Цель: рассмотреть основные методы химической идентефикации.

1. Сущность химической идентификации.

2. Качественный анализ.

3. Количественный анализ.

4. Методы количественного анализа.

Химическая идентификация – это установление вида и состояния молекул, ионов, радикалов, атомов и других частиц на основе сопоставления экспериментальных данных с соответствующими справочными данными для известных частиц. Идентификация - установление тождества неизвестного соединения с другим известным.
Для этого сопоставляют физико-химические константы, свойства и реакции обоих веществ. Перед идентификацией вещества тщательно очищают, проводят предварительное его исследование: сопоставляют агрегатное состояние, цвет, вязкость, испытывают на растворимость в воде, органических растворителях, основаниях и кислотах, определяют горючесть и другие свойства.Например, в молекулярном анализе идентификация - установление химической формулы соединений или ее важнейших фрагментов. Идентификация - цель качественного анализа, который, как правило, предшествует количественным определениям.
А) Свойства вещества зависят от его чистоты
Б) Молекулярный анализ-установление качества и количества состава химических соединений и их смесей.
При качественном анализе смеси химического соединения обычно предварительно разделяют различными методами (хроматографией, ректификацией, кристаллизацией, экстракцией, осаждением, термической диффузией и др.); затем для разделенных веществ определяют так называемые интегральные молекулярные признаки, к которым относятся молярная масса, суммарный элементный состав, плотность, растворимость, температуры фазовых переходов, показатели преломления, потенциалы ионизации, а также спектры поглощения электромагнитного излучения, масс-спектры и т. п. Эти характеристики химических соединений сопоставляют с соответствующими константами и спектрами образцов сравнения, устанавливают отсутствие депрессии (понижение и увеличение интервала) температуры плавления смеси идентифицируемого соединения и эталонного вещества (т.е. известного вещества, отождествляемого с исследуемым).
В) Изотопный анализ - определение изотопного состава химического элемента. Изотопный анализ различных элементов можно реализовать на различных физических принципах. Наиболее распространенным является масс-спектрометрический метод, с помощью которого можно проводить изотопный анализ всех, без исключения, элементов периодической системы. Масс-спектрометры для определения изотопного состава должны быть очень точными. Для анализа изотопного состава легких элементов (углерод, водород, кислород, сера, азот и т. д.) используется ионизация электронным ударом. В этом случае годятся все методы ввода газовой фазы, как и в органических масс-спектрометрах.
Г) Фазовый анализ - определение химического состава и количества отдельных фаз в гетерогенных системах или индивидуальных форм соединения элементов в рудах, сплавах, полупроводниках и др. Объектом фазового анализа всегда является твердое тело.
Предметом аналитической химии является химическая идентификация(качественный анализ) и измерения(количественный анализ).
1.1Качественный анализ
Качественный анализ имеет своей целью обнаружение определенных веществ или их компонентов в анализируемом объекте. Обнаружение проводится путем идентификации веществ, то есть установления тождественности (одинаковости) АС анализируемого объекта и известных АС определяемых веществ в условиях применяемого метода анализа. Для этого данным методом предварительно исследуют эталонные вещества, в которых наличие определяемых веществ заведомо известно. Например, установлено, что присутствие спектральной линии с длиной волны 350,11 нм в эмиссионном спектре сплава, при возбуждении спектра электрической дугой, свидетельствует о наличии в сплаве бария; посинение водного раствора при добавлении к нему крахмала является АС на присутствие в нем I 2 и наоборот.
Детально разработанный качественный химический анализ позволяет определять элементный (атомный), ионный, молекулярный (вещественный), функциональный, структурный и фазовый составы неорганических и органических веществ.
При анализе неорганических веществ основное значение имеют элементный и ионный анализы, так как знание элементного и ионного состава достаточно для установления вещественного состава неорганических веществ. Свойства органических веществ определяются их элементным составом, но также и структурой, наличием разнообразных функциональных групп. Поэтому анализ органических веществ имеет свою специфику.
Качественный химический анализ базируется на системе химических реакций, характерных для данного вещества - разделения, отделения и обнаружения.
К химическим реакциям в качественном анализе предъявляют следующие требования.
1. Реакция должна протекать практически мгновенно.
2. Реакция должна быть необратимой.
3. Реакция должна сопровождаться внешним эффектом (АС):
а) изменением окраски раствора;
б) образованием или растворением осадка;
в) выделением газообразных веществ;
г) окрашиванием пламени и др.
4. Реакция должна быть чувствительной и по возможности специфичной.
Реакции, позволяющие получить внешний эффект с определяемым веществом, называют аналитическими , а добавляемое для этого вещество -реагентом . Аналитические реакции, проводимые между твердыми веществами, относят к реакциям «сухим путем », а в растворах - «мокрым путем ».
К реакциям «сухим путем» относятся реакции, выполняемые путем растирания твердого исследуемого вещества с твердым реагентом, а также путем получения окрашенных стекол (перлов) при сплавлении некоторых элементов с бурой.
Значительно чаще анализ проводят «мокрым путем», для чего анализируемое вещество переводят в раствор. Реакции с растворами могут выполняться пробирочным, капельным и микрокристалли-ческим методами. При пробирочномполумикроанализе его выполняют в пробирках вместимостью 2-5см 3 . Для отделения осадков используют центрифугирование, а выпаривание ведут в фарфоровых чашечках или тиглях. Капельный анализ (Н.А. Тананаев, 1920 г.) осуществляют на фарфоровых пластинках или полосках фильтрованной бумаги, получая цветные реакции при добавлении к одной капле раствора вещества одной капли раствора реактива. Микрокристаллический анализ основан на обнаружении компонентов с помощью реакций, в результате которых образуются соединения с характерным цветом и формой кристаллов, наблюдаемых в микроскоп.
1.2Количественный анализ
Количественный анализ - определение содержания (массы, концентрации и т.п.) или количественных соотношений компонентов в анализируемом образце. Определяемыми компонентами могут быть атомы, молекулы, изотопы, функциональные группы, фазы и т. п. Обычно количественный анализ основан на использовании зависимости доступных измерению физических свойств изучаемого объекта или продукта его преобразования от состава.
В основе количественного химического анализа лежит химическая реакция между определяемым веществом и веществом реагентом.
К химическим реакциям, применяемым в этом анализе, предъявляют следующие требования:
1) реакция должна протекать достаточно быстро и быть практически необратимой;
2) вещества, вступившие в реакцию, должны реагировать в строго определенных количественных соотношениях, т.е. реакция должна быть стехиометрической и не сопровождаться побочными реакциями;
3) в результате реакции должны получаться соединения с определенным молекулярным составом;
4) на ход реакции не должны оказывать влияние примеси, присутствующие в анализируемом веществе;
5) реакция должна позволять достаточно просто устанавливать момент ее окончания, а также массу продукта реакции или объем раствора реагента, затраченный на ее проведение.
2. Методы количественного анализа
2.1Амперометрическое титрование
Амперометрическое титрование, метод количественного анализа, основанный на волътамперометрии с линейной разверткой потенциала. Конечную точку титрования устанавливают по зависимости диффузионного тока Idпри постоянном потенциалеЕс индикаторного электрода от объема V прибавленного титранта.
2.2Потенциометрическое титрование
Потенциометрическое титрование основано на определении точки эквивалентности по результатам потенциометрических измерений. Вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение (скачок) потенциала индикаторного электрода. Это наблюдается, конечно, лишь тогда когда хотя бы один из участников реакции титрования является участником электродного процесса.
2.3Кислотно-основное титрование
В кислотно-основном титровании в качестве индикаторного обычно используют стеклянный электрод, как правило, входящий в комплект серийно выпускаемых промышленностью pH-метров. Потенциометрический метод позволяет провести количественное определение компонентов в смеси кислот, если константы диссоциации различаются не менее чем на три порядка. Например, при титровании смеси, содержащей хлороводородную (HCl) и уксусную кислоты, на кривой титрования обнаруживается два скачка. Первый свидетельствует об окончании титрования HCl, второй скачок наблюдается при оттитровывании уксусной кислоты. Также несколько скачков имеют кривые титрования многоосновных кислот, константы диссоциации которых существенно различаются (хромовая, фосфорная и др.).
Широкие возможности анализа многокомпонентных смесей без разделения открывает применение неводных растворителей. Например, определение содержания хлороводородной и монохлоруксусной кислот в смеси титрованием водного раствора является сложной задачей в связи с трудностью обнаружения двух скачков титрования. При титровании в ацетоне оба скачка выражены достаточно четко и содержание каждой кислоты в смеси может быть рассчитано.
2.4Комплексонометрическое титрование
Потенциометрическое титрование катионов комплексоном III (ЭДТА) можно проводить с использованием в качестве индикаторного электрода соответствующего металла: титрование солей меди с медным электродом, солей цинка с цинковым и т.д. или подходящего ионоселективного электрода. Однако, многие металлические индикаторные электроды необратимы, а число ионоселективных электродов невелико.
Для комплексонометрических титрований может быть использован универсальный электрод Hg|HgY2- или Au(Hg)|HgY2- где Au(Hg) - амальгамированное золото; HgY2- - комплекс ртути с анионом этилендиаминтетрауксусной кислоты. С помощью ртутного электрода этого типа могут быть оттитрованы любые ионы, которые образуют с Y4- комплексы с константой устойчивости, не превышающей константу устойчивости ртутного комплекса. Это, например, ионы магния (Mg2+), кальция (Ca2+), кобальта (Co2+), никеля (Ni2+), меди (Cu2+), цинка (Zn2+) и др.
2.5Титрование по методу осаждения
Индикаторными электродами в методах потенциометрического титрования, использующих реакции осаждения, служат металлические или мембранные электроды, чувствительные к определяемому иону или иону-осадителю. Практически по методу осаждения могут быть определены катионы серебра, ртути, цинка, свинца, анионы хлора, брома, иода и некоторые другие. Смесь галогенидов, например I- и Cl-, может быть оттитрована без разделения нитратом серебра. Серебряный электрод позволяет фиксировать два скачка в ходе такого титрования. Первый скачок свидетельствует об оттитровываниииодид-иона и может быть использован для расчета содержания этого иона, второй скачок относится к окончанию осаждения хлорид-иона. По второму скачку можно рассчитать суммарное содержание галогенидов или концентрацию хлорид-иона, если концентрация иодид-иона будет известна из данных по титрованию до первого скачка.
2.6Окислительно-восстановительное титрование
Кривые окислительно-восстановительного титрования могут быть построены в координатах или pM - V (титранта) или E - V (титранта), если pM=-lg[M] ([M] - концентрация участника реакции, E - потенциал системы, V (титранта) - объем титранта. Кривые титрования первого типа представляют практический интерес, когда имеется индикаторный электрод, чувствительный к M. Кривые второго типа имеют более общее значение, так как любое окислительно-восстановительное титрование может быть проведено по измерению E с использованием индикаторного электрода из благородного металла, чаще всего платины.

Качественный анализ предназначен для качественного открытия индивидуальных химических элементов, Ионов и функциональных групп. Присутствие в анализируемой смеси индивидуальных веществ, элементов, ионов и функциональных групп выявляется обычно с помощью химических качественных реакций или на основании некоторых физических свойств веществ -- спектров в видимой и ультрафиолетовой области света, радиоактивного излучения, способности к адсорбции.

Количественный анализ проводится различными путями. Широко распространены химические способы, при которых количество вещества определяется по количеству реагента, пошедшего на анализ, по количеству осадка и др. Часто для количественного определения веществ применяют их физические свойства -- величину угла преломления растворов веществ, интенсивность окраски, величину электрического тока, протекающего через раствор.

МЕТОДЫ АНАЛИЗА

Анализ может осуществляться химическими, инструментальными (физическими и физико-химическими) методами.

Химические методы анализа предусматривают химическое взаимодействие веществ. Здесь важны результаты химической реакции между веществом и реагентом. Химические методы анализа широко применяются для проведения качественного анализа, так как по характеру осадка, изменению окраски раствора, образованию определенного газа можно установить, какое вещество имеется в растворе.

При количественном химическом анализе производят взвешивание образовавшегося осадка, добавляют раствор реактива до изменения цвета раствора или другой физической характеристики вещества и по количеству пошедшего на анализ реактива определяют количество вещества.

Инструментальные (физические, физико-химические) методы анализа используют физические свойства веществ. Качественный анализ при применении физических методов производится по изменению окраски пламени, возникающему при внесении в него вещества, по спектрам поглощения и испускания вещества, по температуре плавления, кипения и другим свойствам, которые характерны для веществ. Количественный анализ физическими методами проводят, наблюдая изменения физических свойств вещества при изменении его количества. Обычно интенсивность окраски, угол преломления раствора, величина электрического тока, проходящего через раствор, зависят от количества вещества, и эту зависимость можно использовать для определения количества вещества.

Физико-химические методы анализа объединяют физические и химические методы. При проведении физико-химических методов результат химической реакции наблюдается по изменениям физических свойств вещества или его раствора. Физико-химические методы получили широкое распространение и интенсивно развиваются.

Каждый живой организм, в том числе бактерии и вирусы, имеют уникальные гены, входящие в структуру ДНК или РНК в определенной последовательности. Во время исследования методом ПЦР генетический материал многократно копируется под воздействием ДНК-полимеразы и специальных температурных циклов.

