"Chemiczne metody analizy ilościowej"

Spis treści

Przedmowa do siódmego wydania 15

1.1. Zadania i rola chemii analitycznej 17

1. Zagadnienia ogólnoanalityczne 17

1.2. Podział analizy chemicznej 20

1.2.1. Analiza jakościowa i ilościowa 20

1.2.2. Analiza klasyczna i instrumentalna 21

1.2.3. Analiza nieorganiczna i organiczna 21

1.2.4. Przemysłowa analiza chemiczna 22

1.3. Analityka i jej podział 24

1.3.1. Wprowadzenie 24

1.3.2. Analityka składu 25

1.3.3. Analityka procesowa 27

1.3.4. Analityka rozmieszczenia, analityka powierzchni 29

1.4. Próbka 31

1.3.5. Analityka strukturalna 31

1.4.1. Partia produktu 31

1.4.2. Rodzaje próbek 32

1.4.3. Reprezentatywność próbki analitycznej 33

1.4.4. Zasady pobierania próbek 35

1.4.5. Przeprowadzanie próbki do roztworu 39

1.4.6. Składniki próbki 44

1.5. Podział metod analitycznych na chemiczne i instrumentalne 45

1.5.1. Kryterium podziału 45

1.5.2. Zasada i podział metod chemicznych 45

1.5.3. Analiza wagowa 46

1.5.4. Analiza miareczkowa 47

1.5.5. Charakterystyka metod chemicznych 49

1.5.6. Charakterystyka metod instrumentalnych 50

1.6. Podział metod analitycznych w zależności od wielkości próbki analitycznej 52

1.7. Błędy analizy ilościowej 55

1.7.1. Błąd bezwzględny i względny 55

1.7.2. Błędy przypadkowe, systematyczne i grube 56

1.8. Statystyczne sposoby interpretacji wyników 59

1.8.1. Zbiorowość generalna i próbna 59

1.8.2. Parametry charakteryzujące zbiorowość generalną i próbną 60

1.8.3. Rozkład Gaussa (rozkład normalny) 67

1.8.4. Przedział ufności 68

1.8.5. Przykład statystycznej oceny metody 71

1.8.6. Przedstawianie wyników analizy 72

1.9. Podstawowe pojęcia w obliczeniach analitycznych 74

1.9.1. Definicja mola i masy molowej 74

1.9.2. Określanie objętości roztworu 75

1.9.3. Sposoby wyrażania stężeń roztworów 75

1.10. Wybór, sprawdzenie, certyfikacja i walidacja metody analitycznej 79

1.10.1. Rola metody analitycznej i sygnału analitycznego 79

1.10.2. Czułość metody 81

1.10.3. Zakres pomiarowy stężeń, granica wykrywalności i granica oznaczalności 82

1.10.4. Dokładność i precyzja metod analitycznych 84

1.10.5. Selektywność, specyficzność i uniwersalność metody 86

1.10.6. Parametry ekonomiczne 88

1.10.7. Kryteria wyboru metody analitycznej 90

1.10.8. Sprawdzenie metody analitycznej 91

1.10.9. Materiały odniesienia certyfikowane i niecertyfikowane 93

1.10.10. Proces walidacji 95

1.10.11. Kryterium niepewności pomiaru 97

1.10.12. Akredytacja laboratorium 98

1.11. Rodzaje równowag w chemii analitycznej 99

1.11.1. Reakcje odwracalne, prawo działania mas 99

1.11.2. Stałe dysocjacji słabych kwasów i zasad 103

1.11.3. Dysocjacja wody. Iloczyn jonowy wody 106

1.11.4. Stała równowagi reakcji redoks 107

1.11.5. Stale trwałości (tworzenia) kompleksów 108

1.11.6. Iloczyn rozpuszczalności i rozpuszczalność 110

