Руководства по количественному анализу

Московский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваХимический факультетКафедра аналитической химииУтверждено методической комиссиейкафедры аналитической химииА.В.ИвановМЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВОПО КАЧЕСТВЕННОМУ И КОЛИЧЕСТВЕННОМУАНАЛИЗУДЛЯ СТУДЕНТОВ 2 КУРСА ГЕОГРАФИЧЕСКОГОФАКУЛЬТЕТАПод редакциейпрофессора В.М.ИвановаМосква 20012ВведениеМетодическое руководство предназначено в качестве пособия кпрактическим занятиям по курсу «Качественный и количественный анализ» длястудентов 2 курса географического факультета, специализирующихся на кафедрегеографии почв. Программа дисциплины «Качественный и количественный анализдля географического факультета МГУ» ставит целью изучение теоретическихоснов химических (титриметрических и гравиметрических) и инструментальных(спектроскопических и электрохимических) методов анализа и ознакомление свозможностями их практического применения.

Методическое руководство состоитиз трех частей, первая включает календарный план лекций и практических занятийи вопросы к коллоквиумам. Приведена шкала рейтинговой оценки знаний попозициям, предусмотренным учебным планом. Вторая часть содержит методикипроведения качественных реакций отдельных катионов и анионов, третья «Количественный анализ» — включает методики гравиметрического ититриметрического определения ряда элементов в чистых растворах и в реальныхобъектах. Кратко изложены теоретические основы методов.

Все предлагаемыеметодики проверены лаборантами и инженерами кафедры аналитической химиихимического факультета МГУ.Первая часть пособия составлена при участии профессора, д.х.н.Т.Н.Шеховцовой.Замечания и пожелания преподавателей и студентов будут воспринятыавтором с глубокой благодарностью.3I. ПРОГРАММА КУРСАКалендарный план занятий включает 14 лекций, 16 практических занятий, 3рубежные контрольные работы (в лекционные часы) и 3 коллоквиума. Поокончании семестра предусмотрен экзамен.План лекций и контрольных работЛекция 1Предмет и методы аналитической химии. Химическое равновесие.Факторы, влияющие на химическое равновесие.Константы равновесия.Лекция 2Кислотно-основное равновесие.Лекция 3Расчет рН в различных системахЛекция 4Химическое равновесие в гетерогенной системе.Лекция 5Расчет условий растворения и осаждения осадков.

Расчетпроизведения растворимости по данным о растворимости.I рубежная контрольная работа «Кислотно-основное равновесие и равновесиев гетерогенной системе».Лекция 6Реакции комплексообразования. Комплексные соединения.Лекция 7Органические реагенты в аналитической химии.Лекция 8Равновесие в окислительно-восстановительных реакциях.Расчет окислительно-восстановительных потенциалов.Направление реакций окисления-восстановления.Лекция 9Гравиметрический метод анализаII рубежная контрольная работа «Окислительно-восстановительные реакциии реакции комплексообразования».Лекция 10Титриметрические методы анализа, их применение. Кислотноосновное титрование.Лекция 11Комплексонометрическое и окислительно-восстановительноетитрование.Лекция 12Метрологические основы аналитической химии.

Статистическаяобработка результатов анализа.III рубежная контрольная работа «Титриметрические методы анализа,метрологические основы аналитической химии».Лекция 13Введение в спектроскопические методы анализа.Лекция 14.Введение в электрохимические методы анализа.4План практических занятийЗанятие 1Занятие 2Занятие 3Занятие 4Занятия 5,6Занятие 7Занятия 810Занятие 11Занятие 12Занятие 13Занятие 14Вводная беседа по качественному анализу. Качественные реакциикатионов I-III групп: К+, Na+, NH4+, Mg2+, Ba2+, Ca2+, Pb2+и анионов: SO42-, CO32-, Cl-, NO3-, PO43Качественные реакции катионов IV — VI групп: Al3+, Cr3+, Zn2+, Fe2+,Fe3+, Mn2+, Co2+, Ni2+, Cd2+, Cu2+.Домашнее задание: расчет констант равновесия.Разделение смеси катионов методом бумажной хроматографии.

Беседапо схемам качественного анализа.Домашнее задание: расчет рН в растворах кислот, оснований,амфолитов и в буферных смесях.Контрольное задание №1: анализ смеси катионов I-VI групп ианионов (раствор).Домашнее задание: расчет растворимости малорастворимыхсоединений, образование осадков.Контрольное задание №2: анализ твердой смеси катионов и анионовили природного объекта.Коллоквиум №1: Химическое равновесие. Кислотноосновное равновесие. Равновесие в гетерогенной системе.Вводная беседа по гравиметрии.Контрольное задание №3: определение сульфат-ионов в смесисульфата натрия и хлорида натрия.Домашнее задание: реакции комплексообразования;расчет окислительно-восстановительных потенциалов.Вводная беседа по кислотно-основному титрованию.Приготовление растворов — первичного стандартногораствора карбоната натрия (Na2CO3) и вторичных стандартныхрастворов — хлороводородной кислоты (HCl) и гидроксида натрия(NaOH).

