Реакциялардың селективтілігін жақсартудың бірнеше жолы бар: Арнайы катализаторларды пайдалану: Дұрыс катализаторды таңдау реакцияның селективтілігін басқаруға, оны белгілі бір өнімге бағыттауға және жанама реакцияларды басуға көмектеседі. Реакция жағдайларын пайдалану: Селективтілікті жақсарту үшін температураны, қысымды, реагенттер концентрациясын және реакция уақытын өзгертуге болады. Қоспалар мен ингибиторларды пайдалану: Кейбір қоспалар немесе ингибиторлар жанама реакцияларды басу немесе аралық күйлерді тұрақтандыру арқылы реакцияның селективтілігін жақсартуға көмектеседі. Селективті тану топтарын пайдалану: реакцияның селективтілігін бақылау үшін реагент молекуласының модификациясы. Кері реакция: жанама өнімдерді жою және селективтілікті жақсарту үшін кері реакцияны пайдалану.
Тепе-теңдік тұрақтысы: концентрациялық, термодинамикалық, шартты.Тепе-теңдік константасы химиялық реакциядағы әрекеттесуші заттар мен өнімдер арасындағы термодинамикалық тепе-теңдікті сипаттайтын маңызды параметр болып табылады. Тепе-теңдік константаларының әр түрлі түрлері бар, соның ішінде концентрация, термодинамикалық және шартты. Концентрациялар үшін тепе-теңдік константасы (Кс) тепе-теңдік теңдеуіне сәйкес тепе-теңдік жүйесіндегі өнімдер мен реагенттер концентрацияларының қатынасымен анықталады. Жалпы химиялық теңдеу үшін: aA + bB ⇌ cC + dD Концентрациялар үшін тепе-теңдік константасы мына өрнекпен анықталады: Kс = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b мұндағы [A ], [B], [C] және [D] - тепе-теңдік жүйесіндегі әрекеттесуші заттар мен өнімдердің концентрациясы. Термодинамикалық тепе-теңдік константасы (Kp) жүйедегі газдардың қысымымен байланысты және концентрациялар үшін тепе-теңдік константасына ұқсастықпен анықталады, бірақ концентрациялардың орнына қысымдар қолданылады. Шартты тепе-теңдік константасы (К') температураның өзгеруінің тепе-теңдік константасына әсерін ескереді және температураның тепе-теңдікке әсерін ескере отырып өрнектеледі.
|
Электролиттік диссоциация теориясы. Иондану дәрежесін анықтау. Электролиттік диссоциация – электр тогының әсерінен электролиттің ыдырауы нәтижесінде иондардың түзілу процесі. Су және басқа да көптеген еріткіштер электр тогы әсер еткенде иондарға бөлінуі мүмкін. Иондалу дәрежесі немесе диссоциация - ерітіндідегі иондалған молекулалар санының молекулалардың жалпы санына қатынасы. Бұл ерітіндідегі электролиттің қаншалықты тиімді диссоциацияланатынын сипаттайтын көрсеткіш. Иондалу дәрежесін есептеу формуласы келесідей: α = иондалған иондар саны / электролит молекулаларының бастапқы саны Мұндағы α - иондану дәрежесі, иондалған иондар саны - диссоциация кезінде түзілетін иондар саны, электролит молекулаларының бастапқы саны. диссоциацияға дейінгі ерітіндідегі электролит молекулаларының жалпы саны. Иондану дәрежесін пайызбен көрсетуге болады және ол неғұрлым жоғары болса, электролит соғұрлым көп диссоциацияланады.
|
Комплекс түзілу реакцияларының аналитикалық химияда қолданылуы. Комплекстену реакциялары немесе комплекс түзілу әртүрлі заттардың концентрациясын және сапалық талдауын анықтау үшін аналитикалық химияда кеңінен қолданылады. Комплекс түзу реакцияларын қолданатын негізгі аналитикалық химия әдістерінің кейбірі мыналарды қамтиды: Комплекстеу титрлеу: Комплексті қолдану арқылы титрлеу әдістері үлгідегі мақсатты заттың концентрациясын анықтауға мүмкіндік береді. Бұл әртүрлі металдардың, мысалы, сулы ерітінділердегі концентрациясын анықтауда әсіресе пайдалы болуы мүмкін. Флуоресценция талдауы: Күрделі реакциялар әртүрлі элементтер мен қосылыстарды анықтау үшін флуоресценция талдауында қолданылады. Түзілген кешендер флуоресценттік қасиеттерге ие болуы мүмкін, оларды анықтау және сапалы талдау үшін қолдануға болады. Спектрофотометрия: Спектрофотометрия әдісі әртүрлі заттардың сандық талдауы үшін кешендердің түзілуін пайдаланады. Кешендердің пайда болуы белгілі бір толқын ұзындығы диапазонында жарықтың жұтылуын өзгерте алады, бұл әдісті талданатын заттардың концентрациясын анықтау үшін пайдалы етеді. Ион алмасу хроматографиясы: Бұл әдісте комплекс түзілу реакциялары үлгідегі әртүрлі иондарды бөлу үшін қолданылады. Белгілі хелаттандырушы агенттермен комплекстердің түзілуі иондардың бөліну дәрежесіне жетуге мүмкіндік береді. Судағы ауыр металдарды анықтау: Комплекстеу реакциялары сынап, қорғасын және кадмий сияқты ауыр металдардың концентрациясын анықтау және анықтау үшін суды талдауда кеңінен қолданылады.
