Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Государственная система стандартизации России

1.1 Сущность, виды и категории стандартов химии

1.2 Органы и службы химической стандартизации в РФ

1.3 Сущность понятия «стандартные образцы»

Выводы по 1 главе

Глава 2. Стандартизации титрантов

2.1 Стандартизация растворов титрантов

2.2 Титриметрический метод анализа

Выводы по 2 главе

Заключение

Список использованных источников

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5



Введение

стандарт титрант образец химический

Актуальность выбранной темы курсовой работы заключается в том, что в современном обществе ежедневно проводится ряд исследований, открываются все новые химические вещества, используются новые изученные методы для химических реакций и не только. На сегодня специалистам в области химической стандартизации в промышленной сфере необходимо приложить ряд усилий, чтобы определить свойства того или иного вещества с помощью стандартных образцов. Чтобы охарактеризовать химическое вещество, им необходимо применить соответствующий реагент. Для этого нужно знать с помощью какого раствора можно получить более точные данные.

Объектом исследования курсовой работы выступает аналитическая химия.

Предметом исследования является химическая стандартизация, стандартные образцы, стандартизации титрантов.

Цель работы состоит в определении сущности значения химической стандартизации, определения и места применения стандартных образцов в аналитической химии, применение и основные свойства стандартизации титрантов.

Основными задачами курсовой работы являются:

1) Определить сущность государственной системы стандартизации России;

2) Проанализировать процесс стандартизации титрантов.

Основными методами исследования выступают:

1) Аналитический;

2) Работа с научной литературой.

Материалом для написания курсовой работы послужили труды таких ученых как Харитонова Ю. Я., Коренмана Я. И., Васильева В. П., Бегишева С. Ш., Столярова Б. В. и многих других.

Курсовая работа состоит из введения, двух глав, нескольких подглав, заключения, списка использованной литературы и приложения.



Глава 1. Государственная система стандартизации России

1.1 Сущность, виды и категории стандартов химии

Под химическими стандартами понимают определенный объем химических знаний, который необходим для формирования в сознании учащихся химической картины мира.

Химические стандарты наполняют конкретным содержанием большой объем фундаментальных представлений и мире. Также не стоит забывать, что определенный объем знаний необходим человеку в повседневном мире.

Основными целями химии как науки является формирование представлений о химии у учащихся, химической составляющей у естественно-научной картины мира, важнейших понятий в химии, толковании законов и теорий в химии и многое другое.

Основываясь на исследованиях, опытах, технологических и проектных работах, существует определенная классификация государственных стандартов в области химии. На сегодня существует определенная классификация категорий и видов государственных стандартов (Приложение 1), где одно из важных мест занимают химические стандарты.

Основными задачами государственного образовательного стандарта принято считать:

1) Гарантия минимального объема знаний и тем самым защиты личности;

2) Обеспечение эквивалентности образования, которое получает учащийся во время занятий в учебных заведениях.

Помимо этого, государственный стандарт по химии включает в себя 4 основных раздела. Рассмотрим каждый из них более подробно.

Первый раздел стандартов химии является водным. В нем приводится общая характеристика и структура химии, также описываются основные цели обучения химии [2, C. 45-46].

К основным целям и задачам первого раздела химии стоит отнести:

1) Формирование у людей представлений об окружающем мире и его законах;

2) Правильное толкование общественной потребности в развитии химии;

3) Создание соответствующего отношения к химии для применения после в будущем;

4) Усвоение навыков грамотного и безопасного общения с различными веществами в своей повседневной жизни;

5) Способствовать общим целям воспитания и всестороннего развития индивида.

Основными блоками, которые составляют структуру химии являются:

1) Блок «Вещество»;

2) Блок «Химическая реакция»;

3) Блок «Познание и применение вещества человеком».

Каждый блок состоит из определенной терминологии стандарта.

К первому блоку относятся содержательные линии:

1) Состав вещества;

2) Строение вещества;

3) Свойства вещества;

Ко второму блоку относятся содержательные линии

1) Зависимость свойств от состава и строения;

К третьему блоку относятся содержательные линии

1) Многообразие веществ и его причины;

2) Классификация веществ.