Существуют два основных метода полимеразно-цепной реакции:

1. Классический метод - выделение генетического материала возбудителя методом электрофореза;
2. ПЦР в режиме «реального времени».

Методика состоит из трех основных этапов:

• Подготовка исследуемого образца;
• Амплификация ДНК;
• Детекция (идентификация) генетического материала предполагаемого возбудителя.

Для проведения исследования ПЦР-лаборатория должна быть разделена на 3 зоны, каждый этап реакции проводится строго в предназначенном для него помещении. Каждая зона должна быть снабжена необходимым оборудованием, дозаторами, расходным материалом, защитной одеждой, используемыми только в данном помещении.

После регистрации и маркировки образцов, в кабинете пробоподготовки происходит выделение ДНК или РНК возбудителя из исследуемого материала путем воздействия определенной температуры и специальных реагентов. Затем начинается процесс амплификации – создания многочисленный копий уникального фрагмента ДНК. Он состоит из 3 основных этапов:

• Денатурация ДНК – под воздействием высокой температуры (95 градусов) двойная спираль ДНК расплетается на 2 цепочки.
• Отжиг праймеров – к окончаниям цепей ДНК присоединяются специальные синтетические соединения (праймеры), идентичные генетической информации на концах искомых фрагментов нуклеиновых кислот. Температура, нужная для присоединения праймера, индивидуальна для конкретного случая, колеблется в диапазоне от 50 до 65 гр.С.
• При помощи фермента ДНК-полимеразы при 70 – 72 градусов между двумя праймерами достраивается аналогичный участок ДНК (ампликон). В качестве «строительного материала» используются специальные вещества, добавляемые в пробирку.

Циклы амплификации повторяются несколько раз, следовательно, выделяемая ДНК многократно копируется, что упрощает процесс ее идентификации. Идентификация может проводиться визуально после проведения процедуры электрофореза продуктов амплификации в агарозном геле, либо автоматически при использовании методики реал тайм.

При исследовании методом ПЦР в режиме «реального времени» амплификация и детекция происходят одновременно в специальных приборах. Данный метод наиболее предпочтительный, так как исследование проводится в закрытых пробирках, снижается риск контаминации и, следовательно, выдачи ложно-положительных результатов.

Плюсы и минусы метода

• Исследование занимает всего несколько часов, в отличие от длительных классических микробиологических методов;
• Высокая специфичность от 95% до 100%, т.к. искомый фрагмент ДНК уникален для каждого конкретного микроорганизма;
• Высокая чувствительность метода, обнаружить возбудителя можно, даже если в исследуемом образце он представлен всего одной клеткой;
• Идентифицировать возбудителя можно как качественным, так и количественным методом. Это очень важно при выделении условно-патогенных микроорганизмов, которые в небольшом количестве не вызывают заболевания;
• Возможность определить генотип возбудителя (гепатит С, ВИЧ-инфекция). Необходимо это для рационального лечения и прогноза возможных осложнений;
• Возможность выявить генетическую предрасположенность к болезни, тем самым предупредить ее развитие;
• Можно выделить практически любой источник инфекции, также современные методики позволяют выявить совокупную микрофлору в исследуемом образце, например, биоценоз влагалища.

• Возможность получения как ложноположительного, так и ложноотрицательного образца при несоблюдении правил забора образца, ошибок при проведении исследования;
• Высокая стоимость анализа.

Применение

Исследовать методом ПЦР можно практически любой образец (кровь, моча, ликвор, соскобы с цервикального канала и уретры, волосяные луковицы, сперма и т.д.). Широко используется данная методика для диагностики ЗППП (гонорея, хламидиоз, уреаплазмоз, микоплазмоз, трихомониаз). С ее помощью можно выявить возбудителей туберкулеза, дифтерии, пневмонии, вирусных гепатитов, ВИЧ-инфекции, токсоплазмоза, цитомегаловирусной и герпетической инфекции, сальмонеллеза и др.

Применяется полимеразно-цепная реакция для установления отцовства путем сравнения ДНК родителя и ребенка, выявления генетических аномалий и наследственной предрасположенности организма к различным заболеваниям.

Подготовка к сдаче анализа

• Кровь рекомендуется сдавать строго натощак.
• Перед взятием мазка из уретры или цервикального канала следует в течение трех дней воздержаться от половой жизни, сдавать анализ необходимо не раньше, чем через месяц после окончания курса антибиотикотерапии, иначе результат может быть ложноположительным. Методом ПЦР выявляется ДНК даже мертвого возбудителя, поэтому проводить исследование лучше после полного обновления клеток.
• Мочу следует собирать в стерильную емкость.

Ответ чаще всего будет готов через пару дней, в зависимости от возможностей лаборатории.

Расшифровка результатов

При использовании качественной методики может быть только 2 варианта ответа: положительный или отрицательный. Положительный результат свидетельствует о наличии выделяемого микроорганизма в образце, отрицательный – об отсутствии.

Количественный результат должен оценивать лечащий врач, применяется индивидуальный подход в каждом конкретном случае. Специалист, учитывая полученный ответ, решает вопрос о необходимости лечения, дозировке препаратов, уточняет форму и стадию заболевания.

При определении генетического профиля (предрасположенности к тромбофилии, раку молочной железы) после расшифровки результата врач может оценить степень риска развития заболевания, а также назначить специальную диету, профилактические мероприятия.

Компьютер и здоровье. Copyright ©

Использование материалов сайта возможно только при точном соблюдении Соглашения об использовании. Использование, в том числе копирование, материалов сайта с нарушением указанного Соглашения запрещено и влечет за собой ответственность в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации. Категорически запрещается использовать размещенную на сайте информацию для самодиагностики и самолечения.

Полимеразная цепная реакция - информация для пациентов

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - сложный лабораторный метод, широко применяемый в медицине и других отраслях науки. В своё время ПЦР диагностика стала большим прорывом в науке. Можно сказать, что это - одно из важнейших открытий 20 века в медицине. За открытие метода Кери Муллис, учёный-биохимик, получил в 1993 году Нобелевскую премию.

С давних пор инфекции собирали с человечества горькую дань. Одна только чума унесла сотни тысяч жизней в средние века. В успешной борьбе с эпидемиями важным моментом является точная и своевременная диагностика.

ПЦР исследования как правило проводятся в лаборатории при клинике. Несмотря на то, что ПЦР тест на инфекцию достаточно дорог, цена компенсируется высокой точностью. Для установления точного диагноза достаточно сделать анализ один раз. При использовании других методов могут потребоваться дополнительные или повторные анализы.

Как проводится анализ на инфекционные заболевания

Наиболее часто для диагностики инфекций используются серологические и культуральные методы. В первом случае определяются антитела к возбудителю инфекции в сыворотке крови. Во втором случае биологический материал, полученный от больного человека, используют для засевания особой среды, благоприятной для роста колоний возбудителя. И в том, и в другом случае диагностика может занимать дни или даже недели.

ПЦР обследование может проводиться с любыми биологическими материалами, полученными от больного человека. В качестве образцов могут служить кровь и другие биологические, физиологические и патологические жидкости и среды. Можно провести ПЦР мочи или кала.

Чаще всего методом ПЦР определяют вирусные и атипичные инфекции, так как они могут не поддаваться обычной диагностике из-за особенностей вызываемого ими патологического процесса. Для того, чтобы диагностировать эти инфекции, необходимо время, в течение которого организм начнёт вырабатывать антитела, которые и определяются серологическими методами. Однако в ряде случаев это неприемлемо.

С помощью ПЦР вирус иммунодефицита человека может быть определён уже через дни или недели, максимально точно, без характерного для других методов периода серонегативного окна. (Серонегативное окно - промежуток от момента заражения, в который организм ещё не начал вырабатывать достаточное для определения количество антител).

Метод проведения ПЦР - ин витро означает лабораторное определение инфекции в изолированных от больного образцах.

Для проведения полимеразной цепной реакции необходим набор специальных реактивов.

В пробирки с реактивами вносят исследуемый материал. Пробирки помещают в специальный прибор - ПЦР амплификатор. Он служит для амплификации (увеличения числа) искомых фрагментов ДНК или РНК. ПЦР амплификатор запускается в циклическом режиме. Каждый цикл, если в образцах присутствует последовательность ДНК или РНК возбудителя, в растворе накапливаются копии фрагментов этих нуклеиновых кислот. Можно определить как присутствие возбудителя, так и его количество в образцах.

Типы ПЦР

Анализ методом ПЦР - качественный даёт следующий результат:

• ПЦР - отрицательно, искомый возбудитель в образцах не обнаружен;
• ПЦР - положительно, в образцах обнаружены последовательности, характерные для того или иного возбудителя.

Когда результат ПЦР положительный, это с 95% точностью свидетельствует о наличии диагностируемой инфекции. Точность ПЦР наборов, используемых для диагностики, достигает 100%.

5% ошибочных результатов обычно зависят от человеческого фактора. Так, нарушения правил хранения реактивов и техники проведения исследования могут значительно снизить точность анализов.

Количественный ПЦР анализ определяет такое понятие, как вирусная нагрузка. При этом можно определить, сколько в образцах, полученных от больного, содержалось комплектов ДНК возбудителя. Чем больше - тем тяжелее протекает инфекция. Также можно определить по снижению вирусной нагрузки успешность лечения.

Сдача биоматериала на ПЦР

Сдача ПЦР анализов проводится в клинике, обычно с утра. Во время визита к врачу вам сообщат, что нужно сдавать: кровь, мочу, мазок или соскоб. ПЦР способна определять возбудителей независимо от степени загрязнения материала.

В теории для положительного анализа достаточно присутствие в образцах всего одного возбудителя. На практике стараются создать более благоприятные условия. Для этого существуют некоторые правила:

• если сдаёте мазок или соскоб из половых органов, следует воздержаться от половых актов за 3 дня до сдачи анализа;
• не следует накануне сдачи анализов подмываться или спринцеваться с антибактериальными средствами;
• за 3 часа до взятия мазка из уретры следует потерпеть и не мочиться.

В случае, когда пациент сдаёт кровь, можно не придерживаться этих правил.

Результаты исследования

Результаты ПЦР обычно готовы уже через сутки после сдачи анализов. Качественный анализ выглядит просто. ПЦР расшифровка не требуется, так как обычно в первой графе указывается возбудитель, во второй - результат. Например, так:

(ПЦР) Уреаплазма уреалитикум

(ПЦР) Герпес простой

В скобках указывается метод - ПЦР. Сделать интерпретацию не сложно. У пациента из примера обнаружен качественным методом ПЦР цитомегаловирус (ЦМВ) и герпес. Уреаплазма и хламидия: возбудители инфекции не обнаружены.

Количественный анализ даёт числовой результат, обычно в МЕ/мл. Это означает что в 1 мл исследуемого образца обнаружено определённое количество копий ДНК или РНК возбудителя, в международных единицах. В зависимости от величины определяется тяжесть инфекции. Обычно для определения вирусной нагрузки исследуют кровь, так как при заболевании вирусы свободно циркулируют в крови.

Где можно сделать ПЦР

Важно сдавать анализы в клинике, хорошо себя зарекомендовавшей. Несмотря на то, что метод очень точен, на его результаты влияет соблюдение протокола исследования. Не стоит искать клинику, руководствуясь результатами запросов в поисковой системе, типа: ПЦР Москва, где делать или ПЦР Ставрополь клиника. Как правило, в каком месте лучше делать анализ методом ПЦР, рекомендует ваш лечащий врач.

Если результат ПЦР положительный, необходимо сделать повторное исследование в другой лаборатории. Это исключит ошибку, зависящую от человеческого фактора.

«Мужской фактор шагает по планете» – такими словами можно обозначить увеличение доли мужского

В программу ЭКО по ОМС в 2018 году внесены дополнения.

Число обратившихся к ВРТ женщин, не имеющих постоянного партнера, увеличивается с каждым годом.

• Бесплодие
  • Диагностика бесплодия
  • Женское бесплодие
  • Мужское бесплодие
  • Лапароскопия
• Всё об ЭКО
  • ЭКО по ОМС
  • ЭКО по квоте
  • Технологии и программы
  • Статистика
  • Эмбриология
  • Психология
  • Личные истории
  • ЭКО и религия
  • За рубежом
  • Клиники: беременность после ЭКО
  • Беременность и роды после ЭКО
• Донорские программы
  • Донорство ооцитов
  • Донорство спермы
• Суррогатное материнство
• Искусственная инсеминация
• Образ жизни
  • Питание и диеты
  • Красота и здоровье
  • Известные люди
• Фармакология
• Дети
  • Здоровье
  • Психология и развитие
  • Усыновление
• Законодательство
  • Нормативные акты
  • Типовые документы по суррогатному материнству
• Полезная информация
  • Глоссарий
  • Справочник заболеваний
  • Рейтинг клиник
  • Калькуляторы
  • Интересное
  • Опросы

Все материалы, размещенные на интернет-сайте www.probirka.org , в том числе названия разделов,

являются результатами интеллектуальной собственности, исключительные права на которые

принадлежат ООО «СвитГрупп АйТи».

