Физико-химический анализ определение состава

После открытий Менделеева и Бутлерова аналитическая химия в своем дальнейшем развитии стала опираться на достижения теоретической (физической) и органической химии. Принцип установления зависимости между составом и свойствами, на котором Д. И. Менделеев построил периодическую систему, нашел свое выражение в созданном им физико-химическом анализе, развитом далее Н. С. Курнаковым (1860—1941). До последней четверти XIX века приемы аналитической химии сводились почти целиком к тому, что отдельные составные части выделялись из общей системы анализируемых веществ и после этого идентифицировались. В физико-химическом анализе определение составных частей проводят без выделения их из системы, путем изучения физикохимических свойств всей системы в зависимости от ее состава. Метод физико-химического анализа позволил определять состав сложных систем (сплавов, растворов, стекол и пр.), имеющих важное практическое значение. [c.15]

На базе учения о химическом равновесии был разработан новый метод исследования химических систем — метод физико-химического анализа. Он основан на изучении зависимости физических свойств химической равновесной системы от факторов, определяющих ее равновесие. В качестве изучаемых свойств могут быть выбраны тепловые, объемные, электрические, магнитные, оптические и другие свойства. Обычно изучается один из факторов, определяющих состояние равновесия системы, — ее состав. Метод исследования химических взаимодействий веществ в системах, основанный на изучении изменения физических свойств системы с изменением ее состава и построении диаграмм состав — свойство, находит широкое применение, от метод после Ломоносова был широко использован Менделеевым и получил дальнейшее развитие в работах Д. П. Коновалова, И. Ф. Шредера, В. Ф. Алексеева и др. Особенно большой вклад в создание физико-химического анализа как самостоятельного метода исследования внес Н. С. Курнаков и его ученики. Многочисленные работы Курнакова по изучению металлических, органических и солевых систем показали, что физико-химический анализ является важным, а иногда и единственным методом исследования сложных систем. По определению Курнакова физико-химический анализ есть ...геометрический метод исследования химических превращений . Метод физико-химического анализа позволяет на основании изучения изменений физических свойств системы в зависимости от количественных изменений ее состава установить протекающие в системе качественные изменения, характер взаимодействия между компонентами, области существования и составы равновесных фаз. Для этого применяют геометрический анализ диаграмм состояния, построенных в координатах физическое свойство — фактор равновесия (Р, Т, состав). [c.337]

В основе определения состава сольватов, образующихся в растворах, лежит метод физико-химического анализа, позволяющий установить состав, а в некоторых случаях и свойства образующихся соединений, не выделяя их из раствора. Метод физико-химического анализа состоит в систематическом исследовании зависимости свойств равновесной системы от ее состава. В результате этого исследования строится диаграмма состав — свойство. По Курнакову, физико-химический анализ является количественным измерением равновесных систем, которое дает возможность построить диаграмму состав — свойство и на основании последней делать выводы о взаимодействии между компонентами . [c.222]

Критика положений физико-химического анализа Сторонкиным основана на выдвинутом им принципе качественного своеобразия определенных соединений. Он состоит в том, что качественно различным химическим составам отвечают различные зависимости физических, и в частности термодинамических, свойств от параметров состояния . Если вещества А и В при смешении образуют недиссоциированное соединение АВ, то растворы А + АВ и В АВ будут иметь качественно различные химические составы и будут различаться характером зависимости свойств от соответствующих параметров. В связи с этим Сторонкин отвергает принцип непрерывности и считает, что причиной появления сингулярных точек на диаграммах состав — свойство является переход скачком от одного закона изменения структуры раствора к другому закону. Другими словами, при переходе от раствора А + АВ к раствору В 4- АВ происходит скачок в характере зависимости свойств растворов от состава. В связи с этим Сторонкин считает, что особые точки диаграмм состав — свойство — сингулярные точки в обычном понимании являются точками пересечения различных кривых, изображающих различные зависимости свойств растворов от концентрации. [c.223]

Необходимо здесь отметить, что хотя для физико-химического анализа гомогенных систем представления, развитые Сторонкиным,имеют определенный интерес, однако, как справедливо указывал Аносов, растворы, состоящие только из недиссоциированного соединения АВ и А или В, являются только частным случаем. Обычно образовавшееся соединение частично диссоциирует, и даже чистые компоненты А и В уже представляют смесь различных видов молекул, свойства которых определяются различными уравнениями связи. Диаграмма состав — свойство является совокупностью равновесных кривых для каждого вида молекул, образующих систему. [c.223]

