ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Для студентов 2 курса профилей «Биология и химия»,
«Химия и безопасность жизнедеятельности»
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

1. Задачи качественного и количественного анализа. Объекты анализа и объекты определения. Виды анализа в зависимости от объекта определения.
2. Случайные и систематические погрешности, грубые промахи: причины и влияние на результаты анализа. Правильность и воспроизводимость результатов анализа, их количественная характеристика. Критерии сравнения результатов анализа.
3. Виды систематических погрешностей анализа, их устранение. Способы выявления систематической погрешности. Стандартные образцы. Оценка статистической значимости систематической погрешности.
4. Статистическая обработка результатов анализа. Доверительный интервал, его расчет по малой выборке и по известной дисперсии генеральной совокупности. Смысл представления результатов анализа в виде доверительного интервала.
5. Произведение растворимости. Условие образования осадка. Факторы, влияющие на растворимость осадков. Вывод формул для расчета растворимости осадка в воде; в присутствии избытка одноименных ионов; в присутствии посторонних электролитов.
6. Гравиметрический анализ. Методы отгонки. Методы осаждения, основные стадии анализа. Требования к осадителю, осаждаемой форме и к гравиметрической форме.
7. Гравиметрический анализ. Механизм формирования и условия получения кристаллических и аморфных осадков. Старение осадка.
8. Загрязнение осадка посторонними веществами. Соосаждение, его механизмы и способы уменьшения. Выбор промывной жидкости и условий промывания кристаллических и аморфных осадков.
9. Расчет результата анализа в гравиметрии. Гравиметрический фактор. Важнейшие неорганические и органические осадители. Достоинства и недостатки гравиметрического метода, области его применения.
10. Сущность титриметрического анализа. Точка эквивалентности и конечная точка титрования (КТТ). Требования к реакции титрования. Титранты, способы их приготовления и стандартизации. Требования к стандартным веществам.
11. Классификация титриметрических методов: по типу реакции, по способу отбора проб, по способу титрования, по способу обнаружения КТТ.
12. Способы выражения концентрации растворов в титриметрии. Молярная концентрация и молярная концентрация эквивалента. Фактор эквивалентности вещества в различных реакциях, примеры. Формулы для расчета результатов прямого, обратного, заместительного титрования; титрования по методу аликвот и отдельных навесок.
13. Основные понятия протолитической теории. Классификация растворителей по протолитическим свойствам. Автопротолиз, константа автопротолиза. Шкала рН в произвольном растворителе.
14. Формулы для расчета рН растворов сильных и слабых кислот и оснований (вывод простейших формул). рН растворов амфолитов. рН растворов многопротонных кислот и оснований.
15. Буферные растворы, их состав. Вывод уравнения для рН буферного раствора. Механизм буферного действия. Буферная емкость. Выбор буферной системы. Значение буферных растворов в анализе, примеры их использования.
16. Кислотно-основное титрование. Титранты и их стандартизация. Определяемые вещества. Кислотно-основные индикаторы: ионно-хромофорная теория; интервал перехода; правила выбора индикаторов.
17. Построение и анализ кривых титрования сильных и слабых кислот, сильных и слабых оснований. Факторы, влияющие на высоту скачка титрования. Критерии возможности титрования протолитов. Выбор индикатора по кривой титрования для протолитов каждого типа.
18. Кривые титрования смесей кислот и оснований. Критерии раздельного определения компонентов смеси. Кривые титрования многопротонных кислот и оснований (на примере фосфорной кислоты и карбонат-иона): обоснование числа скачков, рН в точках эквивалентности, общий вид кривых титрования, индикаторы.
19. Кислотно-основное титрование в неводных средах. Дифференцирующие и нивелирующие растворители. Выбор растворителя для титрования слабого протолита, смеси сильных протолитов, смеси слабых протолитов. Важнейшие растворители и титранты. Особенности техники неводного титрования.
20. Константы равновесий комплексообразования. Функция закомплексованности.
21. Комплексонометрия. Строение и свойства ЭДТА, зависимость его состояния от рН раствора. Условная константа устойчивости.
22. Металлохромные индикаторы и их выбор. Химизм комплексонометрического титрования с металлохромным индикатором.
23. Комплексонометрия. Критерий возможности титрования. Выбор значения рН для титрования катиона металла. Возможности титрования смесей веществ в комплексонометрии. Практическое применение комплексонометрического титрования.
24. Аргентометрия: титрант; способы обнаружения КТТ (методы Мора, Фольгарда, Фаянса); определяемые вещества.