Любое использование (включая цитирование в порядке, установленном статьей 1274 Гражданского

кодекса РФ) материалов сайта, в том числе названий разделов, отдельных страниц сайта, возможно только посредством активной индексируемой гиперссылки на www.probirka.org.

Словосочетание «ПРОБИРКА/PROBIRKA.RU» является коммерческим обозначением, исключительное право использования которого в качестве средства индивидуализации организации принадлежит ООО «СвитГрупп АйТи».

Любое использование коммерческого обозначения «ПРОБИРКА/PROBIRKA.RU» возможно только в порядке, установленном пунктом 5 статьи 1539 Гражданского кодекса РФ.

©, ООО «СвитГрупп АйТи» ,16+

Г. Москва, ул. Октябрьская, д.98, стр.2

Диагностика гепатита C с помощью ПЦР-исследования

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) все чаще находит применение в клинической практике для определения причин возникновения различных вирусных заболеваний, в том числе для диагностики вирусного гепатита С.

Совет от гепатологов

В 2012 году произошёл прорыв в лечении гепатита C. Были разработаны новые противовирусные препараты прямого действия, которые с вероятностью 97% полностью избавляют вас от заболевания. С этого момента гепатит С официально считается полностью излечимым заболеванием в медицинском сообществе. В Российской Федерации и странах СНГ препараты представлены марками софосбувир, даклатасвир и ледипасвир. В настоящий момент на рынке появилось очень много подделок. Лекарства надлежащего качества можно приобрести только у компаний, имеющих лицензии и соответствующую документацию.

Для его диагностики активно применяют ПЦР в различных ее модификациях. С помощью ПЦР на гепатит С возможно установить факт наличия в крови пациента РНК вируса гепатита С и точно поставить диагноз.

Вариации анализа

Методика ПЦР стала доступна врачам несколько десятилетий назад. Она основана на множественном копировании определенного фрагмента вирусной или бактериальной РНК или ДНК, с последующей детекций (распознаванием данного фрагмента) в сыворотке крови пациента.

При этом существует два принципиально отличающихся метода ПЦР-исследования: количественный и качественный.

Качественный метод позволяет только ответить на вопрос: имеется ли в биологическом материале (сыворотка крови, слюна, семенная жидкость и т. д.) генетический материал определенного вируса?

Количественный метод, в свою очередь, позволяет определить количество этого генетического материала, что необходимо в ряде случаев для определения стадии заболевания или оценки эффективности терапии.

Качественный вариант ПЦР при заболевании

Использование качественного варианта ПЦР-анализа при данном заболевании позволяет обнаружить факт присутствия РНК вирусного гепатита С в биологических жидкостях (сыворотка крови, слюна и т. д.) больного. При этом результат анализа может быть только двух видов: положительный или отрицательный. Очень важна в этом случае его правильная расшифровка.

• положительный результат при определении РНК вирусного гепатита С говорит врачу о том, что в исследуемой биологической жидкости находится РНК данного вируса. Соответственно, пациент инфицирован им, а, значит, возможна постановка диагноза вирусного гепатита С. Однако всегда стоит помнить о возможности возникновения ложных положительных результатов анализа;
• отрицательный результат ПЦР-анализа свидетельствует об отсутствии РНК вируса гепатита С в исследуемой биологической жидкости, или же, содержание молекул РНК в исследуемой жидкости было слишком мало и располагалось ниже границы чувствительности ПЦР-метода. Отрицательный результат анализа не всегда может указывать на отсутствие вируса в крови. Возможность ложных отрицательных результатов анализа должна всегда учитываться лечащим врачом.

При развитии острой формы заболевания гепатита С проведение качественного ПЦР-исследования позволяет установить факт заболевания уже через 1-3 недели после попадания вируса в организм человека.

Ложные отрицательные результаты могут появиться в результате:

• попадания в биологический материал (кровь) загрязняющих субстанций;
• использование Гепарина для предотвращения свертывания крови в пробирке или его применение пациентом;
• попадание в исследуемый материал веществ из окружающей среды, блокирующих ферменты, используемые в ПЦР.

Количественный вариант ПЦР

Использование количественного анализа ПЦР позволяет определить не только сам факт присутствия вируса в крови, но и количество вирусных частиц в любой биологической жидкости (так называемую вирусную нагрузку). С помощью данной разновидности ПЦР можно определить число копий РНК вируса гепатита С, которые циркулируют в определенном объеме.

Результат данного типа ПЦР выражается в числовых значениях, где единицей измерения является международные единицы на миллилитр – МЕ/мл.

Проведение подобной разновидности ПЦР-диагностики используется в определенные сутки лечения вирусного гепатита С. Первое определение вирусной нагрузки происходит при поступлении больного человека в больницу. В дальнейшем анализ проводят на 1-ой, 4-ой, 12-ой и 24-ой неделях с начала применения лекарственных средств. Уже на 12-ой неделе можно сказать, эффективна терапия или нет.

Недавно я прочитала статью, в которой рассказывается о примененнии комплекса препаратов «СОФОСБУВИР & ДАКЛАТАСВИР» для лечения гепатиат Ц. При помощи данного комплекса можно НАВСЕГДА избавиться от ГЕПАТИТА C.

Я не привыкла доверять всякой информации, но решила проверить и заказала. Препараты не дешевые, но жизнь ДОРОЖЕ! Никаких побочных действий от приема я на себе не ощущала, уже думала что все зря, но месяц спустя - сдала анализы и ПЦР не обнаружен, не обнаружен уже после месяца лечения. Кардинально улучшилось настроение, снова появилось желание жить и радоваться жизни! Лекарства я принимала в течении 3 месяцев и в результате вирус УШЕЛ. Попробуйте и вы, а если кому интересно, то ниже ссылка на статью.

Специально подготавливать пациента к проведению исследования не требуется. Рекомендуется не курить в день сдачи анализа. В качестве исследуемого материала используют кровь из вены.

После того как была проведена количественная ПЦР, необходимо произвести расшифровку полученных результатов. Понятия «норма» в подобных случаях не существует. Для расшифровки применяется специально разработанная градация показателей:

• результат исследования: не обнаружено – РНК вирусного гепатита С в венозной крови пациента не выявлена (результат отрицательный), или же она содержится в очень низком количестве, не позволяющем методу ее определить (<40 ME/мл – порог чувствительности количественного ПЦР);
• результат исследования: <8*10 5 МE/мл – положительный результат теста. Такой уровень вирусной нагрузки очень низкий. Является показателем эффективности терапии и благополучного течения заболевания;
• результат исследования: >8*10 5 МE/мл – положительный результат теста. Уровень нагрузки очень высокий. Плохой прогноз течения заболевания и необходимость коррекции или замены используемых лекарственных средств.

Важно запомнить, что полученный уровень вирусной нагрузки не отражает тяжесть течения патологии и степень разрушения печени. Для этого существуют другие методы биохимических исследований. Для правильного подбора методов лечения необходимо знать генотип вируса гепатита С.

1. Высокий уровень концентрации вирусных частиц в биологических жидкостях, а особенно в крови, связан с высоким риском передачи вируса при половых контактах или во время беременности от матери плоду.
2. Количество вирусных частиц является отражением эффективности применяемых лекарственных средств и позволяет рационально выбирать препараты и используемые дозы.

Ультрачувствительный метод ПЦР диагностики

На сегодняшний день можно пройти так называемую ультра ПЦР на определение вируса гепатита С. Полностью этот метод называется ПЦР с гибридизационно-флуоресцентным исследованием в режиме реального времени.

Когда показана ультра ПЦР:

1. В случаях подозрения на вирусный гепатит С у пациентов со скрытыми формами заболевания.
2. В случаях наличия у больного антител к вирусу гепатита С, но не подтвержденных ПЦР-диагностикой.
3. Для оценки эффективности проводимого лечения и подтверждения факта выздоровления.
4. В качестве скрининговой методики для раннего выявления заболевания у людей в популяции.

Для проведения исследования, как правило, используется венозная кровь пациента. Чувствительность ультра метода менее 10 МЕ/л, что в несколько раз выше, чем у стандартных количественных и качественных вариантов ПЦР-диагностики. Назначением ультра ПЦР занимается врач-инфекционист или врач-гепатолог.

Решающим этапом постановки диагноза и оценки лечения, является правильная расшифровка полученных результатов при ультра методе ПЦР. Всегда стоит помнить о том, что существует небольшая вероятность получения ложных отрицательных и ложных положительных результатов.

Для устранения подобных ситуаций, необходимо исключить загрязнение образцов крови и лабораторных материалов. С помощью применения ультра ПЦР возможно избежать ситуаций, которые приводят к ложным отрицательным результатам, и тем самым усложняют диагностику.

Судя по тому, что вы сейчас читаете эти строки - победа в борьбе с Гепатитом С пока не на вашей стороне.

И вы уже принимали токсичные препараты, у которых было куча побочек? Оно и понятно, ведь игнорирования болезни, может привести к тяжелым последствиям. Усталость, потеря веса, тошнота и рвота, желтоватый или сероватый оттенок кожи, горечь во рту, ломота в теле и в суставах. Все эти симптомы знакомы вам не понаслышке?

Эффективное средство от Гепатита С существует. Перейдите по ссылке и узнайте, как вылечила Гепатит С у себя Ольга Сергеева.

Добрый день. Гепатитом С болею в течение 10 лет, поддерживала печень различными мед.препаратами, это Гепа-мерц, Уросульфан, Циклоферон, внутривенными уколами, но анализы биохимии были плохими. Год назад мне на глаза попалась история девушки, котороя с помощью Софосбувир и Даклатасвир полностью вылечилась от Гепатита С. Долго сомневался перед покупкой препарата, честно говоря до последнего не верила в «ЧУДО». Но, диагноз вирусный гепатит С, генотип 1, фиброз 3, стерт раз и на всегда из моей жизни. Я получила анализы, спустя 3 месяца после окончания лечения. Уже стойкий отрицательный вирусный ответ более 6 месяцев. Если честно, то до сих пор не могу поверить, что все позади. Очень хочется, чтобы люди, которые возможно уже отчаялись и «опустили» руки, вдохновились и одержали ПОБЕДУ над этим страшным заболеванием! Вот ссылка на статью.

Чем отличается пцр качественный от количественного

Просмотр полной версии: ПЦР

Подскажите пожалуйста, какой анализ методом ПЦР мазка на ЗППП более информативен: качественный или полуколичественный? Чем они отличаются друг от друга?

В общем-то, есть 2 разновидности ПЦР - качественная (есть/нет) и количественная. Количественная требует другой аппаратуры, гораздо дороже, применяется в основном при ВИЧ и гепатитах.

Полуколичественный анализ в определенном смысле неадекватный суррогат количественного, его делать не нужно:

Это не количественный анализ

Он как правило дороже

При диагностике ЗППП количество микроорганизма значения не имеет.

Обычно это отдельное исследование.

Применяются специальные среды, как правило импортные, чаще МИКОПЛАЗМА ДУО + антибиограмма SIR(БИОРАД, Франция) или МИКОПЛАЗМА IST (БиоМерье), но она дороже. Стоимость определения порядка 10$ за обе инфекции.

ПЦР имеет смысл делать только в смысле диагностики микоплазм, не определяющихся при посеве - М.genitalium.

Возможно также как дешевый вариант опреления вообще всех микоплазм- обычно называется Mycoplasma spp. (т.е. все виды рода микоплазма).Однако опредеяются и непатогенные, так что большую ценность имеет отрицательный ответ.

Какое название имеет диагноз,если обнаружено одно элементарное или ретикуляное тельце из основных форм хламидий?Аналогично вопрос по поводу обнаружения одной или несколько пар гонококков,а также одной клетки трихомонады. Благодарю за внимание и начатую дискуссию.С уважением,Владимир.

А как вы собираетесь найти ОДНО элементарное или ретикулярное тело?

При световой микроскопии микроскопии - это невозможно, при иммунофлюоресценции есть критерии выдачи ответа - обычно это 5-10 имеющих характерное свечение объектов в зависимости от набора.

При ПЦР и ИФА на антигены вопрос вообще неадекватен.

Чувствительность большинства российских ПЦР наборов порядка 1000 генокопий в мл образца.

Аналогичный и ответ - а как это сделать?

По поводу трихомонад возможны варианты, однако все-таки ОДНА клетка-это казуистика, и всегда можно проверить результат другим методом, той же ПЦР, к слову.

По гонорее это невозможно - по окрашенному по Граму мазку диагноз гонореи можно ставить только при острой гонорее у мужчин (а в Америке это тоже только предположительный диагноз), а одну пару гонококков найти при этом можно ОЧЕНЬ РЕДКО. Все прочие случаи - "грамотрицательные внутриклеточные диплококки".

При посеве же вы получаете КОЛОНИЮ гонкокков, которую должны идентифицировать (сейчас это не проблема).

При ПЦР см. выше.

Гонококк определяется микроскопией мазков окрашенных по Граму;

Трихомонады микроскопией нативного мазка;

Хламидии - ПЦР или посевом на спец среды;

Микоплазмы - посевом на спец среды

Так? Этого достаточно? Играет ли роль в диагностике ЗППП уровни антител?

Бакпосев с последующей идентификацией колоний современными наборами для дифференциации нейссерий. К сожалению, редко где делается. В КВД как правило идентификация на сахарах не проводится, хотя и должна.