Как правило, при физико-химическом анализе жидких систем наблюдается следующее соотношение. Если нет химического взаимодействия между компонентами, то в соответствующих координатах существует линейная зависимость между свойствами и составом раствора. При этом к выбору координат надо относиться осторожно. Следует выбрать такие координаты, при которых для компонентов, не взаимодействующих между собой, получилась бы прямая линия. Если и в этих координатах наблюдаются отклонения от линейной зависимости (положительные и отрицательные), то это указывает на взаимодействие между компонентами. Во многих случаях нельзя установить состав образующихся продуктов присоединения. Это может быть результатом ряда причин. Может образовываться ряд соединений определенного состава, например АВ, АВз, АВд и т. д. Если энергии образования этих соединений близки, в растворе будет находиться одновременно ряд соединений, и на диаграмме не будет наблюдаться сингулярных точек, [c.224]

Правило фаз Гиббса открыло эпоху в учении о химическом равновесии в гетерогенных системах и явилось теоретической основой для нового оригинального метода исследования систем — физико-химического анализа. Еще со времени алхимиков для определения состава и свойств различных химических веществ широко применяется препаративный метод исследования. С этой целью в необходимых случаях применяются выпаривание, кристаллизация, фильтрование, перегонка и возгонка, а чистоту вещества и его состав проверяют методами химического анализа. [c.166]

Максимум или минимум, излом, точка перегиба, плавное изменение — в целом любая особенность геометрической формы кривой состав — свойство представляет собой отображение какой-то определенной черты во взаимодействии между компонентами раствора. Наоборот, каждая деталь взаимодействия между компонентами раствора находит отражение на диаграмме состав — свойство. Таким образом, главным вопросом физико-химического анализа является выяснение связи между геометрической формой диаграмм состав — свойство и установление числа, химической природы и границы существования фаз, образующихся при взаимодействии компонентов раствора или расплавов. Большая заслуга в развитии физикохимического анализа принадлежит Н. С. Курнакову и его школе. [c.167]

Исследование металлических систем методами физико-химического анализа показало, что при взаимодействии различных металлов образуются определенные интерметаллические соединения. Известны как двойные, так и тройные интерметаллиды, в которых атомы различных металлов связаны друг с другом металлической связью. Интерметаллиды в большинстве случаев более или менее устойчивы только в твердом состоянии. Их состав не соответствует обычным валентным соотношениям образующих элементов, и во многих случаях колеблется в связи со способностью интерметаллидов образовать твердые растворы с элементарными металлами и с другими интерметаллидами. [c.27]

При тщательном изучении хода изменения физических свойств той или иной системы по мере изменения ее состава часто удается не только обнаружить наличие в ней химических превращений (которые без этого могли бы остаться незамеченными), но также получать определенные указания относительно их характера и состава образующихся продуктов. Обнаружение и изучение происходящих в системе химических изменений путем исследования ее физических свойств и составляет предмет физико-химического анализа. Таким образом, физико-химический анализ имеет своей целью определение соотношения между составом и свойствами равновесных систем, результатом чего является графическое построение диаграммы состав —свойство . В настоящее время известно более двадцати измеримых свойств, служащих для соответствующих геометрических построений. [c.220]

Для определения стехиометрических коэффициентов р уравнениях реакций образования комплексов, находящихся в растворе, широко применяется метод физико-химического анализа, разработанный И. В. Тананаевым, А. К- Бабко, Н. П. Комарем и другими учеными [7] — [28]. Метод основан на построении диаграмм состав — свойство. В качестве свойства изучаемой системы при спектрофотометрических исследованиях используют оптическую плотность А. Этот метод позволяет определять и состав комплексных соединений, если известно ионное состояние компонентов, участвующих в образовании комплексного соединения. [c.97]

Немаловажную роль в развитии физико-химического анализа сыграли исследования Д. И. Менделеевым зависимости удельных весов смесей спирта с водой от состава раствора удельного веса и вязкости растворов ЗОз в воде. На основании наличия перегибов на кривых состав — свойство Д. И. Менделеев установил образование гидратов серной кислоты определенного состава. [c.265]