1.11.7. Zestawienie rodzajów stałych równowagi 111

1.12. Ćwiczenia rachunkowe 113

1.13. Pytania kontrolne 114

2.1. Wagi i ważenie 116

2. Podstawowe czynności pomiarowe w analizie ilościowej 116

2.1.1. Wielkości charakteryzujące wagi 116

2.1.2. Podział wag w zależności od ich nośności i precyzji ważenia 119

2.1.3. Podział wag ze względu na zasadę działania 119

2.1.4. Podział wag analitycznych dźwigniowych 120

2.1.5. Sposoby ważenia 121

2.1.6. Ważenie na wagach o różnych konstrukcjach 122

2.1.7. Wagi periodyczne 123

2.1.8. Wagi aperiodyczne dwuszalkowe 123

2.1.9. Wagi aperiodyczne jednoszalkowe 125

2.1.10. Nowoczesne wagi analityczne 128

2.1.11. Wagi elektroniczne 129

2.1.12. Wagi mikroanalityczne i ultramikroanalityczne 132

2.1.13. Przygotowanie odważek 133

2.2. Naczynia miarowe 134

2.2.1. Rodzaje naczyń 134

2.2.2. Sprawdzenie pojemności i kalibrowanie naczyń miarowych 142

2.2.3. Pomiar objętości roztworów mianowanych podczas miareczkowania (miareczkowanie objętościowe) 151

2.2.4. Pomiar masy roztworów mianowanych podczas miareczkowania (miareczkowanie wagowe, grawimetryczne) 153

2.2.5. Mycie naczyń 154

2.3. Rola ćwiczeń laboratoryjnych z analizy ilościowej w wykształceniu chemika 156

2.4. Ćwiczenia rachunkowe 156

2.5. Pytania kontrolne 157

3.1. Zagadnienia teoretyczne analizy wagowej 159

3. Analiza wagowa 159

3.1.1. Mechanizm powstawania osadu 159

3.1.2. Proces współstrącania 166

3.1.3. Wytrącanie osadów z roztworów jednorodnych 173

3.1.4. Mechanizm rozpuszczania osadów 179

3.1.5. Określanie rozpuszczalności na podstawie iloczynu rozpuszczalności 181

3.1.6. Czynniki wpływające na rozpuszczalność osadu 185

3.2. Technika pracy w analizie wagowej 191

3.2.1. Oddzielanie osadu od roztworu 191

3.3. Przykłady oznaczeń wagowych 202

3.3.1. Oznaczanie wody 202

3.3.2. Oznaczanie baru lub siarczanów(VI) w postaci siarczanu(VI) baru 206

3.3.3. Oznaczanie żelaza(III) i niklu(II) 210

3.3.4. Oznaczanie glinu w postaci oksychinolinianu glinu 215

3.3.5. Odczynniki organiczne stosowane do wytrącania osadów 216

3.4. Obliczenia w analizie wagowej 218

3.4.1. Wprowadzenie układu SI w obliczeniach z analizy wagowej 218

3.4.2. Przykłady obliczeń w analizie wagowej 218

3.5. Ćwiczenia rachunkowe z analizy wagowej 225

3.6. Pytania kontrolne 227

4.1. Wiadomości ogólne 229

4. Analiza miareczkowa 229

4.1.1. Klasyfikacja metod miareczkowych 229

4.1.2. Substancje i roztwory wzorcowe, przygotowanie roztworów mianowanych 233

4.1.3. Błędy w analizie miareczkowej 234

4.2. Obliczenia w analizie miareczkowej 236

4.2.1. Obliczenia metodą stechiometryczną 237

4.2.2. Obliczenia metodą współczynników równoważności 246

4.2.3. Obliczenia metodą stężeń normalnych 258

4.3. Alkacymetria 267

4.3.1. Reakcja kwas–zasada 267

4.3.2. Charakterystyka hydrolizy odwracalnej 272

