KVALITATIVNÍ ANALÝZA ANORGANICKÝCH LÁTEK chemické reakce: - srážecí mají největší význam, vzniklé sraženiny rozlišujeme podle zbarvení a podle jejich rozpustnosti v různých rozpouštědlech - komplexotvorné jsou doprovázeny výraznou změnu zbarvení - oxidačně-redukční mají význam pokud dochází k barevné změně nebo vzniku charakteristického produktu - acidobazické malý význam analytické reakce: - musí splňovat několik požadavků o průběh reakce musí být doprovázen snadno pozorovatelnou změnou sraženina, zbarvení, vznik identifikovatelného plynu o reakce musí být dostatečně citlivé, citlivost reakce určuje mez postřehu a mezní zředění mez postřehu je nejmenší množství látky, jež lze ještě dokázat mezní zředění je největší zředění, při němž lze ještě dokázat množství látky dané mezí postřehu o musí být snadno proveditelné a dostatečně rychlé o reakce rozdělujeme: specifické důkaz látky specifickým činidlem (např. amonné ionty se dokazují Nesekerovým činidlem červenohnědá sraženina) selektivní probíhají s několika málo ionty skupinové slouží k rozdělení kationů a anionů do větších skupin dělení kationů: o přímá metoda k důkazu se užívá specifická reakce za přítomnosti ostatních kationů o systematické dělení rozdělení do jednotlivých tříd sulfonová metoda Fresenius, 1841, upravená Bottgerem klasická metoda využívá schopností jednotlivých kationů reagovat se sulfanem v kyselém nebo amoniakálním prostředí podle prof. Okáče vyzází z reakcí kationů se skupinovými činidly, nepoužívá složitá dělení další způsoby, např. podle Charlotta, podle Tananajeva (používá kapkové selektivní rakce po rozdělení kovů na ušlechtilé a neušlechtilé působením kovového zinku a kyseliny chlorovodíkové) dělení anionů: - v současné době nebyla vypracována metoda ke spolehlivému rozdělení jednotlivých anionů - před prováděním důkazů provádíme předběžné zkoušky: o posouzení zbarvení vzorku o rozpustnost vzorku ve vodě a ph vzniklého roztoku o určení anionů oxidujících, redukujících a indiferentních o zjištění anionů těkavých kyselin o důkazy jednotlivých tříd o oddělení kationů těžkých kovů (sodový výluh) 1
KVALITATIVNÍ ANALÝZA ORGANICKÝCH LÁTEK - na rozdíl o anorganických látek, mají organické látky převážně vazby kovalentní nepolární nebo kovalentní polární rozdílné vlastnosti: o nejsou rozpustné ve vodě, pouze v organických rozpouštědlech, např. benzen, ethanol, aceton o jsou méně odolné vůči teplotě o jsou neelektrolyty, tj. nevedou elektrický proud ani v roztoku ani v tavenině o chemická činidla působní na organické látky selektivně postup při analýze: - orientační zkoušky: o vnější popis vzorku: skupenství, barva, zápach o ph ve vodném roztoku o zkouška v plameni o zkouška na stanovení homogenity vzorku teplota varu, teplota tání, index lomu taveniny, hustota, optická otáčivost o určování skupin rozpustnosti o kvalitativní organická analýza stanovení C, H, N, S, halogenů (důkaz uhlíku a vodíku zahřívání látky s CuO a zavádění do barytové vody; důkaz uhlíku bílý zákal uhličitanu barnatého, důkaz vodíku kapičky vody na chladnějším místě zkumavky) o určování funkčních skupin o kvantitativní organická analýza prvků a funkčních skupin KVANTITATIVNÍ ANALÝZA ANORGANICKÝCH LÁTEK - stanovujeme obsah jednotlivých složek obsažených v látce - používají se metody chemické, které jsou založeny na reakcích proteolytických, srážecích, komplexotvorných, oxidačně-redukčních a metody instrumentálních, při kterých měříme fyzikální vlastnosti látek a naměřené výsledky vyjadřujeme matematicky chemické metody: - vážková analýza (gravimetrie) zkoumaný roztok působením srážedla převedeme na nerozpustnou sedlinu, z jejích hmotnosti po vysušení nebo vyžíhání vypočítáme obsah analyzované složky - odměrná analýza (volumetrie) při této analýze přidáváme k roztoku analyzované látky odměrný roztok (známé koncentrace) do bodu ekvivalence; ze spotřeby odměrného roztoku vypočítáme obsah analyzované složky o titrace metoda pro odměrnou analýzu o bod ekvivalence stav, ve kterém zreaguje právě všechna stanovovaná látka s odpovídajícím množstvím činidla vizuální metoda využívá se zraku k identifikaci bodu ekvivalence instrumentální analýza využívá přístrojovou techniku, např. spektrofotometrie (měří se množství světla, které pohltí roztok stanovované látky), potenciometrie 2