|
Гидролиз. Гидролиз константасы және дәрежесін есептеу формуласы. Гидролиз – химиялық қосылыстардың сумен әрекеттесуі нәтижесінде басқа қосылыстардың иондары немесе молекулалары түзілетін процесс. Әлсіз электролит үшін гидролиз константасын (Ka) мына формула арқылы есептеуге болады: Ka = [H+][A-]/[HA], мұндағы [H+] – ерітіндідегі сутегі иондарының концентрациясы, [A-] анион иондарының концентрациясы, [HA] - әлсіз қышқылдың концентрациясы. Гидролиз дәрежесін (α) гидролиз константасы арқылы да мына формула бойынша есептеуге болады: α = √(Ka * C), мұндағы С – қосылыстың бастапқы концентрациясы.
|
Сутектік көрсеткіш мәні . pH мәні 0 ден 14 аралығында болады. 7 ол бейтарап ерітінді . Егер 7 ден кіші болса онда ол қышқыл ерітіндісі , егер 7 ден үлкен болса сілтілі ерітінді болады
|
Протондық немесе протолиттік теория. Протондық (немесе протолиттік) теория сутегінің және басқа қышқыл-негіз ерітінділерінің иондану және деиондану реакцияларын сипаттайтын химиядағы негізгі теориялардың бірі болып табылады. Бұл теорияға сәйкес қышқылдар протондарды (сутегі иондарын) беруге қабілетті заттар, ал негіздер протондарды қабылдауға қабілетті заттар. Нақтырақ айтқанда, протон теориясы реакцияларда қышқылдар гидроксид ионын (OH-) түзу үшін негіздерге протондарды (Н+) береді, ал негіздер сутегі иондарын (Н+) түзу үшін протондарды қабылдайды. Сонымен, қышқылдық-негіздік реакцияларды протондардың бір заттан екінші затқа өтуімен түсіндіруге болады. Протон теориясы химиялық реакцияларды зерттеуде кеңінен қолданылады және қышқылдар мен негіздердегі иондану мен деионизацияның қалай жүретіні туралы түсінік береді.
|
Гидролиздегі рН мәнін есептеу формуласын жазыңыз.Гидролиз кезінде рН есептеу формуласы келесідей: pH = 7 + (0,5 * pKw) + (0,5 * log(Cb/Ca)) Мұндағы: pKw - судың иондануының теріс логарифмі (стандартты жағдайларда шамамен 14). Cb – әлсіз негіздің концентрациясы Са – сәйкес күшті қышқылдың концентрациясы.Бұл формула тұздардың гидролизінен немесе әлсіз негіз бен күшті қышқылдың қоспасынан түзілетін ерітіндінің рН мәнін есептеу үшін қолданылады. Мұндай ерітіндінің гидролизі кезінде әлсіз қышқыл мен әлсіз негіздің әрекеттесуі жүреді, бұл рН өзгеруіне әсер етеді.
|
Топтық реагенттер. Негізгі жєне арнайы реакциялар . Топтық реагенттер – аналитикалық химияда химиялық элементтердің немесе иондардың белгілі бір топтарын бөліп алу және анықтау үшін қолданылатын химиялық заттар. Олар үлгілердегі элементтер топтарын талдау және анықтау процесін жеңілдетуге көмектеседі. Топтық реагенттердің негізгі реакциялары әдетте тұндыру, бояу, заттың ерекше құрылымын қалыптастыру сияқты процестерді және элементтер тобын оқшаулауға және нақты анықтауға мүмкіндік беретін басқа әдістерді қамтиды. Топтық реагенттердің арнайы реакциялары таңдалған топ ішіндегі нақты элементтерді одан әрі анықтау және оқшаулау үшін, мысалы, сапалық талдауда жеке иондарды анықтау үшін қолданылады. Топтық реагенттерге мысал ретінде аммиакты калий, аммиак суы, күкірт қышқылы, аммоний кобальт нитраты және т.б. Негізгі топтық реагент реакциясының мысалы: ерітіндіге аммиак суын қосу, нәтижесінде металл гидроксиді тұнбасының түзілуі мүмкін. Арнайы топтық реагент реакциясының мысалы: Күкірт қышқылын қосу және күкіртсутекті босату үшін қыздыру, содан кейін оны ерекше қасиеттері арқылы анықтауға болады. Топтық реагенттердің топтық және арнайы реакциялары элементтерді талдау мен анықтаудың нақты түріне өте тәуелді, сондықтан әртүрлі аналитикалық әдістер арасында нақты мысалдар айтарлықтай өзгеруі мүмкін.
|
Тұнба түзілу. Тұнбаның ерігіштігіне аттас ион қалай әсер ететінін түсіндіріңіз. «Тұнба» сөзі әртүрлі заттарға қатысты болуы мүмкін, бірақ әдетте ерігіштігі төмен болғандықтан ерітіндіден түсетін қатты бөлшектерге қатысты. Омонимдік ион - тұнба түзетін ерітіндідегі элемент сияқты заряды және бірдей элемент типі бар ион. Ерітіндіде тұнба болған кезде ол әдетте еріген зат пен химиялық реагент сияқты басқа заттардың арасындағы реакция нәтижесінде түзіледі. Тұнбасы бар ерітіндіге аттас ион қосылса, ол тұнбаның ерігіштігіне әсер етуі мүмкін. Мысалы, ерігіш тұз ерітіндіде тұнба түзсе, ерітіндіге сол тұздың ионын қосу тұнбаның ерігіштігін төмендетуі мүмкін. Бұл ерітіндіге бірдей ионның көбірек қосылуы ерітіндідегі ионның концентрациясын жоғарылататындықтан туындайды. Бұл еріген және тұнбаға түскен зат арасындағы химиялық тепе-теңдіктің өзгеруіне әкеледі, нәтижесінде тұнбаның ерігіштігі төмендейді. Осылайша, аттас ион ерітіндідегі еріген заттардың концентрациясын өзгерту және еріген және тұнбаға түскен зат арасындағы химиялық тепе-теңдікті өзгерту арқылы тұнбаның ерігіштігіне әсер ете алады.