Второй раздел характеризует базовый инвариантный уровень химии, то есть непосредственно само содержание.

Третий раздел включает в себя определенные требования к тому минимуму, который необходим для подготовки учащихся по химии.

Четвертый раздел говорит о возможных способах и средствах осуществления контроля за выполнением стандартных требований.

Стоит отметить, что второй и третий разделы учитываются только в том случае, когда составляется определенная программа по химии. Так как в программе по химии должны отображаться основные требования к химической грамотности учащихся.

Четвертый раздел используется для определения методов контроля знаний студентов.

Основными видами химического анализа выступают:

1) Деструктивный и недеструктивный;

2) Валовый и локальный;

3) Дискретный и непрерывный;

4) Контактный и дистанционный.

Если основываться на масштабе работы, объеме или массе пробы, то стоит выделить иную классификацию химического анализа, а именно:

1) Макроанализ;

2) Полумикроанализ;

3) Микроанализ;

4) Ультрамикроанализ.

Существует еще один вид классификации химического анализа, который занимает определенное место в химической стандартизации и базироваться на природе обнаружаемых или определяемых частиц, а именно:

1) Изотопный анализ;

2) Атомно-ионный или вещественный анализ;

3) Молекулярный анализ;

4) Структурно-групповой анализ.

В современной аналитической химии существует категория определения и обнаружения в химическом анализе, которые основаны на определенных признаках.



1.2 Органы и службы химической стандартизации в РФ

Основными органами и службами стандартизации в Российской Федерации является Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Свои полномочия он осуществляет с помощью межрегиональных территориальных управлений и российских служб стандартизации. Рассмотрим более подробнее каждое из структурных понятий.

Службы стандартизации представляют собой подразделения и организации, которые созданы для проведения работ по стандартам на государственном, отраслевом уровнях и непосредственно на предприятиях.

В современном обществе под службами стандартизации понимают научно-исследовательские институты Росстандарта, службы стандартизации предприятий, технические комитеты [5, C. 55-58].

Аналитическая служба в современном обществе играет огромную роль. Стоит отметить, что на сегодня под аналитической службой понимают отдельные ведомства в области охраны природы, здравоохранения, промышленности, геологии, сельского хозяйства и не только.

Например, в промышленности существует два вида контроля - это контроль технологических процессов и контроль сырья и готовой продукции. Второй вид контроля чаще всего выполняется в лабораториях, так как носит в большинстве случаев дискретный характер и требует точности и определения некоторого количества компонентов.

Исходя из этого момента, можно определить основную задачу производственных лабораторий - это ежедневное обслуживание производства, которое невозможно осуществлять без контрольно-аналитических лабораторий. Они в свою очередь являются составляющей частью аналитических служб в химическом процессе.

Для того, чтобы аналитическая лаборатория активно работала, ей необходимо ежедневно получать определенное количество новых реактивов, приборов, методик.

Поэтому, в более крупных контрольно-аналитических лабораториях организовываются специальные методологические группы, которые осуществляют поиск, разработку, усовершенствование к запросам организаций методов, необходимых для осуществления соответствующего анализа.

Благодаря этому, на производствах существуют свои центры производственных лабораторий, которые осуществляют основные исследования в области аналитической химии.

К важным аспектам аналитического контроля можно отнести:

1) Основная задача - автоматизация;

2) Экономность;

К недостаткам организации аналитического контроля можно отнести неопределенность решений, которые основываются на результатах анализа, но не всегда аналитический анализ может определить всю сущность исследуемого вопроса.

1.3 Сущность понятия «стандартные образцы»

Существует ряд требований, которые предъявляются к методам анализа. Основными из них являются:

1) Правильность;

2) Воспроизводимость;

3) Точность анализа;

4) Предел обнаружения;

5) Чувствительность;

6) Экспрессность;

7) Простота;

8) Избирательность;

9) Экономичность;

10) Локальность;

11) Автоматизация;

12) Дистанционность.