Бактериоскопия (острая гонорея у мужчин)

Микроскопия нативного препарата и ее модификации

Посев на трихомонады

Микроскопия окрашенных мазков (ставить только при обнаружении типичных форм, а не "обрывков трихомонад")

Посев на клет. культуры или на эмбрионы (сложно)

Единственно возможно предположить пользу при восходящей хламидийной инфекции или синдроме Рейтера.

Часто в СНГ ведут к многократному лечению "до исчезновения титра"

Как метод контроля излеченности - категорически нет!

Я думаю, скрининг ЗППП перейдет на методы амплификации нуклеиновых кислот (ту же ПЦР)

По хламидиям это уже так, гонорее - все больше так.

По сравнению с бакисследованием или вирусологическим исследованием ПЦР проще и быстрее и для клинициста и для лаборатории, а значит и надежнее.

Бакисследование останется референтным методом. Такой вот мой прогноз.

Как Вы полагаете, существует ли на Земле хоть один взрослый человек, который не единожды, в течение своей жизни, «сталкивался» с теми или иными подвидами хламидий? Как, впрочем, с большей частью другой потенциально патогенной микрофлоры? В подавляющем числе случаев такие встречи (обычно, в низких титрах) заканчиваются для этой микрофлоры трагически. 🙂 Значительно реже носительством (чаще временным), ещё реже заболеванием.

И второй вопрос, как Вы думаете: почему за многие тысячелетия сосуществования человека хотя бы с той же Chlamydia trachomatis, когда от хламидий (это не оговорка, т.к. нередко лечат именно от бак. агента, которого обнаружили с помощью ПЦР 😎) не только не лечили, а, вообще, об их сосуществовании не было известно, все поголовно не заболели хламидиозом? Ведь в истории человечества было не мало периодов, когда полигамные сексуальные отношения были норма.

От сюда часто и "персистирование". Венерологи отказываются верить результатам - "ничего не находите, вот у нас в мазках. " (Что интересно, статистика КВД и наша по трихомонадам и гонорее примерно одинакова. Ну и где же "то, что в мазках"?) И пр., и т.д.

Но не будем забывать вопрос уважаемой ksena:"Добрый день!

Подскажите пожалуйста, какой анализ методом ПЦР мазка на ЗППП более информативен: качественный или полуколичественный? Чем они отличаются друг от друга?"

Этот вопрос, на мой взгляд, из области интересов познания человека.А познаниям нет границ.Со временем интересен будет вопрос о патологических молекулах(белки прионы),потом о напряженности в торсионных полях на уровне атомов и тд, а потом внимание переключиться на макромир.Пойдут вопросы из астрологии о влиянии планет на наше здоровье.Его величество ОПЫТ.Но и за этот вопрос огромная благодарность.Всего наилучшего,с уважением ко всем присутствующим,Владимир.

Но не будем забывать вопрос уважаемой ksena:"Добрый день!

Подскажите пожалуйста, какой анализ методом ПЦР мазка на ЗППП более информативен: качественный или полуколичественный? Чем они отличаются друг от друга?".

Качественные (неформализованные) методы анализа основаны на описании аналитических процедур на логическом уровне, а не на строгих аналитических зависимостях. К ним относятся методы: экспертных оценок, сценариев, морфологический, сравнения систем показателей и т.п. Применение этих методов характеризуется определенным субъективизмом, поскольку большое значение имеют интуиция, опыт и знания аналитика.

Экспертные оценки – количественные или порядковые оценки процессов или явлений, не поддающихся непосредственному измерению. Они основываются на суждениях специалистов и поэтому их нельзя считать вполне объективными. Разрабатываются научные методы такой обработки индивидуальных экспертных оценок, чтобы они давали в совокупности более или менее объективные ответы (с помощью продуманных форм вопросов и ответов, которые впоследствии обрабатываются компьютером).

Сценарий – описание возможных вариантов развития исследуемого объекта при различных сочетаниях определенных условий (заранее выделенных) с целью дальнейшего анализа и выбора наиболее реального.

Морфологический анализ используют при прогнозировании сложных процессов. Это экспертный метод систематизированного обзора всех возможных комбинаций развития отдельных элементов исследуемой системы. Он построен на полных и строгих классификациях объектов, явлений, свойств и параметров системы, позволяющих строить и оценивать возможные сценарии ее развития в целом.

В основе количественных (формализованных) методов анализа лежат достаточно строгие формализованные аналитические зависимости. Перечислим их:

Классические методы анализа – метод цепных подстановок, балансовый, процентных чисел, дифференциальный, интегральный, дисконтирования и т.д.;

Методы экономической статистики – средних и относительных величин, группировки, графический, индексный, элементарные методы обработки рядов динамики;

Математико-статистические методы изучения связей – корреляционный анализ, регрессионный анализ, дисперсионный анализ, факторный анализ, метод главных компонентов, ковариационный анализ и т.д.;

Эконометрические методы – матричные методы, гармонический анализ, спектральный анализ, методы теории производственных функций, методы теории межотраслевого баланса;

Методы экономической кибернетики и оптимального программирования – методы системного анализа, линейное программирование, нелинейное программирование, динамическое программирование и др.;

Методы исследования операций и теории принятия решений – методы теории графов, теория игр, метод деревьев, байесовского анализа, теория массового обслуживания, методы сетевого планирования и управления.

Математические методы позволяют заменить приближенные расчеты точными вычислениями, осуществлять многомерный сравнительный анализ, что практически невозможно вручную.

3. Методы финансового анализа: горизонтальный, вертикальный и трендовый анализ

Горизонтальный метод анализа – используется для оценки изменения показателей в динамике. Для определения абсолютного изменения показателя рассчитывается величина, равная:

∆З = З 1 – З 0 ,

где З 1 – значение показателя в отчетный период;

З 0 - значение показателя в базисный период.

Для оценки темпа роста показателя рассчитывается величина:

Т р (З) = З 1: З 0 .

Значение показателя показывает, во сколько раз изменилось значение показателя в отчетный период по сравнению с базисным периодом.

Для оценки относительного изменения рассчитывается темп прироста по формуле:

Т пр (З) = (З 1: З 0 – 1) х 100% = ∆З: З 0 х 100%.

Темп прироста Т пр (З) показывает, на сколько процентов изменилось значение показателя в отчетный период по сравнению с базисным периодом.

Вертикальный метод анализа – используется для анализа сложных экономических показателей, позволяет определить долю каждой составляющей сложного показателя в общей совокупности.

Для оценки структуры используется формула:

где Дi – доля i-й составляющей;

Зi – абсолютное значение i-й составляющей, входящей в сложный показатель;

З – значение этого сложного показателя.

Для оценки динамики структуры сложного экономического показателя используется горизонтальный метод, на основе которого определяют абсолютное и относительное изменение каждой составляющей:

∆Дi =Дi 1 – Дi 0 ;Т пр (Дi) = ∆Дi: Дi 0 х 100%.

Вертикальный анализ балансовой стоимости организации позволяет определить качество использования конкретного вида ресурса в хозяйственной деятельности, проводить сравнительный анализ организации с учетом отраслевой специфики и других характеристик. Относительные показатели типа Дi, в отличие от абсолютных, более удобны при проведении анализа деятельности организации в условиях инфляции, позволяют объективно оценивать изменения составляющих в динамике.

Трендовый метод анализа – основан на использовании данных рядов динамики изучаемых факторов, например, валюты баланса, структуры активов и пассивов организации. Использование данного метода позволяет оценить основные направления развития организации как в текущий момент, так и в последующие периоды.

Для каждого основного показателя, характеризующего деятельность организации, проводится анализ изменения темпов роста, средних темпов роста за рассматриваемые периоды (месяц, квартал, полугодие, год), выявляются основные направления изменения этих показателей. Результаты расчетов средних значений темпов роста (темпа прироста), учет связей между основными показателями позволяют рассчитать прогнозное значение изучаемого показателя на перспективу. Прогноз на основе трендовых моделей позволяет с определенной степенью надежностью рассчитать значение прогнозируемого фактора, выбирать наиболее рациональные управленческие решения и оценить последствия этих решений для финансово-хозяйственной деятельности организации.

Курсовая работа

Методы качественного и количественного анализа. Методика определения катиона Сu2+

Уральск-2013

Введение

Качественный анализ

1 "Сухой" метод анализа

2 "Мокрый" метод анализа

Количественный анализ

3 Окислительно-восстановительное титрование. Иодометрия

Разделение предложенной смеси

Методы и методика определения катиона Сu2+

1 Общая характеристика катионов V аналатической группы

Заключение

смесь катион очистка разделение

Введение

Цель курсовой работы - изучение способов разделения смесей, рассмотрение методов качественного и количественного анализа.

В соответствии с поставленной целью решаются следующие задачи: дать определение методам качественного и количественного анализа, рассмотреть методы и методику определения катиона Сu2+, провести анализ свойств веществ в предлагаемой смеси, выявить метод очистки и обнаружения предложенного катиона

Предмет исследования - методы анализа смесей катионов

Объектом исследования в работе выступает катион Сu2+.

Актуальность работы. Главной практической задачей аналитической химии является определение состава веществ и их смесей. Знание теории и способов выполнения химического анализа, владение химическими методами анализа необходимо для осуществления контроля сырья, полуфабрикатов и готовой продукции в химической и фармацевтической промышленности.

Задачей качественного анализа является установление состава вещества, то есть выяснение из каких атомов, молекул, ионов и т.д. состоит вещество. Качественный анализ можно проводить химическими, физико-химическими и физическими методами.

Химические методы основаны на использовании аналитических реакций, проводимых с анализируемым веществом с помощью реактивов. Аналитическая реакция должна сопровождаться такими изменениями в системе, которые можно зафиксировать визуально или с помощью того или иного прибора. Если изменение, на основании которого можно сделать вывод о наличии в анализируемом веществе определенных компонентов, отмечается визуально, то соответствующий метод относится к классическому химическому методу.

Качественный анализ может быть осуществлен и без помощи аналитической реакции, а путем проведения определенных физических операций. Соответствующие методы относятся к физическим. Так как при проведении анализа физико-химическими и физическими методами применяют специальные приборы, эти методы часто называют инструментальными.

Количественный анализ позволяет установить элементный и молекулярный состав исследуемого объекта или содержание отдельных его компонентов.

В зависимости от объекта исследования различают неорганический и органический анализ. В свою очередь их разделяют на элементный анализ, задача которого - установить, в каком количестве содержатся элементы (ионы) в анализируемом объекте, на молекулярный и функциональный анализы, дающие ответ о количественном содержании радикалов, соединений, а также функциональных групп атомов в анализируемом объекте.

1. Качественный анализ

Анализируемая проба в большинстве случаев содержит несколько компонентов в различных соотношениях. Для разделения и концентрирования компонентов анализируемой смеси используют методы осаждения, соосаждения, экстракции, хроматографии, электролиза, электрофореза, дистилляции, сублимации, зонной плавки, флотации и др. В основе большинства методов разделения лежит принцип избирательного распределения компонентов пробы между двумя разделяющимися фазами. Открываемый компонент пробы переводят по возможности полностью в одну из фаз.

Для анализа сложных многокомпонентных смесей используют метод последовательного отделения с помощью групповых реагентов небольших групп ионов. Дальнейший анализ этих групп проводят дробным методом, а при необходимости используют дополнительное разделение в каждой группе. Строгую последовательность отделения групп с использованием групповых реагентов называют систематическим ходом анализа. Последовательно отделяемые в систематическом ходе анализа группы ионов называют аналитическими группами. Они лежат в основе аналитической классификации ионов. Для разных схем систематического анализа состав аналитических групп различен, он зависит от используемых групповых реагентов и условий осаждения. Таким образом, на практике для анализа смесей элементов используют сочетание дробного и систематического хода анализа.

Существует несколько схем систематического анализа смесей ионов. В них наиболее широко для целей разделения используют осаждение, затем экстракцию и распределительную (бумажную) и ионообменную хроматографии. Перед систематическим анализом обычно проводят предварительные испытания дробными реакциями. Их результаты вместе с другими данными о свойствах и предполагаемом составе пробы помогают выбрать ту или иную схему систематического хода анализа.

Качественный анализ позволяет определить, какие элементы, молекулы входят в состав анализируемого образца или какие отсутствуют. При анализе неорганических веществ обычно имеют дело с водными растворами солей, кислот и оснований, в растворах которых они диссоциированы на ионы. Поэтому реакции происходят между свободными ионами и открываются непосредственно не элементы, а образуемые ими ионы (катионы и анионы). Например, для открытия хлора в HCI или в растворах хлоридов на них действуют раствором AgNO3. При этом выпадает характерный творожистый осадок белого цвета AgCI:

Сущность рассматриваемой реакции заключается во взаимодействии находящихся в растворе ионов Ag+ и Cl-. Но если бы хлор присутствовал в видеClO3- - хлорат иона - или в виде недиссоциированных молекул хлороформа CHCl3, то эта реакция не имела бы места. Отсюда ясно, что, применяя эту реакцию, мы открываем не элемент хлор, а ион Cl-. Если элемент образует ионы различной валентности, то для каждого из них характерны свои реакции.