|
Химиялық анализдің әдістері.Химиялық талдау – заттың немесе заттар қоспасының құрамы мен қасиеттерін анықтау процесі. Химиялық талдаудың бірнеше әдістері бар, соның ішінде: Гравиметриялық талдау – зат үлгілерінің массасын өлшеуге және осы мәліметтерді сәйкес химиялық теңдеулер арқылы химиялық құрамға айналдыруға негізделген. Титриметриялық талдау – қышқылдар мен негіздер сияқты еріген заттардың концентрациясын анықтау үшін титрлеу әдістерін қолданады. Спектрлік талдау – оның құрамын анықтау үшін үлгімен әрекеттесу кезінде жарықтың шығарылуын, жұтылуын немесе шашырауын өлшеуді қамтиды.
|
Тотығу-тотықсыздану реакциялары. Тотығу-тотықсыздану реакциялары (ТТР) – электрондар бір заттан екінші затқа ауысатын химиялық реакциялар. Тотығу электрондар жоғалған кезде, ал тотықсыздану электрондар алған кезде жүреді. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының мысалдарына организмде болатын жану процестері, металдардың тотығуы, батареялар мен аккумуляторлардағы электрохимиялық реакциялар және т.б. ТТР тыныс алу, фотосинтез және метаболизм сияқты биохимиялық процестерде маңызды рөл атқарады. Олар сондай-ақ өнеркәсіпте, мысалы, болат өндіру процестерінде, химиялық өндірісте және басқа да көптеген салаларда кеңінен қолданылады.
|
Аналитикалық реакциялар сезімталдығы.Аналитикалық реакциялардың сезімталдығы олардың талданатын заттардың өте аз мөлшерін анықтау және өлшеу қабілетін анықтайды. Аналитикалық реакция неғұрлым сезімтал болса, соғұрлым аз үлгілерді анықтауға және өлшеуге болады. Сезімталдықты арттыру биологиялық үлгілердегі улы заттар, іздік қоспалар немесе препараттар сияқты заттардың төмен концентрацияларын анықтау үшін маңызды болуы мүмкін. Жоғары сезімталдыққа қол жеткізу үшін әртүрлі әдістерді қолдануға болады, мысалы, реакция ортасының бетінің ауданын ұлғайту, сигналды күшейту әдістері (мысалы, сигналды күшейту) және неғұрлым сезімтал детекторларды пайдалану. Үлгілерді алдын ала өңдеу әдістері және сәйкес реакция жағдайларын таңдау да маңызды рөл атқарады. Аналитикалық реакциялардың сезімталдығы аналитикалық химияның негізгі аспектісі болып табылады және клиникалық диагностика, экология, фармацевтика және басқалар сияқты салаларда үлкен маңызға ие.
|
Электродтық потенциал - ТТР . Электродтық потенциал – электродтағы электрлік потенциал ерітіндідегі бос электрондардың потенциалынан қаншалықты ерекшеленетінінің өлшемі. Электрод потенциалын стандартты сутегі электроды (SHE) сияқты стандартты электродқа немесе жүйедегі басқа электродқа қатысты өлшеуге болады. Ол электрохимияда және тотығу-тотықсыздану реакциялары және гальваникалық элементтер сияқты электрохимиялық процестерде маңызды рөл атқарады.
|
Аналитикалық топ катиондарын жүйелеу және бөлшектеп талдау. Аналитикалық топ катиондарын жүйелеу және ішінара талдау – аналитикалық химияда катиондарды анықтау үшін қолданылатын әдіс. Үлгіні дайындау: Үлгіні қасиеттері мен реакцияларына байланысты топтарға бөлуге болатын катиондарға талдау жүргізіледі. Жүйелеу: Катиондар әдетте химиялық қасиеттері мен реакцияларына қарай төрт аналитикалық топқа бөлінеді. Бұл негізінен аммоний, сілтілік және сілтілі жер металдар, ауыспалы валентті металдар және ерекше қасиеттері бар металдар топтарына бөлінеді. Ішінара талдау: жүйеленгеннен кейін әр топқа ішінара талдау жүргізіледі. Ол үшін әр топтағы спецификалық катиондарды ажырату және анықтау үшін химиялық реакциялардың, тұндырудың және ион алмасудың әртүрлі әдістері қолданылады. Аналитикалық топтардың катиондарын жүйелеу және ішінара талдау әдісі үлгілердің құрамын анықтау үшін аналитикалық химияда кеңінен қолданылады және аналитикалық химия курсының маңызды бөлігі болып табылады.
|
Тұзды эффект ұғымын баяндаңыз.Тұз әсері – суға тұз қосқанда болатын құбылыс. Тұз суда ерігенде иондарға ыдырайды. Бұл иондар су молекулаларымен әрекеттеседі және олардың қасиеттерінің өзгеруіне әкеледі. Нәтижесінде бұл қайнаудың жоғарылауына және судың қату температурасының төмендеуіне әкеледі. Сондай-ақ, тұз әсері әртүрлі заттардың судағы ерігіштігіне әсер етуі мүмкін.