Стандартизация HCl и NaOH.Контрольное задание №4: определение HCl.Домашнее задание: построение кривых титрования.Вводная беседа по комплексонометрическому титрованию.Контрольное задание №5 — комплексонометрическое определениекальция и магния при совместном присутствии.Коллоквиум №2. Реакции комплексообразования.Органические реагенты. Кислотно-основное икомплексометрическое титрование.5Занятие 15 Вводная беседа по окислительно-восстановительному равновесиюи титрованию. Приготовление первичного стандартного растворадихромата калия (K2Cr2O7) или щавелевой кислоты (H2C2O4) ивторичного стандартного раствора перманганата калия (КМnO4).Контрольное задание №6: определение железа или окисляемости водыЗанятие 16 Вводная беседа по методу пламенной фотометрии. Определениекалия и натрия.Коллоквиум №3. Окислительно-восстановительные реакции.Практическое применение в титриметрии.

Инструментальныеметоды анализа.Программа коллоквиумовКоллоквиум № 1.Химическое равновесие. Кислотно-основное равновесие. Равновесие вгетерогенной системе.Химическое равновесие в гомогенной системе. Основные его типы:кислотно-основное,равновесиякомплексообразованияиокислениявосстановления. Факторы, влияющие на химическое равновесие: концентрацииреагирующих веществ, природа растворителя, ионная сила раствора, температура.Активность и коэффициент активности.

Общая и равновесная концентрации.Конкурирующиереакции,коэффициентконкурирующейреакции.Термодинамическая, реальная и условная константы равновесия.Кислотно-основное равновесие. Современные представления о кислотах иоснованиях. Основные положения теории Бренстеда-Лоури. Кислотно-основныесопряженные пары. Влияние природы растворителя на силу кислот и оснований.Константа автопротолиза.

Нивелирующий и дифференцирующий эффектырастворителя. Буферные растворы. Расчет рН водных растворов сильных и слабыхкислот и оснований, амфолитов, буферных растворов.Химическое равновесие в гетерогенной системе. Основные типыхимического равновесия в гетерогенной системе: жидкость-твердая фаза (растворосадок), жидкость-жидкость. Константа равновесия реакции осаждениярастворения (произведение растворимости). Термодинамическая, реальная иусловная константы равновесия. Условия осаждения и растворения осадков. Расчетрастворимости осадков в различных условиях.6Коллоквиум №2.Реакции комплексообразования. Органические реагенты.Кислотно-основное и комплексометрическое титрование.Комплексные соединения и органические реагенты.

Типы и свойствакомплексных соединений, используемых в аналитической химии. Ступенчатоекомплексообразование. Термодинамическая и кинетическая устойчивостькомплексных соединений. Влияние комплексообразования на растворимостьсоединенийиокислительно-восстановительныйпотенциалсистемы.Теоретические основы взаимодействия органических реагентов с неорганическимиионами. Функционально-аналитические группы. Теория аналогий взаимодействияионов металлов с неорганическими реагентами типа H2O, NH3, H2S и кислород-,азот-, серосодержащими органическими реагентами. Хелаты, внутрикомплексныесоединения.

Использование комплексных соединений в анализе для обнаружения,разделения, маскирования и определения ионов.Титриметрические методы анализа. Способы титрования: прямое,обратное, вытеснительное, косвенное. Кислотно-основное титрование. Требования,предъявляемые к реакциям в кислотно-основном титровании. Кривые титрования,точка эквивалентности, конечная точка титрования.

Индикаторы. Первичные ивторичные стандарты, рабочие растворы. Построение кривых титрования, выбориндикатора, погрешность титрования. Примеры практического применениякислотно-основного титрования — определение HCl, NaOH, Na2CO3.Комплексометрическоетитрование.Требованиякреакциямкомплексообразования,применяемымвтитриметрии.Применениеаминополикарбоновых кислот. Металлохромные индикаторы и требования к ним.Построение кривых титрования.Коллоквиум №3.Окислительно-восстановительные реакции.Практическое применение в титриметрии. Инструментальныеметоды анализа.Окислительно-восстановительные реакции. Обратимые окислительновосстановительные системы и их потенциалы.

