Dr. Schulek Elemér - Dr. Szabó Zoltán László: A kvantitatív analitikai kémia elvi alapjai és módszerei

ELŐSZÓ A tudományok rohamos fejlődése az analitikai kémiát is új feladatok elé állította. Ezek a feladatok új elvi alapok kidolgozását tették szükségessé, ami viszont a kémia rohamos fejlődését segítette elő. A hatás és visszahatás kölcsönös. Az analitika a kémiai tudományok alkalmazott része, mint ilyen általános és szervetlen kémiai, szerves kémiai, fizikai-kémiai és kolloidkémiai alapismeretekre támaszkodik. Oktatásának szempontjai eltérők lehetnek. Szerintünk az oktatás súlypontja a gyakorlat, az egyéni tapasztalatok szerzése. A tapasztalat helyes értelmezése csak akkor lehetséges, ha az analitikai kémia elvi alapjait megértjük. Ez utóbbiakat gyakorlati példákon kell bemutatnunk. Célszerű ugyanakkor a gyakorlatilag fontosabb műveleteket is leírnunk, hogy a kísérletező készséget és kritikai szellemet a hallgatókban kifejlesszük. Úgy véljük, hiányt pótol tehát egy olyan könyv, mely az analitikai kémia elvi alapjait összefoglalva sajátos szemléletet ad, és egyúttal a felsorolt példák kapcsán eligazít az analitikai prblémák megoldási lehetőségeinek kiválasztásában. Vissza TARTALOM Előszó 5 Tartalomjegyzék 7 Bevezetés 19 A kvantitatív analízis rövid története 23 Analitikai mérőeszközök. A mérési adatok értékelése Súlymérés 29 Az analsitikai mérleg 30 Mérés társmérlegen és kézimérlegen 34 Mérés analitikai mérlegen 35 Térfogatmérés 36 Térfogatmérő eszközök, azok használata és tisztítása 36 A térfogatmérő eszközök bejelölése és hitelesítése 42 A mérési adatok pontossága, a hibaszámítás 46 A vizsgálati anyag előkészítése az analízishez Szilárd testek mintavétele és előkészítése 51 Mintavétel 51 Aprítás és porítás 52 Szárítás 53 A vizsgálati anyag tárolása és mérése 54 A vizsgálati anyag oldása 55 Törzsoldatkészítés 56 A vizsgálati anyag feltárása 57 Szerves vegyületek roncsolása 61 Oldatok és folyadékok mintavétele és előkészítése 65 Mintavétel 65 A vizsgálati anyag mérése és a törzsoldat elkészítése 65 Az oldatok betöményítése és szárazra párologtatása 66 Vizsgálati eljárások 67 Mérések híg vizes oldatokban Mérések elválasztás nélkül (Térfogatos, titrimetriás eljárások) Az oldatok koncentrációjának általánosan használt kifejezésmódjai 72 A térfogatos analízis mérőoldatai 72 Sav-bázis-mérések (acidi- és alkalimetria) 82 A víz disszociációjáról. A hidrogénkitevő fogalma 82 Gyenge savak és gyenge bázisok disszociációjáról 84 A sók hidrolíziséről 88 Tompítóoldatok és azok tompítókapacitása 92 Az acidi- és alkalimetria titrálási görbéi 94 A sav-bázis-indikátorok 99 A neutralizációs analízis gyakorlata 110 A neutralizációs analízis mérőoldatai, azok elkészítése és ellenőrzése 110 Fontosabb indikátoroldatok 118 Erős savak mérése 119 Gyenge savak mérése 121 A több értékű savak titrálása 123 Erős és gyenge savak mérése egymás mellett 128 Erős bázisok mérése 128 Gyenge bázisok mérése 129 Több értékű bázisok mérése 130 Erős és gyenge bázisok mérése egymás mellett 131 Hidrolizáló sók acidimetriás, illetőleg alkalimetriás mérése 131 Néhány sav- illetőleg bázisméréssel megoldható analitikai feladat 133 Oxidációs és redukciós mérések (redoximetria) 150 Az oxidáció és redukció fogalma 150 Az oxidációszám 150 A redoxirendszerek reakcióképessége és reakciókészsége 154 Az elektród- és redoxipotenciál 154 A redoxipotenciál függése a hidrogénion-koncentrációtól és egyéb paraméterektől 158 A redoximérések titrálási görbéi 160 A standard-redoxipotenciál