Материал: Все вопросы

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Кубанский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной

и воспитательной работе

______________ проф. Т.В. Гайворонская

«____»_______________ 2017 год

КАФЕДРА ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ

Экзаменационный материал по аналитической химии

для студентов 2-го курса фармацевтического факультета

2016-2017 уч. год

Теоретические вопросы

I. Теоретические основы аналитической химии

1. Аналитические признаки веществ и аналитические реакции. Типы аналитических реакций и реагентов: специфические, селективные, групповые. Приведите примеры. Укажите аналитические эффекты.

2. Чувствительность аналитических реакций, ее количественная характеристика: предельное разбавление, предельная концентрация, минимальный объем предельно разбавленного раствора, предел обнаружения, показатель чувствительности.

3. Основные типы химических равновесий, применяемые в аналитической химии. Закон действующих масс, его математическое выражение. Константа химического равновесия для реакций в растворах. Типы констант равновесия.

4. Основные положения теории растворов сильных электролитов. Активность электролитов, ионов, коэффициент активности. Ионная сила раствора, ее влияние на коэффициент активности ионов. Формула Дебая-Хюккеля.

5. Сильные и слабые электролиты. Константы и степени ионизации, связь между ними.

6. Протолитические равновесия. Протолитическая теория кислот и оснований. Какие свойства проявляют в водном растворе с точки зрения протолитической теории следующие соединения: NH₄⁺, CO₃^2-, HCO₃^-, H₂CO₃, S^2-, HS^-, H₂PO₄^-? Какую функцию выполняет вода? Приведите ионные уравнения взаимодействия воды с указанными соединениями.

7. Константы кислотности и основности как характеристика силы слабых кислот и оснований.

8. Протолитическое равновесие в воде, константа автопротолиза воды, водородный и гидроксильный показатели.

9. Буферные растворы. Объясните механизм действия ацетатного буферного раствора с позиций протолитической теории.

10. Буферные растворы. Объясните механизм действия аммиачного буферного раствора с позиций протолитической теории.

11. Свойства буферных растворов: pH и буферная емкость. От каких факторов они зависят?

12. Гидролиз как частный случай сольволиза. Константа и степень гидролиза. Вычисление значений рН растворов солей, подвергающихся гидролизу, поясните на примере ацетата натрия. С позиций протолитической теории рассмотрите роль гидролизующегося иона и воды.

13. Гидролиз как частный случай сольволиза. Константа и степень гидролиза. Вычисление значений рН растворов солей, подвергающихся гидролизу, поясните на примере хлорида аммония. С позиций протолитической теории рассмотрите роль гидролизующегося иона и воды.

14. Применение закона действующих масс к гетерогенным равновесиям в системе осадок – насыщенный раствор малорастворимого электролита. Способы выражения растворимости малорастворимых электролитов. Термодинамическая и концентрационная константы растворимости. Связь растворимости и константы растворимости малорастворимых электролитов.

15. Покажите применение закона действующих масс к равновесиям в системе осадок – насыщенный раствор малорастворимого электролита. Укажите условие образования осадка.

1. Применение закона действующих масс к гетерогенным равновесиям в системе осадок – насыщенный раствор малорастворимого электролита. Перевод одних малорастворимых электролитов в другие. Покажите на примере систематического анализа катионов сульфатной группы.

1. Условие растворения малорастворимых электролитов. Влияние на этот процесс посторонних (индифферентных) электролитов.

2. Влияние различных факторов на полноту осаждения малорастворимых электролитов. Покажите влияние на этот процесс добавок электролитов, содержащих одноименный с осадком ион.

16. Применение закона действующих масс к гетерогенным равновесиям в системе осадок – насыщенный раствор малорастворимого электролита. Раскройте понятие «дробное осаждение» малорастворимых электролитов.

3. Обратимые окислительно-восстановительные системы. Уравнение Нернста. Окислительно-восстанови-тельные потенциалы (стандартные, реальные).

4. Применение закона действующих масс к равновесиям в обратимых окислительно-восстановительных системах. Константы равновесия окислительно-восстановительных реакций. Глубина протекания реакций.

17. Типы комплексных соединений, используемых в аналитической химии. Приведите примеры. Дайте характеристику.

2. Применение закона действующих масс к равновесиям в растворах комплексных соединений. Константы устойчивости (ступенчатые, общие, термодинамические, концентрационные).