Равновесный электродныйпотенциал. Уравнение Нернста. Стандартные и формальные окислительновосстановительные потенциалы. Влияние различных факторов на формальныйпотенциал: рН раствора, ионной силы раствора, процессов комплексообразования7и образования осадков, концентрации комплексообразующих веществ иосадителей. Константа равновесия окислительно-восстановительных реакций инаправление реакций окисления-восстановления.Окислительно-восстановительное титрование. Построение кривыхтитрования. Способы фиксирования конечной точки титрования в окислительновосстановительномтитровании.Методы:перманганатометрический,иодометрический, дихроматометрический.Спектроскопические методы анализа.

104

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное
агентство по образованию

Государственное
образовательное учреждение высшего

профессионального
образования

«УФИМСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»

М.А.Молявко,
Л.Е.Салова, А.Т.Чанышева

УЧЕБНОЕ
ПОСОБИЕ

ПО
КОЛИЧЕСТВЕННОМУ

ХИМИЧЕСКОМУ
АНАЛИЗУ

Рекомендовано
Министерством образования

Республики
Башкортостан в качестве учебного пособия
для студентов технических университетов

Уфа
2005

УДК
513.062

ББК
24.46

М
75

Рецензенты:

Заведующий
кафедрой аналитической химии химического
факультета

Башкирского
государственного университета, доктор
химических наук,

профессор
Ф.Х. Кудашева

Директор
Уфимского представительства ЗАО «Петон»,
руководитель

регионального
центра журнала «Химическая технология»,

доктор
химических наук, профессор Н.Л. Егуткин

Молявко
М.А., Салова Л.Е., Чанышева А.Т.

М.75
Учебное пособие по количественному
химическому анализу:

Учеб.
пособие.-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005.-111 с.

ISBN
5-7831-0678-X

В
данном пособии по химическому
количественному анализу, состоящем из
четырех частей, рассматриваются следующие
методы: кислотно-основное титрование,
редоксиметрия (перманганатометрия и
иодометрия), комплексонометрия и
гравиметрия. Содержит изложение
теоретических основ, лабораторные
работы и методики их проведения, включает
вопросы и задачи, а также необходимые
приложения. Пособие составлено в
соответствии с программой по аналитической
химии и рекомендуется для студентов
химико-технологических специальностей
технических университетов.

УДК
513.062

ББК
24.46

ISBN
5-7831-0678-X © Уфимский государственный
нефтяной

технический
университет, 2005

©
Молявко М.А., Салова Л.Е.,

Чанышева
А.Т., 2005

В
B
E
Д Е Н И Е

Аналитическая
химия – это наука, разрабатывающая
теоретические основы, методы и средства
химического анализа, определения
химического состава исследуемого
вещества и его строение.

Химический
анализ широко используется для контроля
производства и качества продукции ряда
отраслей народного хозяйства –
химической, нефтеперерабатывающей,
пищевой, фармацевтической, биотехнологии
и т.д.

Создание
и совершенствование методов, средств
и методик анализа – это основы
аналитической химии.

Методы
– это универсальные и теоретически
обоснованные способы определения
состава безотносительно к определенному
компоненту и к анализируемому объекту.

Средства
– приборы, реактивы, стандратные
образцы, программы для компьютеров и
т. д.

Методика
анализа – это подробное описание анализа
данного объекта с использованием
выбранного метода.

В
аналитической химии наряду с другими
анализами можно выделить качественный
и количественный анализы.

Качественный
анализ решает вопрос о том, какие
компоненты включает анализируемый
объект.

Количественный
анализ – дает сведения о количественном
содержании всех или отдельных компонентов.

Методы
определения можно классифицировать по
характеру измеряемого состава или по
способу регистрации составляющего
сигнала. Методы определения можно
условно разделить: на химические,
физические и биологические.

Химические
методы базируются на химических (в том
числе электрохимических) реакциях.

Физические
методы основаны на физических явлениях
и процессах (взаимодействие вещества
с потоком энергии), биологические – на
явлении жизни. Основные требования к
методам аналитической химии: правильность
и хорошая воспроизводимость результатов,
избирательность, экспрессность, простота
анализа, возможность его автоматизации.

В
основе химического метода обнаружения
и определения лежат химические реакции
трех типов: кислотно-основные,
окислительно-восстановительные и
комплексообразования. Наибольшее
значение среди химических методов имеют
гравиметрический, титриметрический
или объемный. Они называются классическими
методами анализа.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Сбор и оценка поддающихся измерению и проверке финансовых данных для понимания поведения и эффективности бизнеса.

Что такое количественный анализ?