4.3.3. Zastosowanie hydrolizy nieodwracalnej 276

4.3.4. Wskaźniki kwasowo–zasadowe 281

4.3.5. Krzywe miareczkowania 288

4.3.6. Roztwory buforowe 305

4.3.7. Substancje wzorcowe i roztwory mianowane 308

4.3.8. Przykłady oznaczeń alkacymetrycznych 313

4.3.9. Miareczkowanie alkacymetryczne w środowisku niewodnym 319

4.3.10. Ćwiczenia rachunkowe z alkacymetrii 327

4.3.11. Pytania kontrolne 328

4.4. Redoksymetria 329

4.4.1. Reakcje utleniania i redukcji 329

4.4.2. Charakterystyka aktywności układów redoks 330

4.4.3. Zmiana potencjału redoks w czasie reakcji utleniania i redukcji 337

4.4.4. Wpływ pH na przebieg reakcji redoks 338

4.4.5. Wpływ reakcji kompleksowania i wytrącania osadów na potencjał redoks 340

4.4.6. Wskaźniki redoks 341

4.4.7. Krzywa miareczkowania redoks 342

4.4.8. Manganometria 347

4.4.9. Jodometria 357

4.4.10. Zasady innych metod redoksymetrycznych 370

4.4.11. Ćwiczenia rachunkowe z redoksymetrii 374

4.4.12. Pytania kontrolne 375

4.5. Miareczkowe metody wytrąceniowe. Argentometria 376

4.5.1. Ogólna charakterystyka miareczkowych metod wytrąceniowych 376

4.5.2. Mianowany roztwór AgNO3 376

4.5.3. Oznaczanie chlorków metodą Mohra 377

4.5.4. Oznaczanie chlorków metodą Volharda 378

4.5.5. Oznaczanie tiocyjanianów metodą Volharda 380

4.5.6. Oznaczanie chlorowców w obecności wskaźników adsorpcyjnych metodą Fajansa i Hassela 381

4.5.7. Krzywa miareczkowania wytrąceniowego 381

4.5.8. Ćwiczenia rachunkowe z argentometrii 384

4.6. Kompleksometria 385

4.5.9. Pytania kontrolne 385

4.6.1. Podział i rozwój kompleksometrii 385

4.6.2. Podstawy teoretyczne kompleksometrii 388

4.6.3. Kompleksy chelatowe 390

4.6.4. Określanie trwałości kompleksów jedno- i wielofunkcyjnych 394

4.6.5. Trwałość kompleksów metali z EDTA 402

4.6.6. Kompleksony 404

4.6.7. Krzywa miareczkowania kompleksometrycznego 406

4.6.8. Wskaźniki kompleksometryczne 412

4.6.9. Sposoby miareczkowania roztworem EDTA 416

4.6.10. Mianowany roztwór EDTA 417

4.6.11. Przykłady oznaczeń kompleksometrycznych 418

4.6.12. Ćwiczenia rachunkowe 422

4.6.13. Pytania kontrolne 422

5.1. Charakterystyka i podział metod rozdzielania i zatężania 424

5. Metody rozdzielania i zatężania 424

5.2. Metody wytrąceniowe i wykorzystujące lotność substancji 426

5.2.1. Selektywne wytrącanie 426

5.2.2. Współstrącanie z nośnikiem 429

5.2.3. Prawa podziału 431

5.2.4. Przykłady wydzielania śladów z nośnikiem 435

5.2.5. Maskowanie substancji 436

5.2.6. Metody wykorzystujące lotność związków 440

5.2.7. Obliczenia 442

5.2.8. Ćwiczenia rachunkowe 447

5.2.9. Pytania kontrolne 448

5.3. Ekstrakcja 449

5.3.1. Wiadomości wstępne 449

5.3.2. Wielkości charakteryzujące proces ekstrakcji 450

5.3.3. Klasyfikacja układów ekstrakcyjnych metali 458

5.3.4. Ekstrakcja kompleksów jonowo-asocjacyjnych 459