5. Применение закона действующих масс к равновесиям в растворах комплексных соединений. Константы нестойкости комплексных соединений, их связь с константами устойчивости. Условные константы устойчивости.

6. Покажите применение реакций комплексообразования в качественном анализе для обнаружения и разделения ионов. Напишите уравнения реакций. Назовите комплексные соединения по международной номенклатуре. Объясните, почему катионы хлоридной группы не следует осаждать концентрированной хлороводородной кислотой.

1. Покажите применение реакций комплексообразования в качественном анализе для маскировки мешающих ионов и растворения труднорастворимых электролитов. Назовите комплексные соединения по международной номенклатуре. Напишите уравнения реакций.

7. Способы разрушения комплексных соединений. Напишите уравнения реакций и объясните, почему хлорид диамминсеребра(I) разрушается под действием концентрированной азотной кислоты и иодида калия.

8. Комплексные соединения катионов металлов с органическими реагентами. Функционально-аналитические, хромофорные и ауксохромные группы в органических реагентах. Приведите формулы органических реагентов, используемых для обнаружения катионов IV-VI групп. Напишите уравнения реакций получения диметилглиоксимата никеля, 8-оксихинолята магния, ализарината алюминия. Укажите типы химических связей.

18. Методы разделения и концентрирования веществ в аналитической химии. Жидкостная экстракция, основные понятия: экстрагент, экстракционный реагент, экстракт, реэкстракт, реэкстрагент, реэкстракция. Приведите примеры экстрагентов, используемых в реакциях образования дитизоната цинка и надхромовой кислоты.

19. Жидкостная экстракция. Экстракционное равновесие. Количественные характеристики: константа распределения, коэффициент распределения, фактор разделения, фактор извлечения. Связь между количественными характеристиками. Закон распределения Нернста-Шилова. Применение экстракции в качественном анализе катионов IV-VI групп.

II. Качественный химический анализ

1. Кислотно-основная аналитическая классификация катионов на группы. Групповые реагенты. Приведите уравнения реакций взаимодействия групповых реагентов с катионами разных аналитических групп.

2. Общая характеристика катионов I аналитической группы. Составьте схему анализа катионов I группы дробным методом. Приведите уравнения реакций.

3. Приведите характерные реакции катионов: Li⁺, K⁺, Na⁺, NH₄⁺. Укажите аналитические эффекты, условия обнаружения катионов.

4. Общая характеристика катионов II аналитической группы. Характерные реакции катионов II группы: Ag⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺. Укажите фармакопейные реакции.

5. Общая характеристика катионов III аналитической группы. Характерные реакции катионов III группы: Ca²⁺, Ba²⁺, Sr²⁺. Укажите фармакопейные реакции.

6. Общая характеристика катионов IV аналитической группы. Составьте схему дробного анализа смеси катионов IV группы: Zn²⁺, Al³⁺, Cr³⁺, Sn²⁺. Приведите уравнения реакций.

7. Общая характеристика катионов IV аналитической группы. Характерные реакции катионов IV группы: Zn²⁺, Al³⁺, Cr³⁺, Sn²⁺. Укажите фармакопейные реакции.

8. Общая характеристика катионов V аналитической группы. Приведите уравнения реакций взаимодействия катионов V группы с групповым реагентом.

9. Общая характеристика катионов V аналитической группы. Характерные реакции катионов V группы: Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Bi³⁺, Sb(III), Sb(V). Укажите фармакопейные реакции.

10. Общая характеристика катионов VI аналитической группы. Приведите уравнения реакций взаимодействия катионов VI группы с групповым реагентом.

11. Общая характеристика катионов VI аналитической группы. Характерные реакции катионов VI группы: Co²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺. Укажите фармакопейные реакции.

12. Общая характеристика анионов I аналитической группы. Характерные реакции анионов I группы:

SO₄^2-, CO₃^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-. Укажите фармакопейные реакции.

13. Общая характеристика анионов II аналитической группы. Характерные реакции анионов II группы:

Cl^-, Br^-, I^-, SCN^-. Укажите фармакопейные реакции.

14. Общая характеристика анионов III аналитической группы. Характерные реакции анионов III группы:

NO₂^-, NO₃^-, CH₃COO^-. Укажите фармакопейные реакции.

15. Смесь сухих солей: хлорид натрия, нитрат серебра, сульфат хрома(III), нитрат бария и сульфат железа(III), растворили в воде. Укажите, какие соединения будут в осадке, какие ионы будут в растворе. Приведите схему разделения катионов и реакции обнаружения присутствующих в смеси катионов, укажите аналитические группы катионов.