Рассмотрим более подробнее одно из этих требований - воспроизводимость.

Сущность этого требования состоит в том, которые отражают случайные ошибки измерений и показывают степень разброса повторных. На этом факте определяется соответствующая мера того, как повторяются результаты при многократном проведении того или иного анализа.

С помощью воспроизводимости возможно определить вероятность того, как результаты всех последующих измерений будут собраны в некотором заданном интервале, в основной (центральной) части которого будет находится среднее значение этого измерения. Оценить это среднее значение возможно только с помощью доступного образца, который основывается на оценки правильности метода. Данная оценка правильности метода существует благодаря стандартным образцам.

Исходя из всего вышесказанного, можно определить, что стандартные образцы - это определенные образцы веществ, которые необходимы для определения класса анализируемых материалов, тем самым определяя высокую точность и не подлежит изменению при хранении.

Одним из неприемлемых условий применения стандартного образца является максимальное взаимодействие состава и свойств стандартного образца вместе с анализируемой пробой [10, C. 88].

Стандартные образцы чаще всего применяют для градуировки и проверки аналитических методов и приборов.

Самое главное значение стандартного образца прослеживается в использовании физического метода анализа.



Выводы по 1 главе

Аналитическая химия в современном обществе играет одну из главных ролей. Основные химические стандарты принято классифицировать на 4 раздела, каждый из которых играет главную роль в приобретении бытовых навыков с химическими веществами.

К основным целям и задачам первого раздела химии стоит отнести:

6) Формирование у студентов представлений об окружающем мире и его законах;

7) Правильное толкование общественной потребности в развитии химии;

8) Создание соответствующего отношения к химии для применения после в будущем;

9) Усвоение навыков грамотного и безопасного общения с различными веществами в своей повседневной жизни;

10) Способствовать общим целям воспитания и всестороннего развития индивида.

К важным аспектам аналитического контроля можно отнести:

3) Основная задача - автоматизация;

4) Экономность;

Аналитическая служба в современном обществе играет огромную роль. Стоит отметить, что на сегодня под аналитической службой понимают отдельные ведомства в области охраны природы, здравоохранения, промышленности, геологии, сельского хозяйства и не только.

Стандартные образцы - это определенные образцы веществ, которые необходимы для определения класса анализируемых материалов, тем самым определяя высокую точность и не подлежит изменению при хранении.



Глава 2. Стандартизации титрантов

2.1 Стандартизация растворов титрантов

Стандартизация растворов титрантов представляет собой установление точной концентрации вещества с относительной погрешностью, которая не должна превышать ±0,1%.

Существует определенная классификация растворов титрантов - это приготовленные растворы титрантов и установленные растворы титрантов. Как пример к первому виду раствора можно привести раствор NaCl, которому характерно точная концентрация растворения навески тщательно очищенного исходного вещества в определенном объеме воды или же другого вещества.

Установленными называют растворы, концентрация которых известна только приблизительно и только после стандартизации можно установить точную концентрацию раствора, как пример здесь можно привести раствор НCl.

Чтобы установить определенный стандарт раствора, необходимо применить специальные установочные вещества, которые называют первичными стандартами. Для таких первичных стандартов является основным наличие собственного состава, который бы полностью отвечал заданной химической формуле, должны быть устойчивыми на воздухе и обязательное наличие большой молярной массы эквивалента.

Самым основным признаком первичной стандартизации выступает тот факт, что они должны быть доступными и легко очищаться от примесей.

Реакция титранта с раствором установочного вещества должна отвечать требованиям, которые предъявляются к титриметрическим реакциям, т.е. протекать быстро, количественно и стехиометрически.

Например, растворы NaOH и KOH часто стандартизуют по гидрофталату калия или дигидрату щавелевой кислоты, растворы HCl и H₂SO₄ - по карбонату натрия или буре, растворы перманганата калия - по оксалату натрия и т.д.