Количественный анализ — это процесс сбора и оценки измеримых и проверяемых данных, таких как доходы, доля рынка, заработная плата, для того чтобы понять поведение и эффективность бизнеса. В прошлом владельцы бизнеса и директора компаний при принятии решений в значительной степени полагались на свой опыт и инстинкт. Однако с развитием информационных технологий количественный анализ стал считаться лучшим подходом к принятию обоснованных решений.

Основная задача количественного аналитика — представить заданную гипотетическую ситуацию в виде числовых значений. Количественный анализ помогает в оценке эффективности, оценке финансовых инструментов и составлении прогнозов. Он включает в себя три основных метода измерения данных: регрессионный анализ, линейное программирование и поиск данных.

Методы количественного анализа

1. Регрессионный анализ

Регрессионный анализ — это распространенная техника, которая используется не только владельцами бизнеса, но и статистами и экономистами. Он предполагает использование статистических уравнений для прогнозирования или оценки влияния одной переменной на другую. Например, с помощью регрессионного анализа можно определить, как процентные ставки влияют на поведение потребителей в отношении инвестиций в активы. Еще одним основным применением регрессионного анализа является определение влияния образования и опыта работы на годовой заработок работников.

В сфере бизнеса владельцы могут использовать регрессионный анализ для определения влияния расходов на рекламу на прибыль предприятия. Используя этот подход, владелец бизнеса может установить положительную или отрицательную корреляцию между двумя переменными.

2. Линейное программирование

Большинство компаний время от времени сталкиваются с нехваткой ресурсов, таких как производственные площади, производственное оборудование и рабочая сила. В таких ситуациях менеджеры компании должны найти способы эффективного распределения ресурсов. Линейное программирование — это количественный метод, который определяет, как достичь такого оптимального решения. Он также используется для определения того, как компания может получить оптимальную прибыль и снизить операционные расходы при заданном наборе ограничений, таких как трудовые ресурсы.

3. Добыча данных

Добыча данных — это сочетание навыков компьютерного программирования и статистических методов. Популярность добычи данных продолжает расти параллельно с увеличением количества и размера доступных наборов данных. Методы добычи данных используются для оценки очень больших массивов данных с целью поиска скрытых в них закономерностей или корреляций.

Применение количественного анализа в деловом секторе

Владельцы бизнеса часто вынуждены принимать решения в условиях неопределенности. К счастью, количественные методы позволяют им сделать наилучшие оценки и тем самым минимизировать риски, связанные с тем или иным решением. В идеале количественные модели обеспечивают владельцев компаний лучшим пониманием информации, что позволяет им принимать наилучшие возможные решения.

Управление проектами

Одной из областей, где количественный анализ считается незаменимым инструментом, является управление проектами. Как упоминалось ранее, количественные методы используются для поиска наилучших способов распределения ресурсов, особенно если эти ресурсы ограничены. Проекты планируются с учетом наличия определенных ресурсов.

Планирование производства

Количественный анализ также помогает принимать обоснованные решения по планированию производства. Допустим, компании сложно оценить размер и местоположение нового производственного объекта. Количественный анализ может быть использован для оценки различных предложений по затратам, срокам и местоположению. Благодаря эффективному планированию и составлению графиков производства продукции, компании смогут в большей степени удовлетворять потребности своих клиентов, максимизируя свою прибыль.

Маркетинг

Каждый бизнес нуждается в правильной маркетинговой стратегии. Однако определить бюджет для отдела маркетинга может быть непросто, особенно если его цели не определены. С помощью правильного количественного метода маркетологи могут легко установить необходимый бюджет и распределить закупки СМИ. Решения могут быть основаны на данных, полученных в ходе маркетинговых кампаний.

Финансы

Бухгалтерия предприятия также в значительной степени полагается на количественный анализ. Сотрудники бухгалтерии используют различные количественные данные и методы, такие как модель дисконтированных денежных потоков, для оценки стоимости инвестиций. Продукция также может быть оценена на основе затрат на ее производство и прибыли, которую она приносит.

Закупки и инвентаризация

Одна из самых больших проблем, с которыми сталкиваются предприятия, — это возможность предсказать спрос на продукт или услугу. Однако, используя количественные методы, компании могут ориентироваться в том, сколько материалов им необходимо закупить, какой уровень запасов необходимо поддерживать и какие расходы они, вероятно, понесут при транспортировке и хранении готовой продукции.

Итоги

Количественный анализ — это использование математических и статистических методов для оценки эффективности бизнеса. До появления количественного анализа многие директора компаний основывали свои решения на опыте и чутье. Теперь владельцы бизнеса могут использовать количественные методы для прогнозирования тенденций, определения распределения ресурсов и управления проектами.