|
Күшті электролиттер теориясы. Дебай-Хюккель формуласы. Күшті электролиттер теориясы күшті электролит суда ерігенде иондарға диссоциацияланады, ал электролиттік диссоциация толығымен жүреді деген пікірге негізделген. Бұл барлық электролит молекулаларының иондарға ыдырауын білдіреді, бұл ерітіндінің жоғары электр өткізгіштігін тудырады. Дебай-Хюккель формуласы ерітіндідегі иондардың дипольді еріткіш молекулаларымен (мысалы, су) әрекеттесуін ескере отырып, олардың белсенділігін сипаттау үшін қолданылады. Формула келесідей: log γ± = -Az^2√(I) / (1 + B√(I)) мұндағы γ± - ионның белсенділігі, A және B - эмпирикалық тұрақтылар, z - заряды ион, I орташа иондық күші ерітінді. Дебай-Хюккель формуласы иондар концентрациясының және олардың зарядының қоршаған ортаға байланысты ерітіндідегі белсенділігіне әсерін ескеруге мүмкіндік береді, бұл әртүрлі жағдайларда электролиттердің әрекетін дәлірек сипаттауға мүмкіндік береді.
|
Тотығу-тотықсыздану рекциялар теңдеулерін құрастыру. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының теңдеулерін құрастыру әрекеттесуші заттардың тотығу дәрежелерінің өзгеруін есепке алуды қамтиды. Тотығу реакциясының теңдеуі: бір заттың атомы немесе ионы тотығу дәрежесі жоғарырақ ионға немесе атомға айналады. Электрондардың жоғалуы деп аталады. Мысал: 2Fe → 2Fe^3+ + 6e^- Тотықсыздану реакциясының теңдеуі: Бір заттың атомы немесе ионы ионға немесе тотығу дәрежесі төмен атомға айналады. Электрондарды алу ретінде белгіленеді. Мысал: Cu^2+ + 2e^- → Cu Тотығу-тотықсыздану реакциясының теңдеуінде электр зарядының сақталу заңының орындалуын қамтамасыз ету үшін берілген электрондар саны реакцияның екі жартысы үшін де бірдей болуы керек екенін есте ұстаған жөн.
|
Химиялық және физ-химиялық талдау әдістері . Химиялық талдау әдістері үлгінің құрамын анықтау үшін химиялық реакциялар мен заттардың қасиеттерін қолдануды қамтиды. Бұл әдістер қышқыл-негіздік титрлеуді, гравиметрияны және инфрақызыл және УК-көрінетін спектроскопия сияқты спектроскопиялық әдістерді қамтуы мүмкін. Сонымен қатар, химиялық талдау әдістері үлгі компоненттерін бөлу және анықтау үшін хроматография, электрофорез және масс-спектрометрияны қолдануды қамтуы мүмкін. Талдаудың физика-химиялық әдістері материалдың қасиеттері мен құрамын анықтау үшін химиялық процестерді физика әдістерімен біріктіреді. Бұл әдістерге дифференциалды сканерлеуші калориметрия (DSC), термиялық талдау (TGA), рентгендік дифракция (XRD), ядролық магниттік резонанс (ЯМР) және адсорбция мен десорбция сияқты беттік химия әдістері кіреді.
|
Хроматографиялық әдіс. Хроматографиялық әдіс – белгілі бір материалмен толтырылған арнайы колонкадан (мысалы, шыны моншақтар, силикагель, белсендірілген көмір және т.б.) өткенде қоспаның құрамдас бөліктерін олардың әртүрлі физика-химиялық қасиеттеріне қарай бөлу әдісі. Қоспаны құрамдас бөліктерге бөлгенде, әр компонент баған арқылы әртүрлі жылдамдықпен өтіп, олардың бөлінуіне әкеледі. Компоненттің қозғалатын фазада еру қабілеті, оның қозғалмайтын фазамен әрекеттесуі және оның мөлшері мен молекулалық пішіні компоненттің баған арқылы өту жылдамдығын анықтайды. Хроматография әдісінің бірнеше түрлі формалары бар, соның ішінде газ хроматографиясы (GC), сұйық хроматография (HPLC) және газ-сұйық хроматография (GLC). Бұл әдістердің әрқайсысы талдаудың белгілі бір түріне сәйкес келеді. Хроматографиялық әдіс кеңінен қолданылатын аналитикалық әдіс болып табылады және көптеген салаларда, соның ішінде фармацевтикада, биологияда, тамақ өнеркәсібінде және т.б.
|
Аналитикалық химияда қолданылатын реакция түрлері (типтері): қышқылды негіздік, тотығу-тотықсыздану, комплекс түзілу, тұнба түсіру туралы мысалдар келтіріңіз.Қышқылдық-негіздік реакциялар: ерітіндідегі қышқылды сілтімен бейтараптандыру реакциясы. Тотығу-тотықсыздану реакциялары: үлгідегі заттың құрамын анықтау үшін калий перманганатымен титрлеу. Күрделілігі: үлгідегі металлоид концентрациясын анықтау үшін органикалық лигандпен металл кешенін құру. Тұндыру: үлгідегі металды анықтау үшін сульфидпен ауыр металл тұнбасының түзілуі
|
Гидролиз константасы және дәрежесі. Гидролиз константасы (Кг) гидролиздің тепе-теңдік константасы болып табылады, яғни. Зат молекулалары еріткіш молекулаларымен протон алмасатын химиялық реакция. Гидролиз константасы гидролиз реакциясының тепе-теңдік константасымен байланысты және гидролиз процестерінің қаншалықты байқалатынын көрсетеді. Гидролиз дәрежесі (α) – ерітіндідегі тұз молекулаларының қанша бөлігі гидролизденетінін көрсететін шама. Гидролиз дәрежесі әдетте α арқылы белгіленеді. Әлсіз электролиттер (мысалы, тұздар) үшін гидролиз дәрежесі гидролизденген зат иондарының концентрациясының осы заттың бастапқы концентрациясына қатынасы ретінде есептеледі.