Рисунок 2 - Стандартизация по гидрофталату калия

H₂C₂O₄Ч2H₂O

Формула 1 - Дигидрат щавелевой кислоты

Na₂B₄O₇Ч10H₂O

Формула 2 - Растворы HCl и H₂SO₄ - по карбонату натрия или буре

Na₂C₂O₄

Формула 3 - Растворы перманганата калия - по оксалату натрия

Нередко для целей стандартизации используют вторичные стандарты, в качестве которых выступают титрованные растворы веществ, способных взаимодействовать с титрантом.

Как правило, стандартизацию титранта стремятся проводить в тех же условиях, какие будут при выполнении анализа.

2.2 Титриметрический метод анализа

Титриметрический метод анализа основывается на соответствующем измерении объемов веществ, которые вступают в химическую реакцию (Приложение 2). Конечно же основным раствором данного метода являются растворы реактивов титранта.

Титрирование - это процесс медленного прибавления титранта к раствору, вещество которого определено ранее.

Точка эквивалентности - это момент титрования, в котором количество прибавленного титранта становится эквивалентным количеству определяемого вещества. Определить точку эквивалентности можно с помощью индикатора или же по изменению физико-химических характеристик титруемого раствора [5, C. 47-48].

Основное преимущество этого метода в том, что результат получается весьма точным и быстрым.

К основным требованиям реакции титрования можно отнести:

1) Быстроту протекания;

2) Строгость стехиометричности;

3) Наличие высокой константы равновесия;

4) Применяется способ фиксирования точки эквивалентности.

Основными видами титрования выступают:

1) Прямое титрирование;

2) Обратное титрирование;

3) Титрирование заместителя.

Для первого характерными признаками является тот момент, когда титрант добавляют к титрируемому веществу.

При обратном титрировании, к определенному веществу добавляют избыток титранта, который доводит реакцию до конца, в результате чего можно найти количество непрореагировавшего титранта через титрирование с другим реагентом, концентрация которого известна.

MnO2+2Fe2++4H+ = Mn2+2Fe3++2H2O

Формула 4 - Прямое титрование диоксида Mn (IV)

Заместительное титрование заключается в том, что протикает данная реакция медленно или нестехиометрично и соответственно в ней используются титрованные заместители.

Сr2О7 2- + 6J - + 14H + = 2Cr3+ + 3J2 + 7H2O

Формула 5 - Взаимодействие дихромат с раствор йодида калия

J2 + 2S2O3 2- = 2J - + S4O6 2-

Формула 6 - раствором тиосульфата натрия

Чаще всего в титриметрии применяются растворы фиксанала, который является ампулой, имеющей в себе точное количество стандартного раствора или вещества. Чтобы получить раствор известной концентрации, нужно разбить ампулу над специальной воронкой с пробивным устройством, перенести содержимое ампулы в мерную колбу подходящего объема и разбавить его водой до метки. Однако, чтобы застраховаться от случайных погрешностей, следует стандартизировать даже приготовленный таким образом раствор и периодически повторять стандартизацию (за исключением тех случаев, когда известно, что раствор совершенно устойчив).

Основным способом выражения концентрации стандартных растворов является моль-эквивалент в 1 литр раствора.

Иногда используют также титр по исходному веществу - это количество граммов стандартного вещества в 1 мл раствора. При проведении однотипных титриметрических анализов удобен титр по определяемому веществу - по массе определяемого вещества, с которым реагирует 1 мл стандартного раствора. Например, HCl/CaCO3 Т = 0,008 г/мл означает, что 1 мл раствора НCl реагирует с 0,008 г СаСО3.

Существует также окислительно-восстановительное титрирование, суть которого заключается в том, что путем титрования проходит ряд изменений, которые в соответствии воздействуют на потенциал окислительно-восстановительной системы при изменении соотношения концентраций окислительной и восстановительной форм.

Данный метод применяется для определения окислителей и восстановителей прямым титрованием и для ионов, не обладающих переменной валентностью, косвенным титрованием. Методы оксидиметрического титрования классифицируются в зависимости от титранта (Приложение 3).



Выводы по 2 главе

Во второй главе речь идет о стандартизации растворов титрантов. Данный процесс представляет собой установление точной концентрации вещества с относительной погрешностью, которая не должна превышать ±0,1%.