На границе между химическими и физико-химическими методами находится физико-химический анализ — универсальный и наиболее надежный метод изучения различных химических систем, базирующийся на геометрической обработке экспериментальных данных. Каждому состоянию химической системы на диаграммах равновесия и состав — свойство соответствует определенный геометрический образ. Для идентификации и изучения обнаруживаемых по диаграммам фаз применяются методы химического анализа и разные инструментальные методы. [c.199]

Периодическая ректификация на эффективных колонках обычно позволяет разделять смесь на фракции определенного состава. При этом, пока состав отгоняющегося дистиллята остается постоянным, изменение состава жидкости в кубе будет происходить в соответствии с простым правилом. Фигуративная точка кубовой жидкости в концентрационном треугольнике будет смещаться по прямой линии, соединяющей точки дистиллята и кубовой жидкости, причем последняя будет удаляться от точки дистиллята. Это правило фактически является следствием хорошо известного в физико-химическом анализе правила рычага, вытекающего из уравнений баланса массы. Отметим, что линия, по которой в ходе процесса смещается точка состава куба, называется ректификационной. Таким образом, пока отгоняется дистиллят постоянного состава, ректификационная линия является прямой. В тех случаях, когда состав дистиллята не остается постоянным, характер ректификационной линии оказывается более сложным. В общем случае поведение ректификационных линий при пренебрежимо малой задержке может быть описано системой дифференциальных уравнений [c.169]

Физико-химический анализ, по определению Н. С. Курнакова,— это раздел общей химии, который имеет своей целью определение соотношения между составом и свойствами равновесных систем, результатом чего является графическое построение диаграмм состав—свойство. [c.7]

Перед физико-химическим анализом в области гомогенных систем чаще всего ставится задача обнаружения и определения концентраций образующихся соединений. В этой главе излагаются основные положения, выдвинутые в работах Степанова [1]. На основании закона действующих масс можно вывести уравнения выхода образующегося химического соединения, а затем, используя связь между выходом и данным свойством, можно получить уравнение кривой состав—свойство. [c.466]

Состав образующихся соединений в растворах и в осадках был установлен методами физико-химического анализа или выделением ком-и определением содержания в них компонентов [c.104]

Сущность физико-химического анализа, созданного на основе трудов Д. И. Менделеева, Я. Г. Вант-Гоффа, Н. С. Курнакова и других ученых, заключается в изучении соотношений между составом и свойствами химических равновесных систем. Результаты подобных исследований выражаются в диаграммах состав—свойство . Исследование этих диаграмм дает возможность обнаружить образование новых стойких и нестойких химических соединений между исследуемыми компонентами, изучить влияния отдельных компонентов на свойства всей системы. Частным случаем физико-химического анализа является использование различных свойств сложных систем для определения их состава. Эту область физико-химического анализа, развиваемую аналитиками, мы и будем рассматривать в настоящем пособии. [c.7]

Если ограничиваться одними только данными физико-химического анализа, то во многих случаях не удается получить определенного ответа даже на вопрос о том, к какой группе растворов близок по своим свойствам интересующий нас раствор. Различные диаграммы состав—свойство нередко приводят к противоположным заключениям. Например, пользуясь диаграммой состав— диэлектрическая проницаемость, мы должны будем растворы бензол—метиловый спирт и ацетон—сероуглерод отнести к разным группам, так как отклонения диэлектрической проницаемости от аддитивности у этих растворов противоположны по знаку. Если же основываться на измерениях показателя преломления, то растворы бензол—метиловый спирт и ацетон—сероуглерод необходимо отнести к одной и той же группе ввиду аналогии между диаграммами состав—показатель преломления этих растворов. Значит, для решения этого вопроса также требуются дополнительные исследования, выходящие за пределы физико-химического анализа и позволяющие изучить закономерную связь между различными свойствами растворов. [c.201]

Один из первых примеров физико-химического анализа растворов можно найти в исследованиях Д. И. Менделеева по плотностям водных растворов серной кислоты и этилового спирта (1887). Д. И. Менделеев рассматривал растворы как смеси непрочных химических соединений определенного состава, находящихся в состоянии диссоциации. Изучая плотности растворов в зависимости от состава, Менделеев искал особые точки , которые указывали бы на состав определенных химических соединений. Такие точки он нашел на графиках производных плотности по составу dfIdW в зависимости от состава, выраженного в весовых долях (U7). [c.165]

