موضوع المحاضرة: طرق التحليل الفيزيائية والكيميائية. مجالات البحث الفيزيائي الكيميائي لتطبيق الأساليب

دراسة المواد هي مسألة معقدة ومثيرة للاهتمام إلى حد ما. بعد كل شيء، لم يتم العثور عليها أبدا في الطبيعة في شكلها النقي. في أغلب الأحيان، تكون هذه مخاليط ذات تركيبة معقدة، حيث يتطلب فصل المكونات بعض الجهود والمهارات والمعدات.

بعد الانفصال، من المهم بنفس القدر تحديد ما إذا كانت المادة تنتمي إلى فئة معينة بشكل صحيح، أي تحديدها. تحديد نقاط الغليان والانصهار، وحساب الوزن الجزيئي، واختبار النشاط الإشعاعي، وما إلى ذلك، بشكل عام، البحث. ولهذا الغرض، يتم استخدام طرق مختلفة، بما في ذلك طرق التحليل الفيزيائية والكيميائية. فهي متنوعة تمامًا وتتطلب عادةً استخدام معدات خاصة. سيتم مناقشتها أكثر.

طرق التحليل الفيزيائية والكيميائية: مفهوم عام

ما هي هذه الطرق لتحديد المركبات؟ هذه هي الطرق التي تعتمد على الاعتماد المباشر لجميع الخصائص الفيزيائية للمادة على تركيبها الكيميائي الهيكلي. وبما أن هذه المؤشرات فردية تمامًا لكل مركب، فإن طرق البحث الفيزيائي الكيميائي فعالة للغاية وتعطي نتائج 100٪ في تحديد التركيب والمؤشرات الأخرى.

وبالتالي، يمكن اتخاذ الخصائص التالية للمادة كأساس:

• القدرة على امتصاص الضوء
• توصيل حراري؛
• التوصيل الكهربائي؛
• درجة حرارة الغليان
• ذوبان وغيرها من المعلمات.

تختلف طرق البحث الفيزيائية والكيميائية بشكل كبير عن الطرق الكيميائية البحتة لتحديد المواد. ونتيجة لعملهم لا يحدث رد فعل، أي تحول مادة ما، سواء كان عكسيًا أو لا رجعة فيه. وكقاعدة عامة، تظل المركبات سليمة من حيث الكتلة والتركيب.

مميزات طرق البحث هذه

هناك العديد من السمات الرئيسية المميزة لهذه الطرق لتحديد المواد.

1. لا تحتاج عينة البحث إلى تنظيفها من الشوائب قبل الإجراء، حيث أن الأجهزة لا تتطلب ذلك.
2. تتمتع طرق التحليل الفيزيائية والكيميائية بدرجة عالية من الحساسية، فضلاً عن زيادة الانتقائية. لذلك، هناك حاجة إلى كمية صغيرة جدًا من عينة الاختبار للتحليل، مما يجعل هذه الطرق مريحة وفعالة للغاية. حتى لو كان من الضروري تحديد عنصر موجود في إجمالي الكتلة الرطبة بكميات ضئيلة، فهذا لا يشكل عائقًا أمام الطرق المشار إليها.
3. يستغرق التحليل بضع دقائق فقط، لذا فإن هناك ميزة أخرى تتمثل في قصر مدته أو مدى تعبيره.
4. لا تتطلب طرق البحث قيد النظر استخدام مؤشرات باهظة الثمن.

من الواضح أن المزايا والميزات كافية لجعل أساليب البحث الفيزيائي الكيميائي عالمية ومطلوبة في جميع الدراسات تقريبًا، بغض النظر عن مجال النشاط.

تصنيف

يمكن تحديد العديد من الخصائص التي يتم على أساسها تصنيف الطرق قيد النظر. ومع ذلك، سنقدم النظام الأكثر عمومية الذي يوحد ويغطي جميع طرق البحث الرئيسية المرتبطة مباشرة بالطرق الفيزيائية والكيميائية.

1. طرق البحث الكهروكيميائية. بناءً على المعلمة المقاسة، يتم تقسيمها إلى:

• قياس الجهد.
• قياس الجهد.
• الاستقطاب.
• قياس الذبذبات.
• قياس السلوك؛
• قياس الجاذبية الكهربائية؛
• قياس الكولومترات؛
• قياس التيار؛
• قياس الشعاع؛
• قياس الموصلية عالية التردد.

2. الطيفية. يشمل:

• بصري.
• الأشعة السينية الضوئية الطيفي؛
• الرنين الكهرومغناطيسي والرنين المغناطيسي النووي.

3. الحرارية. مقسمة إلى:

• الحرارية.
• قياس الحرارة الحراري؛
• قياس السعرات الحرارية.
• قياس المحتوى الحراري.
• قياس التقسيم.

4. الطرق الكروماتوغرافية وهي:

• غاز؛
• الرسوبية.
• اختراق هلام.
• تبادل؛
• سائل.

ومن الممكن أيضًا تقسيم طرق التحليل الفيزيائية والكيميائية إلى مجموعتين كبيرتين. الأولى هي تلك التي يترتب عليها التدمير، أي التدمير الكامل أو الجزئي لمادة أو عنصر ما. والثاني غير مدمر، مما يحافظ على سلامة عينة الاختبار.

التطبيق العملي لمثل هذه الأساليب

إن مجالات استخدام أساليب العمل قيد النظر متنوعة تمامًا، ولكنها جميعها، بالطبع، تتعلق بالعلم أو التكنولوجيا بطريقة أو بأخرى. بشكل عام، يمكننا إعطاء العديد من الأمثلة الأساسية، والتي سوف يصبح من الواضح لماذا هناك حاجة إلى هذه الأساليب بالضبط.

1. السيطرة على تدفق العمليات التكنولوجية المعقدة في الإنتاج. في هذه الحالات، تكون المعدات ضرورية للتحكم وتتبع جميع الروابط الهيكلية في سلسلة العمل. وستقوم هذه الأدوات نفسها بتسجيل المشاكل والأعطال وتقديم تقرير كمي ونوعي دقيق عن التدابير التصحيحية والوقائية.
2. تنفيذ الأعمال العملية الكيميائية لغرض التحديد النوعي والكمي لمحصول منتج التفاعل.
3. فحص عينة من المادة لتحديد تركيبها العنصري الدقيق.
4. تحديد كمية ونوعية الشوائب في الكتلة الكلية للعينة.
5. تحليل دقيق للمشاركين المتوسطين والرئيسيين والثانويين في التفاعل.
6. تقرير مفصل عن تركيب المادة والخصائص التي تظهرها.
7. اكتشاف العناصر الجديدة والحصول على البيانات التي تميز خصائصها.
8. التأكيد العملي للبيانات النظرية التي تم الحصول عليها تجريبيا.
9. العمل التحليلي بمواد عالية النقاء تستخدم في مختلف مجالات التكنولوجيا.
10. معايرة المحاليل دون استخدام المؤشرات، مما يعطي نتيجة أكثر دقة ويتمتع بتحكم بسيط تمامًا، وذلك بفضل تشغيل الجهاز. أي أن تأثير العامل البشري ينخفض ​​إلى الصفر.
11. تتيح طرق التحليل الفيزيائية والكيميائية الأساسية دراسة تكوين:

• المعادن.
• المعدنية.
• السيليكات.
• النيازك والأجسام الغريبة.
• المعادن وغير المعادن.
• سبائك؛
• المواد العضوية وغير العضوية.
• بلورات واحدة.
• العناصر النادرة والنادرة.

مجالات استخدام الأساليب

• الطاقة النووية؛
• الفيزياء؛
• كيمياء؛
• إلكترونيات الراديو؛
• تكنولوجيا الليزر؛
• أبحاث الفضاء وغيرها.

إن تصنيف طرق التحليل الفيزيائية والكيميائية يؤكد فقط مدى شموليتها ودقتها وعالميتها لاستخدامها في البحث.

الطرق الكهروكيميائية

تعتمد هذه الطرق على التفاعلات في المحاليل المائية وعلى الأقطاب الكهربائية تحت تأثير التيار الكهربائي، أي بعبارات بسيطة التحليل الكهربائي. وبناء على ذلك، فإن نوع الطاقة المستخدمة في طرق التحليل هذه هو تدفق الإلكترونات.

هذه الطرق لها تصنيفها الخاص لطرق التحليل الفيزيائية والكيميائية. تشمل هذه المجموعة الأنواع التالية.

