Úvod do analytické chemie

Základní informace o analytické chemii

  • Zabývá se složením chemických látek
  • Dělí se na dvě disciplíny:
    • Kvalitativní
      • Které prvky, ionty či funkční skupiny, které jsou ve vzorku obsaženy (= zkoumá, co ve vzorku je)
    • Kvantitativní
      • Kolik je stanovené látky ve vzorky (= zkoumá, kolik tam toho je)

Kvalitativní analytická chemie

  • Tři typy reakcí, které analýzu postupně zpřesňují
    • Skupinové reakce
      • Rozdělují ionty do větších skupin (tzv. analytických tříd)
    • Selektivní reakce
      • Rozdělují ionty v jednotlivých analytických třídách na menší podtřídy
    • Specifické reakce
      • Dokazují jeden konkrétní iont

Kationty

Analýza kationtů - příklad

    1. Vzorek převedeme do roztoku
    1. Roztok určený k analýze kationtů rozdělíme na dvě části – v jedné provádíme vlastní analýzu a v druhé později analýzu kontrolní
    1. Před zahájením vlastní analýzy odebereme ze vzorku malé množství, ke kterému přidáme pár kapek Nesslerova činidla, pokud vznikne hnědá sraženina, jsou v roztoku přítomny amonné kationty $NH_{4}^{+}$
    1. Po kontrole přítomnosti amonných kationtů zahájíme vlastní analýzu – přidáme kyselinu chlorovodíkovou – pokud vznikne sraženina, jsou přítomny kationty I. třídy; případnou sraženinu odfiltrujeme
    1. K filtrátu (= kapalině, která zbyla po filtraci) přidáme sulfan – pokud vznikne sraženina, jsou přítomny kationty II. třídy; případnou sraženinu kationtů II. třídy odfiltrujeme a následně promýváme roztokem sulfidu sodného $Na_{2}S$ – v sulfidu sodném se rozpouštějí kationty II.b podtřídy, kationty II.a podtřídy zůstávají nerozpuštěné ve sraženině
    1. K filtrátu přidáme sulfid amonný $(NH_{4})_{2}S$ – pokud vznikne sraženina, jsou přítomny kationty III. třídy; sraženinu odfiltrujeme
    1. K filtrátu přidáme uhličitan amonný $(NH_4)_2 CO_3$ – pokud vznikne sraženina, jsou přítomny kationty IV. třídy; sraženinu odfiltrujeme
    1. Ve filtrátu by mohly být přítomny kationty V. třídy
  • Reakce s $HCl$, $H_2S$, $(NH_{4})_{2}S$ a $(NH_4)_2 CO_3$ jsou skupinové reakce, reakce s $Na_2 S$ je reakce selektivní

Rozdělení nejčastějších kationtů

TřídaPodtřídaKationty
I.$Ag^+$, $Pb^{2+}$, $Cd^{2+}$
II.II. a$Cu^{2+}$, $Hg^{2+}$, $Cd^{2+}$
II. b$Sn^{2+}$
III.$Fe^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Co^{2+}$, $Ni^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Mn^{2+}$
IV.$Ca^{2+}$, $Sr^{2+}$, $Ba^{2+}$
V.$Li^+$, $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $NH_4^+$
  • (Na testu z tabulky aspoň jeden kationt!)
    • Jsou tam i nějaký příklady konkrétních kationtů tak nwm

Anionty

Analýza aniontů - příklad

    1. Vzorek převedeme do roztoku
    1. Roztok určený k analýze aniontů rozdělíme na dvě části – v první provádíme vlastní analýzu a ve druhé analýzu kontrolní
    1. Nejprve přidáme dusičnan barnatý $Ba(NO_3)_2$, pokud vznikne sraženina, jsou přítomny anionty I. třídy, případnou staženinu odfiltrujeme a následně promýváme zředěnou kyselinou octovou $CH_3COOH$ – v kyselině octové se rozpouštějí anionty I.c podtřídy; pokud po promytí kyselinou octovou zbude ještě nějaká sraženina, promýváme ji zředěnou kyselinoudusičnou $HNO_3$ – v kyselině dusičné se rozpouštějí anionty I.b podtřídy; pokud zbude ještě nějaká sraženina, jsou v ní přítomny anionty I.a podtřídy
    1. K filtrátu po odfiltrování sraženiny aniontů I. třídy přidáme dusičnan stříbrný $AgNO_3$, pokud vznikne sraženina, jsou přítomny anionty II. třídy; případnou sraženinu odfiltrujeme
    1. Ve filtrátu by mohly být přítomny anionty III. třídy
  • Reakce s $Ba(NO_3)_2$ a $AgNO_3$ jsou reakce skupinové; reakce s $CH_3 COOH$ a $HNO_3$ jsou reakce selektivní.

Rozdělení nejčastějších aniontů

TřídaPodtřídaAnionty
I.I. a$SO_4^{2-}$
I. b$SO_3^{2-}$, $S_2O_3^{2-}$, $CrO_4^{2-}$, $F^{-}$
I. c$CO_3^{2-}$, $PO_4^{3-}$
II.$Cl^{-}$, $Br^{-}$, $I^{-}$, $S^{2-}$
III.$NO_3^-$, $NO_2^-$
  • (Na testu z tabulky aspoň jeden aniont!)
    • Jsou tam i nějaký příklady konkrétních aniontů tak nwm

Kvantitativní analytická chemie

  • Využívá dva postupy
    • Vážková analýza (gravimetrie)
      • Vzorek se převede na pevnou, termicky stálou sloučeninu jasného složení
    • Odměrná analýza (titrace)
      • Vzorek se převede do roztoku a nechá se reagovat přesně definovaným způsoběm s roztokem činidla až do tzv. ekvivalenčního bodu

Gravimetrie - příklad

Titrace

  • Slouží k určení koncentrace v neznámém vzorku
  • Viz tento materiál