Одним из важнейших теоретических разделов аналитической химии является раздел ионных равновесий, правильный расчет которых позволяет сознательно управлять химическими реакциями и создавать необходимые условия для количественного определения элементов, содержащихся в анализируемой смеси. Теоретические расчеты и обоснования развивают правильные представления о химических равновесиях, об их взаимном влиянии и составляют объективную основу для научного прогнозирования. Без теоретических знаний по расчету ионных равновесий и без умения применить их на практике невозможно успешное освоение аналитической химии.
Ранее изданные на русском языке книги по расчетам' ионных равновесий [1—10] в настоящее время по разным причинам являются малодоступными. В последние годы появились интересные монографии по теоретическим основам аналитической химии [11—17], но расчеты ионных равновесий в них подробно не рассматриваются. В учебной же литературе по аналитической'химии приемы и способы расчета ионных равновесий излагаются, к сожалению, слишком приближенно и, как правило, изолированно от реальных условий проведения анализа. Восполнение этого пробела и явилось основной целью данной книги, основу которой составили лекции, читаемые автором для преподавателей на факультете повышения квалификации ЛТИ им. Ленсовета.
В книге в доступной форме рассмотрены теоретические расчеты и обоснования, используемые в химических и экстракционно-фо-тометрических методах анализа неорганических веществ. Главы V и VI, посвященные теоретическим расчетам и обоснованиям в экс-тракционно-фотометрическом анализе, а также часть материала в главах II—IV в значительной степени основаны на собственных работах автора. Единообразие теоретического подхода к различным методам анализа проявляется в термодинамическом обосновании- условий проведения анализа, которое обеспечивается использованием в расчетах условных констант, т. е. таких характеристик, которые позволяют количественно оценить состояние рассматриваемых равновесий в реальных условиях и учесть влияние побочных конкурирующих реакций. Сознательное регулирование степени протекания побочных конкурирующих реакций используется здесь как инструмент направленного смещения основного равновесия, обеспечивающего выполнение поставленных целей и задач. Применение условных констант дает возможность быстро установить как суммарное количественное влияние тех или иных факторов на основное рассматриваемое равновесие, так и каждого из них в отдельности — ив этом проявляется основное методическое преимущество такого подхода, которое особенно ощутимо при проведении теоретического прогнозирования.
По содержанию книга, безусловно, не претендует на полноту изложения материала, охватываемого ее названием. Основная
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.........".......'......... 3
Введение........................... 7
Глава 1. Основные законы и количественные характеристики, используемые при расчете ионных равновесий........... 9
1.1. Основные законы и зависимости.............. 9
1.2. Коэффициенты активности ионов и способы их вычисления .... 10
1.3. Константы химических равновесий и способы их выражения ... 12
1.4. Математические приемы, используемые при расчете ионных равно весий......................... 16
1.5.'Задачи........................ 21
Глава 2. Кислотно-основные равновесия в водных растворах..... 21
.2.1. Краткая характеристика кислотно-основных систем....... 21
2.2. Равновесия в системе кислота — сопряженное основание — вода . . 24
2.2.1. Раствор сильной кислоты ........... ... 26
2.2.2. Раствор сильного основания............. 26
2.2.3. Раствор слабой кислоты............... 26
2.2.4. Раствор слабого оснЪвания.............. 28
2.2.5. Раствор слабой кислоты и сопряженного с ней основания . . 30
2.2.6. Раствор смеси слабой кислоты и слабого, основания .... 31
2.3. Расчет равновесий в водных растворах амфоли,тов....... 33
2.4. Равновесия в многокомпонентных кислотно-основных системах . 36 24.1. Растворы многопротонных (многоосновных) кислот .... 36
2.4.2. Растворы многопротонных оснований....... .40
2.4.3. Расчет равновесий многокомпонентных систем при заданном