|
Буферлі ерітінділерді қолдану мысалдары. Буферлік ерітінділер химия, биология, медицина және басқа салаларда кеңінен қолданылады. Оларды қолданудың бірнеше мысалдары келтірілген: Биохимия мен биологияда: буферлік ерітінділер жасуша культурасы, ферментативті реакцияларды зерттеу, ДНҚ электрофорезі және т.б. сияқты биологиялық тәжірибелерде тұрақты рН деңгейін ұстап тұру үшін қолданылады. Медицинада: буферлік ерітінділер қан анализаторларын калибрлеу және калибрлеу, биохимиялық анализаторларда тұрақты рН деңгейін ұстап тұру үшін және басқа да медициналық технологияларда қолданылады. Химиялық талдауда: титрлеуде, флуоресценциялық талдауда, хроматографияда және басқа аналитикалық әдістерде тұрақты рН ұстау үшін буферлік ерітінділер қолданылады. Фармацевтикада: дәрілік препараттардағы рН тұрақтылығын тұрақтандыру және ұстап тұру үшін буферлік ерітінділер қолданылады. Тамақ өнеркәсібінде: Буферлерді сусындар, ірімшіктер, нан және басқа да көптеген өнімдерді өндіру сияқты әртүрлі өндірістік процестерде рН бақылау үшін пайдалануға болады. Бұл буферлік ерітінділерді қолдану мысалдарының аз ғана бөлігі, олардың қолдану мүмкіндіктері өте кең және әртүрлі.
|
Тотығу-тотықсыздану реакциясының бағыты.. Тотығу-тотықсыздану реакциясы электрондарды бір заттан екінші затқа көшіруге бағытталған. Бұл реакциядағы тотықтырғыш электрондарды алады, ал тотықсыздандырғыш оларды береді. Реакцияның бағыты тотығу-тотықсыздану жұбының потенциалымен, сонымен қатар реагенттер концентрациясымен және реакция жағдайларымен (температура, қысым және т.б.) анықталады. Тотығу реакциясы кезінде электрондар жоғалады, ал тотықсызданулар пайда болады.
|
Аналитикалық химияда комплексті қосылыстарды қолдану.Аналитикалық химияда металлорганикалық қосылыстар немесе металл лигандты қосылыстар сияқты күрделі қосылыстар кеңінен қолданылады. Олар әртүрлі мақсаттарда қолданылады, мысалы: Сынамалардан металдарды алу және концентрациялау. Кейбір күрделі қосылыстардың кейбір металдар үшін жоғары экстракциялық қабілеті бар, бұл оларды кейіннен талдау үшін концентрлеуге мүмкіндік береді. Металдарды селективті оқшаулау және анықтау. Кешенді қосылыстар белгілі бір металдармен тұрақты және спецификалық комплекстер түзе алады, бұл оларды іріктеп алу және үлгілерде анықтауға мүмкіндік береді. Комплексті қосылыстарды реакциялық-диффузиялық талдау әдістерінде қолдану. Комплексті қосылыстарды хроматография әдістерінде қолдану. Осылайша, күрделі қосылыстар әртүрлі аналитикалық әдістер мен процедураларда маңызды рөл атқарады, аналитикалық әдістердің сезімталдығын, таңдаулылығын және дәлдігін жақсартады және әртүрлі үлгілердегі металдарды алу мен анықтауда жоғары тиімділікті қамтамасыз етеді.
|
Комплексті қосылыстар құрылымы.Комплексті қосылыстар – орталық металл иондары мен бір немесе бірнеше лигандтар арасындағы байланыстардың түзілуінен түзілетін қосылыстар. Орталық металл ионының әдетте оң заряды болады, ал лигандтар, өз кезегінде, әдетте атомдары немесе атомдар тобы арқылы металмен байланыс түзеді. Комплексті қосылыстардың құрылымын келесідей көрсетуге болады: Орталық металл ионы. Әдетте бұл күрделі қосылыс түзетін металл ионы. Оның оң заряды бар және лигандтармен байланыс түзе алады. Лигандалар. Лигандалар – орталық металл ионымен байланыс түзетін молекулалар немесе иондар. Лигандалар нуклеофильді, анионды немесе бейтарап молекулалар болуы мүмкін. Орталық ион мен лигандтар арасындағы байланыс. Орталық металл иондары мен лигандтар арасындағы байланыстың түзілуі ортақ электронды жұптардың арқасында жүреді. Бұл жеке лиганд атомдарының электрондары металл ионымен ортақ байланыс түзетін координациялық байланыс болуы мүмкін. Сонымен, комплексті қосылыстардың құрылымы орталық металл иондары мен лигандтар арасындағы байланыстың түзілуімен, сондай-ақ осы қосылыстарда болатын ерекше қасиеттермен және химиялық реакциялармен байланысты.