5.3.5. Ekstrakcja chelatów wewnętrznych 461

5.3.6. Równowaga procesu ekstrakcji chelatów wewnętrznych 463

5.3.7. Współczynniki reakcji ubocznych w ekstrakcji chelatów wewnętrznych 466

5.3.8. Rodzaje ekstrakcji 468

5.3.9. Ekstrakcja w układzie ciecz-ciecz 469

5.3.10. Ekstrakcja w układzie ciecz-ciało stałe 471

5.3.11. Ekstrakcja do fazy stałej 473

5.3.12. Mikroekstrakcja do fazy stacjonarnej 474

5.3.13. Ekstrakcja cieczami w stanie nadkrytycznym 475

5.3.14. Przykłady rozdzielania ekstrakcyjnego 477

5.3.15. Obliczenia 482

5.3.16. Ćwiczenia rachunkowe 488

5.3.17. Pytania kontrolne 489

5.4. Wymiana jonowa 490

5.4.1. Zasada wymiany jonowej i chromatografii jonowymiennej 490

5.4.2. Rodzaje i właściwości grup funkcyjnych (jonogennych) 492

5.4.3. Podział jonitów ze względu na rodzaj związków i strukturę 495

5.4.4. Otrzymywanie syntetycznych jonitów organicznych 497

5.4.5. Współczynniki selektywności, podziału i rozdzielenia 499

5.4.6. Zastosowanie współczynnika podziału do obliczenia objętości retencji 504

5.4.7. Graficzne przedstawienie równowagi wymiany jonowej 507

5.4.8. Technika procesu wymiany jonowej w kolumnie 510

5.4.9. Przykłady metod rozdzielania 519

5.4.10. Obliczenia 522

5.4.11. Ćwiczenia rachunkowe 526

5.4.12. Pytania kontrolne 527

6.1. Analiza śladowa 529

6. Kierunki rozwojowe współczesnej chemii analitycznej 529

6.1.1. Przedmiot analizy śladowej 529

6.1.2. Rozwój analizy śladowej 529

6.1.3. Podział analizy śladowej 530

6.1.4. Jednostki stężeń w analizie śladowej 532

6.1.5. Zastosowanie analizy śladowej 533

6.1.6. Oznaczalność i ślepa próba w analizie śladowej 535

6.1.7. Specyfika wykonania analizy śladowej 536

6.1.8. Biologiczna rola pierwiastków śladowych 538

6.2. Specjacja i analiza specjacyjna 539

6.2.1. Znaczenie formy chemicznej występowania pierwiastków 539

6.2.2. Rola analizy specjacyjnej 540

6.2.3. Rodzaje specjacji 540

6.2.4. Specjacja stopni utlenienia 541

6.2.5. Specjacja różnych form występowania 542

6.2.6. Specjacja selenu i jego działanie przeciwutleniające 543

6.2.7. Specjacja pierwiastków toksycznych 544

6.2.8. Cykl przemian biogeochemicznych 549

6.2.9. Problematyka analizy specjacyjnej 550

6.3. Analiza środowiska 551

6.3.1. Pojęcia podstawowe ochrony środowiska i ekologii 551

6.3.2. Rodzaje zanieczyszczeń środowiska 552

6.3.3. Skażenie środowiska związkami nieorganicznymi 553

6.3.4. Skażenie środowiska związkami organicznymi 554

6.3.5. Analityka zanieczyszczeń środowiska 556

6.3.6. Monitoring zanieczyszczeń środowiska 558

6.3.7. Zanieczyszczenie powietrza w środowisku pracy i zamkniętych pomieszczeniach 561

6.3.8. Zielona chemia analityczna 564

6.4. Obliczenia 567

6.5. Ćwiczenia rachunkowe 570

6.6. Pytania kontrolne 570

Literatura 573

Wyniki ćwiczeń rachunkowych 579

Względne masy atomowe pierwiastków (2001 r.) 583

Skorowidz 585