Hemija kao prirodna nauka. Hemija je prirodna nauka
Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod
Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.
Objavljeno na http://www.allbest.ru/
Predmet i zadaci hemije. Mjesto hemije među prirodnim naukama
Hemija se odnosi na prirodne nauke koje proučavaju svijet oko nas. Proučava sastav, svojstva i transformacije supstanci, kao i pojave koje prate ove transformacije. Jednu od prvih definicija hemije kao nauke dao je ruski naučnik M.V. Lomonosov: "Hemijska nauka razmatra svojstva i promjene tijela... sastav tijela... objašnjava razloge za ono što se događa sa supstancama tokom hemijskih transformacija."
Prema Mendeljejevu, hemija je proučavanje elemenata i njihovih jedinjenja. Hemija je usko povezana sa drugim prirodnim naukama: fizikom, biologijom, geologijom. Mnogi delovi moderne nauke nastali su na razmeđu ovih nauka: fizičke hemije, geohemije, biohemije, kao i sa drugim granama nauke i tehnologije. U njemu se široko koriste matematičke metode, koriste se proračuni i modeliranje procesa na elektronskim računarima. U modernoj hemiji su se pojavile mnoge samostalne sekcije, od kojih su najvažnije, pored gore navedenih, neorganska hemija, organska hemija, hemijsko inženjerstvo. polimeri, analitička hemija, elektrohemija, koloidna hemija i dr. Predmet proučavanja hemije su supstance. Obično se dijele na mješavine i čiste tvari. Među potonjima razlikuju se jednostavne i složene. Poznato je više od 400 jednostavnih supstanci, i mnogo složenijih supstanci: nekoliko stotina hiljada, srodnih neorganskim, i nekoliko miliona organskih. Predmet hemije koji se uči u srednjoj školi može se podijeliti u tri glavna dijela: opšta, neorganska i organska hemija. Opšta hemija razmatra osnovne hemijske koncepte, kao i najvažnije obrasce povezane sa hemijskim transformacijama. Ovaj odeljak obuhvata osnove iz različitih delova moderne nauke: „fizička hemija, hemijska kinetika, elektrohemija, strukturna hemija, itd. Neorganska hemija proučava svojstva i transformacije neorganskih (mineralnih) supstanci. Organska hemija iz. svojstva i transformacije organskih supstanci.
Osnovni koncepti analitičke hemije (analitika)
analitička hemija spektralna fotometrija
Analitička hemija zauzima posebno mesto u sistemu nauka. Uz njegovu pomoć naučnici akumuliraju i provjeravaju naučne činjenice, uspostavljaju nova pravila i zakone.
Hemijska analiza je neophodna za uspešan razvoj nauka kao što su biohemija i fiziologija biljaka i životinja, nauka o tlu, poljoprivreda, agrohemija, mikrobiologija, geohemija i mineralogija. Uloga analitičke hemije u proučavanju prirodnih izvora sirovina stalno raste. Analitički hemičari kontinuirano prate rad tehnoloških linija i kvalitet proizvoda u prehrambenoj, farmaceutskoj, hemijskoj, nuklearnoj i drugim industrijama.
Hemijska analiza zasnovan na osnovnim zakonima opšte hemije. Stoga je za ovladavanje analitičkim metodama neophodno poznavanje svojstava vodenih rastvora, kiselinsko-bazne i redoks osobine supstanci, reakcija kompleksiranja, obrazaca formiranja taloga i koloidnih sistema.
(Analitička hemija, ili analitika, je grana hemijske nauke koja na osnovu osnovnih zakona hemije i fizike razvija osnovne metode i tehnike za kvalitativnu i kvantitativnu analizu atomskog, molekularnog i faznog sastava supstance.
Analitička hemija je nauka o određivanju hemijskog sastava, metodama identifikacije hemijskih jedinjenja, principima i metodama za određivanje hemijskog sastava supstance i njene strukture.
Analiza supstance podrazumeva dobijanje empirijskih podataka o hemijskom sastavu supstance bilo kojom metodom - fizičkom, hemijskom, fizičko-hemijskom.
Potrebno je razlikovati metodu i metodologiju analize. Metoda analize supstance je kratka definicija principa koji su u osnovi analize supstance. Metoda analize - detaljan opis svih uslova i operacija koje daju regulisane karakteristike, uključujući - ispravnost i ponovljivost rezultata analize.
Uspostavljanje hemijskog sastava svodi se na rješavanje problema: koje supstance su uključene u sastav proučavanog i u kojoj količini.
Savremena analitička hemija (analitika) obuhvata dva dela
Objavljeno na http://www.allbest.ru/
Kvalitativna hemijska analiza je određivanje (otkrivanje) hemijskih elemenata, jona, atoma, atomskih grupa, molekula u analiziranoj supstanci.
Kvantitativna hemijska analiza je određivanje kvantitativnog sastava supstance, odnosno određivanje broja hemijskih elemenata, jona, atoma, atomskih grupa, molekula u analiziranoj supstanci. Moguće je dati još jednu (ekvivalentnu) definiciju kvantitativne analize, koja odražava ne samo njen sadržaj, već i konačni rezultat, naime: kvantitativna analiza supstance je eksperimentalno određivanje (mjerenje) koncentracije (količine) hemijskih elemenata ( jedinjenja) ili njihove forme u analiziranoj supstanci, izražene kao granice intervala pouzdanosti ili broj sa naznakom standardne devijacije.
Bilo koja metoda analize koristi određene analitički signal- hemijski, fizičko-hemijski, fizički parametar koji karakteriše određeno svojstvo supstance koja se proučava. Iz tog razloga, sve metode prirodu mjerenog svojstva ili metodu snimanja analitičkog signala obično se dele u tri velike grupe:
Grupe metoda analize.
1) hemijske metode analize - kada se podaci dobijaju kao rezultat padavina, evolucije gasa, promene boje;
2) fizičko-hemijske metode analize - može se evidentirati svaka fizička ili hemijska promena u količinama;
3) fizičke metode analize
Instrumentalne (fizičke i fizičko-hemijske) metode analize -- metode zasnovane na korišćenju zavisnosti između izmerenih fizičkih svojstava supstanci i njihovog kvalitativnog i kvantitativnog sastava.
|
Hemijska (ili klasična) |
Metode koje koriste analitičke signale u toku hemijskih reakcija. Takvi signali su precipitacija, evolucija plina, stvaranje kompleksnih spojeva, promjena boje itd. Hemijske metode obuhvataju kvalitativnu sistematsku analizu katjona i anjona, kao i hemijske kvantitativne metode - gravimetriju (težinska analiza), titrimetriju (analiza zapremine). |
|
|
Fizičko-hemijski |
Koriste se i hemijske reakcije, ali se fizičke pojave koriste kao analitički signal. Ove metode uključuju: elektrohemijsku, fotometrijsku, hromatografsku, kinetičku. |
|
|
Fizički |
Oni ne zahtijevaju kemijske reakcije, već proučavaju fizička svojstva tvari na način da je analitički signal povezan s njegovom prirodom i količinom. To su optički spektri emisije, apsorpcije, rendgenskih zraka, magnetne rezonance. |
To hemijske metode uključuju:
Gravimetrijska (težina) analiza
Titrimetrijska (volumenska) analiza
Volumetrijska analiza gasa
To fizičke i hemijske metode uključuju sve metode instrumentalne analize:
Photocolorimetric
Spektrofotometrijski
Nefelometrijski
Potenciometrijski
Konduktometrijski
polarografski
To fizički uključuju:
Spektralna emisija
Radiometrijski (metoda označenih atoma)
X-ray spektralni
Luminescent
neutronska aktivacija
Emisija (plamenska fotometrija)
Atomska apsorpcija
Nuklearna magnetna rezonanca
Ffizičko-hemijske metode analize
Fizičko-hemijske metode zasnivaju se na izvođenju analitičkih reakcija čiji se završetak utvrđuje instrumentima.
Uređaji mjere promjenu apsorpcije svjetlosti, električne provodljivosti i drugih fizičko-hemijskih svojstava tvari, ovisno o koncentraciji analita. Rezultat se bilježi na lepto rekorderu, digitalni semafor ili na neki drugi način.
Prilikom izvođenja analiza, uz relativno jednostavnu opremu, koriste se uređaji sa složenim optičkim i elektronskim kolima. Otuda i zajednički naziv ovih metoda -- instrumentalne metode analize.
Instrumentalne metode, po pravilu, odlikuju se visoka osjetljivost, selektivnost, brzina analize, upotreba malih količina ispitivanih supstanci, objektivnost rezultata, mogućnost automatizacije procesa analize i obrade informacija dobijenih pomoću računara. Mnoga određivanja su u osnovi izvodljiva samo instrumentalnim metodama i nemaju analoga u tradicionalnim gravimetrijskim i titrimetrijskim metodama.
Ovo se odnosi na kvantitativno odvajanje i identifikaciju komponenti, određivanje grupnog i pojedinačnog sastava složenih višekomponentnih smjesa, analizu tragova nečistoća, određivanje strukture tvari i druge složene probleme analitičke kemije ulja i nafte. proizvodi.
Sledeće grupe instrumentalnih metoda analize su od najvećeg praktičnog značaja.
Spektralne metode
Ove metode analize zasnivaju se na korištenju fenomena emisije elektromagnetnog zračenja atoma ili molekula analita ili interakcije (najčešće apsorpcije) elektromagnetnog zračenja atoma ili molekula supstance.
Emisija ili apsorpcija elektromagnetnog zračenja dovodi do promjene unutrašnje energije atoma i molekula. Stanje sa najnižom mogućom unutrašnjom energijom naziva se osnovno stanje, sva ostala stanja nazivaju se pobuđena stanja. Prijelaz atoma ili molekula iz jednog stanja u drugo uvijek je praćen naglom promjenom energije, odnosno primanjem ili odavanjem dijela (kvanta) energije.
Kvanti elektromagnetnog zračenja su fotoni, čija je energija povezana sa frekvencijom i talasnom dužinom zračenja.
Skup fotona koji se emituju ili apsorbuju tokom prelaska atoma ili molekula iz jednog energetskog stanja u drugo naziva se spektralna linija. Ako je sva energija ovog zračenja koncentrirana u dovoljno uskom rasponu valnih duljina, koji se može okarakterizirati vrijednošću jedne valne dužine, tada se takvo zračenje i odgovarajuća spektralna linija nazivaju monokromatski.