Поэтому качественный анализ неорганических веществ подразделяется на анализ катионов и анализ анионов сложного вещества.

В химическом качественном анализе применяют два типа реакций:

·реакции обнаружения (открытия иона);

·реакции разделения ионов.

Реакции обнаружения - аналитический сигнал - должны сопровождаться визуальным эффектом:

·выпадение осадка определенного цвета и структуры;

·изменение цвета раствора;

·выделение газа;

·исчезновение окраски;

·растворение осадка.

Таким образом, по этим признакам судят о присутствии или отсутствии иона.

Реакции разделения применяются в систематическом анализе, когда присутствие одних ионов мешает обнаружению других ионов, при этом применяются реактивы, способные отделить один или несколько ионов: в виде осадка; путем растворения осадка.

Требования к разделению:

·реакции должны протекать быстро;

·продукты должны иметь малую растворимость для полноты осаждения;

·получающиеся осадки должны иметь кристаллическую структуру.

Способы выполнения аналитических реакций

В одних случаях вещества анализируют сухим путем, т.е. без перевода их в раствор, а в других случаях - мокрым путем.

1 "Сухой" метод анализа

При выполнении анализа "сухим" методом исследуемые вещества и реактивы находятся в твердом состоянии. Большинство подобных определений связаны с нагреванием и образуют группу пирохимических методов анализа. К ним относят метод окрашивания пламени, метод окрашивания "перлов" буры, соды и других соединений, метод нагревания в калильной трубке и др. К "сухим" методам анализа относят и метод растирания порошков.

При выполнении реакций сухим способом вещества берут в твердом виде и обычно нагревают до высокой температуры. Аналитическим сигналом является:

·окрашивание пламени летучими солями некоторых металлов - основан на способности некоторых элементов и их соединений (щелочные, щелочно-земельные металлы, медь, бор и др.) окрашивать пламя в определенный цвет. Например: натрий - желтый, калий - фиолетовый, кальций - кирпично-красный, стронций - карминово-красный, барий - желтовато-зеленый, медь - ярко-зеленый. Пробу на присутствие иона проводят с помощью тщательно очищенной платиновой или нихромовой проволочки, один конец которой вплавлен в стеклянную трубку небольшого диаметра, а другой согнут в маленькую петлю (ушко). Ушко раскаленной проволочки вводят в анализируемое вещество, а затем вносят в наиболее горячую часть газовой горелки.

·образование окрашенных перлов (стекол). Некоторые вещества при сплавлении с тетраборатом натрия Na2B4O7?10Н2О, "фосфатной солью" NaNH4HPO4?4H2O и другими соединениями дают окрашенные стекла - "перлы". Для получения "перла" буры ушко раскаленной платиновой проволочки вводят в твердую буру, нагревают в пламени горелки до прекращения вспучивания, охлаждают и, коснувшись полученным "перлом" анализируемого вещества, вновь вводят ушко проволочки в пламя горелки, а затем охлаждают. По окраске "перла" судят о присутствии того или иного элемента. Если вещество совсем не возгоняется, в его составе отсутствуют летучие компоненты. Судить о присутствии тех или иных соединений можно по окраске возгона. Так, соли аммония, хлорид и бромид ртути, оксиды мышьяка и сурьмы дают белый возгон, сернистые соединения ртути и мышьяка, иодид ртути, сера - желтый возгон; другие соединения ртути, мышьяка, иодиды - серый или черный возгон. Наряду с возгонкой при нагревании может происходить выделение различных газов и паров, что даст информацию о качественном составе вещества. Например, кислород выделяется, если в анализируемой пробе присутствуют перманганаты, нитраты, пероксиды и др.; оксид углерода (IV) СО2 выделяется при разложении карбонатов; оксиды азота - при разложении нитратов и нитритов; пары воды - при разложении кристаллогидратов, гидроксидов, органических соединений и т.д. Калильная трубка представляет собой пробирку из тугоплавкого стекла или кварца длиной 5-6 см, диаметром 0,5 см. Небольшое количество анализируемого вещества насыпают в трубку, медленно и осторожно нагревают в пламени горелки и наблюдают за происходящим явлением.

·Метод растирания порошков. Присутствие ионов того или иного элемента обнаруживают по образованию соединений с характерным цветом или запахом. Так, при растирании смеси тиоцианата аммония NH4NCS или тиоцианата калия KNCS с солями Fe3+ появляется красно-бурое окрашивание, а с солями Со2+ - синее. Растирание проводят в фарфоровой ступке или на специальной фарфоровой пластинке.

Все "сухие" методы анализа используют только для вспомогательных или проверочных определений.

2 "Мокрый" метод анализа

При анализе мокрым путем исследуемое вещество переводят в раствор, используя дистиллированную воду, минеральные кислоты, водный раствор аммиака, сильной щелочи, некоторые органические растворители и т.д., и ведут анализ раствора. Следовательно, механизм протекающих реакций может быть представлен только ионным уравнением. Например, для реакции Pb(NO3)2 + 2KI ? PbI2? + 2KNO3 уравнение в ионной форме имеет вид:

Рb2+ +2I- ? РbI2?.

Из ионного уравнения видно, что осадок РbI2 образуется при взаимодействии катионов Рb2+ и анионов I-. Один и тот же элемент может существовать в растворах в виде разных ионов:

Fe3+ - Fe2+; Zn2+ - ZnO22-;+ - MnO4- - MnO42-;+ - SnO22- - SnO32- и т.д.

Каждый из этих ионов имеет свои характерные реакции. Выполняют реакции "мокрым" методом в химических или центрифужных пробирках и на фильтровальной бумаге.

Классификация методов по количеству вещества

В зависимости от массы анализируемого вещества и объема растворов методы анализа делят на макро-, полумикро-, микро-, ультрамикро-, субмикро- и субультрамикрометоды. Соответственно различают и технику выполнения отдельных операций.

Наиболее широкое применение в качестве анализа получил полумикрометод с элементами микроанализа. Этот метод имеет ряд преимуществ: для выполнения реакции расходуется небольшое количество анализируемого вещества и реактивов; сокращается время, затрачиваемое на выполнение анализа, за счет замены фильтрования осадков центрифугированием; резко сокращается выброс вредных газообразных веществ, тем самым улучшаются санитарно-гигиенические условия работы.

3 Микрокристаллоскопический метод анализа

Кристаллы характерной формы получают путём внесения капли раствора или кристаллика реактива в каплю исследуемого вещества, помещённую на предметное стекло. По мере испарения воды по периметру капли появляются кристаллы продукта реакции характерной формы, которые рассматриваются под микроскопом.

Проводя аналитическую реакцию, необходимо создавать определённые условия, зависящие от свойств образующихся продуктов, так как иначе результат реакции окажется недостоверным. К таким условиям относятся:

) pH раствора - надлежащая среда - это одно из важнейших условий проведения реакции, которая в случае необходимости создаётся прибавлением к раствору кислоты или щелочи. По каплям к анализируемому раствору добавляют кислоту или щёлочь до нужной величины pH, постоянно проверяя по цветной шкале универсального индикатора;

) температура - для получения аналитического сигнала некоторые рекции необходимо проводить при нагревании на водяной бане или пламени спиртовки, так как на холоде или при комнатной температуре они не проходят;

) концентрация - она должна быть достаточно большая, иначе при малых значениях концентрации реакции перестают удаваться. Причина соблюдения условия достаточной концентрации: всякое вещество может выпадать в осадок только тогда, когда оно образуется в растворе в концентрации, превышающей его растворимость при данных условиях. Если вещество очень трудно растворимо, оно выпадает в осадок уже при очень малой концентрации открываемого иона: соответствующая реакция называется чувствительной. А при значительной растворимости образующегося соединения реакция мало чувствительна и удаётся лишь при большой концентрации открываемого иона. То же относится и к реакциям, сопрвождающимся изменением окраски.

Количественно чувствительность реакций характеризуют взаимно связанными показателями: открываемым минимумом и предельным разбавлением. Открываемый минимум - это наименьшее количество вещества или иона, которое может быть открыто посредством данной реакции, выражают его в микрограммах (m) (10-6 г). Открываемый минимум неполностью характеризует чувствительность реакции, т.к. имеет значение не только абсолютное количество, но и концентрация соответствующего вещества или иона в растворе. Поэтому указывают также и предельное разбавление, которое характеризует наименьшую концентрацию вещества (иона), при которой он может быть обнаружен. Предельное разбавление выражают отношением весовой части вещества к весовому количеству раствора (G).

Между открываемым минимумом m (выраженным в микрограммах) и предельным разбавлением (G) существует соотношение

где V - объём раствора, мл.

Чувствительность реакций, служащих для открытия одного и того же иона, различна.

Например, для иона Cu2+:

Реактив Образующееся соединениеЭффект реакцииОткрываемый минимум, мгПредельное разбавление 1: G1. HCI H Зелёное окрашивание раствора11:500002. NH3СI2Синее окрашивание раствора 0,2 0,21:2500003.Cu2K4Коричневое окрашивание раствора/осадщк0.021:2500000

Таким образом, наиболее чувствительной является реакция №3 с K4, позволяющая обнаружить в 50 раз меньшее количество меди в растворе, чем при действии HCI, и в 10 раз меньшее, чем при действии NH3.

4 Дробный и систематический анализ

Существует два метода выполнения качественного анализа смеси катионов и анионов.

Дробный анализ (метод) состоит в том, что анализируемый раствор делят на большое количество порций и в каждой из них специфическими реакциями обнаруживают отдельные ионы. Специфической реакцией на данный ион называется та реакция, которая позволяет открыть его в смеси с другими ионами специфическими реактивами. Достоинство метода - быстрота проведения анализа. Однако таким путём удаётся открыть только немногие ионы, так как число специфических реакций невелико. Часто в растворе присутствуют ионы, мешающие определению. Если действие этих ионов устранить сложно, то применяют систематический или последовательный анализ.

В ходе систематического анализа соблюдают определённую последовательность обнаружения искомых ионов. В этом случае наряду с реакциями открытия отдельных ионов приходится прибегать к реакциям отделения их друг от друга групповыми реагентами. Порядок разделения ионов групповыми реагентами должен проводиться в определенной последовательности, которую нельзя нарушать. В систематическом ходе анализа ионы выделяют из сложной смеси не по одному, а целыми группами, пользуясь одинаковым отношением их к действию групповых реактивов.

Методика выполнения основных операций полумикроанализа

В основе многих аналитических реакций лежит реакция осаждения. К анализируемому раствору в конической пробирке по каплям добавляют соответствующий реактив. При осаждении необходимо перемешивать раствор. После выпадения осадка надо проверять полноту осаждения. Для этого после того как жидкость над осадком станет прозрачной, добавляют ещё каплю осадителя. Если в растворе не появится муть, полнота осаждения достигнута. В противном случае добавляют ещё несколько капель осадителя. Если для проведения осаждения необходимо нагревать раствор, то пробирки помещают в водяную баню. Для отделения осадков от растворов в качественном анализе применяют центрифугирование. Поэтому анализ проводят в конических центрифужных пробирках. После окончания центрифугирования плотный осадок остаётся на дне пробирки, а центрифугат (надосадочная жидкость) при этом осветляется и от осадка легко отделяется пипеткой или сливанием. Если анализируют осадок, то перед растворением его промывают 2-3 раза небольшим количеством дистиллированной воды, каждый раз отделяя фильтрат центрифугированием. Для уменьшения растворимости осадков в промывную воду добавляют несколько капель осадителя. Растворение осадков проводят путём медленного (по каплям) прибавления растворителя к осадку с одновременными перемешиванием стеклянной палочкой. При необходимости смесь нагревают на водяной бане.

5 Методы разделения смесей катионов

Применение разнообразных групповых реактивов позволило разработать различные аналитические классификации катионов (и анионов). Наибольшее распространение получили сульфидная, кислотно-основная и аммиачно-фосфатная классификации.

Сульфидная классификация, предложена еще в 1871 году Н.А. Меншуткиным и с тех пор многократно подвергалась различным изменениям и совершенствовалась благодаря использованию новых реагентов и методик проведения эксперимента. Сероводородный метод анализа, основанный на сульфидной классификации, имеет два основных недостатка: токсичность сероводорода требует специально оборудованных химических лабораторий; выполнение анализа отнимает много времени.