Чтобы установить определенный стандарт раствора, необходимо применить специальные установочные вещества, которые называют первичными стандартами. Для таких первичных стандартов является основным наличие собственного состава, который бы полностью отвечал заданной химической формуле, должны быть устойчивыми на воздухе и обязательное наличие большой молярной массы эквивалента.

Реакция титранта с раствором установочного вещества должна отвечать требованиям, которые предъявляются к титриметрическим реакциям, т.е. протекать быстро, количественно и стехиометрически.

Титриметрический метод анализа основывается на соответствующем измерении объемов веществ, которые вступают в химическую реакцию. Конечно же основным раствором данного метода являются растворы реактивов титранта.

Основное преимущество этого метода в том, что результат получается весьма точным и быстрым.

Стоит отметить, что в более крупных контрольно-аналитических лабораториях организовываются специальные методологические группы, которые осуществляют поиск, разработку, усовершенствование к запросам организаций методов, необходимых для осуществления соответствующего анализа.

Одну из основных ролей химического анализа играет требование воспроизводимости. С помощью него возможно определить вероятность того, как результаты всех последующих измерений будут собраны в некотором заданном интервале, в основной (центральной) части которого будет находится среднее значение этого измерения. Оценить это среднее значение возможно только с помощью доступного образца, который основывается на оценки правильности метода. Данная оценка правильности метода существует благодаря стандартным образцам.

Исходя из всего этого, можно утверждать, что стандартные образцы - это определенные образцы веществ, которые необходимы для определения класса анализируемых материалов, тем самым определяя высокую точность и не подлежит изменению при хранении.



Заключение

Аналитическая химия играет одну из главных ролей в исследованиях современного общества. Одним из ее элементов является химическая стандартизация.

На сегодня существуют определенные изменения в химической стандартизации, которые направленные в основном на условия работы рыночной экономики, именно поэтому существует ряд требований к изучению химических реакций и не только.

Стоит отметить, что деятельность в области химической стандартизации направленна в основном на:

1) Формирование у людей представлений об окружающем мире и его законах;

2) Правильное толкование общественной потребности в развитии химии;

3) Создание соответствующего отношения к химии для применения после в будущем;

4) Усвоение навыков грамотного и безопасного общения с различными веществами в своей повседневной жизни;

5) Способствовать общим целям воспитания и всестороннего развития индивида.

На сегодня в РФ существует определенная система стандартов. Одним из ее составляющих выступают службы стандартизации. Они представляют собой подразделения и организации, которые созданы для проведения работ по стандартам на государственном, отраслевом уровнях и непосредственно на предприятиях. В ее состав входит и отраслевые службы - аналитическая служба.

Аналитическая служба в современном обществе играет огромную роль. Стоит отметить, что на сегодня под аналитической службой понимают отдельные ведомства в области охраны природы, здравоохранения, промышленности, геологии, сельского хозяйства и не только.

В состав аналитической службы входят производственные лаборатории. Основной задачей производственных лабораторий является ежедневное обслуживание производства, которое невозможно осуществлять без контрольно-аналитических лабораторий.

Существует определенная классификация растворов титрантов - это приготовленные растворы титрантов и установленные растворы титрантов. Как пример к первому виду раствора можно привести раствор NaCl, которому характерно точная концентрация растворения навески тщательно очищенного исходного вещества в определенном объеме воды или же другого вещества.

Самым основным признаком первичной стандартизации выступает тот факт, что они должны быть доступными и легко очищаться от примесей.

В заключение курсовой работы стоит сказать, что химическая стандартизация в современном обществе требует большего поиска новых методов и способов исследования. Такое требование аналитического анализа в нашем мире обусловлено рядом причин, основная из которых - это развитие новых технологий.



Список использованных источников

1. Харитонов, Ю. Я. Аналитическая химия. Аналитика / Ю. Я. Харитонов. - М.: Высш. шк., 2001. - Ч. 2 - 225 с.

2. Цитович, И. К. Курс аналитической химии.: учебник. 9-е изд., стер. / И. К. Цитович. - СПб.: Лань, 2007. - 496 с.

