Ядро данной книги составляет учебник Удо Р. Кунце по общему курсу аналитической химии, который включает теоретические основы количественного неорганического анализа. Настоящее четвертое издание дополнено главой, посвященной основам качественного анализа. Важнейшие теоретические основы качественного анализа, такие, как учение о химическом равновесии, образовании и растворении осадков, кислотно-основном равновесии, оса-дительном анализе, окислительно-восстановительных процессах и методах разделения, сохраняют свое значение и применительно к количественному анализу. Вопросам качественного анализа посвящена новая первая глава данной книги, отсутствующая в предыдущих изданиях. Эти вопросы рассмотрены с позиций систематики химических свойств веществ и реакций. Глава завершается описанием классической схемы разделения ионов, используемой в качественном анализе и поныне (хотя и с определенными ограничениями).
По сравнению с предыдущими изданиями (имевшими название «Основы количественного анализа») все остальные главы книги оставлены без изменений. Вследствие того что содержание книги расширилось, новое издание получило название «Основы качественного и количественного анализа». Излагаемый в ней материал действительно является фундаментом неорганической аналитической химии. Хотя в современной аналитической химии широко используются инструментальные методы, она по-прежнему базируется на фундаментальных знаниях о химических свойствах веществ. Без знания основ неорганической, органической и физической химии осмысленное понимание предмета аналитической химии невозможно.
Клаустал, начало 1996 г. Георг Шведт
Предисловие к первому изданию
Данная книга написана на основе моего курса лекций "Количественный анализ", который много лет читается в Тюбингенском университете и содержит материал, необходимый для сдачи выпускных экзаменов по аналитической химии. Большой интерес к этому курсу в нашем университете и за его пределами воодушевил меня на то, чтобы сделать его доступным для более широкой публики. Решение написать книгу объяснялось еще и тем, что в настоящее время существует мало учебников по аналитической химии, которые в сжатом виде содержали бы как теоретические основы, так и примеры практического использования различных аналитических методов. Естественно, что отбор материала бывает всегда субъективным и связанным с местными факторами. Однако мне кажется, что я сумел осветить все важнейшие аспекты, относящиеся к введению в количественный анализ. Этот учебник ориентирован на широкий круг читателей и отвечает потребностям всех, кто изучает химию в университетах, технических и педагогичских вузах в качестве основной или вспомогательной дисциплины.
В первой части книги изложены общие основы, необходимые для понимания любого аналитического метода. Вводная глава дает схематическое представление о некоторых аспектах современной аналитической химии и об отдельных стадиях анализа — отборе и подготовке пробы, измерении, оценке результатов, обработке погрешностей. Самостоятельный раздел посвящен правилам вычислений с приближенными десятичными числами — по опыту работы могу сказать, что эти проблемы вызывают трудности у многих студентов.
Третья глава посвящена некоторым принципиальным положениям физической химии, важным и для аналитической химии. В ней обсуждается применение закона действия масс к гомогенным и гетерогенным системам, а затем свойства слабых и сильных электролитов. Особое внимание уделено понятию активности, необходимому для правильйой трактовки таких явлений, как
влияние посторонних электролитов на растворимость или на положение кислотно-основного равновесия ("солевая погрешность"). По дидактическим причинам здесь же излагается и гравиметрия, являющаяся составной частью осадительных методов анализа.
Глава "Титриметрия" содержит подробное описание использования системы единиц СИ и соответствующих ей норм DIN в аналитической химии. Новые определения понятий количества вещества, молярной массы, эквивалента и концентрации проиллюстрированы на конкретных примерх, показана их связь с прежними определениями и единицами измерения.
Центр тяжести книги сосредоточен на классических химических методах анализа — кислотно-основном, комплексометриче-ском, окислительно-восстановительном титровании и осадитель-ном анализе. Все соответствующие кривые титрования и диаграммы ("диаграммы Хэгга") приведены с математическим выводом и подробным обсуждением. Основная часть книги завершается главой "Методы разделения", в которой кратко изложены важнейшие химические и физико-химические методы разделения (дистилляция, экстракция, ионный обмен и хроматография), включая и методы разложения пробы.
Заключительная часть книги содержит основные положения электрохимических, оптических и термических методов анализа в той мере, в какой они необходимы для выполнения общего аналитического практикума. Более подробное освещение этих вопросов разрушило бы всю структуру книги. Для углубленного изучения указанных методов можно пользоваться литературой, приведенной в соответствующих главах. То же самое справедливо и для других разделов аналитической химии, которые ввиду ограниченности объема рассмотрены в ней очень кратко или не рассмотрены вообще, как, например, анализ органических соединений на С, Н, N, анализ газов, определение следовых количеств, анализ вод, статистические методы аналитической химии, анализ природных и промышленных объектов, контроль за технологическими процес-
сами.