Схемы качественного химического анализа с применением H2S

Классическая сероводородная (сульфидная) схема разделения катионов на группы

№ группы КатионыГрупповой реагентОбразующиеся соединенияПримечаниеILi+, Na+, , K+, Rb+, Cs+, Mg2+НетКатионы в аммонийном буферном р-ре открывают предварительноIICa2+, Sr2+, Ba2+, Ra2+(NH4)2CO3 в аммонийном буферном р-реОс. карбонатовОсажд. при нагр.IIIBe2+, Zn2+, Al3+, Y3+, Sc3+, лантаноиды, актиноиды, Ga3+, In3+, Tl3+, Ti(IV), Zr(IV), Hf(IV), Th4+, V(V), Nb(V), Ta(V), Cr3+, U(VI), U(IV), Mn2+, Fe(II), Fe(III), Co2+, Ni2+(NH4)2S в аммонийном буферном р-реОс. сульфидов и гидроксидовКисл. р-р нейтр.NH4OH (без ), насыщают газ. H2S (или добавл. р-р H2S в ацетоне). В присутствии (, F?, )осаждается и II группа, поэтому их предварительно отделяют. можно удалить ионом Fe3+ в ацетатном буфере, с ионами Zr(IV), Ti(IV) - в солянокислом, Sn(IV) - в азотнокислом р-реIVAu3+, Ag+, Bi3+, Cd2+, Cu2+, Cu+, Hg2+, Os(VII), Pb2+, Pd(II), Pd(IV), Rh(III), Ru(III)H2S при рН? 0,5Ос. сульфидов IV и V групп, после действия (NH4)2S2 - осадок сульфидов IV гр.Частично осаждаются In3+, Zn2+. Ионы Pb2+ (не полностью), Ag+,отделяются до осажд. H2S в виде хлоридов в нерастворимом ос. при добавл. HCl к исходной пробеVAs(III, V), Ge(IV), Mo(VI), Re(VII), Sb(III, V), Se(IV), Sn(II, IV), Te(IV)(NH4)2S2действуют на осадок сульфидов IV и V группРаствор тиосолей V гр.При слабом нагр. частично попадают W(V), V(III), Au(III), Ir(III, IV), Pt(IV)

В основу классического сероводородного метода положено разделение наиболее часто встречающихся соединений металлов на 5 аналитических групп в зависимости от осаждения катионов тем или иным общим реактивом. При этом для I группы катионов (К+, Na+, NH+), общего реактива нет. Большинство солей этих металлов растворимы. Катионы II группы (Mg2+, Са2+, Ва2+, Sr2+) осаждаются в отличие от соединений I аналитической группы в виде карбонатов и фосфатов и не осаждаются в отличие от катионов III, IV и V групп в виде сульфидов.

Общим реактивом для катионов III аналитической группы (Мп2+, Сг3+, Zn2+, Al3+, Fe3+, Ni2+, Со2+, Т13+) является сульфид аммония или сероводород в щелочной (NH4OH) среде, а для IV группы (Cu2+, Cd2+, Ag+, Bi3+, Hg2+, Pb2+) и V группы (As3+, Sb3+, Sn2+) - сероводород в кислой среде. При этом сульфиды V аналитической группы в отличие от сульфидов IV аналитической группы растворяются в полисульфиде аммония.

После разделения катионов на группы проводится дальше разделение катионов и качественное обнаружение их уже внутри определенной аналитической группы.

Основными недостатками сероводородного метода с позиций токсикологической химии являются: 1) несовершенство осаждения и разделения катионов; 2) длительность анализа; 3) ядовитость газообразного сероводорода и 4) невозможность совместить качественный анализ с количественным при исследовании одной навески объекта. Как правило, после качественного анализа необходимо подвергать исследованию новую порцию объекта для количественного определения обнаруженного элемента.

Несовершенство осаждения и разделения сероводородом связано прежде всего с различной степенью растворимости сульфидов металлов. Произведения растворимости сульфидов варьируют в очень широких пределах.

Произведения растворимости сульфидов катионов колеблются не только при переходе от одного катиона к другому, они не всегда стабильны даже для одного и того же катиона. Например, произведение растворимости МпБ телесного цвета 1-10 15, а МпБ зеленого цвета 6,2-10 22. Первая модификация получается при насыщении раствора соли Мп2+ на холоду, вторая - при нагревании.

Произведения растворимости сульфидов колеблются и в зависимости от условий их образования: pH среды, температуры раствора, скорости и продолжительности насыщения раствора газообразным сероводородом и других факторов.

При анализе по сероводородной схеме часто предварительно выделяют из анализируемого вещества элементы в виде летучих соединений с помощью реактивов, указанных в скобках: Si (HF); Se, As, Ge (HBr + Br2); Os (HNO3); Ru (HClO4); Re (H2SO4), а также группу благородных металлов: Au, Ag, Pt, Pd (Ir, Rh, Hg выделяются неполно).

Осаждение ведут из горячего раствора, насыщая его газообразным H2S, выдерживают при 70-90°С 10-15 мин, охлаждают и вновь насыщают H2S, закрывают сосуд и оставляют на 15 мин. В присутствии молибдена после пропускания H2S добавляют немного Н2О2 и вновь насыщают H2S.

Из смеси сульфидов выделяют V группу действием избытка (NH4)2S2 при слабом нагревании.

Для осаждения III группы кислый раствор нейтрализуют NH4OH (без ), добавляют избыток его, насыщают H2S и снова добавляют NH4OH. В присутствии мешающих анионов вместе с III осаждается и II группа, поэтому эти анионы предварительно должны быть удалены. В современных условиях это проще всего сделать с помощью анионита. Кроме того, наиболее часто встречающийся ион можно осадить ионами Fe3+ в ацетатном буфере при нагревании, а также ионами Zr(IV) или Ti(IV) в солянокислом и ионами Sn(IV) - в азотнокислом растворе.

Осаждение II группы проводится (NH4)2СО3 при нагревании в аммонийном буферном растворе.

Как видно из приведенной схемы классификации, при действии сероводорода на раствор сложной смеси катионов всех групп катионы I и II групп не выпадают в осадок в виде сульфидов, а осаждаемые сульфиды могут быть выделены в определенной последовательности. Эта последовательность обуславливается концентрацией сульфид-иона, которая, в свою очередь, непосредственно зависит от концентрации ионов водорода в анализируемом растворе. Концентрация ионов серы в растворе регулируется слабой сероводородной кислотой, диссоциирующей по двум ступеням с константами диссоциации К1 и К2 соответственно:

H2S Û HS- + H+ К1 = 8,9 ? 10-8Û S2- + H+ К2 = 1,3 ? 10-13

Для реакции H2S ?Û 2H+ + S2?? константа диссоциации

Концентрация насыщенного раствора H2S при нормальном давлении и 25°С равна или меньше 0,1 моль?л-1 Тогда 2 ? = 1,2 ? 10-21 моль?л-1, т. е. концентрация сульфид-иона обратно пропорциональна квадрату концентрации ионов водорода. Таким образом, изменяя концентрацию ионов водорода, можно управлять концентрацией ионов серы.

Сравнение величин произведений растворимости сульфидов позволяет разделить их на две группы. Одна из них имеет значения произведений растворимости порядка 10-15-10-23, другая - порядка 10-27-10-50. Граница пролегает между сульфидами цинка и кадмия: ПРZnS = 2,5?× 10-22; ПРCdS = 7,9?× 10-27.

Создав концентрацию ионов серы, позволяющую полностью осадить сульфид кадмия и оставить в растворе ион цинка, можно отделить сульфид кадмия и все менее растворимые сульфиды от сульфида цинка и более растворимых сульфидов.

Условной границей полного осаждения кадмия можно считать его концентрацию, равную 10-6 моль?л-1. Для ионов серы

Моль?л-1.

Такая концентрация сульфид-иона образуется в растворе H2S при концентрации H+, равной

Концентрации катиона в анализируемом растворе обычно близки к 0,01 моль?л-1. Если концентрацию цинка принять равной этой величине, то произведение концентраций ионов ? = 0,01 ? 7,9 ? 10-21 = 7,9 ? 10-23, что меньше величины произведения растворимости сульфида цинка ПРZnS = 2,5 ? 10-22.

Следовательно, ион Zn2+ и все ионы, для которых произведения растворимости сульфидов больше, чем для ZnS, осаждаться не будут.

Равновесие в системе осадок - раствор устанавливается не сразу. Известно, что растворимость соединений меняется с течением времени (наибольшая растворимость - у свежеосажденных соединений). В случае сульфидов это связано, прежде всего с тем, что они осаждаются в метастабильных и более растворимых модификациях, которые при хранении сульфидов переходят в более стабильные и менее растворимые формы. Эти формы различаются структурой кристаллической решетки, иногда цветом (a-MnS -розовый, b -MnS - зеленый) и величинами произведений растворимости. Поэтому при расчетах условий разделения сульфидов путем регулирования кислотности раствора следует использовать табличные значения ПР только свежеосажденных форм (как правило, более растворяемых).

В процессах разделения ионов в виде сульфидов заметную роль играют процессы сорбции и после осаждения (приводящие к неполному разделению, в частности кадмия и цинка), а также образование устойчивых коллоидов.

Кислотно-основная классификация основана на различной растворимости гидроксидов, хлоридов, сульфатов. Групповыми реактивами этого метода являются растворы кислот и оснований.

По кислотно-основной классификации катионы делят на шесть аналитических групп

K+, Na+, Mg2+НетКатионы в раствореХлориды, сульфаты и гидроксиды растворимы в водеIIBa2+, Sr2+, Ca2+H2SO4Ос.: BaSO4, SrSO4, (CaSO4)Сульфаты нерастворимы в воде и кислотах. Са2+ частично остается в р-реIIIAg+, Hg22+, Pb2+HClОс.: AgCl, Hg2Cl2, (PbCl2)Хлориды нерастворимы в воде и разбавленных кислотах. Pb2+частично остается в р-реIVZn2+, Al3+, Sn(II,IV), Cr3+NaOH + H2O2Гидроксиды высших степеней окисления р-мы в изб. NaOHVSb(III,V), Bi3+, Mn2+, Fe(II,III)NH4OH + H2O2Ос.: HSbO3, Bi2O3 ? xH2O, MnO(OH)2, Fe2O3 ? xH2OГидроксиды нерастворимы в изб. NH4OHVICo2+, Ni2+, Cu2+, Cd2+, Hg2+, (Mg2+)NH4OH + H2O2Гидроксиды растворимы в изб. NH4OH; гидроксид магния растворим в р-рах солей аммония

Оптимизировать процедуры разделения или открытия ионов и интерпретировать наблюдаемые сигналы помогают предварительные испытания. В ходе предварительных испытаний:

Определяют рН с помощью универсального индикатора.

Проверяют отношение к 6 М HCl. Наличие нерастворимого осадка указывает на возможное присутствие хлоридов III группы, сульфатов II группы, SbOCl, BiOCl, PbSO4.

Проверяют отношение к избытку 2 М NaOH. Растворение осадка указывает на наличие амфотерных гидроксидов.

Образец растворяют в 2 М HCl и в отдельных пробах дробным методом обнаруживают катионы , K+, Na+, Ca2+, Fe3+, Co2+, Mn2+, Ni2+, Cr3+, Mg2+, используя специфические и селективные реакции и маскируя мешающие ионы.

Выполнение анализа по кислотно-основной схеме имеет определенные преимущества:

·используются кислотно-основные свойства элементов, способность к комплексообразованию, амфотерность гидроксидов, что обусловлено их положением в периодической системе элементов Д.И. Менделеева;

·исключается токсичное действие сероводорода;

·сокращаются затраты времени на анализ.

·Метод прост, не требует дорогостоящих реактивов, легко осваивается.

·Реализуется принцип систематического хода анализа.

Недостатки метода:

·1. Нечеткость разделения катионов по группам из-за относительно высокой растворимости PbCl2 и CaSO4 в воде, различного отношения Sb(III) и Sb(V) к избытку NaOH, частичного растворения Cu(OH)2 в избытке NaOH.

·2. Необходимость выполнения трудоемкой и длительной операции переведения сульфатов II группы в карбонаты.

·3. Метод неприменим в присутствии ряда анионов, в том числе фосфат-иона. В этом случае либо проводят сложные операции удаления мешающих анионов, либо выполняют анализ по аммиачно-фосфатному методу.

Кислотно-основный метод (как и сероводородный) значительно осложняется присутствием РО43- -иона, поэтому при наличии этого иона приобретает определенные преимущества аммиачно-фосфатный метод.

Метод основан на использовании различной растворимости фосфатов в воде, сильных и слабых кислотах, щелочах и растворе аммиака. схеме анализа. Кроме того, в данном случае необходимо дробным методом установить наличие или отсутствие ионов Na+, K+, NH4+ которые будут введены в дальнейшем ходе анализа, а также катионов, способствующих или затрудняющих проведение анализа. К ним относятся Fe2+, Fe3+, As(III), As(V), Sn(II), Sn(IV), Cr3+.

Классификация катионов по аммиачно-фосфатной схеме

№ группыКатионыГрупповой реагентОбразующиеся соединенияПримечанияI Na+, K+Нет Фосфаты р-мы в водеIII подгруппа: Li+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Sr2+, Mn2+, Fe2+ II подгруппа: Al3+, Cr3+, Fe3+, Bi3+(NH4)2HPO4 + NH4OHLi3PO4, MgNH4PO4, CaHPO4, MnNH4PO4, FeHPO4, SrHPO4, BаHPO4, AlPO4, CrPO4, FePO4, BiPO4Фосфаты нерастворимы в воде и NH4OH. Фосфаты I подгруппы р-мы в СН3СООН. Фосфаты II подгруппы нерастворимы в СН3СООН, р-мы в HClIIICo2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+NH4OHФосфаты р-мы в NH4OHIVAs(III,V), Sb(III,V), Sn(II,IV)HNO3HSbO3, H2SnO3, H3AsO4Метаоловянная и метасурьмяная кислоты нерастворимы и адсорбируют H3AsO4VAg+, Pb2+HClAgCl, Hg2Cl2, PbCl2Хлориды нерастворимы в воде и разбавленных кислотах

После выполнения предварительных испытаний приступают к систематическому ходу анализа.

