Контрольная работа по "Химии"

Министерство сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Пермская государственная  сельскохозяйственная академия

имени академика Д.Н.Прянишникова»

 

 

Кафедра агрохимии

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

По дисциплине: “Методы определения качества продовольственных товаров ”

Вариант №8

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                             

 

 

                                             

 

Пермь 2012

 

 

 

Содержание

 

 

1.Вопросы варианта……………………………………………3

2.Список использованной литературы ……………………25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Какие типы реакции используются в химическом методе анализа?

По классификации химических методов анализа, типы химических реакций бывают:

1. Кислотно-основные используют в основном для прямого количественного определения сильных и слабых кислот и оснований, их солей.

2. Образование комплексных  соединений (определяемые вещества действием реагентов переводят в комплексные ионы и соединения). На реакциях основаны методы разделения и определения:

- Разделение по средствам осаждения;

- Метод экстракции, процесс перевода комплексных соединений из водных фаз в дисперсную называется экстракцией. Нерастворимые в воде комплексные соединения хорошо растворяются в органических растворителях (бензол, хлороформ);

- Фотометрический метод, измеряют оптимальную плотность растворов комплексных соединений;

- Титриметрический метод анализа

- Гравиметрический метод анализа.

3. ОВР. Кислотно-основные реакции:  Реакции образования комплексных соединений: 

1) метод цементации - восстановление  ионов металлов в растворе;

2) электролиз с ртутным  катодом - при электролизе раствора  с ртутным катодом ионы многих элементов восстанавливаются электрическим током до металлов, которые растворяются в ртути, образуя амальгаму. Ионы других металлов остаются при этом в растворе;

3) метод идентификации;

4) титриметрические методы;

5) электрогравиметрический - через исследуемый раствор пропускают электрический ток определенного напряжения, при этом ионы металлов восстанавливаются;

6) кулонометрический  метод - количество вещества определяют  по количеству электричества,  которое необходимо затратить  для электрохимического превращения анализируемого вещества.

2.Определение МОЛЬ.

МОЛЬ, единица количества вещества, обозначается моль. В одном моле содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро.

В химических процессах  участвуют мельчайшие частицы - молекулы, атомы, ионы, электроны. Число таких частиц даже в малой порции вещества очень велико. Поэтому, чтобы избежать математических операций с большими числами, для характеристики количества вещества, участвующего в химической реакции, используется специальная единица - моль.

Постоянная Авогадро NA определяется как число атомов, содержащееся в 12 г изотопа 12С:

1 моль вещества содержит 6,02 • 1023 частиц этого вещества.

Исходя из этого, любое  количество вещества можно выразить определенным числом молей ν (ню). 

3.Способы выражения  концентрации растворов. Молярная  концентрация.

Концентрация  - величина, характеризующая количественный состав раствора.

Концентрацию веществ  в растворах можно выразить разными  способами.

Массовая доля растворённого  вещества w(B) - это безразмерная величина, равная отношению массы растворённого вещества к общей массе раствора m :

w(B)= m(B) / m

Массовую долю растворённого  вещества w(B) обычно выражают в долях единицы или в процентах.

Молярная концентрация C(B) показывает, сколько моль растворённого вещества содержится в 1 литре раствора.

C(B) = n(B) / V = m(B) / (M(B) · V), где М(B)  - молярная масса растворенного вещества г/моль.

Молярная концентрация измеряется в моль/л и обозначается M. Например, 2 M КOH - двухмолярный раствор гидроксида калия. Один литр такого раствора содержит 2 моль вещества или 80 г (M(КOH) = 40 г/моль).

Концентрацию раствора можно выразить количеством молей  растворённого вещества в 1000 г растворителя. Такое выражение концентрации называют молярностью раствора.

4.Гравиметрический  анализ. Охарактеризуйте группы методов.

Гравиметрическим анализом называют метод количественного  химического анализа, основанный на точном измерении массы определяемого  вещества или его составных частей, выделяемых в виде соединений точно  известного постоянного состава. Гравиметрические определения можно разделить на три группы: методы осаждения, отгонки и выделения.

Методы осаждения основаны на осаждении  определяемого компонента в виде малорастворимого химического соединения, фильтровании, прокаливании до постоянной массы и последующем определении массы полученного вещества. Методы отгонки основаны на отгонке определяемого компонента в виде летучего соединения с последующим определением массы отогнанного вещества (прямое определение) или массы остатка (косвенное определение).

