Аналітична хімія неводних розчинів та розчинників - Курсовая работа

КУРСОВА РОБОТА Аналітична хімія неводних розчинів та розчинників Вступ Протягом багатьох десятиліть хіміки-аналітики мали справу переважно з реакціями, що протікають у водних середовищах. У результаті цього серед хіміків-аналітиків вкоренилося уявлення про воду як про розчинник, що займає виняткове становище, не властиве іншим розчинникам. Так в аналітичній хімії в ході багатьох експериментів зявились поняття про «неводні розчини» та «неводні розчинники». З тих пір як знаменитий англійський хімік і фізик Роберт Бойль розробив в 1663 р. загальні поняття про якісний хімічний аналіз в розчинах, а видатний російський учений М. В. Ломоносов ввів в практику систематичне застосування терезів при хімічних дослідженнях і відкрив в 1756 р. закон збереження маси речовини, а відомий французський вчений Гей-Люссак в 1824-1832 рр. вперше застосував метод титрування, поклавши початок обємному (титриметричному) методу аналізу, хіміки використовували для своїх фізико-хімічних і хіміко-технологічних досліджень переважно водні розчини. У всіх підручниках, довідниках і монографіях органічну сполуку з формулою СН3СООН називають ацетатною (етановою) кислотою. За теорією електролітичної дисоціації СН3СООН є слабкою кислотою, яка частково дисоціює у водному розчині з утворенням гідроген-йонів і ацетат-йонів: CH3COOH D CH3COO- H H H2O D H3O K(CH3COOH) = 1,7 ·10-5; pK(CH3COOH) = 4,75 Однак, як показують сучасні дослідження, назва «ацетатна кислота» зовсім невірна для неводних розчинів. 1. На електропровідність розчинів електролітів впливає діелектрична проникність розчинника ?, тому з позицій теорії Арреніуса природно очікувати, що в розчинниках з меншою ? СН3СООН повинна проводити електричний струм гірше, ніж середовищах з високим значенням ?; однак розчини СН3СООН в нітробензолі (? = 34,75) - розчиннику з високим значенням ?, всупереч очікуванню, проводять електричний струм гірше, ніж в бутиламіні (? = 5,3) і у воді (? = 78,3). Більш того, в бутиламіні ацетатна кислота проявляє більш кислі властивості, ніж у воді; сам бутіламін, не проводить струму і характеризується слабкими основними властивостями у водному середовищі, поводить себе в розчині ацетатної кислоти як більш сильна основа. Безводна ацетатна кислота складається з утворених за рахунок водневих звязків стійких при температурі до 250 °С димерів (СН3СООН)2. Лише при змішуванні (СН3СООН)2 з водою відбувається утворення мономолекулярної форми, що супроводжується стисненням об’єму суміші; максимальна густина водного розчину ацетатної кислоти 1,0748 відповідає формі моногідрату, що відповідповідає мольному співвідношенню 1:1, тобто 77% (мол.) СН3СООН і 23% (мол.) Н2О. Таким чином, поведінка розчиненої речовини в значній мірі залежить від природи і будови розчинника, в якому її розчинили, що легко можна підтвердити й іншими прикладами. На значення хімічної взаємодії між розчинником і розчинененою речовиною вперше вказав Д. І. Менделєєв. 1.1 Поняття про неводні розчини Зазвичай розчинами називають рівноважні гомогенні (однородні) системи, що становлять суміші двох або декількох речовин, в яких всі компоненти рівномірно дисперговані до розмірів молекул, атомів, йонів або асоціатів. Враховуючи завдання аналітичної хімії і сформовані в цій області традиції, будемо розрізняти розчини, отримані на основі кислих, основних, амфіпротних неводних розчинників, а також апротонних розчинників, які будемо поділяти на полярні і неполярні. Наприклад, в безводній сульфатній кислоті купрум сульфат, що утворюється в ході реакції: Сu(NO3)2 H2O> CuSO4v 2HNO3, випадає в осад. Наприклад, у водних розчинах НNO3 - сильна киcлота, СН3СООН - слабка кислота, Н2S - дуже слабка кислота. У рідкому амоніаку сила цих кислот розрізняється несуттєво. 3. Так, Денеш [2] поділяє всі розчинники на 5 груп: апротонні інертні, диференціюючі, кислотні, основні та змішані розчинники. До протофільних розчинників відносяться NH3, N2H4, NH2OH, (C2H5)2NH, C5H5N, HCONH2, CH3CONH2 тощо.