«Αναλυτική Χημεία – Ενόργανη Ανάλυση» Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Σχολή Επιστημών Υγείας Τμήμα Βιολογικών Εφαρμογών και Τεχνολογιών «Αναλυτική Χημεία – Ενόργανη Ανάλυση» Εισαγωγικές Έννοιες Δρ. Δημήτριος Στεργίου Διδάσκων Π.Δ. 407/80

Αναλυτική Χημεία – Ενόργανη Ανάλυση ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Βασικές γνώσεις αναλυτικής χημείας: Ορισμοί Τρόποι έκφρασης συγκεντρώσεων διαλυμάτων Στοιχειομετρικοί υπολογισμοί Ισορροπίες οξέων και βάσεων Ρυθμιστικά διαλύματα Τεχνικές ενόργανης ανάλυσης (ηλεκτροχημικές, χρωματογραφικές, φασματοφωτομετρικές κ.α.) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΜΕΡΟΣ http://users.uoi.gr/dimster http://www.bat.uoi.gr/

Αναλυτική Χημεία Χημικός χαρακτηρισμός της ύλης. Προσδιορισμός της σύστασης ενός χημικού συστήματος ποιοτικά και ποσοτικά. Διακρίνεται στην: Ποιοτική ανάλυση: ταυτοποίηση (αναγνώριση) των στοιχείων που υπάρχουν σε ένα άγνωστο δείγμα. Ποσοτική ανάλυση: προσδιορισμός της αναλογίας των διαφόρων στοιχείων που υπάρχουν σε ένα άγνωστο δείγμα.

Στάδια χημικής ανάλυσης Δειγματοληψία: λήψη αντιπροσωπευτικού δείγματος από το σύνολο του προς ανάλυση υλικού. Επεξεργασία δείγματος: κατάλληλη μορφή για χημική ανάλυση. Ανάλυση: μέτρηση φυσικού ή χημικού μεγέθους. Έκθεση και ερμηνεία αποτελεσμάτων: ολοκληρωμένη και σαφής έκθεση των αποτελεσμάτων. Εξαγωγή συμπερασμάτων.

Μονάδες μέτρησης Προθέματα Μέγεθος Μονάδα Μάζα kg, g, mg, μg Όγκος L, mL, μL Προθέματα Πρόθεμα Σύμβολο Πολλαπλασιαστής tera T 1012 giga G 109 mega M 106 kilo K 103 Πρόθεμα Σύμβολο Πολλαπλασιαστής deci d 10-1 centi c 10-2 milli m 10-3 micro μ 10-6 nano n 10-9 pico p 10-12

Περί διαλυμάτων Διάλυμα ονομάζεται ένα ομογενές μίγμα δύο ή περισσοτέρων ουσιών. Διαλυμένη ουσία: το συστατικό με τη μικρότερη αναλογία. Διαλύτης: το συστατικό με τη μεγαλύτερη αναλογία. Συγκέντρωση: πόση διαλυμένη ουσία περιέχεται σε ένα δεδομένο όγκο ή μάζα διαλύματος ή διαλύτη. Η συγκέντρωση εκφράζεται με φυσικές και χημικές μονάδες.

Έκφραση συγκέντρωσης με φυσικές μονάδες Επί τοις εκατό κατά βάρος (% w/w): πόσα g διαλυμένης ουσίας περιέχονται σε 100 g διαλύματος. Επί τοις εκατό κατά όγκο (% v/v): πόσα mL διαλυμένης ουσίας περιέχονται σε 100 mL διαλύματος. Επί τοις εκατό κατά βάρος προς όγκο (% w/v): πόσα g διαλυμένης ουσίας περιέχονται σε 100 mL διαλύματος. Μέρη στο εκατομμύριο (ppm): mg διαλυμένης ουσίας σε 1 L διαλύματος. Μέρη στο δισεκατομμύριο (ppb): μg διαλυμένης ουσίας σε 1 L διαλύματος. Μέρη στο τρισεκατομμύριο (ppt): ng διαλυμένης ουσίας σε 1 L διαλύματος.

Έκφραση συγκέντρωσης με χημικές μονάδες Μοριακή συγκέντρωση ή μοριακότητα (Μ, Molarity): πόσα mol διαλυμένης ουσίας περιέχονται σε 1 L διαλύματος. Κανονική συγκέντρωση ή κανονικότητα (Ν, Normality): πόσα ισοδύναμα (eq) διαλυμένης ουσίας περιέχονται σε 1 L διαλύματος. Μεταθετικές αντιδράσεις: Ισοδύναμο οξέος: Μ.Β. οξέος / αριθμός Η+ που παρέχει ένα μόριο οξέος. Ισοδύναμο βάσης: Μ.Β. βάσης / αριθμός Η+ που προσλαμβάνει ένα μόριο βάσης. Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις: Ισοδύναμο οξειδωτικού: Μ.Β. οξειδωτικού / αριθμό ηλεκτρονίων που προσλαμβάνει ένα μόριο αυτού. Ισοδύναμο αναγωγικού: Μ.Β. αναγωγικού / αριθμό ηλεκτρονίων που αποβάλλει ένα μόριο αυτού. Η μαθηματική σχέση που συνδέει τη μοριακότητα (Μ) και την κανονικότητα (Ν) είναι: Ν = α × Μ όπου α = ο αριθμός των ισοδυνάμων ανάλογα με τη φύση της διαλυμένης ουσίας. Μοριακή συγκέντρωση ανά 1000 g διαλύτη (m, Molality): πόσα mol διαλυμένης ουσίας περιέχονται σε 1000 g διαλύτη.

Ζύγιση – Σφάλματα Ζύγισης Αναλυτικός ζυγός Ζυγός ακριβείας Σωστή βαθμονόμηση ζυγού. Διατηρούμε το ζυγό καθαρό πριν και μετά τη ζύγιση. Δεν αγγίζουμε και δεν μετακινούμε το ζυγό κατά τη διάρκεια της ζύγισης. Δεν αγγίζουμε το δοχείο ζύγισης με γυμνά χέρια (χαρτί ή λαβίδα). Ζυγίζουμε πάντοτε με τις προστατευτικές θύρες κλειστές προς αποφυγή ρευμάτων αέρα. Τοποθετούμε δοχείο με αφυδατική ουσία εντός του θαλάμου όταν πρόκειται να ζυγίσουμε υγροσκοπικές ουσίες. Δεν ζυγίζουμε ποτέ ουσίες όταν είναι θερμές παρά μόνον όταν αποκτήσουν θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Παρασκευή διαλυμάτων Η παρασκευή ενός διαλύματος με επιθυμητή συγκέντρωση γίνεται με ζύγιση της κατάλληλης ποσότητας αντιδραστηρίου (στερεού ή υγρού) και διάλυση αυτής στον επιθυμητό όγκο εντός ογκομετρικής φιάλης. Διάλυση

Νόμος της Αραίωσης: αραιωμένα διαλύματα μπορούν να παρασκευαστούν από τα αντίστοιχα πυκνά. Cπ Vπ = CΑ VΑ Νόμος της Ανάμιξης: ισχύει μόνο για όμοια διαλύματα. C1 V1 + C2 V2 = C3 V3