Методы выделения основаны на количественном выделении определяемого компонента из анализируемого раствора путем химической реакции с последующим определением массы выделенного вещества (положен в основу электрогравиметрического метода анализа, в котором определяемый компонент выделяется из раствора в результате электрохимических реакций, протекающих на электродах).

Среди гравиметрических методов анализа  наиболее широко применяют метод  осаждения.

5.Титриметрический  анализ. Какие типы реакций используются?

Количественный химический анализ подразделяют на титриметрический и гравиметрический.

Титрование заключается в постепенном  добавлении к строго определенной порции раствора анализируемого вещества или  его навеске порций раствора реагента с точно известной концентрацией до полного прохождения химической реакции между реагентом и определяемым веществом. Эту реакцию называют реакцией титрования, а момент ее окончания регистрируют по изменению окраски специальных химических цветопеременных веществ - индикаторов или по изменению окраски титруемого раствора. Момент окончания титрования называют конечной точкой титрования или моментом эквивалентности, если он точно отвечает моменту химической эквивалентности определяемого вещества и вещества реагента. Раствор реагента с точно известной концентрацией, выраженной, в виде титра, называют титрованным, титрантом, стандартным или рабочим.

Титриметрические методы классифицируют по реакциям титрования. Эти реакции  могут быть реакциями обмена протонами  или электронами, образования комплексных или малорастворимых соединений. Соответствующие группы титриметрических методов называют кислотно-основным титрованием, окислительно-восстановительным титрованием, комплексометрическим титрованием и осадительным титрованием. Отдельные титриметрические методы называют по реагентам, применяемым в этих методах.

6.Титриметрический  анализ. Сущность титрования заместителя.

Заместительное (косвенное) титрование применяют, когда одно вещество и другое не взаимодействуют или взаимодействуют не стехиометрически, или нельзя подобрать индикатор. Тогда все количество вещества А переводят (замещают) химической реакцией с избытком реагента в эквивалентное А количество вещества С, стехиометрически взаимодействующие с титрантом вещество В, которым и оттитровывают С.

Заместительное титрование применяют, например, при йодометрическом определении окислителей. Йодометрия один из самых чувствительных титриметрических методов. Исключительная чувствительность объясняется применяемым индикатором - крахмалом, который синеет в присутствии ничтожных количеств молекулярного йода.

Однако прямое титрование окислителей стандартным раствором KI (восстановителя) осуществить невозможно, так как нельзя применить крахмал  как индикатор, поскольку первая же капля KI приведет к образованию I2, раствор посинеет и дальнейшее добавление KI способствует только усилению этой окраски. Поэтому, чтобы для определения окислителя применить йодометрическое титрование, его проводят в две стадии. На первой стадии добавляют заведомый избыток нетитрованного раствора KI для замещения всего количества вещества окислителя эквивалентным количеством I2. Затем, на второй стадии, оттитровывают образовавшийся I2 в присутствии крахмала стандартным раствором тиосульфата натрия.

7. При определении сахаров в апельсине на титрование пошло 25,1 мл. 0,1 н. KMnO4.Для анализа было взято 20мл. фильтрата. Навеска растительного материала-10г.

Метод Бертрана основан  на способности карбонильных групп  сахаров восстанавливать в щелочной среде оксид меди (II) до оксида меди (I). При растворении сульфатом железа (III) аммония образовавшийся оксид меди (I), окисляясь до оксида меди (II), восстанавливает железо (III) в железо (II), количество которого определяют титрованием раствором перманганата калия.

Израсходованное    на    титрование   количество   сантиметров кубических  перманганата  калия  умножают  на  его  титр  по  меди (ТКMnO4 /Cu) и по  таблице  находят количество сахаров.

Масса меди: m (Cu) = V(KMnO4)*T KMnO4/Cu = 25,1*0,1*63,547/1000 = 0,15950297 г = 159,5 мг