Skup valnih dužina elektromagnetnog zračenja (spektralnih linija) povezanih s određenim atomom (molekulom) naziva se spektar datog atoma (molekula). Ako je energija početnog stanja E 1 veća od energije konačnog stanja E 2 između kojeg dolazi do prijelaza, rezultirajući spektar je emisioni spektar; ako je E 1 Priroda interakcije kvanta tako različitih po energiji sa materijom je fundamentalno drugačija. Dakle, emisija y-kvanta je povezana sa nuklearnim procesima, emisija kvanta u rendgenskom opsegu je posledica elektronskih prelaza u unutrašnjim elektronskim slojevima atoma, emisije kvanta UV i vidljivog zračenja ili interakcije materija kod njih je posledica tranzicije spoljašnjih valentnih elektrona (ovo je polje optičkih metoda analize) apsorpcija IR i mikrotalasnih kvanta je povezana sa prelazom između vibracionog i rotacionog nivoa molekula, i zračenja u opseg radio talasa je posledica prelaza sa promjenom orijentacije spinova elektrona ili atomskih jezgara. Koristeći metodu standardnog reda, uzmite red kolorimetrijskih epruveta sa brušenim čepovima, pripremite konstantan standardni red obojenih rastvora koji sadrže sukcesivno rastuće količine standardnog rastvora. Ispada takozvana standardna serija ili kolorimetrijska skala (primjerna skala). Možete koristiti set posebno odabranih naočara u boji. Koeficijent apsorpcije K određuje strukturu apsorpcionog jedinjenja. Apsolutna vrijednost K ovisi o načinu izražavanja koncentracije tvari u otopini i debljini upijajućeg sloja. Ako je koncentracija izražena u mol / dm 3, a debljina sloja u cm, tada se koeficijent apsorpcije naziva molarni koeficijent ekstinkcije e: pri c = 1M i 1 = 1 cm b = A, tj. molarni koeficijent ekstinkcije numerički je jednak optičkoj gustoći otopine koncentracije 1M, smještene u kivetu debljine sloja od 1 cm.Za fotometrijsku analizu apsorpcija svjetlosti u ultraljubičastom (UV), vidljivom i infracrvenom (IR) regiona spektra je od najveće važnosti. Bezbojna sunčeva svjetlost, takozvana bijela svjetlost, prolazeći kroz prizmu, razlaže se na nekoliko obojenih zraka. Zraci različitih boja imaju različite talasne dužine. Talasna dužina monokromatskog snopa, odnosno zraka određene boje, mjeri se u nanometrima (nm) ili mikrometrima (µm). Vidljivi dio spektra uključuje zrake s talasnom dužinom X od 400 do 760 nm. Zraci talasne dužine od 100 do 400 nm čine nevidljivi ultraljubičasti deo spektra, zraci talasne dužine veće od 760 nm čine infracrveni deo spektra. Za mnoga analitička određivanja dovoljno je izdvojiti spektralni pojas širine od 20 do 100 nm. To se postiže uz pomoć svjetlosnih filtera koji imaju selektivnu apsorpciju energije zračenja i prenose svjetlost u prilično uskom opsegu talasnih dužina. Najčešće se koriste stakleni filteri, a boja filtera odgovara dijelu spektra koji ovaj filter emituje. U pravilu, instrumenti za kolorimetrijsku analizu opremljeni su setom svjetlosnih filtera koji povećavaju točnost i osjetljivost metoda kvantitativne analize. Ukoliko maksimum analiziranog rastvora nije tačno poznat, svetlosni filter se bira na sledeći način: optička gustina rastvora se meri uvođenjem svih svetlosnih filtera uzastopno; mjerenje se vrši u odnosu na destilovanu vodu. Svjetlosni filter, korištenjem kojeg se postiže najveća optička gustoća, smatra se najpogodnijim za daljnji rad. Svako određivanje fotometrijskom metodom analize sastoji se od dvije faze: prevođenja analita u obojeno stanje i mjerenja optičke gustoće otopine. Reakcije kompleksiranja su od najveće važnosti u prvoj fazi. U slučaju jakih kompleksa, dovoljan je mali višak agensa za formiranje kompleksa za potpuno vezivanje analita. Međutim, često se koriste kompleksi intenzivnog boja, ali niske čvrstoće. U opštem slučaju potrebno je stvoriti takav višak reagensa u rastvoru da njegova koncentracija ne bude manja od 10.K (K je konstanta nestabilnosti kompleksa). U većini slučajeva (za razrijeđene otopine), kalibracijski graf se izražava kao prava linija koja prolazi kroz ishodište. Često postoje odstupanja od prave linije u pozitivnom ili negativnom smjeru; razlog za to može biti složena priroda spektra obojenog spoja, što dovodi do promjene koeficijenta apsorpcije u odabranom rasponu valnih duljina s promjenom koncentracije otopine. Ovaj efekat se eliminiše kada se koristi monohromatsko svetlo, tj. pri radu na spektrofotometrima. Treba imati na umu da poštovanje Bouguer-Lambert-Beerovog zakona, tj. pravolinijska priroda kalibracione krive nije preduslov za uspješnu kvantifikaciju. Ako se pod određenim uslovima uspostavi nelinearna zavisnost D od c, ona i dalje može poslužiti kao kalibraciona kriva. Iz ove krivulje može se odrediti koncentracija analita, ali je za njenu konstrukciju potreban veći broj standardnih rješenja. Međutim, linearna zavisnost kalibracione krive povećava tačnost određivanja. U praksi se postupa na sljedeći način: napunite kivetu srednje debljine (2 ili 3 cm) otopinom u koncentraciji koja odgovara sredini serije standardnih otopina i pomoću nje se odabere optimalna valna dužina (ili optimalni svjetlosni filter). ). Ako optička gustina dobijena u ovom slučaju za oblast maksimalne apsorpcije sistema koji se proučava odgovara približno sredini optimalnog intervala (0,40,5), to znači da je kiveta uspešno izabrana; ako prelazi granice ovog međuprostora ili je blizu njih, tada morate promijeniti kivetu povećanjem ili smanjenjem njene debljine. U skladu sa zakonom Bouguer - Lambert - Beer, u slučaju kada se mjerenjem potonjeg u nizu standardnih rješenja dobiju vrijednosti optičke gustoće \u200b\u200b>1,0, moguće je izmjeriti optičke gustoće u kivete sa manjom debljinom sloja i, preračunavši u debljinu sloja, na kojoj su mjerene gustine prvih rastvora, staviti ih na jedan grafikon zavisnosti D = f(c). Među optičkim metodama analize smatramo i refraktometrijsku metodu zasnovanu na sposobnosti različitih supstanci da na različite načine lome propuštenu svjetlost. Ova metoda je jedna od najjednostavnijih instrumentalnih, zahtijeva male količine analita, mjerenje se vrši u vrlo kratkom vremenu. Ova metoda može identificirati tekuće tvari po indeksu prelamanja svjetlosti, odrediti sadržaj tvari u otopini (za one tvari čiji se indeks loma značajno razlikuje od indeksa prelamanja rastvarača). Indeks prelamanja je svojstvo naftnih frakcija i naftnih derivata, koje se mora odrediti u laboratorijama prilikom njihovog adsorpcionog odvajanja. Kao što se vidi iz podataka u tabeli. 3.1, indeksi loma izmjereni na različitim temperaturama su različiti. Stoga, pored indeksa koji pokazuje valnu dužinu upadne svjetlosti, indeks koji pokazuje temperaturu tokom mjerenja je uključen u oznaku indeksa prelamanja: na primjer, n D 20 znači da je indeks loma izmjeren na temperaturi od 20 °C i talasna dužina svjetlosti 589 nm žuta. Indeks prelamanja tekućih naftnih derivata određuje se na sljedeći način. Prije mjerenja indeksa prelamanja, radne površine prizmi refraktometra se temeljito isperu alkoholom i destilovanom vodom. Zatim se ispravnost podešavanja skale provjerava u odnosu na kotirani fluid (tj. fluid sa poznatim indeksom prelamanja). Najčešće se koristi destilovana voda, za koju je I c 20 = 1,3330. Zatim se radne površine prizmi obrišu do suha i dodaju se 2-3 kapi analita u komoru za prizmu. Rotacijom ogledala, svjetlosni tok se usmjerava u prozor rasvjetne komore i kroz okular se posmatra pojava osvijetljenog polja. Rotacijom komore prizme u vidno polje se unosi granica svjetlosti i sjene, a zatim se pomoću ručke kompenzatora disperzije postiže jasna neobojena granica. Pažljivo rotirajući kameru s prizmom, usmjerite granicu svjetlosti i sjene u središte križa za nišanjenje i očitajte indeks prelamanja kroz lupu skale za očitavanje. Zatim pomiču granicu chiaroscura, ponovo je kombinuju sa središtem nišanskog križa i čine drugo brojanje. Izvode se tri očitanja, nakon čega se radne površine prizmi ispiru i brišu krpom koja ne ostavlja dlačice, ponovo se dodaje analit, vrši se druga serija mjerenja i izračunava se prosječna vrijednost indeksa prelamanja. Elektrohemijska je grupa instrumentalnih metoda zasnovanih na postojanju veze između sastava analita i njegovih elektrohemijskih svojstava. Električni parametri (jačina struje, napon, otpor) ovise o koncentraciji, prirodi i strukturi tvari uključene u elektrodnu (elektrohemijsku) reakciju ili u elektrohemijski proces prijenosa naboja između elektroda. Konduktometrija se odnosi na elektrohemijske metode zasnovane na merenju električne provodljivosti rastvora elektrolita pod određenim uslovima, u zavisnosti od koncentracije rastvora analita. Ovo je osnova direktne konduktometrijske metode analize koja se sastoji u direktnom mjerenju električne provodljivosti vodenih otopina elektrolita u poređenju sa električnom provodljivošću otopina istog sastava čija je koncentracija poznata. Obično se direktna konduktometrijska metoda koristi za analizu otopina koje sadrže jedan elektrolit u procesima automatske kontrole proizvodnje. Polarografija je metoda analize zasnovana na mjerenju jačine struje, koja varira u zavisnosti od napona tokom elektrolize, u uslovima