|
Қышқылдық және негіздік буферлі ерітінділердің сутектік көрсеткіш мәнін есептеу . Қышқылдық және негіздік буферлі ерітінділердің сутегі индексін (рН) Хендерсон-Хассельбалх теңдеуін пайдаланып есептеуге болады. Қышқыл ерітінді үшін: pH = pKa + log([A-]/[HA]) Мұндағы pKa – қышқылдың диссоциациялану тұрақтысы, [A-] – негіз концентрациясы, [HA] – қышқыл концентрациясы. Негізгі ерітінді үшін: pH = pKa + log([B]/[HB+]) Мұндағы pKa – негіздің диссоциация константасы, [B] – негіздің концентрациясы, [HB+] – қышқылдың концентрациясы. Алдымен қышқылдың немесе негіздің диссоциациялану константасын анықтау керек, содан кейін олардың концентрациясын анықтап, рН есептеу керек
|
Комплексті иондар диссоциациясы.Күрделі иондардың диссоциациялануы – ерітіндідегі күрделі иондарды жеке иондарға бөлу процесі. Күрделі ион лигандтармен қоршалған орталық металл ионынан тұрады (әдетте бейтарап молекулалар немесе теріс зарядты иондар). Кешенді ион еріген кезде оның лигандтармен байланысы еріткіштің әсерінен әлсіреуі мүмкін, нәтижесінде компонент иондарына диссоциациялануы мүмкін. Мысалы, [Cu(NH3)4]2+ комплексі сулы ерітіндіде Cu2+ және төрт NH3-ке диссоциациялануы мүмкін. Күрделі иондардың диссоциациялануы ортаның рН, еріткіш түрі, ион концентрациясы және температура сияқты бірқатар факторларға байланысты болуы мүмкін. Бұл процесс координациялық қосылыстардың химиясында және комплекс түзілумен байланысты жалпы химиялық реакцияларда маңызды
|
Электролиттік диссоциациялану теориясы, диссоциациялану дєрежесі. Электролиттік диссоциация теориясы ерітінділердегі электролиттердің әрекетін түсіндіреді. Бұл теория бойынша ерітіндідегі электролиттер еріткіштің әсерінен оң және теріс зарядты иондарға бөлінеді. Диссоциациялану дәрежесі (α) ерітіндідегі иондарға диссоциацияланатын молекулалардың үлесін көрсетеді. Күшті электролиттер үшін диссоциация дәрежесі 1-ге жақын, өйткені барлық дерлік молекулалар диссоциацияланады. Әлсіз электролиттерде диссоциация дәрежесі әлдеқайда аз және әдетте ерітіндінің концентрациясына байланысты өзгеріп отырады.
|
Тұнбаның ерігіштігіне электролиттер әсері.. Иондық тепе-теңдік принципі бойынша электролит қосу тұнбаның ерігіштігін өзгертуі мүмкін. Мысалы, тұнбаға ортақ иондарды қосу оның ерігіштігін төмендетуі мүмкін, өйткені бұл тепе-теңдікті тұнба түзілу жағына ауыстырады. Екінші жағынан, иондары тұнбаның иондарымен аздап еритін қосылыстар түзетін электролит қоссаңыз, бұл тұнбаның ерігіштігін арттыруы мүмкін. Осылайша, электролиттер ерітіндідегі иондардың концентрациясын өзгерту арқылы тұнбалардың ерігіштігіне әсер ете алады, демек, еру тепе-теңдігін ауыстырады.
|
Химиялық анализдің әдістері. Титриметрия – талданатын затпен стехиометриялық қосылыс түзу үшін қажетті реагент көлемін өлшеуге негізделген әдіс. Гравиметрия - қызықтыратын заттың массалық құрамын анықтау үшін түзілген тұнбаның немесе буланған еріткіштің массасын өлшеуге негізделген әдіс. Спектроскопия - материал мен электромагниттік сәулеленудің, мысалы, ультракүлгін, көрінетін, инфрақызыл сәулеленудің немесе ядролық магниттік-резонанстық сәулеленудің өзара әрекеттесуін өлшеуге негізделген әдіс. Хроматография қоспаны стационарлық және жылжымалы фазалардан өтетін компоненттерге бөлуге негізделген әдіс. Хроматографияның әртүрлі түрлері бар, мысалы, газ, сұйық, ион алмасу, жақындық, т.б. Масс-спектрометрия — үлгідегі иондардың массасы мен концентрациясын анықтау үшін қолданылатын әдіс.
|
Әлсіз электролиттердің иондану константасы мен иондану дәрежесі арасындағы байланыс. Иондану константасы (Кв) ерітіндідегі иондар концентрациясының протолизденбеген молекулалардың концентрациясына бөлінген көбейтіндісі. Әлсіз электролиттер үшін бұл тұрақты ионданудың төмен дәрежесіне байланысты аз болады. Әлсіз электролиттердің иондану дәрежесі (α) ерітіндідегі иондарға ыдырайтын молекулалардың үлесін сипаттайды. Неғұрлым иондану дәрежесі жоғары болса, ерітіндіде соғұрлым көп ион түзіледі, ал иондану константасы соғұрлым жоғары болады. Сонымен, әлсіз электролиттердің иондану дәрежесі мен иондану константасы өзара байланысты: иондану дәрежесі неғұрлым жоғары болса, иондану константасы соғұрлым жоғары болады және керісінше.
|
Бөлшектеп тұндыру мысалы. Бөлшек тұндыру процесі берілген еріткіште ерігіштігінің айырмашылығына байланысты қоспаның бір құрамдас бөлігі екінші компоненттен бұрын тұнбаға түскенде пайда болады. Мысал ретінде сулы ерітіндіден кальций карбонаты мен магний карбонатын тұндыру процесі болып табылады. Натрий гидроксиді ерітіндісін қосқанда ақ кальций карбонатының тұнбасы түзіледі, ал магний ионы ерігіштігі жоғары болғандықтан ерітіндіде қалады. Осылайша, кальций карбонаты магний карбонатына қарағанда ертерек тұнбаға түседі, бұл фракциялық тұндыру процесін көрсетеді.