ПЕРЕСЧЕТ МЕДИ НА ИНВЕРТНЫЙ  САХАР ИЛИ САХАРОЗУ, МГ

Медь	Инвертный сахар	Сахароза	Медь	Инвертный сахар	Сахароза	Медь	Инвертный сахар	Сахароза
20,6	10	9,50	79,5	41	38,95	130,8	71	67,45
22,6	11	10,45	81,2	42	39,90	132,4	72	68,40
24,6	12	11,40	83,0	43	40,85	134,9	73	69,35
26,5	13	12,35	84,8	44	41,80	135,6	74	70,30
28,5	14	13,30	86,5	45	42,75	137,2	75	71,25
30,5	15	14,25	88,3	46	43,70	138,9	76	72,20
32,5	16	15,20	90,1	47	44,65	140,5	77	73,15
34,5	17	16,15	91,9	48	45,60	142,1	78	74,10
36,4	18	17,10	93,6	49	46,55	143,7	79	75,05
38,4	19	18,05	95,4	50	47,50	145,3	80	76,00
40,4	20	19,00	97,1	51	48,45	146,9	81	76,95
42,3	21	19,95	98,9	52	49,40	148,5	82	77,90
44,2	22	20,90	100,6	53	50,35	150,0	83	78,85
46,1	23	21,85	102,3	54	51,30	151,6	84	79,80
48,0	24	22,80	104,0	55	52,25	153,2	85	80,75
49,8	25	23,75	105,7	56	53,20	154,8	86	81,70
51,7	26	24,70	107,4	57	54,15	156,4	87	82,65
53,6	27	25,65	109,2	58	55,10	157,9	88	83,60
55,5	28	26,60	110,9	59	56,05	159,5	89	84,55
57,4	29	27,55	112,6	60	57,00	161,1	90	85,50
59,3	30	28,50	114,3	61	57,95	162,6	91	86,45
61,1	31	29,45	115,2	62	58,90	164,2	92	87,40
63,0	32	30,40	117,6	63	59,85	165,7	93	88,35
64,8	33	31,35	119,2	64	60,80	167,3	94	89,30
66,7	34	32,30	120,9	65	61,75	168,8	95	90,25
68,5	35	33,25	122,6	66	62,70	170,3	96	91,20
70,3	36	34,20	124,2	67	63,65	171,9	97	92,15
72,2	37	35,15	125,9	68	64,60	173,4	98	93,10
74,0	38	36,10	127,5	69	65,55	175,0	99	94,05
75,9	39	37,05	129,2	70	66,50	176,5	100	95,00
77,7	40	38,00

Получаем m (Cu) 159,5мг. = 89мг. инвертный сахар, 84,55мг. сахарозы. Содержание сахаров в аликвоте, взятой для анализа (сахаров в 20 мл фильтрата), составляет 86,7 мг. Если из масса навески 10,0г., то содержание сахаров в апельсине 86,7мг.*10 = 867мг. =0,867г. (10 – множитель пересчета аликвоты на общий объем фильтрата).

Содержание сахаров в апельсине (%):  0,867*100 % / 10,0г. = 8,67 %.

8. Подготовка  сорбента в ионообменной хроматографии.

В ионообменной хроматографии  разделение компонентов смеси достигается  за счет обратимого взаимодействия ионизирующихся веществ с ионными группами сорбента. Сохранение электронейтральности сорбента обеспечивается наличием способных к ионному обмену противоионов, расположенных в непосредственной близости к поверхности. Ион введенного образца, взаимодействуя с фиксированным зарядом сорбента, обменивается с противоионом.  При хроматографическом разделении ионы анализируемого вещества конкурируют с ионами, содержащимися в элюенте, стремясь вступить во взаимодействие с противоположно заряженными группами сорбента.

9. От чего зависит коэффициент распределения.

Коэффициент распределения зависит от растворимости.

Если к равновесной  системе двух несмешивающихся или  частично смешивающихся жидкостей  добавить раствор какого-либо вещества, то оно распределяется между жидкостями в определенной пропорции, не зависящей от общего количества вещества, в отсутствие химических взаимодействий в системе. Это правило получило название закона распределения, а отношение концентраций растворенного вещества в жидкостях коэффициента распределения. Коэффициент распределения примерно равен отношению растворимостей данного вещества в двух жидкостях, т.е. вещество, распределяется между жидкостями соответственно его растворимостям. Это свойство используется для экстракции данного вещества из его раствора в одном растворителе с помощью другого растворителя.

2.Список использованной литературы.

1.Аксёнов С. М. Физико-химические  методы в агрохимии. - Л.: Издательство  ЛГУ,1986.

2.Цитович И.К.Курс аналитической  химии. - М.: Высшая школа,1994.-495с.

3.Беляева Т. В. Аналитическая химия. Расчеты в химическом и инструментальном анализе.: Учеб. пособие. - СПб.: СЗТУ, 2004. - 103 с.

4.Васильев В.П. Аналитическая химия. Сборник вопросов, упражнений и задач – М.: Дрофа, 2003. – 320с.

5.Золотов Ю.А Основы аналитической химии. Методы химического анализа – М.: Высшая школа, 2002. – 494 с.

6.Основы аналитической химии: В 2 томах. / Под ред. Ю. А. Золотова. 4-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Академия, 2010.