kada jedna od elektroda (katoda) ima vrlo malu površinu, a druga (anoda) veliku. Jačina struje pri kojoj se postiže potpuno pražnjenje svih iona analita koji ulaze u prostor blizu elektrode zbog difuzije (ograničavajuća struja difuzije) proporcionalna je početnoj koncentraciji analita u otopini. Glavna prednost potenciometrijske metode u odnosu na druge elektrohemijske metode analize je brzina i jednostavnost mjerenja. Pomoću mikroelektroda moguće je izvršiti mjerenja u uzorcima do desetinki milimetra. Potenciometrijska metoda omogućava određivanje zamućenih, obojenih, viskoznih proizvoda, isključujući operacije filtracije i destilacije. Interval za određivanje sadržaja komponenti u različitim objektima je u rasponu od 0 do 14 pH za staklene elektrode. Jedna od prednosti metode potenciometrijske titracije je mogućnost njene potpune ili djelomične automatizacije. Moguće je automatizirati dovod titranta, snimiti krivulju titracije, isključiti dovod titranta u datom trenutku titracije, što odgovara tački ekvivalencije. Indikatorske elektrode U potenciometriji se obično koristi galvanska ćelija koja uključuje dvije elektrode koje se mogu uroniti u istu otopinu (element bez prijenosa) ili u dvije otopine različitog sastava, međusobno u kontaktu s tekućinom (transferni krug). E.d. sa. galvanska ćelija je jednaka potencijalu koji karakteriše sastav rastvora. Potenciometrijska analiza se koristi za direktno određivanje aktivnosti jona u rastvoru (direktna potenciometrija - jonometrija), kao i za označavanje tačke ekvivalencije tokom titracije promenom potencijala indikatorske elektrode tokom titracije (potenciometrijska titracija). U potenciometrijskoj titraciji mogu se koristiti iscc tipovi hemijskih reakcija, tokom kojih se menja koncentracija jona koji određuju potencijal: kiselo-bazna interakcija (neutralizacija), oksidacija-redukcija, taloženje i kompleksiranje. Tokom titracije, emf se mjeri i snima. sa. ćelije nakon dodavanja svake porcije titranta. Na početku se titrant dodaje u malim porcijama, kada se približi krajnjoj tački (nagla promjena potencijala kada se doda mali dio reagensa), porcije se smanjuju. Da biste odredili krajnju tačku potenciometrijske titracije, možete koristiti tabelarni način bilježenja rezultata titracije ili grafički. Potenciometrijska titraciona kriva predstavlja zavisnost potencijala elektrode od zapremine titranta. Tačka pregiba na krivulji odgovara krajnjoj tački titracije. Staklena elektroda je konvencionalni naziv za sistem koji uključuje malu posudu od izolacijskog stakla, na čije je dno zalemljena kugla od specijalnog elektrodnog stakla koje ima dobru električnu provodljivost. Sipajte standardni rastvor u posudu. Takva elektroda je opremljena kolektorom struje. Kao rastvor internog standarda u staklenoj elektrodi koristi se 0,1 M rastvor HCl sa dodatkom natrijuma ili kalijum hlorida. Također možete koristiti bilo koji puferski rastvor sa dodatkom hlorida ili bromida. Kolektor struje je srebro-hloridna elektroda, koja je srebrna žica presvučena srebrnim hloridom. Izolovana, zaštićena žica je zalemljena na donji provodnik. Potencijal staklene elektrode nastaje zbog izmjene jona alkalnih metala u staklu sa jonima vodonika iz rastvora. Energetsko stanje jona u staklu i rastvoru je različito, što dovodi do toga da površina stakla i rastvor dobijaju suprotne naboje, između stakla i rastvora nastaje razlika potencijala čija vrednost zavisi od pH vrednosti. rjesenje. čvrste elektrode. Kao osjetljivi element ion-selektivne elektrode sa čvrstom membranom koriste se spojevi s jonskom, elektronskom ili elektronsko-jonskom provodljivošću na sobnoj temperaturi. Malo je takvih veza. Obično u takvim jedinjenjima (AgCl, Ag 2 S, Cu 2-x S, LaF 3) samo jedan od jona kristalne rešetke, koji ima najmanji naboj i ionski radijus, učestvuje u procesu prijenosa naboja. Ovo osigurava visoku selektivnost elektrode. Proizvode elektrode osjetljive na jone F-, Cl-, Cu 2+ itd. Dizajn čvrste membrane se također koristi u neselektivnim elektrodama na bazi tekućine. Industrija proizvodi film plastificirane elektrode tipa EM-C1O 4 - -01, EM-NO3 - -01. Osjetljivi element takvih elektroda sastoji se od elektrodeaktivnog jedinjenja (mogu se koristiti složena metalna jedinjenja, jonski asociati organskih i metalnih kationa i anjona), polivinil hlorida i rastvarača (plastifikatora). Umjesto čvrste membrane, u tijelo elektrode se lijepi plastificirana membrana, a u elektrodu se ulije referentni rastvor - 0,1 M rastvor kalijum hlorida i 0,1 M rastvor soli merenog jona. Kao kolektor struje koristi se polućelija srebrnog klorida. Prije rada, elektrode od plastificirane folije natopljene su jedan dan u analiziranoj otopini. Isparavanje plastifikatora s površine elektrode dovodi do njenog kvara. Referentne elektrode. Kao referentne elektrode najčešća je elektroda srebrnog klorida (Ag, AgCl/KCI) koja se proizvodi elektrolitičkim nanošenjem srebrnog klorida na srebrnu žicu. Elektroda je uronjena u rastvor kalijum hlorida koji se nalazi u posudama povezanim slanim mostom sa analiziranim rastvorom. Prilikom rada sa srebro-kloridnom elektrodom potrebno je osigurati da se unutrašnja posuda napuni zasićenom otopinom KC1. Potencijal srebrohloridne elektrode je konstantan i ne zavisi od sastava analiziranog rastvora. Konstantnost potencijala referentne elektrode postiže se održavanjem konstantne koncentracije tvari u kontaktnoj internoj otopini, na koju elektroda reagira. Pored elektrode srebrnog klorida, kao referentna elektroda koristi se kalomelna elektroda. To je sistem metalne žive - rastvor kalomela u rastvoru kalijum hlorida. Ako se koristi zasićena otopina kalijevog klorida, elektroda se naziva zasićena kalomelna elektroda. Strukturno, ova elektroda je uska staklena cijev zatvorena odozdo poroznom pregradom. Tuba je punjena živom i kalomel pastom. Cev je zalemljena u staklenu posudu u koju se sipa rastvor kalijum hlorida. Referentne elektrode su uronjene u analizirani rastvor zajedno sa indikatorskim elektrodama. Potenciometri se koriste za mjerenje potencijala tokom potenciometrijske titracije ili pH vrijednosti. Takvi uređaji se nazivaju pH metri, jer su dizajnirani da mjere potencijale elektrodnih sistema koji sadrže staklenu elektrodu visokog otpora osjetljivu na pH. Skala instrumenta je kalibrirana i u milivoltima i u pH jedinicama. U laboratorijskoj praksi koriste se pH-metri pH-121, pH-340, EV-74 jonomer (vidi sliku 1.19). pH metri se mogu koristiti u kombinaciji sa automatskim titratorima, kao što je tip BAT-15, koji uključuju sistem bireta sa elektromagnetnim ventilima za kontrolu protoka titranta ili špric, čiji klip pokreće električni motor povezan na mikrometar. Tokom rada instrumenata, oni se kalibriraju pomoću kontrolnih rastvora, koji se koriste kao standardne puferske otopine. Za verifikaciju pH merača proizvode se posebni setovi rastvora u obliku fiksanala, dizajniranih za pripremu 1 dm 3 puferske otopine. Morate provjeriti da li uređaj ima svježe pripremljene otopine. U potenciometrijskoj titraciji, konvencionalne tehnike titrimetrijske analize koriste se za određivanje koncentracije analiziranog jona. Osnovni zahtjev je da se pri dodavanju titranta unese ili veže neki ion, za čiju registraciju postoji odgovarajuća elektroda. Još jedan uslov za postizanje zadovoljavajućih rezultata. Svaki laboratorijski radnik mora imati na umu da samo poznavanje sigurnosnih propisa ne može u potpunosti eliminirati moguće nezgode. Većina nesreća nastaje kao rezultat činjenice da radnik, nakon što se uvjerio da slučajni nemar ne dovede uvijek do nesreće, počinje manje paziti na poštivanje sigurnosnih mjera. Svako preduzeće, svaka laboratorija razvija detaljna uputstva koja utvrđuju pravila za uzimanje i skladištenje uzoraka, obavljanje analitičkih poslova prilikom ispitivanja naftnih derivata. Bez položenog ispita iz ovog uputstva, uzimajući u obzir specifičnosti i prirodu posla, kao i zahteve uputstva kojima se utvrđuju opšta pravila za rad u hemijskim laboratorijama, nikome se ne može dozvoliti samostalan rad u laboratoriji. Uvek koristite čiste peškire za sušenje posuđa tokom analitičkog rada. Prilikom rada sa supstancama koje djeluju na kožu (kiseline, lužine, olovni benzini i dr.) potrebno je koristiti gumene rukavice koje se prije nošenja moraju napudrati talkom, a nakon rada oprati vodom i poprskati talkom. iznutra i spolja. Otrovne tvari mogu djelovati na disajne organe i kožu. U nekim slučajevima, trovanje se manifestira odmah, ali laboratorijski radnik mora imati na umu da ponekad štetno djelovanje otrovnih tvari djeluje tek nakon nekog vremena (na primjer, pri udisanju živine pare, olovnog benzina, benzola itd.). Ove supstance izazivaju sporo trovanje, što je opasno jer žrtva ne preduzme odmah neophodne medicinske mere. Svi koji rade sa štetnim materijama moraju da prolaze godišnji lekarski pregled, a svi koji rade sa posebno štetnim materijama svakih 3-6 meseci. Radovi, praćeni oslobađanjem otrovnih para i plinova, moraju se izvoditi u dimovodu. Laboratorijska prostorija mora biti opremljena dovodno-ispušnom ventilacijom sa donjim i