Преимущества метода:

·Не применяется сероводород.

·Не мешает присутствие иона

·Сохраняя все достоинства систематического анализа, отличается экспрессностью и относительно высокой четкостью разделения.

Недостатки метода

·Необходимость открытия большого числа ионов дробными методами на стадии предварительных испытаний.

·В ходе анализа требуется добавление SnCl4, Na2HPO4, FeCl3.

·Необходимость перевода солянокислых растворов в азотнокислые и обратно.

2. Количественный анализ

Количественный анализ - раздел аналитической химии, задачей которого является определение количества (содержания) элементов, ионов, функциональных групп, соединений или фаз в анализируемом объекте. Наряду с качественным анализом количественный анализ является одним из основных разделов аналитической химии. В зависимости от объектов исследования различают неорганический и органический анализ, разделяемый, в свою очередь, на элементный, функциональный и молекулярный анализ. Помимо специфичности и чувствительности, важной характеристикой методов количественного анализа является точность, то есть значение относительной ошибки определения; точность и чувствительность в количественном анализе выражают в процентах. К классическим химическим методам количественного анализа относится гравиметрический анализ, основанный на точном измерении массы определяемого вещества, а также объёмный анализ. Последний включает титриметрический анализ - метод измерения объёма раствора реагента, израсходованного на реакцию с анализируемым веществом, и газовый объёмный анализ - метод измерения объёма анализируемых газообразных продуктов. В рамках курса аналитической химии подробно изучаются гравиметрический и титриметрический методы анализа.

1 Гравиметрический метод анализа

Гравиметрия (от лат. gravis-тяжелый и греч. metreo-измеряю) - совокупность методов количественного анализа, основанных на измерении массы определяемого компонента, выделенного из анализируемой пробы либо в свободном состоянии, либо в виде соединения известного состава. Аналитическим сигналом в гравиметрии является масса. Гравиметрию можно применять для определения практически любых компонентов анализируемого объекта, если их содержание в образце превышает 0,1%. Гравиметрия является безэталонным методом. Основным преимуществом гравиметрии является высокая надежность результатов. Погрешность определения не превышает 0,1-0,2%. Недостатки связаны с большой трудоемкостью и длительностью аналитических операций, трудностями при определении очень малых количеств веществ, а также невысокой селективностью. Поэтому в массовых лабораторных анализах его по возможности заменяют другими методами. В гравиметрическом анализе обычно выделяют две группы методов: осаждение и отгонка. Наибольшее практическое значение имеют методы осаждения. Из части исследуемого вещества известной массы (навески) определяемый компонент выделяют тем или иным способом в виде какого-либо соединения.

Непосредственное выделение возможно только в немногих случаях, например, удаление гигроскопической или кристаллизационной воды нагреванием. Обычно же навеску твердого вещества переводят в раствор, из которого с помощью подходящего реагента выделяют определяемый компонент в виде практически нерастворимого вещества (осаждаемая форма). Осадок отделяют фильтрованием, декантацией или другими способами, отмывают от следов сорбированных компонентов, часто переосаждают. Затем его высушивают или прокаливают до образования устойчивого соединения строго определенного состава (весовая, гравиметрическая форма), массу которого измеряют.

Например, при определении Са2+ осаждаемая форма - СаС2О4, весовая форма - СаО или СаСО3. Зная массы навески (а) и весовой формы (b), рассчитывают содержание х (% по массе) определяемого компонента:

= (bF/a). 100 (2)

Множитель F, называемый гравиметрическим фактором, равен содержанию определяемого компонента в 1 г его весовой формы:

MМ1/nМ2 (3),

где m и n - стехиометрические коэффициенты в уравнении химического превращения выделяемого компонента в его весовую форму, М1 - молярная масса определяемого компонента, М2 - молярная масса гравиметрической формы. Например, при определении железа по массе Fe2O3 m= 2, n = 1. В тех случаях, когда определяемые компоненты образуют летучие соединения, могут применяться методы отгонки. Разложение проб с выделением газообразных продуктов достигается прокаливанием или действием реагентов (кислот, щелочей и др.) при нагревании. Летучий компонент пропускают через раствор-поглотитель, и по увеличению массы раствора вычисляют количество выделившегося из пробы газообразного продукта (прямые методы). Массу остатка вещества можно определять после удаления из него летучего продукта. Содержание компонента в таких случаях находится по разности массы до и после отгонки (косвенные методы).

2 Титриметрический метод анализа

Титриметрическими называют методы анализа, основанные на измерении количества реагента, израсходованного для полного протекания реакции с определяемым веществом. Количество реагента определяют чаще всего путем точного измерения объема его раствора, пошедшего на реакцию. Титрование - это операция, при которой к раствору исследуемого вещества постепенно добавляют небольшие порции стандартного раствора реагента до того момента, пока затраченное количество реагента не станет эквивалентным количеству определяемого вещества. Реагенты, используемые при титриметрических определениях, называют титрантами. Момент титрования, при котором количество добавленного титранта становится эквивалентным количеству определяемого вещества, называется точкой эквивалентности. Вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах. Эквивалент - условная или реальная частица, которая может присоединять, высвобождать, замещать один ион водорода в кислотно-основных реакциях или быть эквивалентна одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

где n - химическое количество, N - молярная концентрация эквивалента, а V - объем, в котором растворено вещество, то для двух стехиометрически реагирующих веществ справедливо соотношение:

Следовательно, можно найти неизвестную концентрацию одного из веществ, если известны объем его раствора и объем и концентрация прореагировавшего с ним вещества. Расчет массы определяемого вещества (А), содержащегося во взятом на титрование объеме титруемого раствора, проводят по следующей формуле:

(А) = Vт·Nт·Э(А) (5)

где: m(A) - масса определяемого вещества, г; Vт - объем титранта, израсходованного на титрование, л; Nт - молярная концентрация эквивалента титранта, моль/л; Э(А) - молярная масса эквивалента определяемого вещества, г/моль-экв.

Реакция титрования должна отвечать следующим требованиям: - быть строго стехиометричной;

протекать быстро;

протекать количественно;

должен существовать надежный способ фиксирования точки эквивалентности.

Экспериментально окончание процесса титрования производят в момент изменения цвета индикатора или какого-либо физико-химического свойства раствора. Эта точка, называемая конечной точкой титрования, в общем случае не совпадает с теоретически рассчитанной точкой эквивалентности. Методы титриметрического анализа классифицируют:

по типу химической реакции, лежащей в основе анализа веществ. В соответствии с этим титриметрические определения подразделяют на следующие основные методы: кислотно-основное, комплексометрическое, окислительно-восстановительное и осадительное титрование.

по способу выполнения (прямое, обратное, заместительное, косвенное, реверсивное);

по способу выполнения параллельных определений (метод отдельных навесок и метод пипетирования).

Измерение объемов. Для точного измерения объемов в количественном химическом анализеприменяются мерные колбы, пипетки и бюретки.

Мерные колбы. Они служат для приготовления стандартных растворов и для разбавления исследуемых растворов до определенного объема. Это плоскодонные колбы с длинным узким горлом, на которое нанесена круговая метка. Объем, указанный на стенке колбы, соответствует объему жидкости (при температуре калибрования), если колба наполнена так, что нижняя часть мениска жидкости касается метки, причем доведение объема жидкости до метки должно осуществляться так, чтобы глаза наблюдателя и метка находились на одном уровне (метка сливается в прямую линию). На горле колбы над меткой не должно быть капель жидкости, внутренние стенки колбы должны быть чистыми, и жидкость должна смачивать их ровным слоем. Закрывают колбы специальными притертыми пробками. Нагревать мерные колбы нельзя, иначе может произойти деформация стекла, что повлечет за собой изменение их вместимости.

Стандартные растворы. Для проведения титриметрического анализа необходимо знать концентрацию титранта. Титрант с известной концентрацией называют стандартным раствором. По способу приготовления различают первичные и вторичные стандартные растворы. Первичный стандартный раствор готовят растворением точного количества чистого химического вещества известного стехиометрического состава в определенном объеме растворителя. Вторичный стандарт получают следующим образом: готовят раствор с приблизительной концентрацией, близкой к желаемой, и определяют его концентрацию (стандартизируют) по подходящему первичному стандарту.

Первичные стандарты должны отвечать ряду требований:

) состав соединения должен строго соответствовать химической формуле. Количество примесей не должно превышать 0,05%.

) вещество должно быть устойчивым при комнатной температуре, не должно быть гигроскопичным, окисляться атмосферным кислородом, поглощать диоксид углерода из воздуха, изменять массу при высушивании.

) вещество должно обладать по возможности большой молекулярной массой, чтобы уменьшить влияние ошибки взвешивания.

Для приготовления многих стандартных растворов можно воспользоваться фиксаналами. Фиксанал представляет собой ампулу, в которой запаяно точно известное количество стандартного вещества или раствора.

2.3 Окислительно-восстановительное титрование. Иодометрия

Иодометрическим титрованием называется титриметрический метод анализа, основанный на определении количества йода, затраченного для полного протекания реакции с веществом, обладающим восстановительными свойствами, либо выделившегося в результате реакции KI с веществом, обладающим окислительными свойствами. В основе йодометрических определений лежит следующее равновесие:

2?=3I- ; Е0 = + 0,545 В.

В качестве титрантов в йодометрическом титровании используют йод и тиосульфат натрия.

Пример. Стандартизация раствора тиосульфата натрия. Для стандартизации растворов тиосульфата натрия используют бихромат калия. Реакции Na2S2O3 с K2Cr2O7 и другими сильными окислителями протекают нестехиометрично, поэтому стандартизацию раствора тиосульфата натрия проводят способом заместительного титрования: при взаимодействии K2Cr2O7 с избытком KI образуется эквивалентное первому веществу количество иода, который затем титруют стандартизируемым раствором Na2S2O3:

O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ +3I2 + 7H2O+ S2O32- = 2I- + S4O62- (или - + S2O32- = 3I- + S4O62-)

Конечную точку титрования в иодометрии обнаруживают, чаще всего, по исчезновению или появлению окраски йод-крахмального комплекса.

Кислотно-основное титрование. К методу кислотно-основного титрования относят титриметрические определения, в основе которых лежит реакция:+ + ОН- = Н2О

По этому методу возможно определение различных кислот, оснований, некоторых солей, определение жесткости воды, азота в органических соединениях и т.д. В качестве титрантов обычно используют растворы хлороводородной и серной кислот, растворы щелочей.

Окислительно-восстановительное титрование. Окислительно-восстановительным титрованием называют группу титриметрических методов анализа, основанных на использовании окислительно-восстановительных реакций. К важнейшим методам окислительно-восстановительного титрования относят иодометрию, перманганатометрию, бихроматометрию, цериметрию и др.

Перманганатометрия. Перманганатометрическим титрованием называется

титриметрический метод анализа, основанный на использовании в качестве титранта раствор KMnO4. Поскольку титрант имеет интенсивную окраску, перманганатометрическое титрование проводят без индикатора. Конечную точку титрования обнаруживают по появлению или исчезновению окраски KMnO4. Перманганатометрическое титрование чаще всего проводят в кислой среде, реже - в нейтральной. Для создания кислой среды применяют серную кислоту, поскольку азотная кислота сама является сильным окислителем, а хлороводородная, напротив, может окисляться титрантом. В основе метода лежит следующее равновесие:

MnO4- + 5? + 8H+ = Mn2+ + 4H2O; Е0 = +1,51 В.

Бихроматометрия. Бихроматометрией называется титриметрический метод анализа, основанный на использовании в качестве титранта раствор K2Cr2O7. В основе метода лежит следующее равновесие:

Сr2O72- + 14H+ + 6?? 2Cr3+ + 7H2O; Е0 = +1,33 В

Для обнаружения конечной точки в бихроматометрическом титровании используют окислительно-восстановительные индикаторы.

4 Комплексонометрическое титрование

Комплексонометрическое титрование основано на реакциях образования хелатных комплексов при взаимодействии катионов металлов с аминополикарбоновыми кислотами (комплексонами). Из многочисленных аминополикарбоновых кислот наиболее часто используют этилендиаминтетрауксусную кислоту (H4Y):

Вследствие низкой растворимости в воде сама кислота не подходит для приготовления раствора титранта. Для этого обычно используют дигидрат ее динатриевой соли Na2H2Y2H2O (ЭДТА, трилон Б). Реакции взаимодействия различных катионов с ЭДТА в растворе можно представить уравнениями:

Са2+ +H2Y2- =CaY2-+2H++ +H2Y2-=BiY- +2H+++H2Y2- =ThY+2H +

Видно, что независимо от заряда катиона образуются комплексы с соотношением компонентов 1:1. Следовательно, молярная масса эквивалента ЭДТА и определяемого иона металла равны их молекулярным массам. Степень протекания реакции зависит от рН и константы устойчивости комплексоната. Катионы, образующие устойчивые комплексонаты, например, Fe(III), могут быть оттитрованы в кислых растворах. Ионы Са(II), Mg(II) и другие, образующие сравнительно менее устойчивые комплексонаты, титруют при рН? 9 и выше. Конечную точку титрования определяют с помощью металлоиндикаторов - органических веществ, изменяющих свою окраску (или флуоресценцию) в зависимости от концентрации катионов металла в растворе. Чаще всего в анализе используются так называемые металлохромные индикаторы, образующие с катионами металлов внутрикомплексные соединения, окраска которых отличается от окраски свободного индикатора, причем комплекс определяемого металла с комплексоном прочнее комплекса этого металла с индикатором. Наиболее распространенный металлохромный индикатор - эриохром черный Т (хромоген). Его используют в твердом виде: индикатор смешивают в отношении 1:200 с каким-либо индифферентным наполнителем, например, NaCl или KCl.

