometrica, tempo di risposta. Esempi di applicazione pratica della ionometria. Determinazione del pH, ioni di metalli alcalini e alcalino terrosi, ioni alogenuri e nitrati.
Titolazione potenziometrica. Modifica del potenziale dell'elettrodo durante la titolazione. Metodi per rilevare l'end point di titolazione nelle reazioni: acido-base, formazione di complessi, ossido-riduzione; processi di precipitazione.
Esempi di applicazione pratica. Titolazione di acido fosforico, miscele di acido cloridrico e borico, cloridrico e acetico in mezzo acquoso e acquoso-organico. Determinazione di ioduri e cloruri in presenza di giunti.
Coulometria
Fondamenti teorici del metodo. Le leggi di Faraday. Coulometria diretta e titolazione coulometrica. Condizioni per effettuare misure coulometriche a potenziale costante e corrente continua. Metodi per la determinazione della quantità di elettricità in coulometria diretta e titolazione coulometrica. Generazione esterna ed interna di titolante coulometrico. Titolazione di componenti elettroattivi ed elettricamente inattivi. Determinazione del punto finale della titolazione. Vantaggi e limiti del metodo di titolazione coulometrica rispetto ad altri metodi di titolazione. L'uso della titolazione coulometrica per la determinazione di piccole quantità di acido e alcali, tiosolfato di sodio, agenti ossidanti, ioni metallici, acqua.
Voltammetria
Classificazione dei metodi voltammetrici. elettrodi indicatori. Ottenimento e caratterizzazione della curva corrente-tensione. Limitare la corrente di diffusione. Polarografia. Equazione di Ilkovich. Equazione delle onde polarografiche di Ilkovich-Heyrovsky. potenziale a semionda. Identificazione e determinazione di composti inorganici e organici. Viste moderne voltammetria: continua e inversione, corrente alternata; cronoamperometria lineare (oscillografia). Vantaggi e limiti rispetto alla polarografia classica. Registrazione e interpretazione del polarogramma di un singolo depolarizzatore ¾ di uno ione metallico. Registrazione dello spettro polarografico. Determinazione della concentrazione di sostanze mediante il metodo della curva di calibrazione e il metodo delle addizioni mediante polarografia classica, oscillografica, in corrente alternata.
Titolazione amperometrica. L'essenza del metodo. elettrodi indicatori. Selezione del potenziale dell'elettrodo indicatore. Tipi di curve di titolazione. Il concetto di titolazione amperometrica con due elettrodi indicatori. Titolazione amperometrica di sostanze organiche e inorganiche.
Esempi di applicazione pratica dei metodi voltammetrici e della titolazione amperometrica nell'analisi farmaceutica.
Conduttometria
L'essenza del metodo. Conduttimetria diretta e titolazione conduttometrica. Corrente continua e corrente alternata; conduttimetria a contatto e senza contatto. Determinazione della concentrazione della soluzione analizzata secondo la misura della conducibilità elettrica (metodo di calcolo, metodo della curva di calibrazione). Titolazione conduttometrica. Il concetto di titolazione conduttometrica ad alta frequenza. Tipi di curve di titolazione conduttometriche acido-base e di precipitazione. Vantaggi e svantaggi della conduttimetria.
Caratteristiche comparative di sensibilità e selettività, ambiti di applicazione dei metodi elettrochimici.
Metodi spettroscopici di analisi
Luogo e ruolo dei metodi spettroscopici nella chimica analitica e nell'analisi chimica. Caratteristiche comparative di sensibilità e selettività, ambiti di applicazione dei metodi spettroscopici.
Radiazione elettromagnetica e sue caratteristiche. Lo spettro della radiazione elettromagnetica. I principali tipi di interazione della materia con la radiazione: assorbimento, emissione (termica, luminescenza), scattering, rifrazione della luce, riflessione. Classificazione dei metodi spettroscopici per energia. Classificazione dei metodi spettroscopici in base allo spettro della radiazione elettromagnetica e all'oggetto: spettroscopia atomica, molecolare, di assorbimento, di emissione.