gornjim usisom, čime se obezbjeđuje ravnomjeran dovod svježeg zraka i odvođenje kontaminiranog zraka. Vrata kabineta moraju biti spuštena tokom analize. Ako je potrebno, dozvoljeno je podizanje ne više od 1/3 ukupne visine. Analize olovnih benzina, isparavanje benzina pri određivanju stvarnih smola, ispiranje ostataka benzinom i benzenom, radnje koje se odnose na određivanje koksa i pepela, itd., moraju se obavljati u dimovodu. Kiseline, rastvarači i druge štetne materije takođe treba da se skladište tamo. Mjesta kontaminirana prolivenim etilnim naftnim derivatima neutraliziraju se na sljedeći način. Prvo se prekrivaju piljevinom, koja se zatim pažljivo skuplja, vadi, poliva kerozinom i spaljuje na posebno određenom mjestu, a zatim se na cijelu zahvaćenu površinu nanosi sloj degasera i ispere vodom. Kombinezoni poliveni olovnim benzinom moraju se odmah skinuti i predati na odlaganje. Kao degaseri koristi se 1,5% rastvor dihloramina u benzinu ili izbeljivač u obliku sveže pripremljene kaše, koji se sastoji od jednog dela izbeljivača i tri do pet delova vode. Kerozin i benzin nisu degaseri - oni samo ispiru etilirani proizvod i smanjuju koncentraciju etilne tekućine u njemu. Laboratorije koje analiziraju olovne benzine moraju biti opremljene zalihama degazatora, rezervoara sa kerozinom, tuševa ili umivaonika sa toplom vodom. Rad sa olovnim proizvodima u laboratoriji mogu biti dozvoljeni samo zaposlenima koji imaju položen tehnički minimum za rukovanje olovnim naftnim derivatima i koji su prošli periodični zdravstveni pregled. Strogo je zabranjeno bacati tečnosti i čvrste materije koje se ne mešaju sa vodom, kao i jake otrove, uključujući živu ili njene soli, u sudopere. Otpad ove vrste treba na kraju radnog dana odnijeti na posebno određena mjesta za odvodnjavanje. U hitnim situacijama, kada je laboratorijska prostorija zatrovana otrovnim parama ili plinovima, u njoj je moguće boraviti radi isključivanja opreme, čišćenja prosutog rastvarača i sl. samo u gas maski. Gas maska treba uvijek biti na radnom mjestu i biti spremna za trenutnu upotrebu. Teorijska osnova analitičke hemije. Spektralne metode analize. Povezanost analitičke hemije sa naukama i industrijama. Vrijednost analitičke hemije. Primena preciznih metoda hemijske analize. Složena jedinjenja metala. sažetak, dodan 24.07.2008 Koncept analize u hemiji. Vrste, faze analize i metode: hemijske (maskiranje, precipitacija, koprecipitacija), fizičke (striping, destilacija, sublimacija) i fizičko-hemijske (ekstrakcija, sorpcija, jonska izmjena, hromatografija, elektroliza, elektroforeza). sažetak, dodan 23.01.2009 Pojam kvantitativnog i kvalitativnog sastava u analitičkoj hemiji. Utjecaj količine supstance na vrstu analize. Hemijske, fizičke, fizičko-hemijske, biološke metode za određivanje njegovog sastava. Metode i glavne faze hemijske analize. prezentacija, dodano 01.09.2016 Praktična vrijednost analitičke hemije. Hemijske, fizičko-hemijske i fizičke metode analize. Priprema nepoznate supstance za hemijsku analizu. Problemi kvalitativne analize. Faze sistematske analize. Detekcija kationa i anjona. sažetak, dodan 10.05.2011 Specifičnost analitičke hemije otpadnih voda, pripremni rad u analizi. Metode koncentriranja: adsorpcija, isparavanje, zamrzavanje, oslobađanje isparljivih tvari isparavanjem. Glavni problemi i pravci razvoja analitičke hemije otpadnih voda. sažetak, dodan 12.08.2012 Glavne faze u razvoju hemije. Alhemija kao fenomen srednjovjekovne kulture. Pojava i razvoj naučne hemije. Poreklo hemije. Lavoisier: revolucija u hemiji. Pobjeda atomske i molekularne nauke. Nastanak moderne hemije i njeni problemi u XXI veku. sažetak, dodan 20.11.2006 "Umjetnost testova" i istorija nastanka laboratorija. Kreativni razvoj zapadnoevropske hemijske nauke. Lomonosov M.V. kao analitički hemičar. Ruska dostignuća u oblasti hemijske analize u XVIII-XIX veku. Razvoj domaće hemije u XX veku. seminarski rad, dodan 26.10.2013 Načini saznanja i klasifikacija savremenih nauka, odnos hemije i fizike. Struktura i svojstva materije kao opšta pitanja hemijske nauke. Karakteristike raznovrsnosti hemijskih struktura i teorija kvantne hemije. Smjese, ekvivalenti i količina tvari. predavanje, dodano 18.10.2013 Osnovne funkcije hemije. Svojstva deterdženata i sredstava za čišćenje. Upotreba hemije u zdravstvu i obrazovanju. Osiguravanje rasta proizvodnje, produženje roka trajanja poljoprivrednih proizvoda i poboljšanje efikasnosti stočarstva uz pomoć hemije. prezentacija, dodano 20.12.2009 Metode analitičke hemije, kvantitativna i kvalitativna analiza. Redox sistemi. Načini izražavanja koncentracije rastvora i njihovog odnosa. Klasifikacija metoda titrimetrijske analize. Molekularna spektralna analiza. Predmet: Hemija je prirodna nauka. Hemija u okolini. Target: zainteresovati učenike za novi predmet za njih - hemiju; otkriti ulogu hemije u ljudskom životu; obrazovati djecu odgovoran odnos prema prirodi. Zadaci: 1. smatrati značenje riječi hemija, kao jedno od prirodnih 2. odrediti značenje i odnos hemije sa drugima 3. saznati kakav uticaj hemija ima na osobu i Oprema i materijali:"Hemija u Guinnessovoj knjizi rekorda"; Kemijsko tržište: srodni artikli; izjava naučnika o hemija; mineralna voda; kruh, jod; šampon, tablete, pasta za zube pasta, lak itd. Termini i koncepti: hemija; supstance: jednostavne i složene; hemijski element; atom, molekul. Vrsta lekcije: učenje novog gradiva. Tokom nastave I. organizaciona faza. Zazvonilo je zvono Lekcija je počela. Došli smo da učimo Ne budite lijeni, već naporno radite. Radimo vrijedno Slušamo pažljivo. Zdravo momci II. Aktuelizacija i motivacija obrazovnih aktivnosti. Danas počinješ da učiš novi predmet - hemiju. Već ste se upoznali sa nekim pojmovima hemije na časovima prirodne istorije. . Navedite primjere (Tijelo, supstanca, hemijski element, molekul, atom).Koje supstance koristite kod kuće? (voda, šećer, so, sirće, soda, alkohol, itd.) Na šta povezujete riječ hemija??(Hrana, odjeća, voda, kozmetika, dom). Ne možemo zamisliti svoj život bez takvih sredstava: paste za zube, šampona, pudera, higijenskih proizvoda koji održavaju naše tijelo i odjeću čistima i urednima.Predmeti koji nas okružuju sastoje se od supstanci: jednostavnih ili složenih, a oni, pak, iz kemijske elementi jednog ili više. Naše tijelo također uključuje gotovo cijeli periodni sistem, na primjer: krv sadrži hemijski element ferum (gvožđe), koji je u kombinaciji sa kiseonikom deo hemoglobina, formirajući crvena krvna zrnca – eritrocite, želudac sadrži hlorovodoničnu kiselinu koja doprinosi bržem razgradnji hrane, naše telo se sastoji od 70% vode, bez koje ljudski život nije moguć.. Sa ovom i drugim supstancama ćemo se upoznati tokom kursa hemije. Naravno, u hemiji, kao iu svakoj nauci, osim one zabavne, biće i teških. Ali to je teško i zanimljivo - to je upravo ono što mislećoj osobi treba, da naš um ne bude u besposlici i lijenosti, već neprestano radi i radi. Stoga je tema prvog časa uvod u hemiju kao jednu od prirodnih nauka. Zapisujemo u svesku: razredni rad. Tema: Hemija je prirodna nauka. Hemija u okolini. III. Učenje novog gradiva.
epigraf:
O ti srećne nauke! Marljivo ispružite ruke I pogledajte najudaljenija mjesta. Prođi zemlju i ponor, I stepe, i duboke šume, I sama visina neba. Posvuda istražuj sve vreme, Šta je super i lepo Ono što svijet još nije vidio..... U utrobi zemlje ti, hemija, Prodrli u oštrinu pogleda, A šta Rusija sadrži u sebi, Otvorite blago blaga... M.V. Lomonosov "Oda zahvalnosti" Fiz minute
Ručke povučene do neba (povucite gore)
Kičma je bila istegnuta (razdvojena)
Svi smo imali vremena za odmor (rukujte se)
I opet sjeo za sto.
Reč "hemija" potiče od reči "himi" ili "huma" iz starog Egipta, kao crna zemlja, odnosno crna kao zemlja, koja se bavi raznim mineralima. U svakodnevnom životu često se susrećete sa hemijskim reakcijama. Na primjer: iskustvo:
1. Kap joda kapnite na hleb, krompir - plave boje, što je kvalitativna reakcija na skrob. Možete se testirati na drugim predmetima za njihov sadržaj škroba. 2. Otvorite flašu gazirane vode. Postoji reakcija razgradnje ugljične ili karbonatne kiseline u ugljični dioksid i vodu. H2CO3 CO2 +H2O 3. Sirćetna kiselina + soda ugljični dioksid + natrijum acetat. Bake i majke peku vam pite. Da bi tijesto bilo mekano i pahuljasto, u njega se dodaje soda pogašena sirćetom. Sve ove pojave se objašnjavaju hemijom. Neke zanimljive činjenice vezane za hemiju:
Zašto se stidljiva mimoza tako zove? Sramežljiva biljka mimoza poznata je po tome što joj se listovi savijaju kada je neko dodirne, a nakon nekog vremena ponovo se ispravljaju. Ovaj mehanizam je zbog činjenice da određena područja na stabljici biljke, kada su stimulirana izvana, oslobađaju kemikalije, uključujući i jone kalija. Djeluju na ćelije listova iz kojih počinje otjecanje vode. Zbog toga se unutrašnji pritisak u ćelijama smanjuje, a kao rezultat toga, peteljka i latice na listovima se uvijaju, a ovaj efekat se može prenijeti duž lanca na druge listove. Upotreba paste za zube: uklanja plak sa čaja na šoljici, jer sadrži sodu koja ga čisti. Istraga o smrti cara Napoleona
.