1. Смесь сухих солей: хлорид калия, нитрат свинца, хлорид бария, хлорид алюминия, нитрат магния растворили в воде. Укажите, какие соединения будут в осадке, какие ионы будут в растворе. Приведите схему разделения катионов и реакции обнаружения присутствующих в смеси катионов.

2. Смесь сухих солей: хлорид аммония, нитрат серебра, хлорид кальция, сульфат алюминия, нитрат кадмия растворили в воде. Укажите, какие соединения будут в осадке, какие ионы будут в растворе. Приведите схему разделения и реакции обнаружения присутствующих в смеси катионов.

3. Смесь сухих солей: карбонат калия, нитрат серебра, хлорид цинка, хлорид магния растворили в воде. Укажите, какие соединения будут в осадке, какие ионы будут в растворе. Приведите схему разделения и реакции обнаружения присутствующих в смеси катионов.

4. Смесь сухих солей: сульфат аммония, хлорид кальция, сульфат алюминия, сульфат марганца(II), сульфат никеля(II) растворили в воде. Укажите, какие соединения будут в осадке, какие ионы будут в растворе. Назовите принципы, положенные в основу классификации катионов на группы. Укажите общие аналитические признаки групп, к которым принадлежат указанные выше катионы. Приведите схему разделения и реакции обнаружения присутствующих в смеси катионов.

5. Систематический анализ. Имеется смесь сухих солей: хлорид калия, нитрат свинца, хлорид олова(II), нитрат кадмия, нитрат марганца(II). Укажите, какие соединения будут в осадке, какие ионы будут в растворе при растворении этой смеси в воде. Приведите схему разделения этих катионов с помощью систематического анализа.

6. Приведите схему разделения следующих анионов: Br^–, CH₃COO^–, Cl^– при их совместном присутствии в растворе, а также уравнения реакций обнаружения. Укажите аналитические группы анионов, фармакопейные реакции.

7. Приведите схему разделения следующих анионов: SO₄^2-, NO₃^-, PO₄^3- при их совместном присутствии в растворе, а также уравнения реакций обнаружения. Укажите аналитические группы анионов, фармакопейные реакции.

8. Приведите схему разделения следующих анионов: Br^–, CH₃COO^–, PO₄^3- при их совместном присутствии в растворе, а также уравнения реакций обнаружения. Укажите аналитические группы анионов, фармакопейные реакции.

9. Приведите схему разделения следующих анионов: Cl^–, NO₃^–, S₂O₃^2- при их совместном присутствии в растворе, а также уравнения реакций обнаружения. Укажите аналитические группы анионов, фармакопейные реакции.

10. Приведите схему разделения следующих анионов: Cl^–, I^–, СO₃^2- при их совместном присутствии в растворе, а также уравнения реакций обнаружения. Укажите аналитические группы анионов, фармакопейные реакции.

3. Количественный анализ

1. Гравиметрический анализ. Классификация методов гравиметрического анализа. Осаждаемая и гравиметрическая формы. Требования, предъявляемые к этим формам. Гравиметрический фактор.

2. Гравиметрический анализ. Основные этапы гравиметрических определений. Требования, предъявляемые к осадителю.

3. Гравиметрический анализ. Основные этапы гравиметрических определений. Требования, предъявляемые к промывной жидкости.

4. Гравиметрический анализ. Понятие о теории образования осадков. Объясните условия осаждения кристаллических осадков на примере сульфата бария.

5. Гравиметрический анализ. Понятие о теории образования осадков. Объясните условия осаждения аморфных осадков на примере определения железа(III).

6. Роль соосаждения в гравиметрическом анализе. Адсорбция, окклюзия, изоморфизм.

7. Титриметрический анализ. Основные понятия: аликвота, титрант, титрование, точка эквивалентности, конечная точка титрования, индикатор, кривая титрования.

8. Классификация методов титриметрического анализа по типу химических реакций. Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрическом анализе.

9. Дайте определение понятия «стандартный (титрованный) раствор». Способы выражения его концентрации: молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента, фактор эквивалентности, титриметрический фактор пересчета, поправочный коэффициент.

10. Стандартные (титрованные) растворы и их использование в титриметрии, примеры. Способы приготовления и хранения титрантов, примеры.