Transizioni energetiche. Regole di selezione. Leggi di emissione e di assorbimento, equazioni di Einstein. Probabilità di transizione e durata degli stati eccitati. I principali tipi di diffusione della luce (Rayleigh-Mi e Tyndall), la diffusione Raman. Leggi di base dell'assorbimento (Bouguer-Lambert) e della radiazione della radiazione elettromagnetica (Boltzmann, Moseley). Relazione dei segnali analitici con la concentrazione dell'analita.
Spettri di atomi. Stati fondamentali ed eccitati degli atomi, caratteristiche degli stati. Caratteristiche delle righe spettrali atomiche: posizione nello spettro, intensità, larghezza. Fattori che influenzano la larghezza delle linee atomiche.
Spettri di molecole; le loro caratteristiche. Schemi di livelli elettronici di una molecola. L'idea dell'energia totale delle molecole come somma di elettronica, vibrazionale e rotazionale. Relazione tra la struttura chimica di un composto e gli spettri molecolari. Analisi funzionale su spettri vibrazionali ed elettronici.
Attrezzatura. Fonti di radiazioni. Metodi per la monocromatizzazione della radiazione elettromagnetica. Classificazione degli strumenti spettrali, loro caratteristiche. Ricevitori di radiazioni. Interferenza strumentale. Rumore e rapporto segnale/rumore; valutazione del segnale analitico minimo.
Metodi di spettroscopia ottica atomica
Metodo di emissione atomica. Termodinamica dei processi in spettroscopia di emissione atomica (evaporazione, atomizzazione, eccitazione, ionizzazione). Fonti di atomizzazione ed eccitazione: fiamme, torce plasma, plasma accoppiato induttivamente, scariche elettriche (scintilla, bagliore, arco), laser; le loro caratteristiche principali. Fisico e processi chimici in sorgenti di atomizzazione ed eccitazione.
Analisi qualitativa e quantitativa mediante spettroscopia di emissione atomica. L'equazione di Lomakin-Schaibe e le ragioni della deviazione dalla legge di Boltzmann. Interferenze spettrali, chimiche e fisico-chimiche, modi per eliminarle.
Metodi di spettroscopia di emissione atomica. Fotometria di emissione di fiamma, spettroscopia di emissione atomica al plasma accoppiato induttivamente, spettroscopia di emissione atomica a scintilla e loro confronto. Caratteristiche metrologiche e capacità analitiche.
Metodo di assorbimento atomico. Atomizzatori (a fiamma e non a fiamma), principali vantaggi. Legge fondamentale dell'assorbimento della luce nella spettroscopia di assorbimento atomico, sue caratteristiche. Sorgenti di radiazioni (lampade a scarica di gas, sorgenti a spettro continuo, laser), loro caratteristiche, motivo del principale utilizzo delle lampade a scarica di gas. Interferenze spettrali e fisico-chimiche, modi per eliminarle. I componenti principali dello spettrometro ad assorbimento atomico. Caratteristiche metrologiche, possibilità, vantaggi e svantaggi del metodo, suo confronto con il metodo dell'emissione atomica.
Metodo della fluorescenza atomica. Il principio del metodo; caratteristiche e applicazione.
Esempi di applicazione pratica dei metodi di emissione atomica e di assorbimento atomico nell'analisi farmaceutica.
Metodi di spettroscopia ottica molecolare
Spettroscopia di assorbimento molecolare nella regione ottica (spettrofotometria). La legge fondamentale dell'assorbimento della luce in spettrofotometria (Bouguer-Lambert-Beer). Le principali cause di deviazione dalla legge (strumentali, fisico-chimiche e chimiche). I concetti di coefficiente di assorbimento molare vero e apparente, coefficiente di assorbimento specifico (E1% 1 cm).
reazione fotometrica. Reagenti analitici fotometrici; requisiti per loro. Esempi di reazioni fotometriche per la determinazione sostanze medicinali natura diversa. Il ruolo della preparazione del campione in spettrofotometria Analisi estrazione-fotometrica. Metodi per determinare la concentrazione di sostanze: metodo delle serie standard, metodo di equalizzazione del colore, metodo di diluizione; il loro uso in farmacia.