Zarobljeni Napoleon je u pratnji svoje pratnje 1815. stigao na ostrvo Sveta Jelena, zavidnog zdravlja, ali je 1821. umro. Dijagnostikovan mu je rak želuca. Pramenovi pokojnikove kose su ošišani i podijeljeni carevim odanim pristalicama. Dakle, stigli su do našeg vremena. Godine 1961. objavljene su studije Napoleonove kose za arsen. Pokazalo se da je kosa sadržavala povećan sadržaj arsena i antimona, koji su se postepeno miješali u hranu, što je uzrokovalo postepeno trovanje. Tako je hemija, vek i po nakon smrti, pomogla da se reše neki zločini. Rad sa udžbenikom 5 pronađite i zapišite definiciju pojma hemije. Hemija je nauka o supstancama i njihovim transformacijama. Kao nauka je egzaktna i eksperimentalna, budući da je praćena eksperimentima, odnosno eksperimentom, istovremeno se vrše potrebna proračuna i nakon toga se izvode samo zaključci. Hemičari proučavaju raznolikost supstanci i njihova svojstva; pojave koje se javljaju sa supstancama; sastav supstanci; struktura; svojstva; uslovi transformacije; mogućnosti korišćenja. Rasprostranjenost supstanci u prirodi. Razmotrite sliku 1. Koji zaključak se može izvući iz ovoga.(Supstance postoje ne samo na Zemlji, već i van nje.) Ali sve supstance se sastoje od hemijskih elemenata. Navedene su neke informacije o hemijskim elementima i supstancama u Ginisovoj knjizi rekorda: na primjer Najčešći element: u litosferi - kiseonik (47%), u atmosferi - azot (78%), izvan Zemlje - vodonik (90%), najskuplji - Kalifornija. Najsavitljiviji metal - zlato od 1 g može se uvući u žicu dugu 2,4 km (2.400 m), najtvrđi - hrom, najtopliji - i električno provodljivi - srebro. Najskuplja supstanca je interferon: milioniti mikrogram čistog lijeka košta 10 dolara. Hemija je usko povezana sa drugim prirodnim naukama. Koje prirodne nauke možete navesti? Razmotrite dijagram 1. 6 Ekologija Poljoprivreda Agrohemija Physchemistry Fizika Hemija Biologija Biohemija Medicina Matematika Geografija Astronomija Kosmohemija farmaceutska hemija Ali pored ovoga, hemija se takođe može klasifikovati: Klasifikacija hemije Anorganic Organic Analytical opšta hemija Sve ovo će se izučavati tokom školskog kursa hemije. Čovjek mora postojati u skladu sa prirodom, ali je istovremeno i sam uništava. Svako od vas može i zaštititi i zagaditi prirodu. Papir, polietilen, plastika - trebate bacati samo u posebne kante, a ne razbacati gdje se nalazite, jer se ne raspadaju. Prilikom spaljivanja plastike i polietilena oslobađaju se vrlo otrovne tvari koje utječu na ljude. U jesen, kada lišće izgori, stvaraju se i otrovne tvari, iako se mogu nakupiti za proces truljenja, a zatim koristiti kao biološka gnojiva. Upotreba kućnih hemikalija dovodi do zagađenja vode. Dakle, očuvanje prirode za buduće generacije zavisi od pažljivog odnosa svakog od nas prema njoj, od nivoa kulture, hemijskog znanja. IV. Generalizacija i sistematizacija znanja.
1. Nastavite sa definicijom: Hemija je ………………………………………………………………………………….. 2. Odaberite tačne izjave: a. Hemija - Humanističke nauke b. Hemija je prirodna nauka. in. Poznavanje hemije je neophodno samo za biologe. d) Hemikalije se nalaze samo na Zemlji. e. Za život, disanje, čovjeku je potreban ugljični dioksid. e. Život na Planeti nije moguć bez kiseonika. 3. Od datih nauka koje su međusobno povezane sa hemijom izaberite one koje se odnose na definicije. Biohemija, Ekologija, Fizička hemija, Geologija, Agrohemija 1. Hemijske procese koji se dešavaju u ljudskom tijelu proučava nauka - biohemija. 2. Nauka o zaštiti životne sredine zove se ekologija 3. Istraživanje minerala - Geologija 4. Transformacija nekih supstanci u druge je praćena apsorpcijom ili oslobađanjem toplote, proučava nauka fizičke hemije 5. Proučavanje uticaja đubriva na tlo i biljke je nauka agrohemije. 4. Kakav uticaj hemija ima na prirodu. V. Sumiranje lekcije.
Iz prezentiranog materijala proizilazi da je hemija nauka o supstancama i njihovim transformacijama. U savremenom svetu čovek ne može da zamisli svoj život bez hemikalija. Praktično nema industrije u kojoj ne bi bilo potrebno hemijsko znanje. Uticaj hemije i hemikalija na ljude i okolinu, pozitivan i negativan. Svako od nas može sačuvati komadić prirode, takav kakav jeste. Zaštitite životnu sredinu. VI. Zadaća.
2. Odgovorite na pitanja na str. deset . 1- usmeno, 2-4 pismeno. 3. Pripremiti izvještaje na temu: "Istorija razvoja hemije kao nauke" hemija
- nauka o transformacijama supstanci povezanih s promjenom u elektronskom okruženju atomskih jezgara. U ovoj definiciji potrebno je dodatno pojasniti pojmove „supstanca“ i „nauka“. Prema Hemijskoj enciklopediji: Supstanca
Vrsta materije koja ima masu mirovanja. Sastoji se od elementarnih čestica: elektrona, protona, neutrona, mezona, itd. Hemija proučava uglavnom materiju organizovanu u atome, molekule, jone i radikale. Takve tvari se obično dijele na jednostavne i složene (hemijska jedinjenja). Jednostavne supstance formiraju atomi jedne hemikalije. element i stoga su oblik njegovog postojanja u slobodnom stanju, na primjer, sumpor, željezo, ozon, dijamant. Složene supstance formiraju različiti elementi i mogu imati stalan sastav. Postoje mnoge razlike u tumačenju pojma "nauka". Ovdje je sasvim primjenjiva izjava Renéa Descartesa (1596-1650): "Definiši značenje riječi i spasit ćeš čovječanstvo od polovine njegovih zabluda." Nauka uobičajeno je nazivati sferu ljudske aktivnosti, čija je funkcija razvoj i teorijska shematizacija objektivnog znanja o stvarnosti; grana kulture koja nije postojala u svim vremenima i ne među svim narodima. Kanadski filozof William Hatcher definira modernu nauku kao "način poznavanja stvarnog svijeta, uključujući i stvarnost koju osjećaju ljudska osjetila i nevidljivu stvarnost, način saznanja zasnovan na izgradnji provjerljivih modela ove stvarnosti". Takva je definicija bliska razumijevanju nauke od strane akademika V.I. Vernadskog, engleskog matematičara A. Whiteheada i drugih poznatih naučnika. U naučnim modelima svijeta obično se razlikuju tri nivoa, koji se u pojedinoj disciplini mogu predstaviti u različitom omjeru: * empirijski materijal (eksperimentalni podaci); * idealizirane slike (fizički modeli); *matematički opis (formule i jednačine). Vizuelno-modelsko razmatranje svijeta neminovno vodi ka aproksimaciji bilo kojeg modela. A. Ajnštajn (1879-1955) je rekao: "Sve dok matematički zakoni opisuju stvarnost, oni su neodređeni, a kada prestanu da budu neodređeni, gube dodir sa stvarnošću." Hemija je jedna od prirodnih nauka koja proučava svijet oko nas sa svim bogatstvom njegovih oblika i raznolikošću pojava koje se u njemu dešavaju. Specifičnosti prirodnonaučnog znanja mogu se definisati sa tri karakteristike: istinitošću, intersubjektivnošću i doslednošću. Istina naučnih istina određena je principom dovoljnog razloga: svaka istinita misao mora biti opravdana drugim mislima, čija je istinitost dokazana. Intersubjektivnost znači da svaki istraživač treba da dobije iste rezultate kada proučava isti objekat u istim uslovima. Sistematska priroda naučnog znanja implicira njegovu strogu induktivno-deduktivnu strukturu. Hemija je nauka o transformaciji supstanci. Proučava sastav i strukturu supstanci, zavisnost svojstava supstanci od njihovog sastava i strukture, uslove i načine transformacije jedne supstance u drugu. Hemijske promjene su uvijek povezane s fizičkim promjenama. Stoga je hemija usko povezana sa fizikom. Hemija je takođe povezana sa biologijom, budući da su biološki procesi praćeni kontinuiranim hemijskim transformacijama. Unapređenje istraživačkih metoda, prvenstveno eksperimentalne tehnologije, dovelo je do podjele nauke na sve uža područja. Kao rezultat toga, kvantitet i "kvalitet", tj. povećana je pouzdanost informacija. Međutim, nemogućnost da jedna osoba ima kompletno znanje čak i za srodne naučne oblasti stvorila je nove probleme. Kao što su u vojnoj strategiji najslabije tačke odbrane i ofanzive na spoju frontova, u nauci su najmanje razvijene oblasti koje se ne mogu jednoznačno klasifikovati. Između ostalih razloga, može se istaći i teškoća u sticanju odgovarajućeg nivoa kvalifikacije (akademskog stepena) za naučnike koji rade u oblastima „spojnice nauka“. Ali glavna otkrića našeg vremena također se prave tamo. U savremenom životu, posebno u ljudskim proizvodnim aktivnostima, hemija igra izuzetno važnu ulogu. Gotovo da nema industrije koja nije povezana sa upotrebom hemije. Priroda nam daje samo sirovine - drvo, rudu, naftu itd. Podvrgavajući prirodne materijale hemijskoj preradi, dobijaju razne supstance neophodne za poljoprivredu, industrijsku proizvodnju, medicinu, svakodnevni život - đubriva, metale, plastiku, lakove, boje, lekovite supstance, sapun itd. Za preradu prirodnih sirovina potrebno je poznavati zakone transformacije supstanci, a to znanje daje hemija. Razvoj hemijske industrije jedan je od najvažnijih uslova za tehnološki napredak. Hemijski sistemi Predmet studija hemije - hemijski sistem
. Hemijski sistem je skup supstanci koje su u interakciji i koje su mentalno ili stvarno izolovane od okoline. Potpuno različiti objekti mogu poslužiti kao primjeri sistema. Najjednostavniji nosilac hemijskih svojstava je atom - sistem koji se sastoji od jezgra i elektrona koji se kreću oko njega. Kao rezultat kemijske interakcije atoma nastaju molekuli (radikali, ioni, atomski kristali) - sistemi koji se sastoje od nekoliko jezgara, u čijem se općem polju kreću elektroni. Makrosistemi se sastoje od kombinacije velikog broja molekula - rastvora različitih soli, mešavine gasova iznad površine katalizatora u hemijskoj reakciji itd. U zavisnosti od prirode interakcije sistema sa okolinom, razlikuju se otvoreni, zatvoreni i izolovani sistemi. otvoreni sistem
Sistemom se naziva sistem sposoban da razmjenjuje energiju i masu sa okolinom. Na primjer, kada se soda pomiješa u otvorenoj posudi s otopinom klorovodične kiseline, reakcija se nastavlja: Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O. Masa ovog sistema se smanjuje (ugljen-dioksid i delimično vodena para izlaze), deo oslobođene toplote se troši na zagrevanje okolnog vazduha. Zatvoreno
Sistem se naziva sistem koji može samo da razmenjuje energiju sa okolinom. Sistem o kojem je bilo riječi gore, smješten u zatvorenoj posudi, bit će primjer zatvorenog sistema. U tom slučaju je izmjena mase nemoguća i masa sistema ostaje konstantna, ali se toplota reakcije kroz zidove epruvete prenosi u okolinu. Izolirano
Sistem je sistem konstantne zapremine u kome nema razmene mase ili energije sa okolinom. Koncept izolovanog sistema je apstraktan, jer U praksi, potpuno izolovan sistem ne postoji. Sl.1.1 - Višefazni sistem. Nije uvijek faza kroz iste fizičke osobine i ujednačen hemijski sastav. Primjer je Zemljina atmosfera. U nižim slojevima atmosfere koncentracija gasova je veća, a temperatura vazduha viša, dok se u gornjim slojevima vazduh razređuje i temperatura opada. One. homogenost hemijskog sastava i fizičkih svojstava kroz cijelu fazu se u ovom slučaju ne uočava. Također, faza može biti diskontinuirana, na primjer komadići leda koji plutaju na površini vode, magla, dim, pjena - dvofazni sistemi u kojima je jedna faza diskontinuirana. Sistem koji se sastoji od supstanci u istoj fazi naziva se homogena
.