1. تحليل الجاذبية الكهربائية. بناءً على نتائج التحليل الكهربائي، تتم إزالة كتلة من المواد من الأقطاب الكهربائية، ثم يتم وزنها وتحليلها. هذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على البيانات المتعلقة بكتلة المركبات. أحد أنواع هذا العمل هو طريقة التحليل الكهربائي الداخلي.
2. بولغرافيا. لأنه يقوم على قياس القوة الحالية. هذا المؤشر هو الذي سيتناسب بشكل مباشر مع تركيز الأيونات المطلوبة في المحلول. المعايرة الأمبيرومترية للحلول هي طريقة مختلفة للطريقة الاستقطابية المدروسة.
3. ويستند قياس الكولومتر على قانون فاراداي. يتم قياس كمية الكهرباء المستهلكة في العملية، ومن ثم يتم البدء في حساب الأيونات الموجودة في المحلول.
4. قياس الجهد - يعتمد على قياس إمكانات القطب الكهربائي للمشاركين في العملية.

جميع العمليات التي يتم النظر فيها هي طرق فيزيائية وكيميائية للتحليل الكمي للمواد. باستخدام طرق البحث الكهروكيميائية، يتم فصل المخاليط إلى مكوناتها وتحديد كمية النحاس والرصاص والنيكل والمعادن الأخرى.

طيفي

لأنه يقوم على عمليات الإشعاع الكهرومغناطيسي. هناك أيضًا تصنيف للطرق المستخدمة.

1. قياس ضوء اللهب. للقيام بذلك، يتم رش مادة الاختبار في لهب مفتوح. تعطي العديد من الكاتيونات المعدنية لونًا معينًا، لذا يمكن التعرف عليها بهذه الطريقة. وهي في الأساس مواد مثل: المعادن الأرضية القلوية والقلوية والنحاس والغاليوم والثاليوم والإنديوم والمنغنيز والرصاص وحتى الفوسفور.
2. التحليل الطيفي للامتصاص. يتضمن نوعين: قياس الطيف الضوئي وقياس الألوان. الأساس هو تحديد الطيف الذي تمتصه المادة. وهو يعمل في كل من الأجزاء المرئية والساخنة (الأشعة تحت الحمراء) من الإشعاع.
3. قياس التعكر.
4. قياس الكلى.
5. تحليل الانارة.
6. قياس الانكسار وقياس الاستقطاب.

من الواضح أن جميع الطرق التي تم النظر فيها في هذه المجموعة هي طرق للتحليل النوعي للمادة.

تحليل الانبعاثات

وهذا يسبب انبعاث أو امتصاص الموجات الكهرومغناطيسية. بناءً على هذا المؤشر، يمكن الحكم على التركيب النوعي للمادة، أي العناصر المحددة المدرجة في تركيبة عينة البحث.

الكروماتوغرافي

غالبًا ما يتم إجراء الدراسات الفيزيائية والكيميائية في بيئات مختلفة. في هذه الحالة، تصبح الأساليب الكروماتوغرافية مريحة وفعالة للغاية. وهي مقسمة إلى الأنواع التالية.

1. سائل الامتزاز. يعتمد على قدرات الامتصاص المختلفة للمكونات.
2. كروماتوغرافيا الغاز. يعتمد أيضًا على قدرة الامتصاص، فقط للغازات والمواد في حالة البخار. يتم استخدامه في الإنتاج الضخم للمركبات في حالات تجميعية مماثلة، عندما يخرج المنتج في خليط يجب فصله.
3. كروماتوغرافيا التقسيم.
4. الأكسدة والاختزال.
5. التبادل الأيوني.
6. ورق.
7. طبقة رقيقة.
8. الرسوبية.
9. تعقيد الامتزاز.

الحرارية

تتضمن الأبحاث الفيزيائية والكيميائية أيضًا استخدام طرق تعتمد على حرارة تكوين المواد أو تحللها. هذه الأساليب لها أيضًا تصنيفها الخاص.

1. التحليل الحراري.
2. قياس الحرارة الحراري.
3. قياس السعرات الحرارية.
4. قياس المحتوى الحراري.
5. قياس التوسع.

كل هذه الطرق تجعل من الممكن تحديد كمية الحرارة والخواص الميكانيكية والمحتوى الحراري للمواد. وبناء على هذه المؤشرات، يتم تحديد تكوين المركبات كميا.

طرق الكيمياء التحليلية

هذا القسم من الكيمياء له خصائصه الخاصة، لأن المهمة الرئيسية التي تواجه المحللين هي التحديد النوعي لتكوين المادة وتحديدها والمحاسبة الكمية. وفي هذا الصدد تنقسم طرق التحليل التحليلية إلى:

• المواد الكيميائية؛
• بيولوجي؛
• الفيزيائية والكيميائية.

نظرا لأننا مهتمون بالأخير، فسننظر في أي منهم يستخدم لتحديد المواد.

الأنواع الرئيسية للطرق الفيزيائية والكيميائية في الكيمياء التحليلية

1. الطيفي - كل نفس تلك التي نوقشت أعلاه.
2. الطيف الكتلي - يعتمد على عمل المجالات الكهربائية والمغناطيسية على الجذور الحرة أو الجزيئات أو الأيونات. يوفر مساعدو مختبر التحليل الفيزيائي الكيميائي التأثير المشترك لمجالات القوة المحددة، ويتم فصل الجزيئات إلى تدفقات أيونية منفصلة بناءً على نسبة الشحنة والكتلة.
3. الطرق المشعة.
4. الكهروكيميائية.
5. الكيمياء الحيوية.
6. الحرارية.

ماذا يمكننا أن نتعلم عن المواد والجزيئات من طرق المعالجة هذه؟ أولا، التركيب النظائري. وأيضًا: منتجات التفاعل، ومحتوى جزيئات معينة في المواد النقية بشكل خاص، وكتل المركبات المطلوبة وأشياء أخرى مفيدة للعلماء.

وبالتالي فإن طرق الكيمياء التحليلية هي طرق مهمة للحصول على معلومات حول الأيونات والجسيمات والمركبات والمواد وتحليلها.

يتم إجراء التحليل الكيميائي للمواد قيد الدراسة باستخدام الطرق الكيميائية والفيزيائية والفيزيائية والكيميائية، وكذلك البيولوجية.

تعتمد الطرق الكيميائية على استخدام تفاعلات كيميائية مصحوبة بتأثير خارجي مرئي، على سبيل المثال، تغير في لون المحلول، أو الذوبان أو الترسيب، أو إطلاق الغاز. هذه هي أبسط الطرق، ولكنها ليست دقيقة دائمًا، بناءً على تفاعل واحد، من المستحيل تحديد تركيبة المادة بدقة.

تسمى الطرق الفيزيائية والفيزيائية والكيميائية، على عكس الطرق الكيميائية، مفيدة، حيث يتم استخدام الأدوات والأجهزة التحليلية لإجراء التحليل، وتسجيل الخواص الفيزيائية للمادة أو التغييرات في هذه الخصائص.

عند إجراء التحليل بالطريقة الفيزيائية، لا يتم استخدام التفاعل الكيميائي، ولكن يتم قياس الخاصية الفيزيائية للمادة، وهي دالة على تركيبها. على سبيل المثال، في التحليل الطيفي تتم دراسة أطياف الانبعاث لمادة ما ويتم تحديد وجودها من خلال وجود الخطوط المميزة لهذه العناصر في الطيف، ويتم تحديد محتواها الكمي من خلال سطوع الخطوط. عند إضافة مادة جافة إلى لهب موقد الغاز، يمكن تحديد وجود مكونات معينة، على سبيل المثال، أيونات البوتاسيوم ستلون اللهب عديم اللون باللون البنفسجي، وأيونات الصوديوم ستلونه باللون الأصفر. هذه الأساليب دقيقة ولكنها مكلفة.

عند إجراء التحليل باستخدام الطريقة الفيزيائية والكيميائية، يتم تحديد تكوين المادة بناءً على قياس أي خاصية فيزيائية باستخدام تفاعل كيميائي. على سبيل المثال، في التحليل اللوني، يتم تحديد تركيز المادة من خلال درجة امتصاص تدفق الضوء الذي يمر عبر محلول ملون.