Misura di densità ottiche alte e basse (metodo differenziale). Analisi di sistemi multicomponenti. Spettrofotometria derivativa. Applicazione del metodo allo studio delle reazioni in soluzione (processi di formazione di complessi, protolitici, di aggregazione) accompagnate da una variazione degli spettri di assorbimento. I principali tipi e caratteristiche dei dispositivi. Il concetto di titolazione spettrofotometrica. Caratteristiche metrologiche e capacità analitiche. Esempi di applicazione pratica del metodo nell'analisi farmaceutica.
Spettroscopia vibrazionale.
Caratteristiche comparative della spettroscopia IR e della spettroscopia Raman (spettroscopia Raman). Ragioni per la differenza tra spettroscopia IR e spettrofotometria. Possibilità della spettroscopia IR nell'analisi qualitativa, quantitativa, funzionale e strutturale. Strumenti di base (spettrofotometri, interferometri), vantaggi della spettroscopia IR in trasformata di Fourier. La legge fondamentale dell'assorbimento della luce nella spettroscopia IR, la sensibilità del metodo. L'uso della spettroscopia IR nell'analisi farmaceutica (identificazione dei farmaci, prova dell'autenticità dei farmaci, analisi quantitativa nella regione IR dello spettro). Limiti della spettroscopia IR. L'uso della spettroscopia Raman nell'analisi inorganica e organica, nell'analisi non distruttiva di oggetti biologici e farmaceutici.
Spettroscopia molecolare luminescente. Peculiarità della luminescenza come fenomeno. Classificazione dei tipi di luminescenza in base alle sorgenti di eccitazione (chemiluminescenza, bioluminescenza, elettroluminescenza, fotoluminescenza, ecc.), meccanismo e durata della luminescenza. Fluorescenza e fosforescenza. Diagramma di Terenin-Lewis (Yablonsky). Leggi e regole della luminescenza: Stokes-Lommel, Kashi, Vavilov, Levshin (simmetria speculare). Analisi quantitativa con il metodo luminescente, equazione di base del metodo, requisiti per le reazioni. Fattori che influenzano l'intensità della luminescenza. Spegnimento della luminescenza. Dispositivi di base in luminescenza, requisiti per le sorgenti di radiazione. Interferenza spettrale e fisico-chimica. Caratteristiche metrologiche e capacità analitiche del metodo. Confronto delle possibilità di assorbimento molecolare e spettroscopia di luminescenza nella determinazione di composti inorganici. Vantaggi della spettroscopia luminescente nell'identificazione e determinazione dei composti organici. Analisi di estrazione-fluorescente. Titolazione con indicatori fluorescenti. Esempi dell'uso della spettroscopia luminescente nell'analisi farmaceutica.
Spettroscopia di diffusione della luce. Tipi di base della diffusione della luce e loro utilizzo in chimica analitica. Nefelometria e torbidimetria, loro caratteristiche comparative e confronto con spettroscopia e spettrofotometria di luminescenza. Equazioni di base dei metodi, requisiti per oggetti di studio e reazioni. Strumenti di base, sensibilità e selettività dei metodi. Esempi di applicazione pratica. Idee sui metodi moderni di spettroscopia a dispersione.
Altri metodi di spettroscopia molecolare. Rifrattometria. Polarimetria. Spettroscopia a riflessione diffusa nelle regioni ottiche e IR. Microscopia a fluorescenza. Sensori ottici.