VÁŽKOVÁ ANALÝZA základní postup: - odebírání vzorku (jdou dány normy ČSN pro pevné a kapalné látky) - vážení vzorku - rozpouštění vzorku - srážení - dekantace, filtrace a promývání - sušení, spalování filtru a žíhání - vyhodnocení práce výpočet výsledků nb. B f. b - výpočet: f = % zkoum. látky =. 100 na. A a n B látkové množství stanovované složky v jednotkovém látkovém množství produktu A (mol) B molární hmotnost stanovované látky (g.mol -1 ) n A jednotkové látkové množství váženého produktu (mol) A molární hmotnost váženého produktu (g.mol -1 ) a navážka vzorku (g) b hmotnost látky po analýze (vyvážka) (g) ODĚRNÁ ANALÝZA - stanovujeme obsah určité složky ve vzorku - podstatou je chemická reakce mezi odměrným roztokem (známé koncentrace), který většinou přidáváme, a předně stanoveným objemem stanovované látky v titrační baňce - ze zjištěného objemu odměrného roztoku vypočítáme obsah stanovované složky - proběhne-li chemická reakce kvantitativně, bylo dosaženo bodu ekvivalence o vizuální (subjektivní metody) použití indikátorů o instrumentální (objektivní metody) použití přístrojů, např. potenciometre (měření rovnovážného potenciálu, konduktometrie (měření elektrické vodivosti) - oproti vážkové analýze je rychlá a přesná dělení odměrné analýzy: - neutralizační o acidimetrie titrujeme odměrným roztokem kyselin zásaditě reagující látky o alkalimetrie titrujeme kyseliny nebo kysele reagující látky roztokem zásady - srážecí tvorba málo rozpustných látek, např. argentometie AgNO 3 - komplexotvorná založené na vzniku málo disociovaných rozpustných sloučenin, např. chelatometrie odměrné roztoky chelatonů, merkurimetrie Hg(NO 3 ) 2 - oxidačně-redukční o oxidimetrie odměrným roztokem je oxidační činidlo manganometrie KnO 4 bichromátometrie K 2 Cr 2 O 7 jodometrie I 2 bromatometrie KBrO 3 o reduktometrie odměrným roztokem je redukční činidlo titanometrie TiCl 3 3
- diazotační pro stanovení některých organických látek, odměrným roztokem NaNO 2 - odměrné roztoky jejich koncentrace je přesná (vážíme na čtyři desetinná místa) o primární standardy přesnou koncentraci získáme přímo navážením potřebného množství dané látky a rozpuštěním v příslušném objemu, např. kyselina šťavelová, chlorid sodný, chlorid draselný, hydrogenuhličitan sodný musí být stálé na vzduchu musí být velmi čisté a mít přesně definované složení připravené roztoky musí být stabilní látka má mít poměrně velkou molární hmotnost, aby se zmenšil vliv chyby při vážení o sekundární standardy navážením látky a rozpuštěním v daném objemu získáme pouze přibližnou koncentraci, jejich přesnou látkovou koncentraci získáme titrací primárními standardy, např. hydroxid sodný, kyselina chlorovodíková na vzduchu nejsou stálé, nemají přesně definované složení připravené roztoky nejsou stabilní výpočty v odměrné analýze: - výpočet hmotnosti látky potřebné na přípravu určitého objemu odměrného roztoku - u primárního standardu: n c = V m n = m = V. c. c molární koncentrace roztoku (mol.l -1 ) n látkové množství (počet molů) rozpuštěné látky (mol) V objem roztoku (litr) m hmotnost navážené látky (g) molární hmotnost látky (g.mol -1 ) - vážíme diferenčně a provedeme výpočet koncentrace: c s. mt = ct. ms c s skutečná koncentrace (mol.l -1 ) c t teoretická koncentrace (mol.l -1 ) m s skutečná navážka (g) m t teoretická navážka (g) - pozn: u odměrných roztoků provedeme vážení na předvážkách a přesnou koncentraci zjistíme titrací na základní látku - výpočet faktoru titrace F t je dán poměrem koeficientů stanovované složky a odměrného činidla (u chelatometrické reakce je faktor titrace vždy 1) - stanovení přesné koncentrace odměrného roztoku roztokem základní látky přesné koncentrace V 1. c1 = V2. c2 4
- výpočet obsahu zkoumané látky ve vzorku m = V. c.. Ft m hmotnost stanovené látky (g) V objem odměrného činidla (litr) molární hmotnost (g.mol -1 ) F t faktor titrace - výpočet faktoru zředění F Z poměr objemu odměrného roztoku k objemu pipetovaného vzorku 5