تعتمد الطرق البيولوجية للتحليل على استخدام الكائنات الحية كمؤشرات تحليلية لتحديد التركيب النوعي أو الكمي للمركبات الكيميائية. المؤشر الحيوي الأكثر شهرة هو الأشنات، وهي حساسة للغاية لمحتوى ثاني أكسيد الكبريت في البيئة. وتستخدم أيضًا الكائنات الحية الدقيقة والطحالب والنباتات العليا واللافقاريات والفقاريات وأعضاء وأنسجة الكائنات الحية لهذه الأغراض. على سبيل المثال، يتم استخدام الكائنات الحية الدقيقة التي يمكن أن يتغير نشاطها الحيوي تحت تأثير مواد كيميائية معينة لتحليل المياه الطبيعية أو مياه الصرف الصحي.

طرق التحليل الكيميائي يتقدمفي مختلف مجالات الاقتصاد الوطني: الطب والزراعة والصناعات الغذائية والمعادن وإنتاج مواد البناء (الزجاج والسيراميك)، والبتروكيمياء، والطاقة، والطب الشرعي، وعلم الآثار، وما إلى ذلك.

بالنسبة لمساعدي المختبرات الطبية، فإن دراسة الكيمياء التحليلية ضرورية، حيث أن معظم الاختبارات البيوكيميائية تحليلية: تحديد الرقم الهيدروجيني لعصير المعدة باستخدام المعايرة، ومستويات الهيموجلوبين، وESR، وأملاح الكالسيوم والفوسفور في الدم والبول، وفحص السائل النخاعي، أيونات اللعاب والصوديوم والبوتاسيوم في بلازما الدم، وما إلى ذلك.

2. المراحل الرئيسية في تطور الكيمياء التحليلية.

1. علم القدماء.

ووفقا للبيانات التاريخية، حتى إمبراطور بابل (القرن السادس قبل الميلاد) كتب عن تقدير محتوى الذهب. يذكر الكاتب والعالم ورجل الدولة الروماني القديم بليني الأكبر (القرن الأول الميلادي) استخدام مستخلص الدباغة ككاشف للحديد. وحتى في ذلك الوقت، كانت هناك عدة طرق معروفة لتحديد نقاء القصدير؛ في إحداها، تم صب القصدير المنصهر على ورق البردي، فإذا احترق بالكامل، يكون القصدير نقيًا، وإذا لم يكن الأمر كذلك، فهذا يعني أن هناك شوائب في القصدير.

أول أداة تحليلية هي الميزان عرفت منذ القدم. يمكن اعتبار ثاني أقدم جهاز مقياس كثافة السوائل، والذي تم وصفه في أعمال العلماء اليونانيين القدماء. أصبحت العديد من طرق معالجة المواد المستخدمة في الحرف الكيميائية القديمة (الترشيح، والتجفيف، والتبلور، والغليان) جزءًا من ممارسة البحث التحليلي.

2. الكيمياء – تحقيق الكيميائيين لرغبة المجتمع في الحصول على الذهب من المعادن الأساسية (القرنين الرابع إلى السادس عشر). بحثًا عن حجر الفلاسفة، حدد الكيميائيون تركيب مركبات الكبريت من الزئبق (1270)، وكلوريد الكالسيوم (1380)، وتعلموا إنتاج منتجات كيميائية قيمة مثل الزيوت العطرية (1280)، والبارود (1330).

3. الكيمياء العلاجية أو الكيمياء الطبية - خلال هذه الفترة كان الاتجاه الرئيسي للمعرفة الكيميائية هو إنتاج الأدوية (القرنين السادس عشر والسابع عشر).

وفي هذه الفترة ظهرت العديد من الطرق الكيميائية للكشف عن المواد، والتي تعتمد على تحويلها إلى محلول. وعلى وجه الخصوص، تم اكتشاف تفاعل أيون الفضة مع أيون الكلوريد. خلال هذه الفترة، تم اكتشاف معظم التفاعلات الكيميائية التي تشكل أساس التحليل النوعي. تم تقديم مفهوم "الترسيب"، "الرواسب".

4. عصر الفلوجستون: “الفلوجستون” عبارة عن “مادة” خاصة من المفترض أنها تحدد آلية عمليات الاحتراق (في القرنين السابع عشر والثامن عشر، تم استخدام النار في عدد من الحرف الكيميائية، مثل إنتاج الحديد والخزف والزجاج والدهانات). باستخدام موقد اللحام، تم تحديد التركيب النوعي للعديد من المعادن. فتح أكبر محلل في القرن الثامن عشر، تي. بيرجمان، الطريق أمام علم المعادن الحديث، وتحديد محتوى الكربون الدقيق في عينات مختلفة من الحديد الذي تم الحصول عليه باستخدام الفحم، وأنشأ المخطط الأول للتحليل الكيميائي النوعي.

يعتبر مؤسس الكيمياء التحليلية كعلم هو ر. بويل (1627-1691)، الذي صاغ مصطلح “التحليل الكيميائي” واستخدم الكواشف المختلفة عند إجراء التحليل النوعي، على سبيل المثال، نترات الفضة لتحديد حمض الهيدروكلوريك، والنحاس الأملاح بإضافة الأمونيا الزائدة. استخدم صبغات البنفسج وزهرة الذرة كمؤشرات لتحديد الأحماض والهيدروكسيدات.

أعمال لومونوسوف م. ينتمي أيضًا إلى هذا الوقت، ونفى وجود فلوجيستون، وكان أول من أدخل المحاسبة الكمية لكواشف العمليات الكيميائية في ممارسة البحوث الكيميائية، ويعتبر بحق أحد مؤسسي التحليل الكمي. وكان أول من استخدم المجهر لدراسة التفاعلات النوعية، واستنادًا إلى شكل البلورات، توصل إلى استنتاجات حول محتوى أيونات معينة في المادة قيد الدراسة.

5. فترة تطور الكيمياء العلمية (القرنين التاسع عشر والعشرين) للصناعة الكيميائية.

قام V. M. Severgin (1765-1826) بتطوير التحليل اللوني.

قام الكيميائي الفرنسي جاي لوساك (1778-1850) بتطوير تحليل المعايرة الذي يستخدم على نطاق واسع حتى يومنا هذا.

أسس العالم الألماني ر. بنسن (1811-1899) تحليل الغاز وقام بالتعاون مع ج. كيرشوف (1824-1887) بتطوير التحليل الطيفي.

قام الكيميائي الروسي إف إم فلافيتسكي (1848-1917) في عام 1898 بتطوير طريقة للكشف عن الأيونات من خلال التفاعلات "الجافة".

ابتكر الكيميائي السويدي أ. فيرنر (1866-1919) نظرية التنسيق، التي على أساسها يتم دراسة بنية المركبات المعقدة.

في عام 1903 م. طور اللون طريقة كروماتوغرافية.

6. الفترة الحديثة.

إذا تطورت الكيمياء التحليلية في الفترة السابقة استجابة للاحتياجات الاجتماعية للصناعة، فإن تطوير الكيمياء التحليلية في المرحلة الحالية يكون مدفوعًا بالوعي بالوضع البيئي في عصرنا. هذه هي وسائل الرقابة على حماية البيئة والمنتجات الزراعية والصيدلة. تشير الأبحاث في مجال الملاحة الفضائية ومياه البحر أيضًا إلى مزيد من التطوير لـ AH.

تتيح الطرق الآلية الحديثة للكروماتوغرافيا، مثل تنشيط النيوترونات، والامتزاز الذري، والانبعاث الذري، وقياس طيف الأشعة تحت الحمراء، تحديد قيم منخفضة للغاية للمواد وتستخدم لتحديد الملوثات شديدة السمية (المبيدات الحشرية، والديوكسينات، والنيتروزامينات، وما إلى ذلك). ).

وهكذا فإن مراحل تطور الكيمياء التحليلية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بتقدم المجتمع.

3. الفئات الرئيسية للمركبات غير العضوية: الأكاسيد، التصنيف، الفيزيائية. والكيمياء. القديسون يستقبلون.

الأكاسيد هي مواد معقدة تتكون من ذرات الأكسجين وعنصر (معدني أو غير معدني).

I. تصنيف الأكاسيد.

1) عوامل تكوين الملح، والتي تتفاعل مع الأحماض أو القواعد لتكوين الأملاح (Na 2 O، P 2 O 5، CaO، SO 3)

2) غير مكونة للأملاح، وهي لا تشكل أملاح مع الأحماض أو القواعد (CO، NO، SiO 2، N 2 O).