Spettrometria di massa
Principi di base dei metodi. Identificazione e determinazione delle sostanze organiche; analisi elementare e isotopica. I componenti principali dello spettrometro di massa e il loro scopo. Principali tipologie di ionizzazione e sorgenti ioniche (impatto elettronico, ionizzazione chimica, ionizzazione elettrospray, plasma accoppiato induttivamente, bombardamento atomico, desorbimento laser). Caratteristiche degli analizzatori di massa, loro principali tipologie (analizzatore di settore magnetico, filtro di massa quadrupolare, trappola ionica quadrupolare, analizzatore di massa a tempo di volo, analizzatore di risonanza di ciclotrone). Principali tipi di rivelatori. Spettro di massa e sua interpretazione ed elaborazione. Esempi di utilizzo della spettrometria di massa. Spettrometria di massa cromatografica e suo impiego in cromatografia liquida e gassosa.
Metodi cinetici di analisi
Essenza dei metodi. Varianti catalitiche e non catalitiche di metodi cinetici; loro sensibilità e selettività. Tipi di reazioni catalitiche e non utilizzate: ossidoriduzione, scambio di leganti in complessi, trasformazioni di composti organici, reazioni fotochimiche ed enzimatiche. Metodi per determinare la concentrazione secondo misure cinetiche.
Esempi di applicazione pratica. Determinazione di composti inorganici e organici. L'uso di reazioni catalitiche per la determinazione di piccole quantità di sostanze.
Teoria e pratica del campionamento e della preparazione del campione
rappresentatività del campione; rapporto con l'oggetto e il metodo di analisi. Fattori che determinano la dimensione e il metodo di prelievo di un campione rappresentativo. Campionamento di composizione omogenea ed eterogenea. Metodi per ottenere un campione medio di sostanze solide, liquide e gassose; dispositivi e tecniche utilizzati in questo caso; elaborazione primaria e conservazione dei campioni; dispositivi di dosaggio.
I metodi principali per convertire un campione nella forma richiesta per un particolare tipo di analisi sono: dissoluzione in vari mezzi; sinterizzazione, fusione, decomposizione sotto l'azione di alte temperature, pressione, scarica ad alta frequenza; combinazione di varie tecniche; caratteristiche della decomposizione dei composti organici. Metodi per eliminare e tenere conto della contaminazione e della perdita di componenti durante la preparazione del campione.
Caratteristiche della preparazione del campione di forme di dosaggio solide, liquide e morbide nell'analisi farmaceutica.
Lettura consigliata
Principale
1. Kharitonov Yu.Ya. Chimica analitica. Analitica. In due libri. 3a edizione. M.: Più in alto. scuola, 2005.
2. Workshop di chimica analitica. / Ed. Ponomareva V.D., Ivanova L.I. M.: Più in alto. scuola, 1983.
3. Kharitonov Yu.Ya., Grigor'eva V.Yu. Chimica analitica. Officina. Analisi chimiche qualitative. M.: Gruppo editoriale "GEOTAR-Media", 2007.
4. Lurie Yu.Yu. Manuale di chimica analitica. Mosca: Chimica, 1989.
Aggiuntivo
1. Ponomarev V.D. Chimica analitica. M.: Più in alto. scuola, 1982.
2. Fondamenti di chimica analitica (sotto la direzione di Yu.A. Zolotov). In due libri. Problemi generali. Metodi di separazione. Metodi di analisi chimica. M.: Più in alto. scuola 2004. Collana "Libro di testo universitario classico".
3. Fondamenti di chimica analitica. Compiti ed esercizi. / Ed. Yu.A. Zolotova. M.: Più in alto. scuola, 2004.
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24. Giornale di chimica analitica. Edizione mensile della casa editrice "MAIK".
Il programma è redatto
Assoc. Muginova S.V.
Editore prof. Shekhovtsova TN
I principali tipi di reazioni chimiche in chimica analitica: acido-base, formazione di complessi, ossido-riduzione. Processi utilizzati: precipitazione-dissoluzione, estrazione, assorbimento. Costanti di equilibrio di reazioni e processi. Stato delle sostanze nei sistemi ideali e reali. Struttura dei solventi e soluzione. Risoluzione, ionizzazione, dissociazione. Comportamento di elettroliti e non elettroliti in soluzioni. Teoria di Debye-Hückel. Coefficienti di attività. costanti di concentrazione Descrizione degli equilibri complessi. Concentrazioni totali e di equilibrio. Costanti condizionali.