3. Основы аналитической химии / под ред. Ю.А.Золотова. - М.: Высш. шк., 1999. - Ч. 2 - 494 с.

4. Основы аналитической химии. Практическое руководство / под ред. Ю. А. Золотова. - М.: Высш. шк., 2001. - 463 с.

5. Коренман, Я. И. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов / Я. И. Коренман, Р. П. Лисицкая. - Воронеж: Воронеж. гос. технол. акад., 2002. - 408 с.

6. Васильев, В. П. Практикум по аналитической химии / В. П. Васильев, Р. П. Морозова, Л. А. Кочергина. - М.: Химия, 2000. - 328 с.

7. Бегишева, С. Ш. ЭУК «Аналитическая химия и ФХМА» / С. Ш. Бегишева, О. А. Слепышева. - Ставрополь: СевКавГТУ, 2007. - Гл. 9.

8. Слепышева, О. А. ЭУК «Аналитическая химия и ФХМА» / О. А. Слепышева. - Ставрополь: СевКавГТУ, 2007. - Гл. 6, 8.

9. Слепышева, О. А. ЭУК «Аналитическая химия и ФХМА» / О. А. Слепышева. - Ставрополь: СевКавГТУ, 2007. - Гл. 7.

10. Дорохова, Е. Н. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа / Е. Н. Дорохова, Г. В. Прохорова. - М.: Высш. шк.,1991. - 225 с.

11. Дорохова, Е. Н. Задачи и вопросы по аналитической химии / Е. Н. Дорохова, Г. В. Прохорова. - М.: Мир, 2001. - 268 с.

12. Коренман, Я. И. Задачник по аналитической химии. Титриметрические методы анализа / Я. И. Коренман, П. Т. Суханов, С. П. Калинкина. - Воронеж: Воронеж. гос. технол. акад., 2001. - 336 с.

13. Лабораторное руководство по хроматографии и смежным методам / под ред. О. Микеш и др. - М.: Мир, 1982. - Ч. 2. - 215 с.

14. Практикум по физико-химическим методам анализа / под ред. О. М. Петрухина. - М.: Химия, 1987.

15. Столяров, Б. В. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии / Б. В. Столяров, И. М. Савинов, А. Г. Виттенберг. - Ленинград: Химия, 1978. - 288 с.

16. Лурье, Ю. Ю. Справочник по аналитической химии / Ю. Ю. Лурье. - М.: Химия, 1989. - 162 с.

17. Дерффель, К. Статистика в аналитической химии / К. Дерф- фель. - М.: Мир, 2001. - 267 с.



Приложение 1

Рисунок 1 - Классификация категорий и видов стандартов



Приложение 2

Таблица 1 - Классификация титриметрических методов

Метод	Тип реакции	Титранты
Нейтрализация, или кислотно-основное титрование	Кислотно-основной Н + +ОН- =Н2О	НСl, NаОН, Nа2СО3
Оксидиметрия, или окислительно- восстановительное титрование	Окислительно-восстановительный а ОХ1+вRеd2= а Rеd1+вОХ2	КМnО4, К2Сr2О7, Nа2S2О3
Комплексонометрия	Комплексообразование М+L=МL	Трилон Б (ЭДТУ)
Осаждение	Осаждение труднорастворимых солей: М+Х=МХv	AgNO3, KSCN



Приложение 3

Таблица 2 - Методы оксидиметрического титрования классифицируются в зависимости от титранта

Способы	Титрант	Метод	Титрант
Перманганатометрия	KMnO4	Броматометрия	KBrO3
Хроматометрия	K2Cr2O7 реже K2CrO4	Ванадатометрия	NH4VO3
Йодометрия	Для определения восстановителей KJ3, окислителей Na2S2O3	Аскорбинометрия Титанометрия	Аскорбиновая кислота Ti2(SO4)3



Приложение 4

Рисунок 2 - Классификация стандартных растворов



Приложение 5

Рисунок 3 - Количественное определение титрантов

Размещено на Allbest.ru