Sistem koji se sastoji od supstanci u različitim fazama i koji ima najmanje jedno sučelje naziva se heterogena
. Supstance koje čine hemijski sistem su komponente. Komponenta
mogu biti izolovani od sistema i postojati izvan njega. Na primjer, poznato je da kada se natrijum hlorid rastvori u vodi, on se razlaže na Na+ i Cl- jone, međutim, ovi joni se ne mogu smatrati komponentama sistema - rastvor soli u vodi, jer ne mogu se izolovati od datog rješenja i postojati odvojeno. Sastojci su voda i natrijum hlorid. Stanje sistema je određeno njegovim parametrima. Parametri se mogu postaviti kako na molekularnom nivou (koordinate, impuls svakog od molekula, uglovi veze, itd.) tako i na makro nivou (na primjer, pritisak, temperatura). Struktura atoma. Slične informacije. Hemija je prirodna nauka. Kao i druge prirodne nauke, proučava određenu stranu prirode i prirodnih pojava. Za razliku od drugih prirodnih nauka, hemija posvećuje veliku pažnju materiji. Supstanca je, na primjer, voda, neki metal, sol, određeni protein. Mnogi predmeti koji nas okružuju sastoje se ne od jedne, već od mnogih supstanci. Na primjer, živi organizam se sastoji od vode, proteina, masti, ugljikohidrata i niza drugih tvari. Čak i tvari koje su po izgledu homogene mogu biti mješavine različitih tvari (na primjer, otopine). Nauka o hemiji kroz istoriju je omogućila ne samo proučavanje strukture i svojstava supstanci, već i dobijanje novih supstanci koje ranije nisu postojale u prirodi. To su, na primjer, razne plastike, organske tvari. Hemija, kao i matematika, ima svoj formalni jezik. Interakcije supstanci ovde se obično izražavaju kroz određeni zapis hemijskih reakcija, a same supstance su zapisane u obliku formula. Hemija objašnjava mnoge promjene u prirodi. Glavno pitanje na koje hemija daje odgovor je zašto se neke supstance pretvaraju u druge? Kao rezultat proučavanja ovog poglavlja, student treba da: znam vlastiti Postoje mnoge definicije hemije koje je karakterišu kao nauku: Očigledno, svaki od njih odražava samo jedan od aspekata opsežnog hemijskog znanja, a sama hemija djeluje kao visoko uređen sistem znanja koji se stalno razvija. Evo definicije iz klasičnog udžbenika: „Hemija je nauka o transformaciji supstanci. Proučava sastav i strukturu supstanci, zavisnost svojstava supstanci od njihovog sastava i strukture, uslove i načine transformacije jedne supstance u drugu. Hemija je nauka o transformaciji supstanci. Najvažnija odlika hemije je da je na mnogo načina samostalno formira predmet istraživanja, stvaranje supstanci koje nisu postojale u prirodi. Kao ni jedna druga nauka, hemija istovremeno deluje i kao nauka i kao proizvodnja. Budući da moderna hemija rješava svoje probleme na atomsko-molekularnom nivou, ona je usko povezana sa fizikom, biologijom, kao i sa naukama kao što su geologija, mineralogija itd. Granične oblasti između ovih nauka proučavaju kvantna hemija, hemijska fizika, fizička hemija, geohemija, biohemija itd. Prije više od 200 godina, veliki M. V. Lomonosov govorio je na javnom skupu Petrogradske akademije nauka. u izvještaju "Nekoliko riječi o prednostima hemije"čitamo proročke stihove: „Hemija široko širi ruke u ljudskim poslovima... Kamo god pogledamo, kuda god pogledamo, svuda pred očima okrenemo uspjehe njene marljivosti.” Hemija je svoju "marljivost" počela širiti čak i u Egiptu - naprednoj zemlji antičkog svijeta. Grane proizvodnje kao što su metalurgija, keramika, staklarstvo, bojenje, parfimerija, kozmetika su tu dostigle značajan razvoj mnogo prije naše ere. Uporedimo naziv nauke o hemiji na različitim jezicima: Sve ove riječi sadrže korijen "hemija" ili " chem“, što je u skladu s riječima starogrčkog jezika: “himos” ili “hyumos” je značilo “sok”. Ovo ime se nalazi u rukopisima koji sadrže informacije o medicini i farmaciji. Postoje i druge tačke gledišta. Prema Plutarhu, izraz "hemija" dolazi od jednog od drevnih imena Egipta - Hemi („crtanje zemlje“). U svom izvornom smislu, izraz je značio "egipatska umjetnost". Hemija kao nauka o supstancama i njihovim interakcijama u Egiptu se smatrala božanskom naukom i bila je u potpunosti u rukama sveštenika. Jedna od najstarijih grana hemije je metalurgija. Za 4-3 hiljade godina pne. počeo topiti bakar iz ruda, a kasnije proizvoditi leguru bakra i kalaja (bronza). U II milenijumu pne. naučio kako dobiti željezo iz rude postupkom sirovog puhanja. Za 1600 godina prije Krista. počeli su koristiti prirodnu indigo boju za bojenje tkanina, a nešto kasnije - ljubičastu i alizarin, kao i pripremati ocat, lijekove od biljnog materijala i druge proizvode čija je proizvodnja povezana s kemijskim procesima. Na arapskom istoku u V-VI vijeku. izraz "alhemija" se pojavljuje dodavanjem čestice "al-" grčko-egipatskoj "hemiji". Cilj alhemičara je bio da stvore "kamen filozofa" sposoban da pretvori sve osnovne metale u zlato. Bio je zasnovan na praktičnom poretku: zlatu u Evropi je bio neophodan za razvoj trgovine, a bilo je malo poznatih nalazišta zlata. Činjenica iz istorije nauke Najstariji otkriveni hemijski tekstovi danas se smatraju staroegipatskim "Ebersov papirus"(nazvan po njemačkom egiptologu koji ga je pronašao) - zbirka recepata za proizvodnju lijekova iz 16. stoljeća. pne, kao i „Brugsch papirus“ pronađen u Memfisu sa ljekarskim receptima (XIV vek pne). Preduslovi za formiranje hemije kao samostalne naučne discipline formirali su se postepeno tokom 17. - prve polovine 18. veka. Istovremeno, uprkos raznovrsnosti empirijskog materijala, u ovoj nauci, sve do otkrića periodnog sistema hemijskih elemenata 1869. od strane D. I. Mendeljejeva (1834-1907), nije postojala opšta teorija koja bi mogla da objasni nagomilani stvarni materijal. . Pokušaji periodizacije hemijskog znanja vršeni su još u 19. veku. Prema njemačkom naučniku G. Koppu - autoru četverotomne monografije "Istorija hemije"(1843-1847), razvoj hemije odvijao se pod uticajem izvesnih ideja vodilja. On je identifikovao pet faza: Međutim, prema savremenim konceptima, ova klasifikacija se odnosi na one faze kada hemijska nauka još nije konstituisana kao sistemsko teorijsko znanje. Domaći istoričari hemije razlikuju četiri konceptualna nivoa, koji se zasnivaju na načinu rešavanja centralnog problema hemije kao nauke i kao proizvodnje (Sl. 13.1). Prvi konceptualni nivo - proučavanje strukture hemijske supstance. Na ovom nivou proučavana su različita svojstva i transformacije supstanci u zavisnosti od njihovog hemijskog sastava. Rice. 13.1. Lako je uočiti analogiju ovog koncepta sa fizičkim konceptom atomizma. I fizičari i hemičari tražili su izvornu osnovu na kojoj bi bilo moguće objasniti svojstva svih jednostavnih i složenih supstanci. Ovaj koncept je formulisan prilično kasno - 1860. godine, na prvom međunarodnom kongresu hemičara u Karlsrueu u Nemačkoj. Hemičari su polazili od toga Sve tvari se sastoje od molekula i svih molekula, zauzvrat se sastoje od atoma. I atomi i molekuli su u neprekidnom kretanju, dok su atomi najmanji, a zatim i nedjeljivi dijelovi molekula 1. Značaj Kongresa jasno je izrazio D. I. Mendeljejev: G. A.), hemičari svih zemalja prihvatili su početak unitarnog sistema; sada bi to bila velika nedoslednost, prepoznati početak, ne prepoznati njegove posledice. Drugi konceptualni nivo - proučavanje strukture hemikalija, identifikacija specifičnog načina interakcije elemenata u sastavu specifičnih hemikalija. Utvrđeno je da svojstva supstanci ne zavise samo od sastavnih hemijskih elemenata, već i od odnosa i interakcije ovih elemenata u toku hemijske reakcije. Dakle, dijamant i ugalj imaju različita svojstva upravo zbog razlike u strukturi, iako im je hemijski sastav sličan. Treći konceptualni nivo Hemija je generisana potrebama povećanja produktivnosti hemijskih industrija i istražuje unutrašnje mehanizme i spoljašnje uslove za nastanak hemijskih procesa: temperaturu, pritisak, brzinu reakcije itd. Četvrti konceptualni nivo - nivo evolucione hemije. Na ovom nivou detaljnije se proučava priroda reagenasa uključenih u hemijske reakcije, specifičnosti delovanja katalizatora koji značajno ubrzavaju njihovu brzinu. Na ovom nivou se shvata proces nastanka. živ materija od inertne materije.Prijelazi i odgovarajuće spektralne linije koje prolaze iz ili u osnovno stanje nazivaju se rezonantnim.