11. Первичные стандартные (установочные) вещества. Требования к ним.

12. Cущность основных приемов титрования: прямое, обратное, заместительное. Примеры.

13. Сравнительная характеристика методов титрования: метод отдельных навесок и метод пипетирования (аликвотных частей). Их сущность, достоинства и недостатки. Расчет навески анализируемого вещества в обоих случаях.

14. Кислотно-основное титрование. Сущность метода. Типы кислотно-основного титрования: ацидиметрия, алкалиметрия, титранты метода. Приготовление и стандартизация раствора гидроксида натрия по щавелевой кислоте.

15. Кислотно-основное титрование. Сущность метода. Типы кислотно-основного титрования: ацидиметрия, алкалиметрия, титранты метода. Приготовление и стандартизация соляной кислоты по тетраборату натрия.

16. Индикаторы метода кислотно-основного титрования. Сущность ионной, хромофорной и ионно-хромо-форной теории индикаторов кислотно-основного титрования. Основные характеристики кислотно-основных индикаторов: интервал перехода окраски, показатель титрования индикатора. Рассмотрите на примере метилоранжа и фенолфталеина.

17. Кривые кислотно-основного титрования. Расчет, построение и анализ кривой титрования сильной кислоты щелочью. Выбор индикатора по кривой.

18. Кривые кислотно-основного титрования. Расчет, построение и анализ кривой титрования слабой кислоты щелочью. Выбор индикатора по кривой.

19. Кривые кислотно-основного титрования. Расчет, построение и анализ кривой титрования слабого основания сильной кислотой. Выбор индикатора по кривой.

20. Метод окислительно-восстановительного титрования. Классификация методов. Кривые окислительно-восстановительного титрования. Расчет, построение, анализ. Выбор индикатора на основании анализа кривой титрования.

21. Перманганатометрическое титрование. Основное уравнение метода. Титрант, особенности его приготовления и хранения. Условия (температура, рН, скорость прибавления титранта) титрования оксалата натрия перманганатом калия.

22. Перманганатометрическое титрование. Сущность метода. Условия проведения титрования. Применение перманганатометрии.

23. Йодиметрическое титрование для определения восстановителей прямым титрованием. Приготовление раствора йода, его стандартизация и хранение. Условия проведения титрования.Определение конечной точки.

24. Йодометрическое титрование для определения окислителей заместительным титрованием. Сущность метода. Приготовление, стандартизация и хранение титранта – раствора тиосульфата натрия.

25. Йодометрическое титрование для определения окислителей заместительным титрованием. Сущность метода на примере определения содержания меди(II). Объясните направление протекания реакции, используемой для йодометрического определения меди(II).

26. Броматометрическое титрование. Сущность метода. Титрант метода, его приготовление, стандартизация. Условия проведения титрования, определение конечной точки титрования. Применение броматометрии.

27. Бромометрическое титрование. Сущность метода, титрант метода. Бромид-броматометрическое титрование.

28. Нитритометрическое титрование. Применение нитритометрического титрования для определения органических лекарственных веществ, содержащих аминогруппу. Поясните, как с помощью внешних и внутренних индикаторов фиксируется конечная точка титрования в нитритометрии.

29. Комплексонометрическое титрование. Понятие о комплексонатах металлов. Равновесия в водных растворах ЭДТА. Состав и устойчивость комплексонатов металлов.

30. Сущность метода комплексонометрического титрования. Кривые титрования, их расчет, построение, анализ. Влияние различных факторов на скачок на кривой титрования: устойчивость комплексонатов, концентрация ионов металла, рН раствора.

31. Индикаторы комплексонометрии (металлохромные индикаторы), принцип их действия, требования, предъявляемые к металлохромным индикаторам. Интервал изменения окраски индикаторов. Примеры металлохромных индикаторов, их выбор.

32. Осадительное титрование. Кривые осадительного титрования, их расчет, построение, анализ. Влияние различных факторов на скачок титрования: концентрация раствора реагента, растворимость осадка.

33. Аргентометрическое титрование. Метод Мора. Условия определения. Индикатор метода, механизм его действия.

34. Аргентометрическое титрование. Метод Фаянса. Индикаторы метода, механизм их действия.

35. Аргентометрическое титрование. Метод Фольгарда. Индикатор метода, механизм его действия.