25. Уравнение Нернста. Стандартный потенциал. Формальные потенциалы при постоянном рН; при постоянной концентрации лиганда. Факторы, влияющие на силу окислителей и восстановителей.
26. Устойчивость водных растворов окислителей и восстановителей. Редокс-реакции в титриметрии. Молярная масса эквивалента вещества в окислительно-восстановительных реакциях, примеры. Критерий возможности титрования в редоксметрии.
27. Характеристика методов перманганатометрии и йодометрии: свойства титрантов и их стандартизация; обнаружение КТТ; важнейшие определяемые вещества, условия их титрования, уравнения реакций; преимущества и недостатки методов.
28. Инструментальные методы анализа, их классификация. Аналитический сигнал. Чувствительность и селективность инструментальных методов анализа. Фоновый сигнал: причины и способы уменьшения. Предел обнаружения, его статистическое определение.
29. Способы определения концентрации в инструментальных методах по величине аналитического сигнала: метод сравнения (одного эталона); градуировочный график и расчет его параметров по МНК; метод добавок. Сущность, условия применения, преимущества и ограничения каждого из способов.
30. Потенциометрический анализ. Индикаторные электроды и электроды сравнения. Металлические индикаторные электроды 1 рода, 2 рода и редокс-электроды: устройство, электродное равновесие, уравнение Нернста, применение.
31. Мембранные ион-селективные электроды (ИСЭ): устройство, механизм возникновения потенциала и его измерение, уравнение Нернста. Коэффициент селективности, уравнение Никольского. Основные виды ИСЭ. Техника измерений с ИСЭ.
32. Определение концентрации в прямой потенциометрии. Потенциометрическое титрование, кривые титрования и способы нахождения КТТ. Область применения и метрологические характеристики метода потенциометрии.
33. Кулонометрический анализ. Закон Фарадея. Условия количественного кулонометрического анализа. Способы измерения количества электричества. Прямая кулонометрия и кулонометрическое титрование. Способы генерирования титрантов. Аналитическое применение кулонометрии.
34. Классическая полярография, принцип метода. Вид и природа полярографической волны. Уравнение Ильковича. Потенциал полуволны. Аналитические возможности и ограничения полярографии.
35. Инверсионная вольтамперометрия: сущность, условия измерения, аналитический сигнал, преимущества, применение метода.
36. Оптические методы анализа. Природа атомных и молекулярных спектров поглощения и испускания, спектров поглощения молекул в видимой, УФ- и ИК-областях. Понятие о методе ИК-спектрометрии.
37. Спектрофотометрический анализ. Закон Бугера-Ламберта-Бера и условия его выполнения.
38. Измерение оптической плотности (принципиальная схема прибора и его основные узлы). Спектрофотометры и фотоэлектроколориметры: различие в аппаратуре и аналитических возможностях. Выбор длины волны или светофильтра для анализа.
39. Спектрофотометрический анализ. Электронные переходы, обусловливающие поглощение видимого и УФ-света. Хромофоры. Определяемые вещества в фотометрии. Область применения и метрологические характеристики спектрофотометрии.
40. Атомно-абсорбционная спектрометрия. Принципиальная схема прибора, источники света. Зависимость оптической плотности от концентрации. Применение метода.
41. Атомно-эмиссионный спектральный анализ. Традиционные источники возбуждения. Фотографическая и фотоэлектрическая регистрация сигнала. Принципиальные схемы приборов. Качественный и количественный анализ. Преимущества ИСП. Аналитические возможности и область применения метода.
42. Люминесцентный анализ. Спектры поглощения и люминесценции, принцип Стокса. Квантовый выход люминесценции. Основное уравнение метода. Тушение люминесценции. Аппаратура люминесцентного анализа. Определяемые вещества и аналитические возможности метода.
43. Хроматография: сущность, история развития и роль в современной аналитической химии. Классификация хроматографических методов по агрегатному состоянию фаз; по механизму разделения; по способу размещения неподвижной фазы.
44. Газовая хроматография. Схема хроматографа. Детекторы. Вид хроматограммы и ее параметры, качественный и количественный анализ. Применение метода.
45. Качественный и количественный анализ в тонкослойной и бумажной хроматографии. Ионообменная хроматография: состав неподвижных фаз, сущность и практическое применение процессов ионного обмена.
46. Особенности химического состава объектов окружающей среды (воздух, вода, почва), основные методы их анализа.