Chimie Analitica 1 2012

31
06/08/22 1 Chimie Analitica CALITATIVA G. Cârâc Catedra de Chimie, Facultatea de Chimie www.ugal.ro

description

chimie

Transcript of Chimie Analitica 1 2012

  • ** Chimie Analitica CALITATIVA

    G. CrcCatedra de Chimie, Facultatea de Chimiewww.ugal.ro

  • **Clasificarea analizelor chimiceAnaliza calitativ Analiza cantitativ Metode i etape analitice Metodechimice gravimetriavolumetria Metode fizico-chimice (instrumentale)

  • **

  • ** Definirea chimiei analiticeuniversal i indispensabil controlului analitic oricrui proces al produciei.

    analisis-descompunere Analiza calitativ stabilete identitatea chimic a speciilor, elementelor i compuilor din probele analizate Analiza cantitativ determin cantitatea relativ a speciilor chimice sau analitice, n termeni numerici.

  • **Obiectivele disciplineiinsusirea cunostintelor necesare utilizarii metodelor chimiei analitice in studiul disciplinelor farmaceutice (biochimice, medicale) si a corelatiilor ei cu disciplinele nrudite;

    prezentarea principiilor teoretice ale echilibrelor chimice omogene i eterogene ;

    nsuirea principiilor fundamentale ale metodelor de analiz chimic clasica si moderna;

    formarea i nsuirea deprinderilor de analiza chimica calitativ;

    folosirea corecta a sticlariei, ustensilelor si reactivilor necesari in analiza chimica.

  • ** Farmacie_anul I/2008-2009prepararea unor solutii, folosirea corecta de solutii de concentratii diferite,prepararea unor solutii procentuale, normale si molare;

    utilizarea corecta a reactivilor organici, sa lucreze corect in mediu anhidru in cazul analizei medicamentelor;

    aleagerea metodei de separare cea mai utila n analiza unui amestec, folosirea reactiilor specifice, a celor mai sensibile;

    manipularea instrumentellor si aparatele de laborator, precum si accesoriile acestora, conform instructiunilor de utilizare;

    rezolvarea testelor practice calitative (recunoatere cationilor i anionilor);

    sa utilizeze programele moderne specifice echipamentelor (imprimare,inregistrarea rezultatelor, testelor, datelor, prelucrarea lor).Obiectivele disciplinei

  • **Coninutul cursului

    Obiectul i importana chimiei analiticeClasificarea ionilor in grupe analitice i studiul comparativ alreaciilor ionilorEchilibre chimice Echilibre n faz omogen Echilibre cu schimb de protoni Tria acizilor i bazelor n soluii apoaseConcentraia ionilor de H3O+ n soluii de acizi i baze Hidroliza srurilor Echilibre cu schimb de ioni i moleculeCombinatii complexe cu reactivi anorganici. Echilibre cu schimb de electroni Echilibre chimice eterogene

  • **Analize chimice CalitativaObiectivele cursului 1clasificarea metodelor chimice tipuri de reactii analitice reactivi analitici si solventi unitati de masura

  • **pH = - lg[H3O+]Aplicaie.[H+] = 110-6pH = 6[H+] = 210-4 pH= - lg 210-4 = 4 + (-lg 2) = 3,699[H+] = 10-(4-0,75)=10-3,25pH = 3,25.pH = pOH = 7 Notiunea de pH

  • **pH 0 7 14soluie acid soluie bazic soluie neutr

  • ** 1 7 14

    soluie acid soluie bazic soluie neutr pH[H+] > 110-7; [H3O+] > [HO-] este soluie acid, pH < 7[HO-] < 110-7; [H3O+] < [HO-] - este soluie bazic, pH > 7[H+] = [HO-] = 10-7- - este soluie neutr, pH=7.pH0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14sol. suc cafea oet apa bicarbonat soluie acide de lmie alimentar potabil sod caustic

  • **Uniti de bazsistemul internaional de uniti (SI) Farmacie_anul I/2008-2009

    Cantitate fizicNumele unitiiPrescurtriMaskilogramkgLungimemetrulmTimpsecundsTemperaturakelvinKCantitatea de masmolulmolCurent electricamperAIntensitate luminoas candelacd

  • **Prefixe pentru uniti Farmacie_anul I/2008-2009

    PrefixAbreviereMultiplicaregigaG109megaM106kilok103decid10-1centi-c10-2mili-m10-3micro-10-6nano-n10-9pico-p10-12femto-f10-15ato-a10-18

  • **Conditii generale:

    - uor de efectuat; s fie perceptibile; s fie sensibile s fie reacii totale; instantanee.Reaciile chimiceReactii in medii apoase

    Reactii in medii neapose (organici)