اعتمادًا على ما تتفاعل معه الأكاسيد، يتم تقسيمها إلى مجموعات:

حمضية تتفاعل مع القلويات لتكوين الملح والماء: P 2 O 5، SO 3، CO 2، N 2 O 5، CrO 3، Mn 2 O 7 وغيرها. هذه هي أكاسيد المعادن وغير المعادن في حالة أكسدة عالية؛

الأساسية، تتفاعل مع الأحماض لتكوين الملح والماء: BaO، K 2 O، CaO، MgO، Li 2 O، FeO، إلخ. هذه أكاسيد فلزية.

مذبذب، يتفاعل مع كل من الأحماض والقواعد لتكوين الملح والماء: Al 2 O 3، ZnO، BeO، Cr 2 O 3، Fe 2 O 3، إلخ.

ثانيا. الخصائص الفيزيائية.

الأكاسيد صلبة وسائلة وغازية.

ثالثا. الخواص الكيميائية للأكاسيد.

أ. الخواص الكيميائية للأكاسيد الحمضية.

أكاسيد حمضية.

S +6 O 3 → H 2 SO 4 Mn +7 2 O 7 → HMn +7 O 4

ف +5 2 يا 5 → ح 3 ف +5 يا 4 ف +3 2 يا 3 → ح 3 ف +3 يا 3

N +3 2 O 3 → HN +3 O 3 N +5 2 O 5 → HN +5 O 3

تفاعل أكاسيد الأحماض مع الماء:

أكسيد الحمض + الماء = حمض

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

تفاعل أكاسيد الأحماض مع القواعد:

أكسيد + قاعدة = ملح + ماء

CO 2 + NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

في تفاعلات الأكاسيد الحمضية مع القلويات، من الممكن تكوين أملاح حمضية مع وجود فائض من الأكسيد الحمضي.

CO 2 + Ca(OH) 2 = Ca(HCO3) 2

تفاعل الأكاسيد الحمضية مع الأكاسيد الأساسية:

أكسيد حمضي + أكسيد قاعدي = ملح

CO 2 + Na 2 O = Na 2 CO 3

ب. الخواص الكيميائية للأكاسيد الأساسية.

هذه الأكاسيد المعدنية تتوافق مع القواعد. هناك العلاقة الجينية التالية:

نا → نا 2 يا → هيدروكسيد الصوديوم

تفاعل الأكاسيد الأساسية مع الماء:

أكسيد أساسي + ماء = قاعدة

ك 2 يا + ح 2 يا = 2 كون

تتفاعل أكاسيد بعض المعادن فقط مع الماء (الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والروبيديوم والسترونتيوم والباريوم)

تفاعل الأكاسيد الأساسية مع الأحماض:

أكسيد + حمض = ملح + ماء

MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O

إذا تم تناول الحمض بشكل زائد في مثل هذا التفاعل، فسيتم الحصول بالطبع على ملح حمضي.

Na2O + H3PO4 = Na2HPO4 + H2O

تفاعل الأكاسيد الأساسية مع الأكاسيد الحمضية:

أكسيد أساسي + أكسيد حمضي = ملح

CaO + CO2 = CaCO3

ب. الخواص الكيميائية للأكاسيد المذبذبة.

هذه هي الأكاسيد التي تظهر، حسب الظروف، خصائص الأكاسيد الأساسية والحمضية.

التفاعل مع القواعد:

أكسيد مذبذب + قاعدة = ملح + ماء

ZnO + KOH = K 2 ZnO 2 + H 2 O

التفاعل مع الأحماض:

أكسيد مذبذب + حمض = ملح + ماء

ZnO + 2HNO 3 = Zn(NO3) 2 + H2O

3. التفاعلات مع أكاسيد الحمض: ر

أكسيد مذبذب + أكسيد أساسي = ملح

أكسيد الزنك + ثاني أكسيد الكربون 2 = أكسيد الزنك 3

4. التفاعلات مع الأكاسيد الأساسية: ر

أكسيد مذبذب + أكسيد حمضي = ملح

أكسيد الزنك + نا 2 يا = نا 2 أكسيد الزنك 2

رابعا. الحصول على أكاسيد.

1. تفاعل المواد البسيطة مع الأكسجين:

فلز أو لا فلز + O2 = أكسيد

2. تحلل بعض الأحماض المحتوية على الأكسجين:

حمض الأكسو = أكسيد الحمض + ماء ر

ح 2 SO 3 = SO 2 + H 2 O

3. تحلل القواعد غير القابلة للذوبان :

قاعدة غير قابلة للذوبان = أكسيد أساسي + ماء ر

Cu(OH) 2 = CuO + H2O

4. تحلل بعض الأملاح :

الملح = الأكسيد الأساسي + الأكسيد الحمضي t

كربونات الكالسيوم 3 = كربونات الكالسيوم + ثاني أكسيد الكربون 2

4. الفئات الرئيسية للمركبات غير العضوية: الأحماض، التصنيف، الفيزيائية. والكيمياء. القديسون يستقبلون.

الحمض هو مركب معقد يحتوي على أيونات الهيدروجين وبقايا الحمض.

حمض = nH + + بقايا حمض - ن

أولا: التصنيف

الأحماض غير عضوية (معدنية) وعضوية.

خالي من الأكسجين (حمض الهيدروكلوريك، HCN)

بناءً على عدد أيونات H + المتكونة أثناء التفكك، يتم تحديده القاعدة الحمضية:

أحادي القاعدة (حمض الهيدروكلوريك، HNO3)

ثنائي القاعدة (H 2 SO 4، H 2 CO 3)

تريباسيك (ح 3 ص 4)

ثانيا. الخصائص الفيزيائية.

الأحماض هي:

ذوبان في الماء

غير قابل للذوبان في الماء

تقريبا جميع الأحماض لها طعم حامض. بعض الأحماض لها رائحة: الخليك والنيتريك.

ثالثا. الخواص الكيميائية.

1. تغيير لون المؤشرات: يتحول لون عباد الشمس إلى اللون الأحمر؛

الميثيل البرتقالي - الأحمر؛ الفينول فثالين عديم اللون.

2. التفاعل مع المعادن :

تعتمد نسبة المعادن إلى الأحماض المخففة على موقعها في سلسلة الجهد الكهروكيميائي للمعادن. المعادن الموجودة على يسار الهيدروجين H في هذا الصف تحل محله من الأحماض. استثناء: عندما يتفاعل حمض النيتريك مع المعادن، لا يتم إطلاق الهيدروجين.

حمض + فلز = ملح + H2

ح 2 SO 4 + Zn = Zn SO 4 + H 2

3. التفاعل مع القواعد (التحييد):

حمض + قاعدة = ملح + ماء

2HCl + Cu(OH) 2 = CuCl 2 + H 2 O

في التفاعلات مع الأحماض متعددة القاعدة أو القواعد متعددة الأحماض، لا يمكن أن يكون هناك أملاح متوسطة فقط، ولكن أيضًا أملاح حمضية أو قاعدية:

حمض الهيدروكلوريك + Cu(OH) 2 = CuOHCl + H2O

4. التفاعل مع الأكاسيد الأساسية والمذبذبة:

حمض + أكسيد أساسي = ملح + ماء

2HCl + CaO = CaCl 2 + H 2 O

5. التفاعل مع الأملاح :

تكون هذه التفاعلات ممكنة إذا أدت إلى تكوين ملح غير قابل للذوبان أو حمض أقوى من الحمض الأصلي.

الحمض القوي يحل دائمًا محل الحمض الأضعف:

حمض الهيدروكلوريك > H2SO4 > HNO3 > H3PO4 > H2CO3

حمض 1 + ملح 1 = حمض 2 + ملح 2

حمض الهيدروكلوريك + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3

6. رد فعل التحلل:ر

حمض = أكسيد + ماء

ح 2 كو 3 = كو 2 + ح 2 أو

رابعا. إيصال.

1. يتم الحصول على أحماض الأكسجين عن طريق تصنيعها من مواد بسيطة ومن ثم إذابة المنتج الناتج في الماء.

ح 2 + الكلور 2 = حمض الهيدروكلوريك

2. يتم الحصول على الأحماض المحتوية على الأكسجين عن طريق تفاعل أكاسيد الحمض مع الماء:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

3. يمكن الحصول على معظم الأحماض عن طريق تفاعل الأملاح مع الأحماض.

2Na 2 CO 3 + حمض الهيدروكلوريك = H 2 CO 3 + كلوريد الصوديوم

5. الفئات الرئيسية للمركبات غير العضوية: الأملاح، التصنيف، الفيزيائية. والكيمياء. القديسون يستقبلون.

الأملاح هي مواد معقدة، وهي منتجات الاستبدال الكامل أو الجزئي للهيدروجين في الأحماض بذرات فلزية أو مجموعات هيدروكسيل في قواعد مع بقايا حمضية.