В общем метод физико-химического анализа заключается в гом, что на основании проведенных измерений строится диаграмма зависимости физических свойств системы от ее состава (,лна-грямма состав — свойство). Если кривая зависимости свойств двойной системы от ее состава идет плавно, без каких-либо изломов (рис, 18, ( ), то это значит, что в системе ие образуется химических соединений. В случае образования в системе определенного химического соелнпения на кривых наблюдаются экстремальные точки (рис. 18, 6) и их абсциссы совпадают. Если образующееся в системе соединение устойчиво, то экстремальная точка образуется в результате пересечения двух кь ивых, выражаюнтпх зависимость свойств от состава системы иа определенных участках такие точки получили название сингулярных. Если же в экстремальной точке одна кривая плавно переходит в другую (производная [c.166]

Наличие и состав соединений между растворителем и растворенным веществом могут быть установлены исследованием зависимости свойств раствора от его состава. Этот метод носит общее название физико-химического анализа. Изучая плотность растворов в зависимости от состава, Д. И. Менделеев выделял на экспериментальных кривых особые точки — максимумы, минимумы, точки пересечения и другие, которые указывали бы на состав определенных химических соединений. Так, на кривой зависимости производной плотности по составу ёр/йС для раствора вода — этанол от состава (рис. 3.7) обнаруживаются три точки, которые, по предположению Д. И. Менделеева, отвечают определенным гидратам. Прямые отрезки этой зависимости характеризуют линейное изменение йр1с1С в смесях двух гидратов. [c.95]

Физико-химический анализ, по определению Н. С. Курнако-ва (1860—1941), — это раздел общей химии, который занимается изучением соотношений между составом и измеряемыми свойствами равновесных систем, результатом чего является графическое построение соответствующей диаграммы состав — свойство. Физико-химический анализ — это, по сути, геометрический метод исследования химических превращений, под общим названием объединены методы исследования химического взаимодействия веществ по любым измеряемым свойствам системы. [c.264]

Эксперим. изучение Э. э.- важное напраЕпение физико-химического анализа, поскольку зависимость Э.э. от соЬгава р-ра позволяет судить о концентрации солей, качественный состав к-рых известен (см. также Кондуктометрия). Измере- ния X используют для определения подвижностей ионов. [c.455]

Принцип неравноценности объемных и поверхностных свойств. Он нашел выражение в работах академика И. В, Тана-наева, предложившего общепринятую формулу физико-химического анализа состав — свойство в применении к материалам преобразовать в формулу состав — структура — дисперсность — свойство . На атом принципе основывается фундамент порошковой металлургии. Чтобы получить металлический материал с определенными свойствами, лучше его расплавить или раздробить, а затем воссоздать с желаемой дисперсностью или керамическо.1 [c.169]

Проводя. физико-химический анализ смесей полимеров, следует учитывать и то обстоятельство, что результаты анализа зависят от метода исследования. Иногда, судя по результатам определения оптической плотности, считают, что смесь однофазна, но в то же время в электронном микроскопе обнаруживаются микрочастицы другого полимера. Причины этого были указаны выше. Смесь, имеющая один максимум механических потерь (что указывает на ее однофазность), может быть малопрозрачной, что указывает на наличие дисперсной фазы второго полимера. Такое положение имеет аналогию с результатами определения степени кристалличности полимеров, когда степень кристалличности одного и того же полимера зависит (и иногда значительно) от того, каким методом он был получен. Пример влияния метода исследования на фазовый состав смеси приведен в работе Разинской и Штаркмана с сотр. [167], обнаруживших однофазную структуру смеси П1 1МА и ПВХ по данным термомеханических испытаний и но данным ДТА и двухфазную по результатам определения оптической плотности и электронно-микроскопического исследования. В указанной работе на результаты исследования могло, правда, повлиять и различие в методах получения смесей для электронной микроскопии и для ДТА. [c.36]