Kada kvante emituje ili apsorbuje analizirani sistem, pojavljuju se karakteristični signali koji nose informacije o kvalitativnom i kvantitativnom sastavu supstance koja se proučava.
Frekvencija (valna dužina) zračenja određena je sastavom tvari. Intenzitet spektralne linije (analitički signal) proporcionalan je broju čestica koje su izazvale njenu pojavu, odnosno količini supstance ili komponente složene smeše koja se utvrđuje.
Spektralne metode pružaju široke mogućnosti za proučavanje odgovarajućih analitičkih signala u različitim regionima spektra elektromagnetnog zračenja: to su zraci, rendgenski zraci, ultraljubičasto (UV), optičko i infracrveno (IR) zračenje, kao i mikrotalasni i radio talasi.
Energija kvanta navedenih vrsta zračenja pokriva veoma širok raspon - od 10 8 do 10 6 eV, što odgovara opsegu frekvencija od 10 20 do 10 6 Hz.
Trenutno se brojne metode analize koriste prilično široko samo u istraživačkim laboratorijama. To uključuje:
metoda elektronske paramagnetne rezonance (EPR), zasnovana na fenomenu rezonantne apsorpcije određenih atoma, molekula ili radikala elektromagnetnih talasa (uređaj za određivanje - radio spektrometar);
metoda nuklearne magnetne rezonancije (NMR), koja koristi fenomen apsorpcije elektromagnetnih valova supstancom zbog nuklearnog magnetizma (uređaj za određivanje - spektrometar nuklearne magnetne rezonance, NMR spektrometar);
radiometrijske metode zasnovane na upotrebi radioaktivnih izotopa i mjerenju radioaktivnog zračenja;
metode atomske spektroskopije (atomska emisiona spektralna analiza, atomska emisiona fotometrija plamena, atomska apsorpciona spektrofotometrija), zasnovane na sposobnosti atoma svakog elementa pod određenim uslovima da emituju talase određene dužine – ili ih apsorbuju;
masene spektrometrijske metode zasnovane na određivanju masa pojedinačnih jonizovanih atoma, molekula i radikala nakon njihovog odvajanja kao rezultat kombinovanog delovanja električnog i magnetnog polja (uređaj za određivanje je maseni spektrometar).
Poteškoće u instrumentaciji, složenost rada, kao i nedostatak standardizovanih metoda ispitivanja ometaju upotrebu navedenih metoda u laboratorijama koje kontrolišu kvalitet komercijalnih naftnih derivata.
Fotometrijske metode
Optičke, takozvane fotometrijske metode analize, zasnovane na sposobnosti atoma i molekula da apsorbuju elektromagnetno zračenje, dobile su najveću praktičnu rasprostranjenost.
Koncentracija tvari u otopini određena je stupnjem apsorpcije svjetlosnog toka koji je prošao kroz otopinu.
Kolorimetrijskom metodom analize, apsorpcija svjetlosnih zraka u širokim područjima vidljivog spektra ili cijelog vidljivog spektra (bijelo svjetlo) mjeri se obojenim otopinama.
Spektrofotometrijska metoda mjeri apsorpciju monohromatskog svjetla. Ovo komplikuje dizajn instrumenata, ali pruža veće analitičke mogućnosti u odnosu na kolorimetrijsku metodu.
Intenzitet boje rastvora može se odrediti vizuelno (kolorimetrija) ili fotoćelijama (fotokolorimetrija).
Većina vizuelnih metoda za poređenje intenziteta apsorpcije zasniva se na različitim načinima izjednačavanja intenziteta boje dva upoređena rastvora. To se može postići promjenom koncentracije (metode razrjeđivanja, standardne serije, kolorimetrijske metode titracije) ili promjenom debljine apsorbirajućeg sloja (metoda izjednačavanja).
Ova metoda je u osnovi određivanja boje naftnih derivata na skali standardnih stakla u boji. Uređaji - kolorimetri tipa KNS-1, KNS-2, TsNT (vidi poglavlje 1).
Također je moguće izjednačiti intenzitete tokova zračenja prilikom njihovog upoređivanja promjenom širine proreza dijafragme koji se nalazi na putu jednog od dva toka koja se uspoređuju. Ova metoda se koristi u preciznijim i objektivnijim metodama za mjerenje intenziteta boje otopine u fotokolorimetriji i spektrofotometriji.
Za to se koriste fotoelektrokolorimetri i spektrofotometri.
Kvantitativno određivanje koncentracije obojenog jedinjenja prema stepenu apsorpcije zasniva se na Bouguer-Lambertov-Beerovom zakonu:
Skala fotometrijskih instrumenata je gradirana u smislu apsorpcije A i transmisije T medija.
Teoretski, A varira od 0 do °°, a T - od 0 do 1. Ali s dovoljnom tačnošću, vrijednost A može se izmjeriti u vrlo uskom rasponu vrijednosti - otprilike 0,1-r-1,0.
Mjerenjem apsorpcije datog sistema monohromatskih zračenja različitih talasnih dužina može se dobiti apsorpcioni spektar, odnosno zavisnost apsorpcije svetlosti od talasne dužine. Logaritam omjera I 0 /I naziva se i optička gustoća i ponekad se označava kao D.
Za kvantitativnu analizu pogodnije je izvršiti mjerenja u UV i vidljivim dijelovima spektra, u kojima čak i složena jedinjenja obično imaju jedan ili mali broj apsorpcionih opsega (tj. opsega frekvencija svjetlosnih valova u kojima je apsorpcija svjetlosti posmatrano).
Za svaku apsorpcionu supstancu može se izabrati talasna dužina na kojoj se javlja najintenzivnija apsorpcija svetlosnih zraka (najveća apsorpcija). Ova talasna dužina je označena sa max
Ako je poznato područje maksimalne apsorpcije max analizirane otopine, tada odaberite svjetlosni filter s maksimalnom površinom propuštanja blizu max.
Ovako to rade kada rade na fotoelektrokolorimetrima.
Fotoelektrokolorimetri tipa FEK-M imaju širinu spektralnog intervala koji emituje svetlosni filter od 80100 nm, tipova FEK-N-57, FEK-56, FEK-60 od 3040 nm. Pri radu na spektrofotometrima apsorpcija se mjeri u cijelom radnom opsegu ovog uređaja, prvo nakon 1020 nm, a nakon pronalaženja granica maksimalne apsorpcije, nakon 1 nm.
Po pravilu, opis standardne metode određivanja, kojom se laboratorijski asistent rukovodi u svom radu, sadrži precizna uputstva u pogledu uslova pod kojima se vrši određivanje supstance.
Fotometrijska analiza koristi reagense koji mijenjaju boju kada se pH otopine promijeni. Stoga je potrebno održavati pH u intervalu što je dalje moguće od područja prijelaza boje.
Kvantitativna fotometrijska analiza zasniva se na metodi kalibracionih krivulja koje pokazuju zavisnost optičke gustine rastvora D od količine supstance c.
Da bi se nacrtala kriva, mjeri se optička gustoća pet do osam otopina analita različitih koncentracija. Za određivanje sadržaja supstance u analiziranom uzorku koristi se dijagram optičke gustoće u odnosu na koncentraciju.
Koeficijent apsorpcije slabo zavisi od temperature. Stoga kontrola temperature u fotometrijskim mjerenjima nije potrebna. Promjena temperature unutar ±5°C praktički ne utječe na optičku gustoću.
Priroda rastvarača ima značajan uticaj na optičku gustinu, pod jednakim uslovima, pa se konstrukcija kalibracionih grafika i merenja u analiziranim proizvodima moraju vršiti u istom rastvaraču.
Za rad u UV području koriste se voda, alkohol, etar, zasićeni ugljovodonici.
Budući da optička gustina zavisi od debljine sloja, izbor kiveta treba izvršiti tako da vrednosti optičkih gustoća za seriju referentnih (standardnih) rastvora budu u rasponu od 0,1 - 1,0, što odgovara najmanja greška merenja.
Isto se radi ako kiveta nije pogodna za mjerenje optičkih gustoća otopina početka serije standardnih otopina.
Opseg koncentracije analita također mora biti odabran na takav način da izmjerena optička gustina rastvora bude u opsegu od 0,1-1,0.
Za analizu naftnih derivata, aditiva za njih koriste se fotoelektrokolorimetri FEK-M, FEK-56, FEK-N-57, FEK-60, KFO, KFK-2, kao i spektrofotometri SF-4A, SF-26, SF- 46 (vidi Poglavlje 1).
U preradi nafte uobičajeno je da se indeks prelamanja n D odredi na talasnoj dužini upadne svjetlosti od 589 nm. Mjerenje se vrši pomoću refraktometra.
Indeks loma ovisi o temperaturi. Kako se ce povećava, indeksi loma tekućina se smanjuju.
Tabela 1. Indeksi loma nekih spojeva na različitim temperaturama
Stoga se mjerenja moraju vršiti na konstantnoj: temperaturi (tabela 3.1).