Как уже упоминалось, одной из важных задач предлагаемой книги явилось последовательное использование системы СИ и номенклатурных правил. Создание международной системы единиц измерения и номенклатуры — длительный процесс, который до настоящего времени не завершен (и, вероятно, никогда не сможет завершиться). Однако он уже вступил в стадию зрелости и во мно-
Оглавление
Предисловие к четвертому изданию 5
Предисловие к первому изданию 6
Обозначения 9
1 Качественный анализ 14
1. Историческая справка и основные положения.................. 14
2. Растворение и разложение...................................... 23
3. Предварительные испытания.................................... 26
4. Обнаружение анионов........................................... 29
5. Систематическое разделение катионов.......................... 32
2 Введение в количественный анализ 38
1. Аналитический процесс......................................... 38
2. Пробоотбор и пробоподготовка.................................. 39
3. Измерение и оценка результата................................. 41
4. Обработка погрешностей........................................ 43
5. Действия с приближенными десятичными...................... 48
3 Химическое равновесие 51
1. Гомогенные системы............................................ 51
2. Гетерогенные системы........................................... 57
3. Слабые электролиты............................................ 59
4. Сильные электролиты .......................................... 65
4 Гравиметрия 71
1. Осаждаемая и весовая формы.................................. 71
2. Стехиометрические расчеты..................................... 71
3. Растворимость осадков.......................................... 74
4. Образование осадка............................................. 78
5. Практические примеры ......................................... 83
6. Органические осадители ........................................ 85
7. Практические рекомендации.................................... 85
5 Титриметрия 90
1. Способы выражения количества, содержания и концентрации вещества......................................................... 90
2. Основные положения титриметрии ............................. 101
6 Кислотно-основные равновесия 115
1. Теории кислот и оснований..................................... 115
2. Протолитические равновесия в водных растворах.............. 120
3. Протолитические равновесия в неводных растворителях....... 123
4. Величина рН.................................................... 126
5. Величина рН различных кислотно-основных................... 129
6. Величина рН растворов солей................................... 134
Кислотно-основное титрование 137
1. Титрование сильных протолитов................................ 137
2. Титрование слабых протолитов................................. 140
3. Кислотно-основные индикаторы................................. 144
4. Погрешности титрования........................................ 150
5. Практические примеры ......................................... 153
6. Титрование в неводных растворителях......................... 156
7. Диаграммы Хэгга ............................................... 158
8. Титрование многоступенчатых протолитов..................... 169
9. Титрование смесей протолитов.................................. 174
10. Буферные растворы............................................. 176
5 Осаднтельный анализ 184
1. Растворимость и произведение растворимости.................. 184
2. Малорастворимые кислоты и основания........................ 185
3. Малорастворимые соли ......................................... 187
4. Осаждение сульфидов........................................... 194
5. Осаждение гидроксидов......................................... 196
6. Осаждение и комплексообразование............................ 199
7. Осадительное титрование....................................... 200
8. Индикация в осадительном титровании......................... 206
9 Комплексометрия 212
1. Комплексообразование.......................................... 212
2. Аналитическое применение..................................... 215
3. Методика титрования [58]....................................... 223
4. Индикация...................................................... 225
10 Окислительно-восстановительные процессы 228
1. Окисление и восстановление.................................... 228
2. Электродный потенциал........................................ 231
3. Общее выражение для окислительно-восстановительного потен-
............................. 236
3. WOIUeC DD*pcb*itv~....u „----
циала............................................................ «,—
4. Водородный и кислородный электроды......................... 238
Стандартные потенциалы и ряд напряжений................... 240
Окислительно-восстановительная амфотерность................ 244
г- ------—>«««=-1»пг-гтановления..... 249
5. Стандартные потенциалы и ряд напряжении...............
6. Окислительно-восстановительная амфотерность................ 244
7. Константы равновесия реакций окисления-восстановления..... 249
-•"* -""'«'rirma.HMe................... 251
/. rxunv-iuii*» (-----------
8. Окислительно-восстановительное титрование...................
9. Окислительно-восстановительные индикаторы ................. 256
10. Кинетика окислительно-восстановительных реакций........... 258
11 Окислительно-восстановительное титрование 261
1. Перманганатометрия............................................ 261
2. Вихроматометрия............................................... 266
3. Броматометрия.................................................. 267
4. Иодометрия ..................................................... 268
5. Цериметрия ..................................................... 276
12 Методы разделения 277
1. Разложение и разделение.....................,................. 277
2. Стехиометрические расчеты..................................... 279
3. Химические методы разделения................................. 280
4. Физико-химические методы разделения......................... 284
5. Методы разложения ............................................ 287
6. Ионообменники.................................................. 295
7. Хроматография ................................................. 299
13 Электрохимические методы 307
1. Электролиз...................................................... 309
2. Кокдуктометрия ................................................ 319
3. Потенциометрия................................................. 333
4- Поляризационные методы....................................... 343
14 Оптические методы анализа 355
1. Электромагнитный спектр...................................... 355
2. Методы, основанные на преломлении и рассеянии света........ 357
3. Абсорбционные методы.......................................... 361
4. Эмиссионная спектрометрия.................................... 369
15 Термические методы анализа 375
1. Термогравиметрия .............................................. 375
2. Термический анализ............................................ 376
3. Термометрическое титрование.................................. 378
Приложение 379
4. Физические величины, единицы измерения и постоянные ?23, 24,
31, 43, 44]........................................................ 379
5. Коэффициенты активности и аналитические константы........ 386
Литература 400
Предметный указатель 406
Цена: 75руб.