|
Сутектік көрсеткіш. Ерітінділердің рН және рОН мәнін анықтау. Сутегі индексі немесе рН ерітіндідегі сутегі иондарының концентрациясының өлшемі болып табылады. Ол формула бойынша анықталады: рН = -log[H+] Мұндағы [H+] - литрдегі мольдегі сутегі иондарының концентрациясы. рН мәні неғұрлым төмен болса, қоршаған орта соғұрлым қышқыл болады. pOH – ерітіндідегі гидроксил иондарының концентрациясының өлшемі және мына формуламен анықталады: pOH = -log[OH-] Мұндағы [OH-] – бір литрдегі гидроксил иондарының мольдегі концентрациясы. Аналогия бойынша, pOH мәні неғұрлым төмен болса, қоршаған орта соғұрлым сілтілі болады. рН мен pOH арасындағы байланыс мына түрде беріледі: pH + pOH = 14 Осылайша, рН мәні белгілі болса, pOH мәнін оңай есептеуге болады және керісінше. Мысалы pH тың мәні 7 болса онда pOH=14-7 =7 болып есептеледі
|
Сандық анализ әдістері . Сандық анализ әдісі - үлгідегі химиялық компоненттердің сандық құрамын анықтау процесі. Талдау мақсатына қарай сандық талдаудың көптеген әртүрлі әдістері бар, олар гравиметрия, титриметрия, спектроскопия, хроматография және т.б. Сандық анализ әдістеріне титриметриялық әдіс, гравиметриялық әдіс,хроматографиялық әдіс, спектроскопиялық әдіс сияқтылары жатады. Титриметрия: анықталатын затпен толық әрекеттесу үшін қажетті реагент көлемін өлшеуге негізделген әдіс. Гравиметрия: сынамадағы оның мазмұнын анықтау үшін заттың массасын немесе салмағын өлшеуге негізделген әдіс. Спектрофотометрия: ерітіндідегі заттың концентрациясын анықтау үшін жарықтың жұтылуын немесе өтуін өлшеуді қолданатын әдіс. Хроматография: әр түрлі фазалардағы құрамдас бөліктердің қозғалу жылдамдығының әртүрлілігі негізінде заттардың қоспаларын бөлуге және олардың концентрациясын анықтауға мүмкіндік беретін әдіс. Электрохимиялық әдістер: иондардың концентрациясын анықтау үшін ерітінділердің электрлік қасиеттерін өлшеуге негізделген кулониметрия және потенциометрия сияқты әдістерді қамтиды.
|
Талдауға тұндырғыштың көлемі . Талданатын тұнбаның көлемі талданатын үлгі түріне, сондай-ақ аналитикалық әдіске байланысты. Әдетте, тұндырғыштың көлемі бірнеше миллилитрден бірнеше литрге дейін ауытқиды. Мысалы, судағы шөгіндіні талдау үшін 100 миллилитр деңгейінде тұнба көлемі қажет болуы мүмкін, ал топырақтағы немесе шөгіндідегі тұнбаны талдау үшін бірнеше литр тұнбаның көлемі қажет болуы мүмкін. Тұндырғыштың нақты көлемі әрқашан талдау процедурасында көрсетіледі
|
Тұндырғышқа қандай талаптар қойылады. Тұндырғышқа қойылатын талаптар орындалатын талдау түріне байланысты, бірақ бірнеше жалпы талаптар бар: Тазалық: Тұндырғыш таза және талдау нәтижесіне әсер ететін кез келген ластаушы заттардан таза болуы керек. Бұл әсіресе химиялық және биологиялық талдаулар үшін маңызды. Ерекшелік: Тұндырғыш сынама мен талдаудың нақты түріне сәйкес болуы керек. Мысалы, суды талдау талдауды қажет ететін иондарға немесе бөлшектерге байланысты күкірт немесе кремний сияқты тұндырғыштың белгілі бір түрін пайдалануды талап етуі мүмкін. Тұрақтылық: Тұндырғыш тұрақты болуы керек және дәл аналитикалық нәтижелерді қамтамасыз ету үшін сақтау немесе тасымалдау кезінде тозуға немесе ыдырауға ұшырамауы керек. Стандарттарға сәйкестік: Талдау түріне қарай тұндырғышқа талдауды жүзеге асыратын ұйымдар немесе зертханалар белгілеген стандартты талаптар да қойылуы мүмкін. Тұндырғышты талдауға дайындаған кезде сенімді және дәл нәтижелерді қамтамасыз ету үшін осы талаптардың барлығын ескеру қажет.
|
.Қышқылдық – негіздік титрлеуде эквиваленттік нүкте. Қышқылдық-негіздік титрлеудегі эквиваленттік нүкте деп қышқыл мен негіздің эквивалентті мөлшерлері бір-бірімен толық әрекеттесетін нүктені айтады. Бұл кезде индикатордың түсі өзгереді, ол титрлеудің аяқталуын анықтау үшін қолданылады. Эквиваленттік нүкте тотықсыздану (немесе тотығу) толығымен аяқталатын заттың ең төменгі концентрациясына да сәйкес келеді.
|
Ацидиметрия. Ацидиметрия - ерітіндідегі қышқылдың концентрациясын анықтау үшін қолданылатын аналитикалық әдіс. Ол эквиваленттік нүктені анықтау үшін индикатор арқылы қышқыл ерітіндісін сілтімен немесе сілті ретінде әрекет ете алатын затпен (мысалы, натрий гидроксиді) титрлеуге негізделген. Титрлеу кезінде біз қышқылға белгілі мөлшерде сілтіні қосамыз және қышқылды толығымен бейтараптандыру үшін қажетті қосылған сілтінің мөлшерін өлшейміз. Қосылған сілтінің немесе сілті ретінде әрекет ететін заттың белгілі мөлшерінен біз ерітіндідегі қышқылдың концентрациясын есептей аламыз. Ацидиметрия химиялық талдауда өте маңызды, әсіресе фармацевтика, тамақ және фармацевтика өнеркәсіптерінде, өнімнің сапасын қамтамасыз ету үшін қышқыл концентрациясын дәл анықтау қажет.