La velocità di reazione nell'analisi chimica. Fasi elementari della reazione. Equazioni cinetiche. Fattori che influenzano la velocità. Catalizzatori, inibitori. reazioni autocatalitiche. Reazioni indotte e accoppiate. fattore induttivo. Esempi di accelerazione e decelerazione di reazioni e processi utilizzati nell'analisi chimica.
Reazioni acido-base . Idee moderne su acidi e basi. Teoria di Bronsted-Lowry. Equilibrio nel sistema acido - base coniugata e solvente. Costanti di acidità e basicità. Proprietà acide e basiche dei solventi. Costante di autoprotolisi. Influenza della natura del solvente sulla forza di acidi e basi. Effetto livellante e differenziante del solvente.
Bilancio acido-base nei sistemi multicomponenti. Soluzioni tampone e loro proprietà. capacità tampone. Calcolo del pH di soluzioni di acidi e basi non caricati e carichi, acidi e basi polibasici, miscele di acidi e basi.
Reazioni di formazione complesse. Tipi di composti complessi utilizzati in chimica analitica. Classificazione dei composti complessi in base alla natura dell'interazione metallo-legante, in base all'omogeneità del legante e dello ione centrale (agente complessante). Proprietà dei composti complessi di significato analitico: stabilità, solubilità, colore, volatilità.
Complessazione graduale. Caratteristiche quantitative dei composti complessi: costanti di stabilità (graduale e generale), funzione di formazione (numero medio di ligandi), funzione di complessazione, grado di formazione del complesso. Fattori che influenzano la formazione dei complessi: struttura dell'atomo centrale e ligando, concentrazione dei componenti, pH, forza ionica della soluzione, temperatura. Stabilità termodinamica e cinetica di composti complessi.
Influenza della complessazione sulla solubilità dei composti, equilibrio acido-base, potenziale redox dei sistemi, stabilizzazione di vari gradi di ossidazione degli elementi. Metodi per aumentare la sensibilità e la selettività dell'analisi utilizzando composti complessi.
Fondamenti teorici dell'interazione di reagenti organici con ioni inorganici. Influenza della loro natura, disposizione dei gruppi funzionale-analitici, stereochimica delle molecole reagenti sulla sua interazione con ioni inorganici. Teoria delle analogie dell'interazione di ioni metallici con reagenti inorganici quali H 2 O, NH 3 e H 2 S e reagenti organici contenenti ossigeno, azoto e zolfo. I principali tipi di composti formati con la partecipazione di reagenti organici. Chelati, composti intercomplessi. Fattori di stabilità dei chelati Reagenti organici critici utilizzati nell'analisi per separazione, rilevamento, rilevamento di ioni metallici, mascheratura e smascheramento. Reagenti organici per analisi organiche. Possibilità di utilizzo di composti complessi e reagenti organici in vari metodi di analisi.
Reazioni redox. Potenziale dell'elettrodo. Equazione di Nernst. Potenziali standard e formali. Collegamento della costante di equilibrio con potenziali standard. La direzione della reazione di ossidazione e riduzione. Fattori che influenzano la direzione delle reazioni redox. Il concetto di potenziali misti. Meccanismi di reazioni redox.
I principali agenti ossidanti e riducenti inorganici e organici utilizzati nell'analisi. Metodi di ossidazione preliminare e riduzione dell'elemento determinato.