Tokom mjerenja, temperatura komore prizme održava se konstantnom propuštanjem vode iz termostata kroz košulje prizme. Ako se indeks loma mjeri na temperaturi različitoj od 20°C, tada se na vrijednost indeksa prelamanja primjenjuje temperaturna korekcija.
Prilikom određivanja indeksa loma tamnih naftnih derivata, za koje je teško dobiti oštru granicu pri korištenju propuštene svjetlosti, koristi se reflektirana svjetlost. U tu svrhu otvorite prozor u gornjoj prizmi, okrenite ogledalo i osvijetlite prozor jakom svjetlošću.
Ponekad, u ovom slučaju, granica nije dovoljno jasna, ali je ipak moguće izvršiti očitavanje s tačnošću od 0,0010. Za najbolje rezultate radite u prostoriji sa naknadnom pjenom i koristite difuzno svjetlo različitog intenziteta, koje se može ograničiti otvaranjem radne prizme.
Elektrohemijske metode
Elektrohemijske metode analize se koriste ili za direktna merenja na osnovu zavisnosti analitičkog signala - sastava, ili za označavanje krajnje tačke titracije u titrimetriji.
Za laboratorijsku praksu se češće koristi konduktometrijska titracija u kojoj se mjerenje električne provodljivosti koristi za određivanje tačke ekvivalencije tokom titracije.
Kulometrija je metoda analize zasnovana na interakciji otopljenih tvari s električnom strujom. Mjeri se količina električne energije potrošene za elektrolizu tvari u analitičkoj reakciji i izračunava se sadržaj ispitivane tvari u uzorku.
Potenciometrijska metoda
U praksi prerade nafte najraširenija potenciometrijska metoda analize zasniva se na mjerenju potencijala elektrode uronjene u analizirani rastvor. Vrijednost potencijala koji nastaje na elektrodama ovisi o sastavu otopine.
Elektroda čiji potencijal zavisi od aktivnosti (koncentracije) određenih jona u rastvoru naziva se indikatorska elektroda.
Za mjerenje potencijala indikatorske elektrode u otopinu, uronite drugu elektrodu, čiji potencijal ne ovisi o koncentraciji jona koji se određuju. Takva elektroda se naziva referentna elektroda.
U potenciometriji se najčešće koriste dvije klase indikatorskih elektroda:
elektrode za izmjenu elektrona, na čijim se međufaznim granicama odvijaju reakcije uz sudjelovanje elektrona;
jonska izmjena, ili i to su selektivne elektrode, na čijim se međufaznim granicama odvijaju reakcije povezane s razmjenom jona. Takve elektrode se nazivaju i membranske elektrode.
Ion-selektivne elektrode dijele se u grupe: staklene, čvrste s homogenom ili heterogenom membranom; tečnost (na bazi ionskih saradnika, složenih jedinjenja koja sadrže metal); gas.
Potenciometrijska analiza zasniva se na Nernstovoj jednačini
E \u003d const + (0,059 / n) / lg a,
gdje je n naboj jona koji određuje potencijal ili broj elektrona koji učestvuju u reakciji; a je aktivnost jona koji određuju potencijal.
Razmotrimo detaljnije glavne vrste elektroda koje se koriste u potenciometriji.
elektrode za izmjenu elektrona. Inertni metali, poput platine i zlata, često se koriste kao indikatorske elektrode u redoks reakcijama. Potencijal koji nastaje na platinskoj elektrodi ovisi o omjeru koncentracija oksidiranih i redukovanih oblika jedne ili više tvari u otopini.
Metalne indikatorske elektrode izrađuju se od ravne metalne ploče, upredene žice ili metaliziranog stakla. Domaća industrija proizvodi tankoslojnu platinastu elektrodu ETPL-01M.
Ion selektivne elektrode. Staklena elektroda koja se najčešće koristi je dizajnirana za mjerenje pH.
Staklena elektroda se obično koristi u tandemu sa referentnom elektrodom od srebrnog klorida.
Domaća industrija komercijalno proizvodi staklene elektrode ESL-11G-05, ESL-41G-04, ESL-63-07, ESL-43-07, pogodne za mjerenje pH u rasponu od 0 do 14.
Osim staklenih elektroda za mjerenje pH, proizvode se i staklene elektrode za mjerenje aktivnosti alkalnih metala, kao što su joni Na+ (ECNa-51-07), K+ joni (ESL-91-07).
Pre početka rada staklene elektrode treba neko vreme držati u 0,1 M rastvoru hlorovodonične kiseline.
Ni pod kojim okolnostima ne treba brisati staklenu perlu, jer to može uništiti površinu elektrode. Strogo je zabranjeno grebati površinu staklene elektrode oštrim predmetima, jer je debljina staklene kugle desetinke milimetra, a to će oštetiti osjetljivi element.
Pravila za rad sa staklenim elektrodama u potpunosti se primjenjuju na druge ionsko selektivne elektrode.
Domaća industrija proizvodi srebro-kloridne elektrode tipa EVL-1MZ, EVL-1ML.
Šema instalacije za potenciometrijska mjerenja sa indikatorskom elektrodom i referentnom elektrodom prikazana je na sl. 3.8.
Tsigurnost i zaštita rada u laboratoriji
Prilikom analize naftnih derivata treba raditi sa vatrom, zapaljivim, eksplozivnim, otrovnim i kaustičnim materijama. S tim u vezi, kršenje zahtjeva za sigurnost i zaštitu rada, nepoštivanje potrebnih mjera opreza može dovesti do trovanja, opekotina, posjekotina itd.
OPĆE ODREDBE
Rad se može započeti samo ako su sve njegove faze jasne i nesumnjive. Ako imate bilo kakvih nedoumica, odmah kontaktirajte voditelja posla. Prije izvođenja nepoznatih operacija, svaki laboratorijski asistent početnik bi trebao dobiti detaljnu individualnu instrukciju.
Svi radovi povezani sa povećanom opasnošću smiju se izvoditi samo pod neposrednim nadzorom iskusnog radnika ili nadzornika rada.
Svaki laboratorijski asistent mora imati kombinezon za individualnu upotrebu – kućni ogrtač, au nekim slučajevima i pokrivalo za glavu i gumiranu kecelju i zaštitna sredstva – naočale i gumene rukavice.
Prilikom obavljanja bilo kakvih poslova vezanih za korištenje pritiska, vakuuma ili u slučajevima kada je moguće prskanje otrovne tekućine (na primjer, pri razrjeđivanju kiselina i lužina), laboratorijski radnici moraju nositi zaštitne naočale.
4. Svaki laboratorijski radnik treba da zna gdje se u laboratoriji nalazi komplet prve pomoći* koji sadrži sve što je potrebno za prvu pomoć, kao i gdje se nalaze aparati za gašenje požara, kutije sa pijesak, azbestne deke za gašenje velikih požara.
5. Na radnom mestu treba da budu samo instrumenti i oprema neophodni za ovaj rad. Sve što može ometati otklanjanje posljedica eventualne nesreće mora biti uklonjeno.
6. U laboratoriji je zabranjeno: raditi sa neispravnom ventilacijom;
obavljaju poslove koji nisu direktno povezani sa izvođenjem određene analize; rad bez kombinezona;
7. Rad u laboratoriji sam;
ostavite bez nadzora radne instalacije, nestacionarne uređaje za grijanje, otvoreni plamen.
KAKO RADITI SA HEMIKALIJAMA.
Značajan broj nezgoda u laboratorijama uzrokovan je nepažljivim ili nestručnim rukovanjem različitim reagensima. Trovanja, opekotine, eksplozije su neizbježna posljedica kršenja pravila rada.
Posude koje sadrže otrovne tekućine moraju biti dobro začepljene i označene s "Otrovom" ili "Otrovnom tvari"; ni u kom slučaju ih ne treba ostavljati na radnoj površini.
Posebna pažnja je potrebna pri rukovanju olovnim naftnim proizvodima. U tim slučajevima, obavezno slijedite posebna pravila koja je odobrio glavni sanitarni doktor SSSR-a ("Pravila za skladištenje, transport i upotrebu olovnih benzina u motornim vozilima").
Strogo je zabranjeno korištenje olovnog benzina kao goriva za gorionike i gorionike i rastvarača u laboratorijskim radovima, kao i za pranje ruku, suđa i sl. Strogo je zabranjeno. Neprihvatljivo je skladištenje hrane i njen prijem na radnim mjestima s etilnim naftnim proizvodima.
Kombinezone laboratorijskih radnika koji su direktno uključeni u analizu olovnih proizvoda treba redovno degazirati i prati. U nedostatku komora za otplinjavanje, kombinezon se mora staviti u kerozin najmanje 2 sata, zatim istisnuti, prokuhati u vodi, zatim obilno isprati toplom vodom ili tek onda predati na pranje.
Nakon rada sa olovnim benzinom, odmah operite ruke kerozinom, a zatim lice i ruke toplom vodom i sapunom.
Da bi se spriječilo prodiranje hemikalija u kožu, usta, respiratorni trakt, potrebno je pridržavati se sljedećih mjera opreza:
1. U laboratorijskim radnim prostorijama ne treba stvarati zalihe reagensa, posebno isparljivih. Reagensi potrebni za tekući rad moraju biti dobro zatvoreni, a najisparljiviji (na primjer, hlorovodonična kiselina, amonijak, itd.) treba držati na posebnim policama u dimovodu.
Prolivene ili slučajno prosute reagense treba odmah i pažljivo očistiti.
Mnogi reagensi stižu u laboratoriju u velikim kontejnerima. Zabranjeno je biranje malih porcija supstanci direktno iz bačvi, velikih flaša, buradi itd.
Stoga je prilično česta operacija u laboratorijskom praktičnom radu pakovanje reagensa. Ovu operaciju trebaju izvoditi samo iskusni radnici koji su dobro upoznati sa svojstvima ovih supstanci.
Pakovanje čvrstih reagensa koji mogu iritirati kožu ili sluzokožu treba obavljati u rukavicama, zaštitnim naočalama ili maskom. Kosu treba ukloniti ispod beretke ili šala, manžetne i kragna haljine treba da priliježu uz tijelo.
Nakon rada sa prašnjavim supstancama, treba se istuširati, a kombinezon staviti u pranje. Za zaštitu dišnih organa od prašine i kaustičnih para koriste se respiratori ili gas maske. Respiratore ne možete zamijeniti gaznim zavojima - oni nisu dovoljno efikasni.
...
Slični dokumenti
Istorijske faze u razvoju hemijske nauke