és az egyensúlyi állandó közötti összefüggés 165 A redoxititrálások végpontjának jelzése 168 A mérendő redoxirendszerek előkészítése az analízishez 173 Permanganometriás mérések 180 A permanganometria gyakorlata 181 A permanganometria mérőoldatai, azok elkészítése és ellenőrzése 181 Közvetlen titrálások kálium-permanganáttal savanyú közegben 186 Permanganátos mérések oxálsav segédmérőoldattal 189 Egyéb permanganometriás mérések 191 Kromatometriás mérések 193 A kromatometria gyakorlata 193 A kromatometria mérőoldatai 193 Közvetlen titrálások kálium-dikromattal 194 Cerimetriás mérések 196 A cerimetria gyakorlata 196 A cerimetria mérőoldatainak elkészítése és ellenőrzése 196 Katalizátorok 197 Közvetlen titrálások 198 Bromatometriás mérések 201 A bromatometriás titrálások végpontjelzése 204 A bromatometria gyakorlata 206 A bromatometria mérőoldatai 206 Indikátoroldatok 207 Közvetlen oxidációs titrálások kálium-bromáttal 208 Közvetlen brómaddíciós titrálások kálium-bromáttal 210 Közvetlen brómszubsztitúciós titrálások kálium-bromáttal 211 Oxidációs eljárások kálium-bromáttal a visszamérés elve alapján 212 Brómaddíciós eljárások kálium-bromáttal a visszamérés elve alapján 214 Brómszubsztitúciós eljárások kálium-bromáttal a visszamérés elve alapján 215 Mérések bróm-monoklorid mérőoldattal 218 Reduktometriás mérések 221 Reduktometriás mérőoldatok 222 Jódmetriás mérések 224 A jodometriás titrálások végpontjelzése 225 A jodometria gyakorlata 227 A jodometria mérőoldatai 228 Közvetlen oxidációs mérések kálium-jodidos jódoldattal 233 Oxidációs mérések a visszamérés elve alapján 234 Redukciós mérések kálium-jodid közbeiktatásával 237 A jodidionok meghatározása 252 Csapadékos titrálások 259 Szilárd testek oldhatósága, az oldhatósági szorzat 259 Az oldhatóság kiszámítása az oldhatósági szorzatból 260 A csapadékos mérések titrálási görbéi 263 Az oldhatóság különbözőségén alapuló szakaszos titrálások 267 A csapadékos titrálások végpontjelzése 268 Argentometriás mérések 270 Az argentometria gyakorlata 270 Az argentometria mérőoldatai 270 Indikátoroldatok 272 Az ezüstionok meghatározása 272 A halogenidionok meghatározása 274 Halogenidionok meghatározása adszorpciós indikátorok jelenlétében 278 Egyéb csapadékos titrálások 281 A fluoridionok meghatározása 281 A vízanalízis csapadékos módszerei 281 A cinkionok meghatározása 282 A disszociációk különbözőségén alapuló mérések 283 A merkurimetriás mérések titrálási görbéi 283 A merkurimetriás titrálások végpontjelzése 285 A merkurimetria gyakorlata 286 A merkurimetria mérőoldatai 286 Indikátoroldatok 287 Merkurimetriás mérések 287 Komplexképzésen alapuló mérések 290 A stabilitási állandóról és a keláteffektusról 290 A komplexek stabilitásának függése a hidrogénion-koncentrációtól 297 A komplexek stabilitásának függése egyéb jelenlevő komplexképzőktől 302 A komplexek stabilitását befolyásoló egyéb tényezők 303 A komplexometriás mérések titrálási görbéi 304 A komplexometriás titrálások végpontjelzése 307 Kelatometriás mérések 308 A kelatometriás mérések végpontjelzése 308 A kelatképzés szelektívvé tétele 312 A kelalometria gyakorlata 315 A kelatometria mérőoldatai 317 Fémindikátorok 319 A kelatometria segédanyagai 319 Közvetlen kelatometriás mérések 321 A visszamérés elvén alapuló kelatometriás mérések 325 Kiszorításos kelatometriás mérések 326 Közvetett kelatometriás mérések 327 Néhány összetett gyakorlati feladat kelatometriás megoldása 329 Az alkáli-cianidok alkalmazása a kelatometriában 