Processi di precipitazione e coprecipitazione . Equilibrio nel sistema soluzione-precipitato. Precipitazioni e loro proprietà. Schema di formazione dei sedimenti. Sedimenti cristallini e amorfi. Dipendenza della struttura del sedimento dalle sue proprietà individuali e dalle condizioni di sedimentazione. Dipendenza della forma del precipitato dalla velocità di formazione e crescita delle particelle primarie. Fattori che influenzano la solubilità dei precipitati: temperatura, forza ionica, azione dello ione omonimo, reazioni di protonizzazione, complessazione, redox, struttura e granulometria. Condizioni per ottenere precipitati cristallini. Precipitazioni omogenee. Invecchiamento dei sedimenti. Cause dell'inquinamento da fanghi. Classificazione dei diversi tipi di coprecipitazione. Valore positivo e negativo del fenomeno di coprecipitazione nell'analisi. Caratteristiche della formazione di sistemi colloidali dispersi. L'uso dei sistemi colloidali nell'analisi chimica.
I. Chimica e medicina
1. Oggetto, scopi e obiettivi della chimica analitica. Cenni storici sullo sviluppo della chimica analitica. Il posto della chimica analitica tra le scienze naturali e nel sistema della formazione medica.
Chimica analitica - la scienza dei metodi per determinare la composizione delle sostanze. Materia its - la soluzione di problemi generali della teoria dell'analisi chimica, il miglioramento dell'esistente e lo sviluppo di metodi di analisi nuovi, più rapidi e più accurati (ad esempio, la teoria e la pratica dell'analisi chimica). Un compito - sviluppo della teoria dei metodi chimici e fisico-chimici di analisi, processi e operazioni nella ricerca scientifica, miglioramento di vecchi metodi di analisi, sviluppo di MA espresso e remoto, sviluppo di metodi di ultra e microanalisi.
A seconda dell'oggetto di studio, la chimica analitica suddivisi in analisi inorganica e organica. La chimica analitica si riferisce alle scienze applicate. Il suo significato pratico è molto vario. Con l'aiuto di metodi di analisi chimica, sono state scoperte alcune leggi: sono state determinate la legge della costanza della composizione, la legge dei rapporti multipli, le masse atomiche degli elementi,
equivalenti chimici, sono state stabilite le formule chimiche di molti composti, ecc.
La chimica analitica contribuisce notevolmente allo sviluppo delle scienze naturali: geochimica, geologia, mineralogia, fisica, biologia, agrochimica, metallurgia, tecnologia chimica, medicina, ecc.
Il tema dell'analisi qualitativa- sviluppo di basi teoriche, miglioramento di quelli esistenti e sviluppo di nuovi metodi più avanzati per determinare la composizione elementare delle sostanze. Il compito dell'analisi qualitativa- determinazione della "qualità" delle sostanze o rilevazione dei singoli elementi o ioni che compongono la composizione del composto in esame.
Le reazioni analitiche qualitative in base al metodo della loro implementazione sono suddivise in reazioni modo "bagnato" e "asciutto".. Le reazioni più importanti sono il modo "bagnato". Per condurli, la sostanza di prova deve essere pre-sciolta.
Nell'analisi qualitativa vengono utilizzate solo quelle reazioni che sono accompagnate da alcuni effetti esterni chiaramente visibili all'osservatore: un cambiamento nel colore della soluzione; precipitazione o dissoluzione del precipitato; il rilascio di gas con un odore o colore caratteristico.
Particolarmente utilizzate sono le reazioni accompagnate dalla formazione di precipitati e da un cambiamento nel colore della soluzione. Tali reazioni sono chiamate reazioni "scoperte”, poiché rilevano gli ioni presenti nella soluzione.
Anche le reazioni sono ampiamente utilizzate. identificazione, con l'aiuto del quale viene verificata la correttezza della "scoperta" dell'uno o dell'altro ione. Infine, vengono utilizzate reazioni di precipitazione, che di solito separano un gruppo di ioni da un altro, o uno ione da altri ioni.
A seconda della quantità dell'analita, del volume della soluzione e della tecnica per eseguire le singole operazioni, i metodi chimici di analisi qualitativa sono suddivisi in per analisi macro, micro, semimicro e ultramicro e così via.
II. Analisi qualitativa
2. Concetti di base della chimica analitica. Tipi di reazioni analitiche e reagenti. Requisiti di analisi, sensibilità, selettività per determinare la composizione delle sostanze.