بمعنى آخر، في أبسط الحالات، يتكون الملح من ذرات معدنية (كاتيونات) وبقايا حمض (أنيون).

تصنيف الأملاح.

اعتمادا على تكوين الملح هناك:

متوسطة (FeSO 4، Na 2 SO 4)

حمضية (KH 2 PO 4 – فوسفات هيدروجين البوتاسيوم)

أساسي (FeOH(NO 3) 2 – هيدروكسينيترات الحديد)

مزدوج (Na2ZnO2 – زنكات الصوديوم)

مركب (Na2 – رباعي هيدروكسيزينات الصوديوم)

أولا: الخصائص الفيزيائية:

معظم الأملاح عبارة عن مواد صلبة بيضاء (Na 2 SO 4، KNO 3). بعض الأملاح ملونة. على سبيل المثال، NiSO 4 - أخضر، CuS - أسود، CoCl 3 - وردي).

حسب ذوبانها في الماء، تصنف الأملاح إلى قابلة للذوبان وغير قابلة للذوبان وقليلة الذوبان.

ثانيا. الخواص الكيميائية.

1. تفاعل الأملاح في المحاليل مع المعادن :

ملح 1 + معدن 1 = ملح 2 + معدن 2

CuSO4 + الحديد = FeSO4 + النحاس

يمكن أن تتفاعل الأملاح مع المعادن إذا كان المعدن الذي يتوافق معه كاتيون الملح موجودًا في سلسلة الجهد على يمين المعدن الحر المتفاعل.

2. تفاعل الأملاح مع الأحماض :

ملح 1 + حمض 1 = ملح 2 + حمض 2

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl

تفاعل الأملاح مع الأحماض:

أ) الكاتيونات التي تشكل ملحًا غير قابل للذوبان مع أنيونات الحمض؛

ب) الأنيونات التي تتوافق مع الأحماض غير المستقرة أو المتطايرة؛

ج) الأنيونات التي تتوافق مع الأحماض القابلة للذوبان قليلا.

3. تفاعل الأملاح مع محاليل القواعد :

ملح 1 + القاعدة 1 = ملح 2 + القاعدة 2

FeCl 3 + 3KOH = Fe(OH) 3 + 3KCl

تتفاعل الأملاح فقط مع القلويات:

أ) الكاتيونات المعدنية التي تتوافق مع قواعد غير قابلة للذوبان؛

ب) الأنيونات التي تتوافق مع الأملاح غير القابلة للذوبان.

4. تفاعل الأملاح مع الأملاح :

ملح 1 + ملح 2 = ملح 3 + ملح 4

AgNO3 + بوكل = AgCl↓ + KNO3

تتفاعل الأملاح مع بعضها البعض إذا كان أحد الأملاح الناتجة غير قابل للذوبان أو يتحلل مع إطلاق الغاز أو الرواسب.

5. العديد من الأملاح تتحلل عند تسخينها:

MgCO 3 = CO 2 + MgO

6. تتفاعل الأملاح الأساسية مع الأحماض لتكوين أملاح متوسطة وماء:

ملح قاعدي + حمض = ملح متوسط ​​+ H2O

CuOHCl + HCl = CuCl 2 + H 2 O

7. تتفاعل الأملاح الحمضية مع القواعد القابلة للذوبان (القلويات) لتكوين أملاح متوسطة وماء:

ملح حمض + حمض = ملح متوسط ​​+ H2O

NaHSO 3 + NaOH = Na 2 SO 3 + H 2 O

ثالثا. طرق الحصول على الأملاح.

تعتمد طرق الحصول على الأملاح على الخواص الكيميائية للفئات الرئيسية للمواد غير العضوية - الأكاسيد والأحماض والقواعد.

6. الفئات الرئيسية للمركبات غير العضوية: القواعد، التصنيف، الفيزيائية. والكيمياء. القديسون يتلقون

القواعد هي مواد معقدة تحتوي على أيونات معدنية ومجموعة هيدروكسيل واحدة أو أكثر (OH -).

يتوافق عدد مجموعات الهيدروكسيل مع حالة أكسدة المعدن.

بناءً على عدد مجموعات الهيدروكسيل، يتم تقسيم القواعد إلى:

أحادي الحمض (NaOH)

ثنائي الحمض (Ca(OH) 2)

متعدد الأحماض (آل (OH) 3)

بواسطة الذوبان في الماء:

قابل للذوبان (LiOH، NaOH، KOH، Ba(OH) 2، الخ)

غير قابلة للذوبان (Cu(OH) 2، Fe(OH) 3، إلخ.)

أنا. الخصائص الفيزيائية:

جميع القواعد هي مواد صلبة بلورية.

السمة المميزة للقلويات هي ملمسها الصابوني.

ثانيا. الخواص الكيميائية.

1. التفاعل مع المؤشرات.

القاعدة + الفينول فثالين = اللون القرمزي

قاعدة + ميثيل برتقالي = لون أصفر

القاعدة + عباد الشمس = اللون الأزرق

القواعد غير القابلة للذوبان لا تغير لون المؤشرات.

2. التفاعل مع الأحماض (تفاعل التعادل):

القاعدة + الحمض = الملح + الماء

KOH + حمض الهيدروكلوريك = بوكل + H2O

3. التفاعل مع أكاسيد الحمض:

القاعدة + أكسيد الحمض = ملح + ماء

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

4. تفاعل القواعد مع الأكاسيد المذبذبة :

القاعدة + أكسيد مذبذب = ملح + ماء

5. تفاعل القواعد (القلويات) مع الأملاح:

القاعدة 1 + الملح 1 = القاعدة 2 + الملح 2

KOH + CuSO 4 = Cu(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

لكي يحدث التفاعل، من الضروري أن تكون قاعدة التفاعل والملح قابلين للذوبان، وتترسب القاعدة الناتجة و/أو الملح.

6. تفاعل تحلل القواعد عند تسخينها:ر

القاعدة = أكسيد + ماء

Cu(OH) 2 = CuO + H2O

هيدروكسيدات الفلزات القلوية مقاومة للحرارة (باستثناء الليثيوم).

7. تفاعل القواعد المذبذبة مع الأحماض والقلويات.

8. تفاعل القلويات مع المعادن :

تتفاعل المحاليل القلوية مع المعادن التي تشكل أكاسيد وهيدروكسيدات مذبذبة (Zn، Al، Cr)

Zn + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2

Zn + 2NaOH + H2O = Na2 + H2

رابعا. إيصال.

1. يمكن الحصول على قاعدة قابلة للذوبان عن طريق تفاعل الفلزات القلوية والقلوية الترابية مع الماء:

ك + ح 2 يا = كوه + ح 2

2. يمكن الحصول على قاعدة قابلة للذوبان عن طريق تفاعل أكاسيد الفلزات القلوية والفلزات القلوية الترابية مع الماء.

يمكن إجراء تحليل للمادة لتحديد تركيبها النوعي أو الكمي. ووفقا لهذا، يتم التمييز بين التحليل النوعي والكمي.

يتيح التحليل النوعي تحديد العناصر الكيميائية التي تتكون منها المادة التي تم تحليلها وما هي الأيونات أو مجموعات الذرات أو الجزيئات التي تدخل في تركيبها. عند دراسة تكوين مادة غير معروفة، يسبق التحليل النوعي دائمًا التحليل الكمي، حيث أن اختيار طريقة التحديد الكمي للأجزاء المكونة للمادة التي تم تحليلها يعتمد على البيانات التي تم الحصول عليها من تحليلها النوعي.

يعتمد التحليل الكيميائي النوعي في الغالب على تحويل المادة التحليلية إلى مركب جديد له خصائص مميزة: اللون، أو حالة فيزيائية معينة، أو بنية بلورية أو غير متبلورة، أو رائحة محددة، وما إلى ذلك. ويسمى التحول الكيميائي الذي يحدث بالتفاعل التحليلي النوعي، وتسمى المواد المسببة لهذا التحول الكواشف (الكواشف).

عند تحليل خليط من عدة مواد ذات خواص كيميائية متشابهة، يتم فصلها أولاً وبعد ذلك فقط يتم إجراء تفاعلات مميزة على مواد فردية (أو أيونات)، لذا فإن التحليل النوعي لا يغطي التفاعلات الفردية لاكتشاف الأيونات فحسب، بل يشمل أيضًا طرق فصلها .