333 Egyéb komplexometriás mérések 335 A cianidium meghatározása 335 Színösszehasonlításon alapuló térfogatos mérések 336 Az ivóvíz egyes fémionszennyezőjének és antonjának meghatározása 337 A kvantitavív analitikai kémia elválasztó módszerei Elválasztás csapadék alakjában 540 Súlyszerinti analitikai eljárások 341 A csapadékok leválasztása 341 A csapadékok szűrése 367 A csapadékok kimosása 376 A csapadékok előkészítése a méréshez 378 A csapadékok mérése 385 A súlyszerinti elemzés eredményeinek kiszámítása 386 A szúlyszerinti analízis gyakorlata 387 A kationok meghatározása 388 Az anionok meghatározása 405 Kationok és anionok meghatározása szerves reagensekkel történő leválasztással 412 Néhány összetett gyakorlati feladat gravimetriás megoldása 421 Az egymás meghatározását zavaró ionok elkülönítése csapadékos eljárással 426 Szulfidos elválasztások 426 Karbonátos elválasztások 427 A szulfátionok elválasztása és meghatározása 428 A kalciumionok elválasztása és meghatározása 429 Elválasztások szelektív oldószerrel szilárd fázisból való kioldással 432 Anionok konvertálási eljárásai 432 A kioldásos eljárások gyakorlata 435 Szilárd anyagok extrahálása 438 Elválasztások folyadékfázisból azzal nem elegyedő oldószerrel való kizárással 440 A megoszlási hányados 440 A kizárásos elválasztások alkalmazhatósága 445 A kirázásos elválasztások gyakorlata 451 Elválasztások kirázással 453 Titrálással egybekötött elválasztások ditizonnal 455 Folyadékok extrahálása 458 Illó alkotórészek elválasztása szilárd és folyadékfázisból 459 Az illó alkotórészek elválasztásának gyakorlata 459 Az ecetsavas sók ecetsavtartalmának meghatározása 460 Nitrogéntartalmú vegyületek nitrogénjének meghatározása 460 A bórsav desztillációs elválasztása és meghatározása 466 Az arzén és antimon elválasztása és meghatározása 467 A fluor desztillációs elválasztása és mérése 468 A szilárd testek víztartalmának meghatározása 469 A szén-dioxid meghatározása szilárd anyagokban és folyadékokban 473 A pirit hasznosítható kéntartalmának gyors meghatározása 477 Az etilalkohol meghatározása szeszes oldatokban 478 Elválasztások ioncserélőkkel 479 Szervetlen ioncserélők 479 Szerves ioncserélő anyagok 479 Az ioncserélés elmélete 481 Ioncserélő gyantafajták 484 Az ioncserélők analitikai alkalmazása 485 Az ioncserélés gyakorlata 485 Az ioncserélés technikai megoldásai 485 Az ioncserélő gyanták előkészítése és regenerálása 487 Mérések ioncserélők alkalmazásával 488 Kromatográfiás elválasztások 491 A kromatográfiax elmélete 492 A kromatográfia gyakorlata 498 Mérések nemvizes oldatokban A nemvizes oldatok elméletének néhány alapkérdése 509 A sav-bázis-elméletek 5120 A Ph-fogalom általánosítása 514 Az oldószerek csoportosítása 515 Titrálások nemvizes oldatokban 517 Végpontjelzés nemvizes közegben végzett titrálásoknál 517 Titrálások jégecetben 518 Titrálások benzolban és metilalkoholban 520 A víz meghatározása 522 Indirekt analízisek Az indirekt eljárások alkalmazása 527 Gazometriás mérések A gázanalitika módszerei és eszközei 533 A gázanalaitika felosztása 533 A gáztörvények alkalmazása 534 A gázanalitika eszközei 537 A gázbüretták kalibrálása 545 A gázanalitika segédanyagai 547 A gázok mintavétele és tárolása 554 Abszorpciometriás mérések 558 Gáztitrimetriás mérések 562 Folyadék- és szilárd fázisból szabaddá tett gázok térfogatának mérése 564 Az analízis eredményeinek összeállítása Néhány szempont a vizsgálati eredmények összeállításához 567 Ajánlott irodalom 571 Név- és tárgymutató 573