ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Введение в аналитическую химию из "Учебник аналитической химии" Аналитическая химия изучает методы исследования состава веществ или их смесей. Она подразделяется на два основных раздела качественный анализ и количественный анализ. Задачей количественного анализа, как показывает само название, является определение количественного содержания элементов в веществе. Качественный анализ позволяет определить, из каких элементов состоит вещество. Анализ химических соединений большей частью проводят в водных растворах. При растворении в воде большинство солей, кислот и оснований распадается — диссоциирует на ионы следовательно, качественный анализ химических соединений в растворе сводится к открытию отдельных ионов. Отсюда следует, что для изучения анализа необходимо иметь представление о строении атомов и молекул, а также о теории электролитической диссоциации. [c.7] Число электронов в атоме и их суммарный отрицательный заряд равны заряду ядра, поэтому атомы электронейтральны. Заряд ядра и, следовательно, число электронов, вращающихся вокруг ядра, равны порядковому номеру соответствующего элемента в периодической системе Менделеева. [c.8] Исследования многих ученых показали, что расположение электронов является послойным. На рис. 1 приведены упрощенные схемы строения атомов элементов первых трех рядов периодической системы. В действительности расположение электронов в атоме, несомненно, более сложно. [c.8] Наиболее стойким является 8-электронный внешний слой. Такая стойкая система из 8 электронов во внешнем слое имеется у атомов всех инертных газов, за исключением атомов гелия. Атомы гелия содержат только один электронный слой из 2 электронов. Электронная структура гелия тоже является весьма устойчивой. Атомы инертных газов, как известно, не отдают и не присоединяют электронов, т. е. не вступают в химические реакции. [c.8] Атомы других элементов, у которых во внешнем электронном слое находится не больше 3 электронов, например атомы металлов, сравнительно легко теряют эти электроны, обнажая внутренний устойчивый 2- или 8-электронный слой атомы элементов. [c.8] Молекулы, состоящие из разноименно заряженных ионов, называются ионными. Молекулы электронейтральны, так как в них число положительных зарядов катионов равно числу отрицательных зарядов анионов, но полярны, так как состоят из двух частей или полюсов полюса положительного и полюса отрицательного. [c.10] Таким путем образуются молекулы самых разнообразных неорганических соединений. [c.10] Из приведенных выше примеров видно, что со способностью атомов различных элементов терять или присоединять электроны связана валентность элементов. Валентностью называется свойство атома данного элемента присоединять (или замещать в соединении) определенное число атомов другого элемента. [c.11] Валентность определяется числом электронов, которые отдает или присоединяет атом данного элемента, вступая в химическую реакцию. Так, например, натрий и хлор являются одновалентными элементами (атом натрия отдает один электрон, и атом хлора присоединяет один электрон) магний и кислород — двухвалентны (атом магния отдает 2 электрона, а атом кислорода присоединяет 2 электрона). То же самое имеет место и в случае других элементов. Поэтому обычно электроны внешних электронных слоев атомов, принимающие участие в образовании ионов, называют валентными электронами. [c.11] Так как валентность элемента в сложных веществах определяется числом электронов, которые теряют или приобретают атомы данного элемента, она должна быть равна числу зарядов соответствующего иона. Поскольку заряды ионов могут быть положительньши и отрицательными, существуют и два типа валентности валентность положительная и валентность отрицательная. [c.11] Положительной валентностью называют валентность, которая проявляется в том случае, когда атомы теряют электроны. Например, атом N3 теряет один электрон и превращается в положительно заряженный ион На следовательно, валентность натрия будет положительной и равной - -1. [c.11] Отрицательной валентностью называют валентность, которая проявляется в том случае, когда атом приобретает электроны. Например, атом хлора приобретает один электрон и превращается в отрицательно заряженный ион СГ следовательно, валентность хлора в данном случае будет отрицательной и равной —1. [c.11] Металлы проявляют положительную валентность, так как атомы металлов теряют свои электроны. Неметаллы могут проявлять как положительную, так и отрицательную валентность, так как атомы неметаллов, в зависимости от условий реакции, могут либо терять, либо присоединять электроны. Но наиболее характерным для неметаллов является образование ионов, связанное с приобретением электронов. [c.11] Чем больше в данном растворе ионов, тем лучше проводимость электрического тока поэтому о степени распада молекул на ионы можно судить по проводимости данным раствором электрического тока. Под степенью диссоциации понимается отношение распавшихся на ионы молекул к общему количеству молекул. Степень диссоциации обычно выражается в процентах. Например, из 100 молекул щелочи натрия 60 распалось на ионы следовательно, степень диссоциации щелочи натрия 60У . [c.12] Степень диссоциации зависит от природы вещества. Есть вещества, которые очень легко распадаются в растворах на ионы, например серная кислота, хлористый натрий и др. Другие вещества, например нашатырный спирт, имеют очень низкую степень диссоциации. Наконец, такие вещества, как спирт, сахар, совсем не распадаются на ионы и их растворы не проводят электрического тока. Неспособность этих веществ распадаться на ионы зависит от строения их молекул. [c.12] А — анион с одним отрицательным зарядом. [c.12] Число ионов, образующихся при диссоциации той или иной молекулы, зависит от числа атомов или числа групп атомов, из которых эта молекула состоит. Число зарядов иона соответ- ствует валентности данного атома или группы атомов. При диссоциации количество положительных зарядов катионов всегда равно количеству отрицательных зарядов анионов, поэтому раствор остается электронейтральным. [c.12] Диссоциация кислот, солей и оснований в водных растворах объясняется полярностью молекул воды. По современным представлениям, молекулы воды, состоящие из двух атомов Н и одного атома О, построены несимметрично, что и обусловливает их полярность. Подобно магниту, молекулы воды имеют отрицательный и положительный полюсы (рис. 3). При растворении в водеэлектро-лита, молекулы которого состоят из противоположно заряженных ионов, молекулы воды располагаются вокруг молекул этого электролита. При этом к положительным ионам этих молекул молекулы воды оказываются обращенными своими отрицательными полюсами, а к отрицательным—положительными. Положительные полюсы молекул воды притягивают к себе отрицательную часть молекулы (т. е. [c.13] В результате электролитической диссоциации на самом деле образуются не отдельные катионы и анионы, а соединения этих ионов с молекулами воды. Такие соединения называются гидратами ионов. Впервые идея об образовании гидратов при растворении веществ в воде была высказана Д. И. Менделеевым (1887), а затем развита И. А. Каблуковым. [c.13] Основания, или гидраты окислов металлов под влиянием воды распадаются на катионы металлов, заряды которых определяются валентностью этих металлов, и на гидроксильные анионы с одним отрицательным зарядом. [c.13] Вернуться к основной статье