يتيح التحليل الكمي إقامة علاقات كمية بين أجزاء مركب معين أو خليط من المواد. على عكس التحليل النوعي، فإن التحليل الكمي يجعل من الممكن تحديد محتوى المكونات الفردية للحليلة أو المحتوى الإجمالي للحليلة في المنتج قيد الدراسة.

تسمى طرق التحليل النوعي والكمي التي تتيح تحديد محتوى العناصر الفردية في المادة التي تم تحليلها عناصر التحليل؛ المجموعات الوظيفية - التحليل الوظيفي. مركبات كيميائية فردية تتميز بوزن جزيئي معين - التحليل الجزيئي.

تسمى مجموعة من الطرق الكيميائية والفيزيائية والفيزيائية والكيميائية المختلفة لفصل وتحديد المكونات الهيكلية (الطورية) الفردية للأنظمة غير المتجانسة التي تختلف في الخصائص والبنية الفيزيائية وتقتصر على بعضها البعض عن طريق الواجهات، تحليل الطور.

طرق التحليل النوعي

وفي التحليل النوعي، يتم استخدام الخصائص الكيميائية أو الفيزيائية المميزة لتلك المادة لتحديد تركيب المادة قيد الدراسة. ليست هناك حاجة على الإطلاق لعزل العناصر القابلة للاكتشاف في صورتها النقية من أجل الكشف عن وجودها في المادة التي تم تحليلها. ومع ذلك، يتم أحيانًا استخدام عزل المعادن النقية واللافلزات ومركباتها في التحليل النوعي للتعرف عليها، على الرغم من أن طريقة التحليل هذه صعبة للغاية. للكشف عن العناصر الفردية، يتم استخدام طرق تحليل أبسط وأكثر ملاءمة، بناءً على التفاعلات الكيميائية المميزة لأيونات هذه العناصر والتي تحدث في ظل ظروف محددة بدقة.

العلامة التحليلية لوجود العنصر المطلوب في المركب الذي تم تحليله هي إطلاق غاز ذو رائحة معينة؛ وفي الآخر تكون راسب يتميز بلون معين.

التفاعلات التي تحدث بين المواد الصلبة والغازات. يمكن أن تحدث التفاعلات التحليلية ليس فقط في المحاليل، ولكن بين المواد الصلبة والغازية أيضًا.

مثال على التفاعل بين المواد الصلبة هو تفاعل إطلاق الزئبق المعدني عندما يتم تسخين أملاحه الجافة مع كربونات الصوديوم. يمكن أن يكون تكوين الدخان الأبيض عندما يتفاعل غاز الأمونيا مع كلوريد الهيدروجين مثالاً على التفاعل التحليلي الذي يتضمن مواد غازية.

يمكن تقسيم التفاعلات المستخدمة في التحليل النوعي إلى المجموعات التالية.

1. تفاعلات الهطول مصحوبة بتكوين رواسب بألوان مختلفة. على سبيل المثال:

CaC2O4 - أبيض

Fe43 - أزرق،

CuS - بني - أصفر

زئبق I2 - أحمر

MnS - عارية - وردي

PbI2 - ذهبي

قد تختلف الرواسب الناتجة في بنية بلورية معينة، وقابلية الذوبان في الأحماض والقلويات والأمونيا وما إلى ذلك.

2. التفاعلات المصحوبة بتكوين غازات معروفة الرائحة والذوبان وغيرها.

3. ردود الفعل المصحوبة بتكوين إلكتروليتات ضعيفة. ومن بين هذه التفاعلات التي تتشكل نتيجة لذلك: CH3COOH، H2F2، NH4OH، HgCl2، Hg(CN)2، Fe(SCN)3، إلخ. يمكن اعتبار التفاعلات من نفس النوع تفاعلات التفاعل الحمضي القاعدي، المصحوبة بتكوين جزيئات الماء المحايدة، وتفاعلات تكوين الغازات والرواسب ضعيفة الذوبان في الماء، وتفاعلات التعقيد.

4. تفاعلات التفاعل الحمضي القاعدي المصحوبة بانتقال البروتونات.

5. تفاعلات التعقيد المصحوبة بإضافة أساطير مختلفة - أيونات وجزيئات - إلى ذرات عامل التعقيد.

6. التفاعلات المعقدة المرتبطة بالتفاعل الحمضي القاعدي

7. الأكسدة - تفاعلات الاختزال المصحوبة بنقل الإلكترونات.

8. تفاعلات الأكسدة والاختزال المرتبطة بالتفاعل الحمضي القاعدي.

9. الأكسدة - تفاعلات الاختزال المرتبطة بالتكوين المعقد.

10. الأكسدة - تفاعلات الاختزال المصحوبة بتكوين الهطول.

11. تفاعلات التبادل الأيوني التي تحدث على مبادلات الكاتيون أو المبادلات الأيونية.

12. التفاعلات التحفيزية المستخدمة في طرق التحليل الحركية

التحليل الرطب والجاف

غالبًا ما يتم تنفيذ التفاعلات المستخدمة في التحليل الكيميائي النوعي في المحاليل. يتم أولاً إذابة الحليلة، ثم تتم معالجة المحلول الناتج باستخدام الكواشف المناسبة.

لإذابة المادة التي يتم تحليلها، يتم استخدام الماء المقطر، والأحماض الخليك والمعدنية، والماء الملكي، والأمونيا المائية، والمذيبات العضوية، وما إلى ذلك. نقاء المذيبات المستخدمة مهم للحصول على النتائج الصحيحة.

تخضع المادة المنقولة إلى المحلول للتحليل الكيميائي المنهجي. يتكون التحليل المنهجي من سلسلة من الاختبارات الأولية وردود الفعل المتسلسلة.

يسمى التحليل الكيميائي لمواد الاختبار في المحاليل بالتحليل الرطب.

وفي بعض الحالات، يتم تحليل المواد جافة دون تحويلها إلى محلول. في أغلب الأحيان، يتم تقليل هذا التحليل إلى اختبار قدرة المادة على تلوين لهب الموقد عديم اللون بلون مميز أو نقل لون معين إلى الذوبان (ما يسمى باللؤلؤ)، والذي يتم الحصول عليه عن طريق تسخين المادة باستخدام رباعي بورات الصوديوم (البوراكس) ) أو فوسفات الصوديوم ("ملح الفوسفور") في سلك الأذن البلاتيني.

الطريقة الكيميائية والفيزيائية للتحليل النوعي.

طرق التحليل الكيميائي. تسمى طرق تحديد تركيبة المواد بناءً على استخدام خواصها الكيميائية طرق التحليل الكيميائي.

تستخدم طرق التحليل الكيميائي على نطاق واسع في الممارسة العملية. ومع ذلك، لديهم عدد من العيوب. وبالتالي، لتحديد تركيب مادة معينة، يكون من الضروري في بعض الأحيان أولاً فصل المكون الذي يتم تحديده عن الشوائب الأجنبية وعزله في شكله النقي. إن عزل المواد في شكلها النقي غالبا ما يكون مهمة صعبة للغاية وأحيانا مستحيلة. بالإضافة إلى ذلك، لتحديد الكميات الصغيرة من الشوائب (أقل من 10-4%) الموجودة في المادة التي تم تحليلها، من الضروري في بعض الأحيان أخذ عينات كبيرة.

الطرق الفيزيائية للتحليل. يمكن الكشف عن وجود عنصر كيميائي معين في العينة دون اللجوء إلى التفاعلات الكيميائية، وذلك بالاعتماد بشكل مباشر على دراسة الخواص الفيزيائية للمادة قيد الدراسة، على سبيل المثال، تلوين لهب الموقد عديم اللون بالألوان المميزة بواسطة المركبات المتطايرة لبعض العناصر الكيميائية.

تسمى طرق التحليل التي يمكن استخدامها لتحديد تركيب المادة قيد الدراسة دون اللجوء إلى التفاعلات الكيميائية بطرق التحليل الفيزيائية. تشمل الطرق الفيزيائية للتحليل طرقًا تعتمد على دراسة الخصائص البصرية والكهربائية والمغناطيسية والحرارية وغيرها من الخصائص الفيزيائية للمواد التي يتم تحليلها.

تشمل طرق التحليل الفيزيائية الأكثر استخدامًا ما يلي.

التحليل النوعي الطيفي. يعتمد التحليل الطيفي على مراقبة أطياف الانبعاث (أطياف الانبعاث أو الانبعاث) للعناصر التي تتكون منها المادة التي يتم تحليلها.