Reazione analitica - chimica. una reazione utilizzata per separare, rilevare e quantificare elementi, ioni, molecole. Deve essere accompagnato da un effetto analitico (precipitazioni, sviluppo di gas, scolorimento, odore).
Per tipo di reazione chimica:
Generale– i segnali analitici sono gli stessi per molti ioni. Il reagente è generale. Esempio: precipitazione di idrossidi, carbonati, solfuri, ecc.
Gruppo– i segnali analitici sono tipici per un certo gruppo di ioni con proprietà simili. Reagente - gruppo. Esempio: precipitazione di ioni Ag +, Pb 2+ con un reagente - acido cloridrico con la formazione di precipitati bianchi AgCl, PbCl 2
Le reazioni generali e di gruppo vengono utilizzate per isolare e separare gli ioni di una miscela complessa.
selettivo– i segnali analitici sono gli stessi per un numero limitato di ioni. Il reagente è selettivo. Esempio: sotto l'azione del reagente NH 4 SCN su una miscela di cationi, solo due cationi formano composti complessi colorati: rosso sangue 3-
e blu 2-
Specifico– il segnale analitico è caratteristico di un solo ione. Il reagente è specifico. Ci sono pochissime reazioni del genere.
Per tipo di segnale analitico:
colorato
Precipitazione
Degassamento
microcristallino
Per funzione:
Reazioni di rilevamento (identificazione)
Reazioni di separazione (separazione) per rimuovere gli ioni interferenti mediante precipitazione, estrazione o sublimazione.
Secondo la tecnica di esecuzione:
provette– eseguito in provetta.
gocciolare eseguita:
Su carta da filtro
Su un orologio o su un vetrino.
In questo caso, sulla lastra o sulla carta vengono applicate 1-2 gocce della soluzione analizzata e 1-2 gocce di un reagente, conferendo un caratteristico colore o formazione di cristalli. Quando si eseguono reazioni su carta da filtro, vengono utilizzate le proprietà di adsorbimento della carta. Una goccia di liquido depositata sulla carta viene rapidamente assorbita attraverso i capillari e il composto colorato viene adsorbito su una piccola area del foglio. Se ci sono più sostanze nella soluzione, la loro velocità di movimento può essere diversa, il che dà la distribuzione degli ioni sotto forma di zone concentriche. A seconda del prodotto di solubilità del precipitato - oa seconda della costante di stabilità dei composti complessi: maggiore è il loro valore, più vicina al centro o al centro una determinata zona.
Il metodo a goccia è stato sviluppato dal chimico sovietico N.A. Tananaev.
Reazioni microcristalline si basano sulla formazione di composti chimici aventi forma, colore e potere rifrattivo caratteristici dei cristalli. Vengono eseguiti su vetrini. Per fare ciò, 1-2 gocce della soluzione analizzata e 1-2 gocce del reagente vengono applicate su un vetro pulito con una pipetta capillare, combinandole accuratamente con una bacchetta di vetro senza agitare. Il vetro viene quindi posto sul tavolino del microscopio e viene esaminato il precipitato formatosi in situ.
contatto con le goccioline.
Per un uso corretto nell'analisi delle reazioni, considerare sensibilità di reazione . È determinato dalla quantità più piccola della sostanza desiderata che può essere rilevata da questo reagente in una goccia di soluzione (0,01-0,03 ml). La sensibilità è espressa da una serie di grandezze:
Minimo di apertura- la quantità minima di una sostanza contenuta nella soluzione in esame e aperta da questo reagente in determinate condizioni per l'esecuzione della reazione.
Concentrazione minima (limitante). mostra a quale concentrazione più bassa della soluzione questa reazione consente di scoprire in modo inequivocabile la sostanza da rilevare in una piccola porzione della soluzione.
Limitare la diluizione- la quantità massima di diluente alla quale la sostanza è ancora determinata.
Conclusione: la reazione analitica è tanto più sensibile, minore è il minimo di apertura, minore è la concentrazione minima, ma maggiore è la diluizione limite.