Количественные методы также используются для оценки инвестиций. Таким образом, организации могут определить лучшие активы для инвестирования и лучшее время для этого. Некоторые из методов количественного анализа включают регрессионный анализ, линейное программирование и поиск данных.

Дополнительные ресурсы:

Спасибо, что ознакомились с руководством Finansistem по количественному анализу. Чтобы продолжать учиться и продвигаться по карьерной лестнице, вам будут полезны следующие ресурсы Finansistem:

• Отрицательная корреляция
• Формула потребительского излишка
• Оценка
• Инвестиции в инфраструктуру

    Эта дисциплина изучает научные методы анализа и руководства различными операциями различного конкретного содержания (военные, технические и экономические). Наибольший эффект она может дать в управлении промышленностью, поскольку нигде больше не проводятся столь многочисленные и разнообразные операции (целенаправленные действия). При этом сама цель должна быть сформулирована количественно и достаточно полно. [c.262]

    При составлении задач были использованы примеры главным образом из государственных общесоюзных стандартов (ГОСТов), а также материал из основных руководств по количественному и техническому анализу и специальных справочников (Справочник химика, т. IV, Изд. Химия , 1965 Ю. Ю. Лурье, Справочник по аналитической химии. Изд. Химия , 1971). [c.5]

    Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников заводских и исследовательских лабораторий. Она является практическим руководством по химическому анализу кремнийорганических соединений. В ней излагаются основы теории и современные методы качественного и количественного анализа кремнийорганических соединений, а также приводятся некоторые физико-химические методы определения их физических констант и строения. [c.2]

    Крым В. С. Руководство к количественному и техническому анализу. [c.160]

    При составлении задач были использованы примеры главным образом из государственных общесоюзных стандартов (ГОСТов), а также материал из основных руководств по количественному и техническому анализу и специальных справочников (из последних использованы [c.5]

    I. Г. И. Кибисов и др., сб. Применение универсального метода количественного спектрального элементарного анализа , ч. 1 и 2, изд. ЛДНТП, 1965.— 2. А. М. Дымов, Технический анализ руд и металлов, Госхимиздат, 1957.— 3. Анализ минерального сырья, под ред. Ю. Н. Книпович и Ю. В. Морачевского, Госхимиздат, 1956. — 4. Комплексометрия, Теоретические основы и практическое применение, Госхимиздат, 1958,-—5. Р. Пршибил, Ком-йлексоны в химическом анализе, ИЛ, 1960.—6. В. Ф. Г и л л е б р а н д т и др., Практическое руководство по неорганическому анализу, Госхимиздат, 1957.— 7. Е. Б. С е н д э л. Колориметрические методы определения следов металлов, Изд. Мир , 1964, стр, 43. — 8- И. А. Церковницкая и др., сб. Методы количественного определения элементов , Изд. ЛГУ, 1964, стр. 84,— [c.216]

    Раздел Техническое планирование и регулирование перевозок содержит основные Данные по разработке технического плана для отделений, дорог и сети в целом, в том числе расчеты важнейших количественных и качественных показателей использования подвижного состава, материалы по регулированию погрузки и перевозок и оперативному планированию нсездной и грузовой работы отделений и дорог. Особо выделены в это.м разделе вопросы диспетчерского руководства движением поездов и анализа эксплуатационной работы. [c.8]

    В детстве А. А. Гринберг много читал и даже сам писал приключенческие рассказы, его интересовали и всякие технические новинки. В 1916 г. он с золотой медалью окончил гимназию и поступил в Петроградский университет, во вновь созданную медицинскую группу физико-математического факультета. В 1917 г. эта группа была переведена в 1-й Медицинский институт. Здесь А. А. Гринберг провел свои первые экспериментальные работы по химии, которая интересовала его все больше и больше. Под руководством профессора И. А. Залесского он проделал дополнительные практикумы сначала но количественному анализу и органическому синтезу, а затем но методам определения связанного азота. В конце 1918 г. после отъезда профессора Залесского в Польшу Александр Абрамович перешел на кафедру биохимии, где работал под руководством профессора Б. И. Словцова. На этой кафедре он выполнил научное исследование, посвященное изучению люминесценции, наблюдаемой при медленном окислении пирогаллола. Работа — К вопросу о хемилюминесценции — была доложена на заседании Отделения химии Русского физико-химического общества в декабре 1919 г., а затем напечатана в журнале этого Общества. В апреле 1919 г. А. А. Гринберг поступил на работу в Российский пищевой институт, где под руководством Б. И. Словцова изучал влияние сахарина на газообмен в организме человека. [c.3]

---