4. Физико-химические (инструментальные) методы анализа

1. Оптические методы анализа. Классификация оптических методов анализа: по изучаемым объектам, по характеру взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, по используемой области электромагнитного спектра, по природе энергетических переходов.

2. Молекулярный спектральный анализ в ультрафиолетовой и видимой области спектра. Основной закон светопоглощения – закон Бугера–Ламберта-Бера. Оптическая плотность и светопропускание. Коэффициент погашения: молярный и удельный.

3. Понятие о происхождении электронных спектров поглощения: особенности электронных спектров поглощения органических и неорганических соединений.

4. Методы абсорбционного анализа: колориметрия, фотометрия, фотоэлектроколориметрия, спектрофотометрия, их сущность. Методы колориметрии: метод стандартных серий, метод уравнивания окрасок, метод разбавления.

5. Количественный фотометрический анализ. Условия фотометрических определений: фотометрическая реакция, аналитическая длина волны, концентрация раствора, толщина поглощающего слоя, раствор сравнения.

6. Количественный фотометрический анализ. Методы определения концентрации анализируемого вещества: метод градуировочного графика, метод одного стандарта, метод добавок стандарта, по молярному (или удельному) коэффициенту погашения.

7. Дифференциальный фотоэлектроколориметрический анализ. Сущность метода. Способы определения концентраций: метод градуировочного графика, расчетный метод.

8. Количественный фотометрический анализ. Аддитивность оптической плотности. Определение нескольких веществ фотоэлектроколориметрическим методом при их совместном присутствии в растворе.

9. Люминесцентный анализ. Механизм возникновения люминесценции, ее виды. Сущность закона Стокса - Ломмеля, правила Левшина.

10. Люминесцентный анализ. Квантовый и энергетический выход люминесценции. Закон Вавилова для люминесценции. Количественный флуориметрический анализ.

11. Хроматографические методы анализа. Сущность, классификация: по механизму разделения веществ, по агрегатному состоянию фаз, по технике эксперимента, по способу относительного перемещения фаз.

12. Тонкослойная и бумажная хроматография. Сущность методов. Коэффициент подвижности, степень разделения, коэффициент разделения. Материалы и растворители, применяемые в методах тонкослойной и бумажной хроматографии.

13. Ионообменная хроматография. Сущность метода. Иониты. Статическая и динамическая емкость. Ионообменное равновесие. Применение ионообменной хроматографии.

14. Сущность газовой (газо-жидкостной и газо-адсорбционной) хроматографии. Понятие о теории метода. Параметры удерживания. Параметры разделения: степень разделения, коэффициент разделения, число теоретических тарелок.

15. Хроматограмма, ее важнейшие характеристики: высота и ширина хроматографического пика, приведенный и общий удерживаемый объем. Качественная оценка хроматограммы.

16. Методы количественной обработки хроматограмм в газовой хроматографии: абсолютной калибровки, внутренней нормализации, внутреннего стандарта.

17. Кондуктометрический анализ. Принцип метода. Основные понятия. Связь концентрации растворов электролитов с их электрической проводимостью. Прямая кондуктометрия. Определение концентрации анализируемого вещества по данным измерения электропроводности: расчетный метод, метод градуировочного графика.

18. Кондуктометрическое титрование. Сущность метода. Типы кривых кондуктометрического титрования. Применение кондуктометрического титрования.

19. Потенциометрический анализ. Принцип метода. Электроды сравнения и индикаторные электроды в потенциометрическом анализе.

20. Определение концентрации вещества в прямой потенциометрии: метод градуировочного графика, метод стандартных добавок. Применение прямой потенциометрии.

21. Потенциометрическое титрование. Сущность метода. Кривые титрования: интегральные, дифференциальные, кривые титрования по методу Грана. Применение потенциометрического титрования.

22. Полярографический анализ. Принцип метода. Полярографические кривые, потенциал полуволны, связь величины диффузионного тока с концентрацией.

23. Количественный полярографический анализ. Определение концентрации анализируемого вещества: метод градуировочного графика, метод добавок, метод стандартных серий. Применение полярографии.

24. Кулонометрический анализ. Принцип метода. Прямая кулонометрия. Сущность прямой кулонометрии при постоянном потенциале. Способы определения количества электричества, прошедшего через раствор, в прямой кулонометрии. Применение прямой кулонометрии.

25. Кулонометрическое титрование. Сущность метода. Условия проведения кулонометрического титрования. Индикация точки эквивалентности. Применение кулонометрического титрования.