Количественный химический анализ (стр. 2 из 2)
| Диссоциация комплексного иона | [M(L)q]m Mn++qLp(m=n - qp) | Константа нестойкости |
ЗДМ применим к реакциям диссоциации слабых электролитов (кислот, оснований, воды), осадков, комплексных веществ, процессам гидролиза и др. Во всех перечисленных случаях константы равновесия имеют специальные названия (табл. 1.4.1).К сильным электролитам ЗДМ неприменим. В растворах сильных электролитов существенную роль играет электростатическое взаимодействие ионов и их ассоциация. Вследствие этого в химических реакциях участвует только часть ионов сильного электролита, пропорциональная так называемой активности. Активность - это концентрация раствора сильного электролита, взятая с поправкой на межионное взаимодействие с помощью коэффициента активности:
a = с ,
где а - активность, моль/л;
- коэффициентактивности;
с - концентрация ионов в растворе без учета межионного взаимодействия, моль/л.
При разбавлении раствора сильного электролита с 0, 1, а с.
Значение коэффициента активности для различных электролитов при их различных концентрациях приведены в справочниках физико-химических величин, но могут быть и вычислены через ионную силураствора I:
где сi и Zi - концентрация и заряд i-го иона раствора.
при I 10-2; 
при I 10-1; 
при I 100ЗДМ для электролитов для вышеприведенной обратимой реакции записывается в форме:
Большинство химических реакций в количественном химическом анализе проводят в растворе, так как этот способ их осуществления наиболее прост и удобен.
Одной из основных характеристик растворов является концентрация. Концентрация- это величина, показывающая количественное содержание одного вещества в другом в относительных единицах, таких, как:
- процент (%), выражающий число частей данного вещества на 100 частей другого (или всего) вещества;
- промилле (‰, рm) - на тысячу частей;
- пропромилле (‰0, ррm) - на миллион частей;
- пробилле (рв) - на миллиард частей;
- кг/м³, г/см³, моль/дм³, кг/т и др.
Выражение концентрации через рm, ррm, рв используют в основном в фармацевтике (аптекарском деле).
В количественном химическом анализе наиболее часто используют массовую, молярную и процентную концентрации.
В качестве массовой концентрации широко применяется титр раствора. Различают “обыкновенный (простой)” и “условный” (по определяемому веществу) титры.
Простой титр (Т) равен отношению массы растворенного вещества Х к объему его раствора
,где m(Х) и V(X) - масса вещества Х и объем его раствора соответственно.
В основном в качестве единицы Т(Х) используют г/см³ (г/мл), но иногда пользуются и производными единицами: кг/м³, мг/см³ и др. Выраженный в г/см³ титр показывает, сколько граммов вещества Х содержится в 1см³ его раствора.
Несмотря на одинаковую размерность, титр не следует путатьс плотностью! Величина плотности раствора показывает массу одного см³ раствора, а не массу вещества в нем.
Титр по определяемому веществуТ(В/А), выраженный в г/см³, показывает, сколько граммов определенного вещества А взаимодействует с 1 см³ стандартного раствора вещества В.
.Условный титр с обыкновенным связан формулой перехода вида:
.В аналитической химии используют две молярные концентрации: молярную концентрацию вещества и молярную концентрацию эквивалента вещества.
Молярная концентрация вещества Х, выраженная в моль/дм³, показывает количество вещества Х, содержащеесяв 1 дм³ (л) его раствора.
,где n(Х) - количество вещества Х, моль;
V(Х) - объем раствора вещества Х, дм³.
На этикетке молярную концентрацию показывают числом молярных масс вещества, содержащихся в 1 л его раствора. Например, 0,1М Н2SО4, 1М Н2SО4 и т.п.
С титром молярная концентрация связана следующей формулой перехода:
, так как 
,где М(Х) - молярная масса вещества Х, г/моль.
В формуле связи коэффициент 1000 устраняет разницу в размерностях Т(Х) (г/см³) и с(Х) (моль/дм³).
Молярная концентрация эквивалента вещества Х (бывшая нормальность N), выраженная в моль/дм³ (моль/л), показывает количество эквивалентов вещества Х, содержащееся в 1 дм³ (1 л) его раствора.
,где n(1/zX) - количество эквивалентов вещества Х, моль.
c(1/zX) с Т(Х) связана формулой:
,где М(1/zX) - молярная масса эквивалента вещества Х, г/моль.
Поскольку М(1/zX) = 1/zМ(Х), то c(1/zX) = zc(X).
Нормальнымназывается раствор, содержащий 1 моль эквивалентов вещества в 1 дм³ (1 л), такую концентрацию обозначают «1 н.», от этой концентрации могут быть производные: 0,1 н., 2 н. и др. На этикетке раствора, концентрация которого соотнесена с концентрацией нормального раствора, должен быть указан фактор эквивалентности растворенного вещества. Например, 0,1 н. Н2SО4, fЭКВ (Н2SО4) = 1/2. В качестве процентной концентрации в химическом анализе в основном используют массовую долю ω(Х), которая, выраженная в процентах, показывает, сколько граммов вещества Х содержится в 100 граммах его раствора или 100 граммах вещества, взятого на анализ:
