8.1. Analītiskās ķīmijas pētnieciskās metodes

Veicot ķīmisko analīzi, var noskaidrot dažādu vielu, materiālu, apkārtējo priekšmetu un dzīvo organismu sastāvu. Iegūstamā informācija var būt kvalitatīva vai kvantitatīva.

Kvalitatīvā analīze

Jau antīkajos laikos cilvēki prata atšķirt zelta un sudraba izstrādājumus no līdzīga izskata necēlo metālu izstrādājumiem.

Kvalitatīvajā analīzē vielas identificē pēc to raksturīgo fizikālo un ķīmisko īpašību kopuma. Daudzām vielām ir raksturīgs ārējais izskats.

Sērs Jods


Dažus jonus var pazīt pēc to krāsas:

Permanganātjoni MnO4- Hromātjoni CrO42- Dihromātjoni Cr2O72- Vara(II) joni Cu2+ Niķeļa(II) joni Ni2+


Daudzi šķīdumi, kuri satur bezkrāsainus jonus, nokrāso liesmu raksturīgā krāsā.

Atvērt video Atvērt video Atvērt video Atvērt video Atvērt video Atvērt video
Nātrija joni
Na+ 		Kālija joni
K+ 		Stroncija joni
Sr2+ 		Bārija joni
Ba2+ 		Kalcija joni
Ca2+ 		Vara(II) joni
Cu2+


Jonus kvalitatīvi var pierādīt arī ar to raksturīgākajām reakcijām, izmantojot jonu apmaiņas reakcijas.

Virtuālā laboratorija.

Šajā virtuālajā laboratorijā ir iespējams aplūkot izejvielu šķīdumu krāsas, novērot ķīmiskās reakcijas. Visas apmaiņas reakcijas ir pamatotas ar molekulārajiem un saīsināto jonu vienādojumiem.

6. temata Risinām kopā 5. uzdevums



Kvantitatīvā analīze

Kvantitatīvās analīzes metožu ir ļoti daudz. Vienas no vecākajām un klasiskākajām metodēm ir tilpumanalīze un gravimetrija.

Tilpumanalīze

Ja ir zināmi divu reaģējošo vielu šķīdumu tilpumi un vienas vielas koncentrācija šķīdumā, tad var aprēķināt otras vielas koncentrāciju šķīdumā.

Tilpumanalīzē jāievēro šādi noteikumi:

  1. Vienai vielai, kas atrodas šķīdumā, jābūt precīzi zināmai koncentrācijai.
  2. Reaģējošo vielu reakcijām jānorit ātri, un tās nedrīkst būt atgriezeniskas.
  3. Reakcijas beigām jābūt pēc ārējām pazīmēm spilgti izteiktām (šķīduma krāsas maiņa vai krāsainu nogulšnu rašanās).
  4. Blakus vielas, kas atrodas šķīdumā, nedrīkst traucēt pamatreakciju.

Parasti titrēšanas beigu punktu nosaka pēc pievienotā indikatora krāsas maiņas.

Caur piltuvi uzpilda bireti. Kad birete ir uzpildīta, piltuvi no biretes izņem.
Biretē iepilda šķīdumu ar noteiktu izšķīdušās vielas molāro koncentrāciju. No biretes var nolasīt titrēšanai izlietoto tilpumu ar precizitāti – divas zīmes aiz komata.
Koniskajā (Erlenmeijera) kolbā ar pipeti iepilda noteiktu tilpumu analizējamā šķīduma. Tad pievieno dažus pilienus atbilstoša indikatora. Analizējamā šķīduma koncentrāciju aprēķina no titrēšanas datiem.
Titrēšanas iekārta


Titrējot skābi ar bāzi (vai otrādi), kā signālu var izmantot šķīduma pH maiņu.
Animācija

Gravimetrijā mēra izgulsnētās vielas masu.

Bieži gravimetrijā izmanto apmaiņas reakcijas, kurās rodas praktiski nešķīstoša viela.

Apmaiņas reakcijā radušās nogulsnes atdala no šķīduma filtrējot. Nogulsnes mazgā, tad žāvē vai izkarsē termostatā, atdzesē eksikatorā un sver. Tad salīdzina praktiski iegūto nogulšņu masu ar teorētiski iespējamo.