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
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
- Skupinové reakce
Kationty
Analýza kationtů - příklad
- Vzorek převedeme do roztoku
- Roztok určený k analýze kationtů rozdělíme na dvě části – v jedné provádíme vlastní analýzu a v druhé později analýzu kontrolní
- 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 $NH_{4}^{+}$
- Po kontrole přítomnosti amonných kationtů zahájíme vlastní analýzu – přidáme kyselinu chlorovodíkovou – pokud vznikne sraženina, jsou přítomny kationty I. třídy; případnou sraženinu odfiltrujeme
- 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
- K filtrátu přidáme sulfid amonný $(NH_{4})_{2}S$ – pokud vznikne sraženina, jsou přítomny kationty III. třídy; sraženinu odfiltrujeme
- K filtrátu přidáme uhličitan amonný $(NH_4)_2 CO_3$ – pokud vznikne sraženina, jsou přítomny kationty IV. třídy; sraženinu odfiltrujeme
- 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
| Třída | Podtřída | Kationty |
|---|---|---|
| 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
- Vzorek převedeme do roztoku
- Roztok určený k analýze aniontů rozdělíme na dvě části – v první provádíme vlastní analýzu a ve druhé analýzu kontrolní
- 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
- K filtrátu po odfiltrování sraženiny aniontů I. třídy přidáme dusičnan stříbrný $AgNO_3$, pokud vznikne sraženina, jsou přítomny anionty II. třídy; případnou sraženinu odfiltrujeme
- 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
| Třída | Podtřída | Anionty |
|---|---|---|
| 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
- Vážková analýza (gravimetrie)
Gravimetrie - příklad
Titrace
- Slouží k určení koncentrace v neznámém vzorku
- Viz tento materiál