الانارة (الفلورسنت) التحليل النوعي. يعتمد تحليل الانارة على ملاحظة التلألؤ (انبعاث الضوء) للتحليلات الناتجة عن عمل الأشعة فوق البنفسجية. تستخدم هذه الطريقة لتحليل المركبات العضوية الطبيعية والمعادن والأدوية وعدد من العناصر وغيرها.

لإثارة التوهج، يتم تشعيع المادة قيد الدراسة أو محلولها بالأشعة فوق البنفسجية. في هذه الحالة، ذرات المادة، بعد أن استوعبت كمية معينة من الطاقة، تدخل في حالة متحمس. تتميز هذه الحالة بإمداد طاقة أكبر من الحالة الطبيعية للمادة. عندما تنتقل المادة من الحالة المثارة إلى الحالة الطبيعية، يحدث التلألؤ بسبب الطاقة الزائدة.

يسمى التلألؤ الذي يتحلل بسرعة كبيرة بعد توقف التشعيع بالفلورسنت.

ومن خلال ملاحظة طبيعة توهج التوهج وقياس شدة أو سطوع توهج مركب أو محاليله، يمكن الحكم على تركيب المادة قيد الدراسة.

وفي بعض الحالات، يتم اتخاذ التحديدات بناءً على دراسة التألق الناتج عن تفاعل المادة التي يتم تحديدها مع كواشف معينة. ومن المعروف أيضًا أن مؤشرات الانارة تستخدم لتحديد تفاعل البيئة من خلال التغيرات في مضان المحلول. تستخدم مؤشرات الانارة في دراسة الوسائط الملونة.

تحليل حيود الأشعة السينية. باستخدام الأشعة السينية يمكن تحديد أحجام الذرات (أو الأيونات) ومواقعها النسبية في جزيئات العينة محل الدراسة، أي أنه من الممكن تحديد بنية الشبكة البلورية، وتركيب المادة وأحياناً وجود الشوائب فيه. ولا تحتاج الطريقة إلى معالجة كيميائية للمادة أو بكميات كبيرة.

التحليل الطيفي الشامل. تعتمد الطريقة على تحديد الجسيمات المتأينة الفردية التي تنحرف عن طريق المجال الكهرومغناطيسي بدرجة أكبر أو أقل اعتمادًا على نسبة كتلتها إلى الشحنة (لمزيد من التفاصيل، راجع الكتاب 2).

إن الطرق الفيزيائية للتحليل، التي تتمتع بعدد من المزايا مقارنة بالطرق الكيميائية، تجعل من الممكن في بعض الحالات حل المشكلات التي لا يمكن حلها عن طريق طرق التحليل الكيميائي؛ ومن الممكن باستخدام الطرق الفيزيائية فصل العناصر التي يصعب فصلها بالطرق الكيميائية، وكذلك تسجيل القراءات بشكل مستمر وتلقائي. في كثير من الأحيان، يتم استخدام الطرق الفيزيائية للتحليل جنبا إلى جنب مع المواد الكيميائية، مما يجعل من الممكن الاستفادة من مزايا كلتا الطريقتين. يعد الجمع بين الطرق مهمًا بشكل خاص عند تحديد الكميات الدقيقة (آثار) الشوائب في الكائنات التي تم تحليلها.

الطرق الكلية وشبه الدقيقة والجزئية

تحليل الكميات الكبيرة والصغيرة من مادة الاختبار. وفي الماضي، استخدم الكيميائيون كميات كبيرة من المادة قيد الدراسة لتحليلها. من أجل تحديد تكوين المادة، يتم أخذ عينات من عدة عشرات من الجرامات وتذويبها في كمية كبيرة من السائل. وهذا يتطلب حاويات كيميائية ذات سعة مناسبة.

في الوقت الحالي، يكتفي الكيميائيون بكميات صغيرة من المواد في الممارسة التحليلية. اعتمادًا على كمية المادة الحليلة، وحجم المحاليل المستخدمة للتحليل، وبشكل أساسي على التقنية التجريبية المستخدمة، تنقسم طرق التحليل إلى طرق كلية وشبه دقيقة وميكروية.

عند إجراء تحليل باستخدام الطريقة الكبيرة، لإجراء التفاعل، خذ عدة ملليلتر من محلول يحتوي على 0.1 جم على الأقل من المادة، وأضف 1 مل على الأقل من محلول الكاشف إلى محلول الاختبار. تتم التفاعلات في أنابيب الاختبار. أثناء هطول الأمطار، يتم الحصول على الرواسب السائبة، والتي يتم فصلها عن طريق الترشيح من خلال مسارات مع المرشحات الورقية.

تحليل القطرات

تقنية تنفيذ التفاعلات في تحليل القطرات. اكتسب ما يسمى بتحليل السقوط، الذي أدخله N. A. Tananaev في الممارسة التحليلية، أهمية كبيرة في الكيمياء التحليلية.

عند العمل بهذه الطريقة، فإن ظاهرتي الشعيرية والامتزاز لها أهمية كبيرة، حيث يمكن من خلالها فتح وفصل الأيونات المختلفة عند وجودها معًا. في تحليل القطرات، يتم إجراء التفاعلات الفردية على ألواح الخزف أو الزجاج أو على ورق الترشيح. في هذه الحالة، يتم تطبيق قطرة من محلول الاختبار وقطرة من الكاشف الذي يسبب التلوين المميز أو تكوين البلورات على اللوحة أو الورق.

عند إجراء التفاعل على ورق الترشيح، يتم استخدام خصائص الامتزاز الشعري للورق. تمتص الورقة السائل، ويتم امتصاص المركب الملون الناتج على مساحة صغيرة من الورقة، مما يؤدي إلى زيادة حساسية التفاعل.

تحليل البلورات الدقيقة

تعتمد طريقة التحليل البلوري الدقيق على اكتشاف الكاتيونات والأنيونات من خلال تفاعل يؤدي إلى تكوين مركب ذو شكل بلوري مميز.

في السابق، تم استخدام هذه الطريقة في التحليل الكيميائي النوعي. حاليًا يتم استخدامه أيضًا في تحليل القطرات.

يتم استخدام المجهر لفحص البلورات المتكونة في تحليل البلورات الدقيقة.

يتم استخدام بلورات ذات شكل مميز عند العمل مع المواد النقية عن طريق إضافة قطرة من المحلول أو بلورة الكاشف إلى قطرة مادة الاختبار الموضوعة على شريحة زجاجية. بعد مرور بعض الوقت، تظهر بلورات واضحة للعيان من شكل ولون معين.

طريقة طحن المسحوق

للكشف عن عناصر معينة، يتم أحيانًا استخدام طريقة طحن المادة التحليلية المسحوقة باستخدام كاشف صلب في طبق خزفي. يتم اكتشاف العنصر الذي يتم فتحه من خلال تكوين مركبات مميزة تختلف في اللون أو الرائحة.

طرق التحليل المعتمدة على التسخين وانصهار المادة

التحليل الكيميائي الحراري. لتحليل المواد، يتم أيضًا استخدام الطرق المعتمدة على تسخين مادة الاختبار الصلبة أو دمجها مع الكواشف المناسبة. عند تسخينها، تذوب بعض المواد عند درجة حرارة معينة، والبعض الآخر يتسامى، وعلى الجدران الباردة للجهاز تظهر خاصية هطول الأمطار لكل مادة؛ تتحلل بعض المركبات عند تسخينها، وتطلق منتجات غازية، وما إلى ذلك.

عندما يتم تسخين الحليلة في خليط مع الكواشف المناسبة، تحدث تفاعلات مصحوبة بتغير في اللون، وإطلاق منتجات غازية، وتكوين المعادن.

التحليل النوعي الطيفي

بالإضافة إلى الطريقة الموصوفة أعلاه لمراقبة لون اللهب عديم اللون بالعين المجردة عند إدخال سلك بلاتيني مع مادة تم تحليلها، يتم حاليًا استخدام طرق أخرى لدراسة الضوء المنبعث من الأبخرة الساخنة أو الغازات على نطاق واسع. تعتمد هذه الأساليب على استخدام أدوات بصرية خاصة، ويرد وصفها في دورة الفيزياء. في هذا النوع من الأجهزة الطيفية، يتحلل الضوء ذو الأطوال الموجية المختلفة المنبعث من عينة من مادة مسخنة في اللهب إلى طيف.

اعتمادًا على طريقة مراقبة الطيف، تُسمى الأدوات الطيفية المناظير الطيفية، التي يتم من خلالها ملاحظة الطيف بصريًا، أو أجهزة قياس الطيف التي يتم من خلالها تصوير الأطياف.