3. Разделение предложенной смеси

Исходная проба:

AgNO3, CuSO4, NiS04, ZnCl2, MnCl2, NH4OH

AgNO3 + HCl = AgCl? + HNO3 белый осадок MnCl2 + 2NaOH = Mn(OH)2? + 2NaCl студнеобразный светло-розовый осадок ZnCl2 + 4NaOH = Na2ZnO2 + 2NaCl + 2H2OОсадокAgCl + 2NH4OH = Cl + 2H2O Mn(OH)2 + H2SO4 = MnSO4 + 2H2O Na2ZnO2 + 2H2SO4 = ZnSO4 + Na2SO4 + 2H2OCl + KI = AgI? + KCl желтый осадок Ag(NH3)2+ + I- = AgI + 2NH3 MnSO4 + H2O2 + 2NH4OH = MnO(OH)2? + (NH4)2SO4 + H2O бурый осадок Mn2+ + H2O2 + 2OH- = MnO(OH)2 + H2O Zn SO4 + 2(NH4)2 + CoCl2 = Co?Zn? + NH4Cl + (NH4)2SO4 голубой осадок Zn2+ + 2- + Co2+ = Co?ZnСuSO4+4 NH?OH" SO4 + 4H?O NiSO4 + 6NH?OH" SO4 + 6H?OРаствор + H2SO4 = CuS04 + 4NH4 + H2SO4 = NiSO4 + 6NH4 NH4OH + H2SO4 = (NH4)2SO4 + H?OCuS04 + H2S = CuS? +H2SO4 темный осадок NiSO4 + H2S = NiS? + H2SO4 черный осадок(NH4)2SO4 +2NaOH = Na2SO4 + 2NH3 + 2H2OCuS + HNO3 = Cu(NO3)2 + H2S NiS + HNO3 = Ni(NO3)2 + H2SCu(NO3)2 + Fe = Fe(NO3)3 + Cu Ni(NO3)2 + Fe = Fe(NO3)3 + Ni

Реакции на анионы

SO42BaCl? + Na?SO4"2NaCl + BaSO4$ белый осадок Ba²?+ SO42-" BaSO4Cl?Ag?+Cl?"AgCl$ AgCl$ + 2NH?OH"Cl+ 2H?O C l+ H?"AgCl? +2NH?NO??2NO??+8H?+3Cu"3Cu²?+4H?O+2NO#; 2NO+O?(воздух)"2NO?

4. Методы и методика определения катиона Сu2+

1 Общая характеристика катионов V аналитической группы

К пятой группе относят катионы d-элементов - Сu2+, Ni2+, Co2+, Cd2+, Hg2+, которые при взаимодействии с водным раствором аммиака в эквивалентных количествах дают осадок гидроксидов, основных солей или амидокомплексов (Hg), растворимых в избытке реагента с образованием амминокомплексов. Групповой реагент - концентрированный раствор аммиака. Образующиеся амминокомплексы M(NH3)42+ имеют различную устойчивость. Наименее устойчивым является ион гексаамминкобальта (II). Он образуется только при достаточно большом избытке NH3. Ион Со2+ легко окисляется до иона Со3+, поэтому под действием окислителей ион Co(NH3)62+ (K = 2,45 ?105) переходит в более прочный ион Co(NH3)63+ (Kуст = 1,62 1035).

Амминокомплексы ртути (II) образуются только при очень большом избытке аммиака и солей аммония. Амминокомплексы могут быть разрушены при действии кислот, связывающих NH3 в ион аммония:

В водных растворах катионы V группы находятся в гидратированном состоянии в виде аквакомплексов типа Cu(H2O)62+. Аквакомплексы Со2+, Ni2+ и Си2+ окрашены: Со(Н2О)62+ - розового цвета, Ni(H2O)62+ - зеленого цвета, Cu(H2O)62+ - голубого цвета. Окраска аквакомплексов - один из характерных признаков, указывающих на наличие этих ионов в растворе. Выпаривание растворов или действие дегидратирующих веществ, например, спирта, вызывает изменение окраски этих ионов. Так, розовая окраска комплекса Со(Н2О)62+ заменяется на синюю вследствие дегидратации комплексных ионов и замены молекул воды другими лигандами.

Кроме аммино- и аквакомплексов катионы V группы способны образовывать и другие комплексные соединения (например, HgBr42-, CdI42, Co(SCN)3-, Cu(S2O3)22- и др.), большинство имеют характерную окраску.

Медь, кобальт и ртуть образуют соединения с разной степенью окисления ионов, поэтому для их обнаружения могут быть использованы реакции окисления-восстановления.

Действие группового реактива на катионы V группы

Раствор NH4OH, прибавленный к растворам солей катионов V группы в эквивалентных количествах, осаждает эти катионы в виде белых или окрашенных основных солей, гидроксидов и амидокомплексов:

CuSO4 + 2NH4OH ? (CuOH)2SO4? + (NH4)2SO4, голубовато-зеленый

CoCl2 + NH4OH ? CoOHCl? + NH4Cl, синий

NiSO4 + 2NH4OH ? (NiOH)2SO4? + (NH4)2SO4, светло-зеленый

CdCl2 + 2NH4OH ? Cd(OH)2? + 2NH4CI, Белый

HgCl2 + 2NH4OH ? Cl? + NH4C1 + 2H2O. белый

В избытке NH4OH эти осадки растворяются с образованием амминокомплексов различной окраски. Образование комплекса гексаамминкобальта (II) и тетраамминртути(II) происходит в присутствии NH4C1 при нагревании:

(CuOH)2SO4 + 8NH4OH ? 22+ + SO42- + 2ОН- + 8Н2О, ярко-синий+ 5NH4OH + NH4+ ? 2+ + Сl- + 6Н2О, желто-бурый

(NiOH)2SO4 + 12NH4OH ? 2Ni(NH3)62+ + SO42- + 2OH- + 12H2O, синий(OH)2 + 4NH4OH ? 2+ + 2OH- + 4H2O, бесцветный

Cl+2NH4OH + NH4+ ? 2+ + Сl- + 2H2O. бесцветный

Гексаамминкобальт(II) окисляется кислородом воздуха до гексаамминкобальта (III) вишнево-красного цвета. В присутствии окислителей (Н2О2) образование гексаамминкобальта (III) происходит мгновенно:

СоС12 + 10NH4OH + 2NH4C1 + Н2О2 ? 2C13 + 12Н2О.

Выполнение реакций. В пять пробирок поместить по 3 капли растворов солей Cu2+, Ni2+, Co2+, Cd2+ и Hg2+ и прибавить в каждую 1-2 капли 2 М раствора NH4OH. К полученным осадкам основных солей меди, никеля и кадмия прибавить при перемешивании несколько капель концентрированного раствора NH4OH до растворения осадков. Осадок основной соли кобальта разделить на две части. К одной прибавить 3-4 капли 3% раствора Н2О2, а затем обе части осадка растворить, прибавив несколько капель концентрированного раствора NH4OH и насыщенного раствора NH4C1. Осадок амидокомплекса ртути растворить в нескольких каплях концентрированного раствора NH4OH и насыщенном растворе NH4C1 при нагревании.

2 Частные аналитические реакции ионов Сu2+

Гексацианоферрат(II) калия K4 осаждает ион Сu2+ в виде гексацианоферрата(II) меди красно-бурого цвета:

2Cu2+ + Fe(CN)62- ? Cu2?.

Осадок не растворяется в разбавленных кислотах, но разлагается щелочами с образованием Сu(ОН)2.

Выполнение реакции. К 2-3 каплям раствора CuSO4 прибавить 1-2 капли реактива. Осадок разделить на две части, к одной прибавить 2-3 капли 2 М раствора НС1, к другой - 2-3 капли 2 М раствора NaOH.

Тиосульфат натрия Na2S2O3 при нагревании осаждает сульфид одновалентной меди:

2CuSO4 + 2Na2S2O3 + H2O ? Cu2S? + 2S + 2Na2SO4 + Н2SO4.

Выполнение реакции. В пробирку поместить 2-3 капли раствора CuSO4, прибавить 4-5 капель воды, 2-3 капли 1 М раствора H2SO4 (до явно кислой реакции) и полуторакратное количество насыщенного раствора тиосульфата натрия Na2S2O3. Перемешать, нагреть. Образование темно-бурого осадка смеси Cu2S с серой свидетельствует о присутствии меди в растворе. Так как Cd2+ при действии тиосульфата натрия в кислой среде не образует осадка сульфида, эта реакция может быть использована для отделения Cu2+ от Cd2+.

Раствор аммиака, взятый без избытка, образует с раствором соли меди осадок Cu(OH)2SO4 сине-зеленого цвета. Осадок растворим в разбавленных кислотах и в избытке аммиака. При растворении в избытке аммиака образуется комплексное соединение 2-, окрашенное в ярко-синий цвет.

SO4 + 10NH4OH ? 2(OH)2 + (NH4)2SO4 + 8H2O.

Выполнение реакции. К 5-6 каплям раствора, содержащего ионы меди, прибавляют 2-3 капли концентрированного аммиака и взбалтывают. Интенсивно-синяя окраска раствора указывает на присутствие ионов Cu2+.

4. Реакция окрашивания пламени. Соли меди окрашивают бесцветное пламя горелки в синий или зеленый цвет

Определение меди методом заместительного титрования, которое основано на реакции:

Cu2+ + 4I- = 2CuI? + I2.

Медь(II) в данном случае выступает в качестве окислителя. В результате окисления иодид-ионов образуется иод, количество которого определяют, оттитровывая его раствором тиосульфата натрия. Количество тиосульфата натрия эквивалентно количеству выделившегося иода, которое, в свою очередь, эквивалентно и количеству меди(II), вступившей в реакцию. Таким образом, по объему раствора Na2S2O3, израсходованного на титрование иода, рассчитывают количество вступившей в реакцию меди(II).

Ход работы

) Бюретку готовят к титрованию, как обычно, и заполняют ее раствором тиосульфата натрия.

) Готовят мерную колбу с анализируемым раствором соли меди и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой.

) В колбу для титрования помещают 15-20 мл 10% раствора KI. Вносят туда же пипеткой 10 мл раствора соли меди из мерной колбы и 3 мл раствора H2SO4 (1:4). Колбу для титрования накрывают часовым стеклом и ставят в темное место приблизительно на 5 минут.

) Побуревший от выделившегося иода раствор титруют из бюретки раствором тиосульфата натрия до тех пор, пока окраска не станет соломенно-желтой. После этого прибавляют несколько капель раствора крахмала и продолжают титровать до обесцвечивания синего раствора.

) Титрование проводят 3 раза. По полученному усредненному значению объема тиосульфата натрия рассчитывают содержание меди (в граммах) в выданной пробе, не забывая при этом учесть объем аликвоты взятого на титрование раствора.

) Рассчитывают относительную погрешность определения

Заключение

Значение аналитической химии определяется необходимостью общества в аналитических результатах, в установлении качественного и количественного состава веществ, уровнем развития общества, общественной потребностью в результатах анализа, так же и уровнем развития самой аналитической химии.

Цитата из учебника по аналитической химии Н.А. Меншуткина 1897 года выпуска: "Представив весь ход занятий по аналитической химии в виде задач, решение которых предоставлено занимающемуся, мы должны указать на то, что для подобного решения задач аналитическая химия даст строго определенный путь. Эта определенность (систематичность решения задач аналитической химии) имеет большое педагогическое значение. Занимающийся приучается при этом применять свойства соединений к решению вопросов, выводить условия реакций, комбинировать их. Весь этот ряд умственных процессов можно выразить так: аналитическая химия приучает химически думать. Достижение последнего представляется самым важным для практических занятий аналитической химией".

Список использованной литературы

1.Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа. - М.: Химия,1979. - 584 с.

.Бессероводородные методы качественного полумикроанализа /под общ. ред. Крешкова А.П. - М.: Высш.шк. 1971. - 222 с.

.Васильев В.П. Аналитическая химия: В четырех частях. - М.: Высш. шк., 2004.

.Васильев А.М. Сборник задач по аналитической химии. - М.: Госхимиздат. - 1985, 275 с.

.Золотов Ю.А. Основы аналитической химии. кн. 1. - М.: Высш. шк., 2004. - 360 с.

.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. - М.: Химия 1971.- 453 с.

.Мурашова В.И., Тананаева А.Н., Ховякова Р.Ф. Качественный химический дробный анализ. - М.: Химия, 1976. - 279 с.

.Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. Аналитика 1. Общие теоретические основы. Качественный анализ. - М.: Высш. шк., 2001. - 615 с.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.