рН раствора.................... 41
2.4.4. Раствор смеси кислот или оснований.......... 45
2.4.5. Раствор многокомпонентной смеси оснований и кислот ... 48
2.5. Равновесия в растворах кислотно-основных индикаторов..... 50
2.6. Расчет кислотно-основных равновесий с помощью условных констант 53 2.6.1. Условные константы устойчивости кислот и оснований .... 53 2 6.2. Расчет рИ растворов слабых кислот и оснований ... • . 57
2.6.3. Расчет ошибок кислотно-основного титрования...... 59
2.6.4. Повышение точности кислотно-основного титрования с помощью побочных реакций...............66
2.7. Задачи и упражнения.................. 69
Глава 3. Равновесия в растворах малорастворимых соединений . . . . 70
3.1. Основные количественные зависимости для расчета растворимости осадков........................ 70
3.2. Расчет растворимости осадков с учетом влияния рН раствора и посторонних комплексующих веществ............ 74
3.2.1. Растворимость осадка в его насыщенном растворе, не содержащем одноименных ионов .............. 74
3.2.2. Растворимость осадка в его насыщенном растворе в присутствии одноименных ионов ............. 74
3.3. Расчет растворимости осадков с учетом протолитических реакций их ионов......................... 76
3.3.1. Растворимость осадка, образованного анионом слабой кислоты 77
3.3.2. Растворимость осадка, образованного катионом слабого основания....................... 80
3.3.3. Растворимость осадка, образованного анионом слабой кислоты
и катионом слабого основания ............. 8°
3.4. Расчет растворимости осадков в избытке осадителя, обладающего комплексующими свойствами................ 82
3.5. Расчет растворимости осадков с учетом одновременного влияния различных факторов ................... 83
3.6. Расчет минимальной растворимости осадков.......... 84
3.6.1. Растворимость осадков в избытке осадителя-комплексанта . . 84
3.6.2. Растворимость осадков гидроксидов.......... 86
3.6.3. Растворимость осадков-амфолитов........... 87
3.7. Осаждение и маскирование................ 89
3.7.1. Осаждение малорастворимого соединения........ 89
3.7.2. Совместное осаждение................ 91
3.7.3. Избирательное осаждение............... 92
3.7.4. Превращение осадков................ 94
3.7.5. Маскирование осаждаемых ионов........... 97
3.8. Задачи........................ 99
Глава 4. Равновесия реакций комплексообразования в комплексонометри-
ческом анализе...................100
4.1. Образование и устойчивость комплексонатов.........100
4.2. Кривые комплексопометрического титрования.........105
4.3. Равновесия в растворах металлоиндикаторов.........ПО
4.4. Прогнозирование условий комплек(?йнометрического определения веществ .........................119
4.4.1. Прямое титрование................. 119
4.4.2. Обратное титрование................. 124
4.4.3. Селективное титрование............... 128
4.4.4. Титрование по методу вытеснения (титрование заместителя) 133
4.4.5. Косвенное титрование................ 135
4.5. Задачи........................ 138
Глава 5. Равновесия реакций комплехсообразования в фотометрическом
анализе неорганических веществ.............140
5.1. Условные константы устойчивости светопоглощающих соединений и основные количественные зависимости............140
6.2. Расчет равновесных концентраций ионов...........143
5.3. Расчет оптимального значения рН раствора при фотометрическом определении......................145
5.4. Маскирование мешающих ионов..............151
5.5. Задачи и упражнения..................155
Глава 6. Экстакционные равновесия................156
6.1. Количественные характеристики экстракционных равновесий . . . 156
6.1.1. Распределение экстракционного реагента........158
6.1.2. Распределение металлов...............161
6.2. Экстракция хелатов...................164
6.2.1. Экстракция внутрикомплексных соединений (незаряженных хелатов) ......................164
6.2.2. Экстракция координационно ненасыщенных и заряженных хелатов ......................172
6.2.3. Равновесия обмена при экстракции хелатов........175
6.3. Задачи и упражнения..................179
Литература........................181
Цена: 75руб.