طريقة التحليل الكروماتوغرافي

تعتمد الطريقة على الامتصاص الانتقائي (الامتزاز) للمكونات الفردية للخليط الذي تم تحليله بواسطة مواد ماصة مختلفة. الممتزات هي مواد صلبة يتم امتصاص المادة الممتزة على سطحها.

جوهر الطريقة الكروماتوغرافية للتحليل هو لفترة وجيزة على النحو التالي. يتم تمرير محلول خليط المواد المراد فصلها عبر أنبوب زجاجي (عمود الامتزاز) مملوء بمادة ماصة.

طرق التحليل الحركية

يتم دمج طرق التحليل المعتمدة على قياس معدل التفاعل واستخدام قيمته لتحديد التركيز تحت الاسم العام لطرق التحليل الحركية (K. B. Yatsimirsky).

يتم إجراء الكشف النوعي للكاتيونات والأنيونات بالطرق الحركية بسرعة كبيرة وببساطة نسبية، دون استخدام أدوات معقدة.

طرق التحليل الكيميائي

(أ.طرق التحليل الكيميائي. ن.تحليل كيميائي؛ F. إجراءات التحليل الكيميائي؛ و. Metodos quimicos de Analisis) - مجموعة من أساليب الصفات. والكميات. تحليل المواد الأساسية بشأن استخدام المواد الكيميائية تفاعلات.
الجودة X.m.a. ( سم.التحليل النوعي) يتضمن استخدام الكشف عن التفاعلات المميزة غير العضوية. الأيونات في المحاليل والمجموعات الوظيفية العضوية. روابط. عادة ما تكون هذه التفاعلات مصحوبة بتغير في لون المحلول أو تكوين هطول أو إطلاق منتجات غازية. اعتمادًا على كمية المادة التي تم تحليلها، يتم التمييز بين التحليل الكلي (1-0.1 جم)، والتحليل شبه الدقيق (0.1-0.01 جم)، والتحليل الدقيق (0.01-0.001 جم) والتحليل الكيميائي الفائق. تحليل (0.0001 جم) ( سم.التحليل الكيميائي الدقيق).
K الكمية X. م. ( سم.يتضمن التحليل الكمي عادةً الطرق "الكلاسيكية": قياس الجاذبية ( سم.التحليل الوزني)، قياس المعايرة ( سم.تحليل قياس المعايرة) مع إشارة مرئية لنقطة نهاية المعايرة، والتحليل الحجمي للغاز. يعتمد التحليل الحجمي للغاز (التحليل الحجمي للغاز) على الامتصاص الانتقائي لمكونات خليط الغاز في أوعية مملوءة بهذا الممتص أو ذاك، يليه قياس الانخفاض في حجم الغاز باستخدام السحاحة. وبالتالي، يتم امتصاص ثاني أكسيد الكربون بمحلول هيدروكسيد البوتاسيوم - محلول البيروجالول وأول أكسيد الكربون - بمحلول الأمونيا من كلوريد النحاس. يشير قياس حجم الغاز إلى طرق التحليل السريعة. يستخدم على نطاق واسع لتحديد الكربونات في المعادن والمعادن.
X. م.أ. يستخدم على نطاق واسع لتحليل الخامات والمعادن والمعادن وغيرها من المواد عند تحديد المكونات فيها بمحتويات من أعشار إلى عدة. عشرات في المئة. X. م. تتميز بالدقة العالية (خطأ التحليل عادة ما يكون أعشار النسبة المئوية). ومع ذلك، يتم استبدال هذه الأساليب تدريجيًا بطرق فيزيائية كيميائية أكثر وضوحًا. والجسدية ( سم.الطرق الفيزيائية للتحليل) طرق التحليل. الأدب: كريشكوف إيه بي، أساسيات الكيمياء التحليلية، الطبعة الثالثة، المجلد 2، م، 1970؛ زولوتوف يو أ، مقالات عن الكيمياء التحليلية، م، 1977. إتش بي تروفيموف.

موسوعة الجبال. - م: الموسوعة السوفيتية. حرره E. A. Kozlovsky. 1984-1991 .

انظر ما هي "طرق التحليل الكيميائي" الموجودة في القواميس الأخرى:

طرق التحليل الكيميائي- تحليل الكيمياء لحالة طرق التحليل الكيميائي للطرق، تحليل الإشارات المرغوبة لتفاعلات الكيمياء. السمات: الإنجليزية. طرق التحليل الكيميائي. طرق التحليل الكيميائي روس. طرق التحليل الكيميائي... تنتهي الكيمياء بحياة جديدة

على أساس الاعتماد الجسدي. SV في VA من طبيعته، وحللت. تمثل الإشارة قيمة مادية. St. Va، يرتبط وظيفيًا بتركيز أو كتلة المكون الذي يتم تحديده. واو س. ماجستير قد تشمل المواد الكيميائية التحولات... ... الموسوعة الكيميائية

على أساس استخدام المواد الكيميائية. حصص بمشاركة الانزيمات. يتم الحكم على محتوى المكون الذي يتم تحديده إما من خلال كمية المنتج النهائي للنظام الغذائي الأنزيمي، أو في أغلب الأحيان، من خلال السرعة الأولية للعملية التي تقوم عليها طريقة التحديد... ... الموسوعة الكيميائية

طرق التحليل الهيدروكيميائي لمياه البحر- الطرق الكيميائية والفيزيائية الكيميائية المستخدمة في علم المحيطات لتحديد مكونات التركيب الكيميائي لمياه البحر. عند تحليل عينات مياه البحر، يتم تحديد الملوحة ومحتوى الغازات الذائبة (انظر الغازات) والعناصر الحيوية... ... الكتاب المرجعي الموسوعي البحري

المحتويات 1 طرق الكيمياء التحليلية الكهربائية 2 المقدمة 3 الجزء النظري ... ويكيبيديا

هذه المقالة تفتقر إلى مقدمة. الرجاء إضافة قسم تمهيدي يصف بإيجاز موضوع المقالة. اعتمادًا على دقة النتائج التي يجب الحصول عليها عند الرصد لمكون أو ظاهرة معينة أو ما إلى ذلك... ويكيبيديا

مجموعة من الطرق التي تسمح لك بمعرفة المحتويات الكمية. الكيمياء. العناصر (أو أكاسيدها) تحت الحصار. ن- يتم الحصول على المحلول المباشر نتيجة للمادة الكيميائية الإجمالية. تحليل المكونات الرئيسية للعنصر. كقاعدة عامة ، بمساعدة المواد الكيميائية ... ... الموسوعة الجيولوجية

طرق زراعة البلورات، التنفيذ التكنولوجي لعملية التبلور من أجل الحصول على بلورات وأفلام مفردة من مواد مختلفة. في مختبرات الصناعة والأبحاث، يتم زراعة البلورات من الأبخرة والمحاليل والمصهورات... ... القاموس الموسوعي

الطرق الرياضية المستخدمة في تكنولوجيا الخرسانة مسبقة الصب- - مقسمة بشكل مشروط إلى ثلاث مجموعات: المجموعة أ - الطرق الإحصائية الاحتمالية، بما في ذلك استخدام نظرية الاحتمالات العامة والإحصاء الوصفي وطريقة أخذ العينات واختبار الفرضيات الإحصائية والتشتت و... ... موسوعة مصطلحات وتعاريف وشروحات مواد البناء

- (في الكيمياء التحليلية) أهم العمليات التحليلية، ضرورية لأن معظم الطرق التحليلية ليست انتقائية بدرجة كافية (انتقائية)، أي أن الكشف والتقدير الكمي لعنصر واحد (مادة) يعوقه الكثير ... ... ويكيبيديا

كتب

• الكيمياء التحليلية وطرق التحليل الفيزيائية والكيميائية. في مجلدين. المجلد الأول، حرره أ.أ.إيشينكو. يعرض مجلدا الكتاب المدرسي أهم أقسام الكيمياء التحليلية الحديثة. يوضح المجلد الأول الأسس النظرية للكيمياء التحليلية، ويناقش طرق التحليل الكيميائي،...
• الكيمياء التحليلية وطرق التحليل الفيزيائية والكيميائية. ورقة الغش. توفر ورقة الغش، بشكل مختصر ومريح، إجابات لجميع الأسئلة الأساسية المنصوص عليها في المعيار التعليمي الحكومي والمناهج الدراسية للتخصص "التحليلي ...