  • **Clasificarea reactivilor i a altor compui chimici Reactiv chimic. -poate fi folosit posibil n orice activitate analitic. - se vor citi cu atenie specificaiile, - limitele maxime ale impuritilor sau disponibilitatea pentru unele impuriti.Standard primar. -puritate extraordinar. -standarde de referin; substane complexe care au fost intens studiate Reactivi chimici speciali. -pentru unele aplicaii speciale, -solvenii pentru spectrofotometrie i cromatografia lichid de nalt

  • **Reactivi i solveni analiticiReactivii analitici sunt substane anorganice i organice utilizate la: separarea mascareademascarea identificareadozarea componenilor analizai, funcionnd ca un semnal impus asupra sistemului analizat Solveni analiticisolveni apoi sau neapoi Solveni amfiprotici -acizi: acid acetic, acid formic, acid propionic, acid sulfuric;- bazici: etilendiamin, butadiena, NH3 lichid;- neutri: ap, metanol, etilenglicol. Solveni aprotici -acizi: nitrometan, nitroetan;-bazici: piridin, dimetilforamid, dimetil sulfoxid;-neutri: dioxan, benzen, CHCl3, aceton, nitrili, nitrobenzen, anhidrid acetic.

  • **a) Reactivi de pH b) Reactivi indicatori redox c) Reactivi de adsorbie d) Reactivi de complexare Tipuri de reactivi

  • **reactivi de grup reacioneaz cu un grup de ioni, produii de reacie avnd proprieti comune. Ex. HCl, H2S, (NH4)2CO3, (NH4)2S pentru grupele de cationi i respectiv, AgNO3 2n i BaNO3 2n pentru grupele de anioni.

    reactivi selectivi reacii n condiii determinante cu un numr restrns de ioni. Ex. Ionul SCN- formeaz cu ionul Fe+3 o coloraie roie i cu ionul de Co+2 o coloraie albastr.

    reactivi specifici n condiii determinante impuse reacioneaz cu un singur ion. Numrul este redus datorit proprietilor asemntoare ale elementelor n sistemul periodic. Ex. dimetilglioxima formeaz cu ionul Ni+2 un precipitat rou n mediu bazic.Dup comportarea fa de ionii cu care reacioneaz

  • **prezenei n molecul a unor grupe cromofore sau auxocrome.Grupele cromofore sunt grupe de atomi cu o anumit structur care confer moleculei organice capacitatea de a reaciona cu unul sau mai muli ioni determinnd mecanismul reaciei fundamentale dintre cation i reactivul organic, participnd direct la formarea legturii metal-ligand. Sunt denumite i grupe purttoare de culoare. Ex. nucleele benzenice, grupele funcionale cu legturi duble sau triple.Grupele auxocrome sunt grupe care nu particip la reaciile de complexare ns cresc nsuirile analitice. Ex. Dimetil amina [(CH3)2N-C6H4] intensific culoarea nucleului piridinic i chinolic, micornd solubilitatea n ap a complecilor sau tendina de a forma compleci. Sunt denumite i intensificatori de culoare.Ex. C6H5-NH- > (C2H5)2N- > NH2- > HO- > CH3O-, culoarea crescnd cu numrul de auxocromi din molecula reactivului.Caracteristicile reactivilor organici

  • **Selectivitatea reaciilor analitice exprim capacitatea reaciilor analitice de a da reacii pozitive cu un numr ct mai mic de componeni analizai.

    este mai mare prin introducerea n molecul de grupe funcionale modificndu-i structura i compoziia.

    Selectivitatea reaciilor analitice se modific n funcie de prezena grupelor cromofore i a grupelor auxocrome mascarea cationilor prin complexare;mascarea cationilor prin reacii de precipitare;mascarea cationilor prin reacii redox;aciunea pH-ului soluiei;Temperatura.

    Ex. PbCl2 nu precipit la cald, iar MgNH4PO4 precipit numai la cald, cnd concentraia Mg+2 este foarte mic.concentraia ionului de identificat i a reactivului analitic folosit.

  • **Sensibilitatea reactivilor analiticiexprim posibilitatea identificrii i dozrii unor cantiti ct mai mici de componeni prezeni n proba analizat. dependent de prezena n molecul a grupelor auxocrome care cresc efectul cromofor. Sensibilitatea reactivilor analitici crete pentru reactivii organici cu mas molecular ct mai mare. Alegerea corect a reactivului. s formeze precipitate ct mai insolubile i mai colorate, compleci mai stabili i mai colorai, ageni redox mai reactivi etc.Concentraia reactivului poate mri sau micora sensibilitatea reaciilor analitice.Prezena ionilor strini exprimat prin raport limit este un factor de care se va ine cont.Alegerea condiiilor de lucru pH-ul favorizant cretere a sensibilitii reactivilor organici; defavorizant n reaciile de precipitare, redox, complexare.temperatura factori

  • **limita de recunoatere (LR)reprezint cantitatea minim de component ce se poate identifica cu reactivulLR se exprim n g; 1g =10-6g.reacii pozitive de identificri pn la 10-9g component. Ex. La identificarea ionului Cl- cu Ag+ LR pentru ionul de Cl- este 0,06 g.Caracterizarelimita de diluie (LD) reprezint volumul maxim n care se mai poate identifica cantitatea de component egal cu limita de recunoatere. LD=10-6LR/V

  • **Tipuri de reacii chimice utilizate n metodele analitice - reacia s se desfoare cu vitez relativ mare;

    reacia s fie practic total, s fie stoechiometric;

    s fie sesizat, s se sesizeze ndeosebi sfritul reaciei;

    s fie o reacie selectiv i sensibil;

    s fie o reacie pozitiv pentru un numr mic de ioni (specific, dac este pentru un singur ion)

    i n cantiti ct se poate de mici de componeni chimici

  • **

    reaciile acido-bazice (neutralizare, hidroliz)reaciile redox de precipitare complexareDup natura reactiilor:

  • **Tipuri de reacii chimice utilizate n metodele analiticeIV. Reaciile cu formare de combinaii complexeII. Reaciile cu schimb de electroni (redoxIII.Reaciile cu formare de precipitatI.Reaciile acido-bazice

  • *reaciile dintre acizi i baze de trii diferite cu formarea moleculelor de ap nedisociate.Ex. (H++Cl-) + (Na++OH-) = (Na++Cl-) + H2O I. a. Reaciile de neutralizare(CH3COO-+H+) + (Na++OH-) = (CH3COO-+Na+) + H2OI. b. Reaciile de hidrolizI.c. Reaciile de deplasare

  • **- sruri cu hidroliz bazic;Ex. (CH3COO-+Na+) + H2O CH3COOH + (Na++OH-)

    - sruri de neutralizare dintre baze slabe cu acizi slabi;

    Ex. (CH3COO-+NH4+) + H2O CH3COOH + (NH4++OH-)I. b. Reaciile de hidrolizreacii ntre ioni srii i moleculele de ap cu formarea de combinaii puin disociate i depind de natura srurilor:

    - sruri cu hidroliz acid;

    Ex. (NH4++Cl-) + H2O (H3O++Cl-) + NH3

  • **reacii cu schimb de protoni, n care are loc deplasarea acizilor slabi de ctre acizii tari i respectiv ale bazelor slabe de ctre bazele tari. Ex:- deplasarea unui acid slab;I.c.Reaciile de deplasare(Na++CH3COO-) + (H3O++Cl-) CH3COOH + (Na++Cl-) + H2Odeplasarea unui acid volatil care prsete sistemul;(2H++SO42-) + (Na++Cl-) HCl + (Na++HSO4-)- deplasarea unei baze slabe;(NH4++Cl-) + (Na+ +HO-) NH3 + (Na++Cl-) + H2O

  • **sunt frecvent ntlnite n analiza chimicreaciile n care componentul i schimb starea de oxidare.

    sunt reacii cu: - pierdere de electroni de ctre reductor (oxidare) - ctig de electroni de ctre oxidani (reducere).red.1 + ox.2 ox.1 + red.2II. Reaciile cu schimb de electroni (redox)Ex. 2Na2S2O3 + I2 Na2S4O6 + 2NaI4FeCl3 + SnCl2 2 FeCl2 + SnCl4reacii de oxido-reducere

  • **sunt reacii n echilibru eterogen, de dublu schimb cu formare de substane greu solubile.Ex. Ba+2 + SO4-2 BaSO4 CuSO4 + H2S CuS + H2SO4formarea de precipitate, culoarea acestora, ct i particularitileprivind dizolvarea acestora sunt criterii larg utilizate la identificarea i separarea ionilor n chimia analitic.III.Reaciile cu formare de precipitat

  • **sunt reacii cu participarea unui ion central i a unui ligand, component purttoare de electroni sau de perechi de electroni. Produii rezultai de tip complex conin un numr de ioni i radicali legai covalent i coordinativ, n numr mai mare dect valena normal a cationului generator de combinaie complex.

    Ex. AgCN + (K++2CN-) (K++[Ag(CN)2]-) 4(Fe+3+3Cl-) + 3(4K++[Fe(CN) 6]4-) Fe4[Fe(CN)6]3+12(K++Cl-) albastru de BerlinIV. Reaciile cu formare de combinaii complexe

    *******************************