|
Алкалиметрия. Алкалиметрия – ерітіндідегі негіздің (сілтінің) концентрациясын анықтау үшін қолданылатын талдау әдісі. Бұл әдіс эквиваленттік нүктені анықтау үшін индикатор арқылы негіздің ерітіндісін қышқылмен титрлеуге негізделген.
|
Индикатор көрсеткіші.Индикатор деп әдетте эквиваленттік нүктеге жеткенде түсін өзгерту үшін титрлеу ерітіндісіне қосылатын затты айтады. Көрсеткіш мәндерін талдаудың әртүрлі әдістерінде, соның ішінде алкалиметрияда қолдануға болады. Индикатор мәні әдетте белгілі бір рН диапазонында түсін өзгертеді. Мысалы, химиялық құрылымына байланысты индикатор қышқыл ортада бір түсті, ал негізгі ортада түсін өзгерте алады. Бұл ерітіндідегі визуалды өзгерісті байқауға мүмкіндік береді, бұл титрлеудегі эквиваленттік нүктені анықтауға көмектеседі. Индикаторлардың кейбір жалпы мысалдарына фенолфталеин (сілтілі жағдайларда қызғылт түске боялады) және метил апельсин (қышқылдық және сілтілі жағдайларда түсін өзгертеді) жатады.
|
Эквиваленттік нүкте. Эквиваленттік нүкте – титрлеу кезінде қосылған титранттың мөлшері (титрлеу жүргізілетін ерітінді) титранд мөлшерге (титрленетін ерітінді) дәл сәйкес келетін кездегі титрлеу нүктесі. Бұл кезде титрант пен титранд арасындағы реакция аяқталды деп есептеледі және қосылатын титрант көлемінің көрсеткіші анықталатын заттың концентрациясын немесе құрамын анықтау үшін қолданылады. Реакция түріне және қолданылатын индикаторларға байланысты эквиваленттік нүкте әртүрлі әдістермен анықталуы мүмкін: көзбен (түс индикаторларымен), потенциометриялық (потенциалдың өзгеруін өлшеу арқылы) немесе басқа әдістермен. Әдетте, эквиваленттік нүктеге титранттың мольі мен титрандтың мольі олардың стехиометриялық қатынасына сәйкес әрекеттескенде жетеді.
|
Титриметрия әдісіндегі негізгі теңдеу. Титриметриялық әдістің негізгі теңдеуі титрлеу арқылы алынған мәліметтер негізінде талданатын заттың концентрациясын немесе мазмұнын анықтауға мүмкіндік беретін математикалық өрнек болып табылады. Титриметриялық әдістің түріне (мысалы, қышқыл-негіздік титрлеу, тотықсыздану титрлеу және т.б.) және қолданылатын реагенттерге байланысты негізгі теңдеу әртүрлі болуы мүмкін. Қышқылдың концентрациясын анықтау үшін қолданылатын қышқыл-негіздік титрлеудің негізгі теңдеуінің мысалы: [C_aV_a = C_bV_b] Мұндағы: (C_a) - талданатын қышқылдың концентрациясы (V_a) - талданатын қышқылдың көлемі (C_b) - сілтінің немесе титранттың концентрациясы (V_b) - көлемдік титрант
|
Ұсақ кристалды тұнбаларды сүзгенде қандай фильтр қағазы пайдаланады?. Кварц сүзгі қағазы көбінесе ұсақ кристалды шөгінділерді сүзу үшін қолданылады. Бұл жоғары беріктікке, химиялық төзімділікке және ең кішкентай бөлшектерді ұстауға қабілетті қағаздың ерекше түрі. Бұл қағаздар зертханаларда, фармацевтикада, косметикада және дәл және тиімді сүзу қажет болатын басқа салаларда кеңінен қолданылады.
|
Титриметриялық әдістің негізі неде? Титриметриялық әдіс – зерттелетін затпен толық әрекеттесу үшін қажетті реагенттің (титрант) көлемін өлшеу арқылы заттың (талдаушы) концентрациясын анықтауға негізделген аналитикалық әдіс. Титриметриялық әдіс негіздері : 1.Титрант пен индикаторды таңдау. 2. Үлгіні дайындау. 3.Титрлеу.4. Концентрацияны есептеу
|
Титриметриялық анализ қандай заңдарға бағынады? Титриметриялық анализ эквиваленттік заңдарға және массалар әрекетінің заңдарына бағынады. Эквиваленттік заңдар реакцияға қатысатын заттардың молекулалық массасын олардың эквиваленттік массаларының қатынасы арқылы көрсетуге болатынын айтады. Массалық әсер ету заңдары реагенттер концентрациясы мен химиялық реакция жылдамдығы арасындағы байланысты анықтайды
|
Титранттың мөлшерінің титрленетін заттың мөлшерімен эквиваленттік шамаға жетуі қалай атайды? Бұл күй эквиваленттік нүкте деп аталады. Эквиваленттілік нүктесінде үлгіге қосылған титрант мөлшері титрленетін заттың эквивалентті мөлшеріне тең болады, бұл титриметриялық талдаудың негізгі нүктесі болып табылады.
|
Өлшенді массаны алып колбаға салып, сызығына дейін су құйып ерітіп пипеткамен аликвота бөлімін алып титрлейді. Бұл титрлеудің қандай әдісі? |