Выяснено, что если нанести на диаграмму состав исходного водного раствора (крестики на рис. 3) и проводить экстракцию из этого раствора последовательно новыми порциями экстрагента, то геометрическое место точек состава получающихся равновесных водных фаз обычно оказывается прямой линией. Его мы назвали лучом экстракции. На рис. 3 (см. [3]) представлено четыре таких луча I—IV). Кроме прямолинейности, лучи экстракции обладают еще одним важным свойством — они сходятся в одной точке, которая отвечает стехиометрическому отношению извлекаемых из водной фазы составляющих. На рис. 3 лучи сходятся при составе и0г(К0з)2-4Н20. Следует отметить, что никаких предположений или расчетов для определения состава извлекаемого из водной фазы комплекса делать не нужно, и поэтому лучи экстракции равноценны лучам Шрейнемакерса, давно используемым в физико-химическом анализе для определения состава выделяемых твердых фаз при испарении, охлаждении и т. д. Обращаем внимание, что лучи экстракции определяют состав комплекса, извлекаемого из одной жидкой фазы в другую, что имеет принципиальный интерес. [c.34]

В современных химических исследованиях используют два основных метода познания природы вещества. Предположим, нам надо решить такой вопрос могут ли вещества Л и 5 реагировать одно с другим, образуя соединение АВ Решая эту задачу более старым препаративным методом, химик смеши-, вает вещества Л и В и разнообразными способами старается вызвать реакцию нагревает их, растворяет в чем-либо, действует на них катализатором и т. д. После этого он пытается выделить из смеси вещество, образовавшееся в результате химической реакции. Для этого он применяет кристаллизацию, экстракцию, перегонку и т. д. Полученное таким образом соединение он подвергает исследопанию анализирует его, определяет его физические свойства и изучает реакции, в которые это вещество вступает. Таким путем он устанавливает его состав, а иногда и строение. Но можно решать эту задачу методом физико-химического анализа, возникшим во второй половине XIX столетия, хотя этот термин был введен значительно позже Н. С. Курнаковым. При этом исследование взаимодействия веществ А и В ведут совершенно иным путем. Работая по этому методу, химик, прежде всего, готовит смеси веществ Л и В в разнообразных отношениях и старается уже указанными выше способами (нагревание и т. д.) вызвать в этих смесях реакцию. Когда реакция закончится или, как говорят, система придет в состояние равновесия, он измеряет у всех смесей некоторое подходящее физическое свойство (плотность, вязкость, температуру плавления, давление пара и т. д.), после чего строит так называемую диаграмму состав — свойство. Для этого он по одной оси прямоугольной системы координат откладывает в определенном масштабе концентрацию одного из веществ Л нли В, а по другой — числовое значение измеренного свойства. По виду полученной таким образом кривой часто можно сказать, образуется ли в данной смеси химическое соединение (и даже определить его состав), осталось ли каждое вещество неизменным или, наконец, получился раствор (твердый или жидкий). [c.5]

В совремэнном физико-химическом анализе эти точки носят название сингулярных точек. По Аносову, сингулярной точкой в физико-химическом анализе называется точка, которая является особой с геометрической точки зрения и, кроме того, удовлетворяющей требова1Нию, что состав, отвечающий этой точке, не изменяется при изменении факторов равновесия . В сборнике Терминология физико-химического ана-- иза дано такое определение Сингулярная точка—точка на физико-химической диаграмме, соответствующая отноше- 1 ю количеств компонентов в образующемся в системе недис-социированном соединении . [c.415]

При изучении твердых металлических сплавов, а также органических жидких систем методами физико-химического анализа обнаруживались фазы, состав которых не подчинялся стехиометрическим законам. Однако эти фазы сохраняли однородность и устойчивость в определенном весовом отношении компонентов. Диаграммы состав—свойство, отражавшие процессы, протекавшие в равновесных системах, показывали для ряда твердых фаз максимум на кривой ликвидус и солидус, в котором соотношение компонентов подчинено законам постоянства состава и простых кратных отношений, а для кривых изменения свойств этих фаз характерны сингулярные (дальтоновские) точки. Этим точкам, по мнению Курнакова, соответствовало образование в системе химических соединений постоянного состава, или дальтонидов. В отличие от последних, Н. С. Курнаков [2], как известно, установил наличие в сплавах бертоллидов, т. е. твердых фаз переменного состава, для которых максимум на кривых свойств или вовсе отсутствует, или же имеется, но не отвечает сколько-нибудь постоянным стехиометрическим отношениям взаимодействующих компонеитов и плавно смещается при изменениях факторов равновесия. [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология