Условия выполнения и чувствительность аналитических реакций

При выполнении аналитических реакций в качественном анализе необходимо сдерживаться таких требований:

—        в ходе реакций необходимо создавать и удерживать определенное значение pH раствора;

—        сдерживаться определенной концентрации реагирующих веществ.

Одним из важных требований к аналитическим реакциям есть их высокая чувствительность. Чувствительностью реакции называют наименьшую концентрацию ионов, которую можно открыть за данной реакцией при определенных условиях ее выполнения.

Чувствительность реакции характеризуют такими параметрами:

− минимальная концентрация Сmin — наименьшая концентрация ионов или вещества, при которой вещество может быть определено в растворе данной аналитической реакцией. Определяют в г/см3 (г/мл):

Cmin = 1/Vlim

где Vlim − объем растворителя, мл, который приходится на 1 г исследуемых ионов или вещества;

− предельное разведение Vlim − величина, обратная минимальной концентрации; максимального объема раствора, в котором однозначно (больше чем в 50 опытах из 100) может быть определен один грамм этого вещества с помощью данной аналитической реакции. Выражают в см3/г (мл/г);

− предел определения m — наименьшая масса вещества, которая может быть определена за данной реакцией в минимальном объеме предельно разбавленного раствора.

Эта величина очень маленькая, ее выражают в микрограммах, то есть в миллионных частях грамма. Помечают ее греческой буквой γ; 1γ = 10-6 г.

Чувствительность аналитической реакции тем больше, чем меньший предел определения и предельная концентрация раствора, что анализируют, и чем большее предельное разведение. Взаимосвязь между этими параметрами определяется формулами:

Vlim = 1/Cmin

Cmin = 1/Vlim = m/Vmin∙106

m = Vmin∙106/ Vlim = Cmin∙Vmin∙106

где m − предел определения, мкг;

Cmin − предельная концентрация, г/см3;

Vlim − предельное разведение, см3/г;

Vmin − минимальный объем раствора, необходимый для определения исследуемых ионов, см3.

Для экспериментального определения чувствительности реакции ее многократно выполняют, постепенно уменьшая концентрацию исследуемого вещества, к получению невоссоздаваемых результатов. Эту область концентраций называют областью ненадежной концентрации. Концентрация, ближайшая к области ненадежной, но которая еще дает позитивный результат, характеризует чувствительность реакции.

Для повышения чувствительности реакций увеличивают концентрацию вещества в растворе, чаще всего испарением, используют химически чистые реактивы, свободные от любых посторонних примесей, или предварительно выделяют или маскируют ионы, которые мешают.

Аналитические реакции, которые используют в качественном анализе, распределяют на специфические и селективные.

Специфической реакцией на определенные ионы называют реакцию, которая позволяет определить эти ионы в условиях опыта в присутствии других ионов без предыдущего их выделения. Например, специфической реакцией на ионы NH4+ является их реакция с растворами лугов при нагревании. Аммиак, который выделяется, определяют за запахом или за изменением цвета влажной красной лакмусовой бумаги:

NH4+ + OH ↔ NH3∙Н2O → NH3 + H2O

Реакцию, которая дает аналитический эффект в присутствии ограниченного числа ионов, называют неспецифической, или селективной.

Специфических реакций в качественном анализе немного, потому чаще всего используют селективные или неспецифические реакции. Эти реакции нуждаются в использовании специальных методов, которые позволяют избавиться от влияния других веществ, присутствующих в пробе. Этого достигают разделением системы на составные части (чаще всего осадок и раствор), чтобы при этом ионы, которые мешают определению определенных ионов, находились в другой фазе. В соответствии с этим различают два метода качественного анализа: дробный и систематический.

В дробном анализе состав вещества определяют специфическими в определенных условиях реакциями, которые позволяют открыть исследуемые ионы в присутствии других ионов. Выполнение дробного анализа проводят двумя этапами: сначала с помощью разных реакций устраняют влияние компонентов, которые мешают, а потом открывают ионы, которые определяются.

Систематический ход анализа заключается в том, что сложную смесь ионов сначала разделяют с помощью, так называемых, групповых реагентов на несколько отдельных групп. После чего в пределах каждой из этих групп обнаруживают отдельные ионы определенными характерными реакциями. Разделяют ионы на группы и обнаруживают их в каждой группе в полностью определенной последовательности. Групповой реагент на определенную аналитическую группу специфически реагирует с ионами этой группы.

Групповые реагенты должны удовлетворять определенные требования:

—        количественно разделять ионы за их аналитическими группами (остаточная концентрация в растворе не должна превышать 10-6 моль/дм3);

—        излишек группового реагента не должен мешать определению ионов, которые остаются в исследуемой пробе;

—        полученный осадок должен растворятся в определенных реагентах для проведения дальнейшего анализа.

Ваш отзыв

Вы должны войти, чтобы оставлять комментарии.

Опубликовано 29 Мар 2013 в 19:24. Рубрика: Аналитическая химия. Вы можете следить за ответами к записи через RSS.
Вы можете оставить отзыв или трекбек со своего сайта.