Ποσοτική Χημική Ανάλυση

Κωδ. μαθήματος: 2.5

Εξάμηνο: 2ο 

Κατηγορία: Υποχρεωτικό

Ώρες: 2Θ +2Ε

ECTS : 5

 

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Μετά το τέλος του μαθήματος οι φοιτητές να είναι σε θέση :

• να εφαρμόζουν τις μεθόδους της Κλασικής Χημικής Ανάλυσης,
• να διεξάγουν με ασφάλεια τους απαραίτητους προσδιορισμούς,
• να επιλύουν μεθοδικά προβλήματα Κλασικής Χημικής Ανάλυσης,
• να οργανώνουν το αναλυτικό εργαστήριο.

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών,
• Αυτόνομη εργασία,
• Ομαδική εργασία,
• Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

1. Θεωρητικό Μέρος
2. Εισαγωγή: Σκοπός και σπουδαιότητα της αναλυτικής χημείας. Αντιμετώπιση αναλυτικού προβλήματος. Μέθοδοι χημικής ανάλυσης. Παρεμποδίσεις και άρση αυτών. Στάδια αναλυτικής μεθόδου. Βιβλιογραφία.
3. Αντιδραστήρια, σκεύη και υλικά: Το νερό και τα χημικά αντιδραστήρια. Τα σκεύη και τα υλικά κατασκευής τους. Βαθμονόμηση των σκευών. Καθαρισμός των σκευών.
4. Δειγματοληψία: Μέθοδοι δειγματοληψίας. Παράγοντες που επηρεάζουν τις μεθόδους δειγματοληψίας. Είδη δειγμάτων. Χειρισμός των δειγμάτων και προφυλάξεις.
5. Επεξεργασία δειγμάτων – Ι: Αναγκαιότητα της επεξεργασίας των δειγμάτων. Λειοτρίβηση, Κοσκίνιση. Θέρμανση. Καταβύθιση. Διήθηση. Φυγοκέντρηση.
6. Επεξεργασία δειγμάτων – ΙΙ: Εκχύλιση. Υγρή πέψη. Σύντηξη. Ξηρή τεφροποίηση. Καύση. Επίδραση μικροκυμάτων. Απώλειες συστατικών κατά την ανάλυση.
7. Σφάλματα μετρήσεων και έκφραση αποτελεσμάτων: Κατηγορίες σφαλμάτων. Αντιμετώπιση συστηματικών σφαλμάτων. Αβεβαιότητα μετρήσεων. Κανονική καμπύλη σφάλματος. Διάστημα εμπιστοσύνης. Απόρριψη πειραματικών τιμών. Διάδοση και συσσώρευση υπολογιστικών σφαλμάτων. Επιστημονική γραφή αποτελεσμάτων.
8. Στατιστικές τεχνικές στην Χημική Ανάλυση: Αντιμετώπιση τυχαίων σφαλμάτων. Σύγκριση μέσων όρων, υπολογισμός ορίου ανίχνευσης και ορίου ποσοτικού προσδιορισμού, εκτίμηση συστηματικών διαφορών, σύγκριση επαναληψιμοτήτων, υπολογισμός του απαραίτητου αριθμού δειγμάτων, χάραξη ευθείας με την μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων. Δοκιμή του Χ² και δοκιμή του Friedman. Αξιολόγηση αναλυτικών μεθόδων.
9. Σταθμική ανάλυση: Χαρακτηριστικά της τεχνικής. Είδη ιζημάτων. Σχηματισμός ιζήματος. Μηχανισμοί μεταβολής των ιδιοτήτων ενός ιζήματος. Επιμόλυνση ιζήματος και αντιμετώπισή της. Ομογενής καταβύθιση. Αντιδραστήρια καταβύθισης. Εφαρμογές της σταθμικής ανάλυσης με καταβύθιση. Μέθοδοι εξαέρωσης. Ηλεκτροσταθμική ανάλυση. Θερμοσταθμική ανάλυση.
10. Τιτλομετρική ανάλυση – Ι: Βασικές έννοιες των τιτλομετρικών τεχνικών. Κατηγορίες και είδη τιτλομετρήσεων. Ενεργότητα και χημική ισορροπία. Οργανα, σκεύη και υλικά.
11. Τιτλομετρική ανάλυση – ΙΙ: α) Οξυμετρία και αλκαλιμετρία. Επίδραση του διαλύτη στις τιτλομετρήσεις οξέων – βάσεων. Πρότυπα διαλύματα και δείκτες. Εφαρμογές. β) Τιτλομετρήσεις καταβύθισης. Μέθοδοι Mohr, Volhard και Fajans. Πρότυπα διαλύματα και δείκτες. Εφαρμογές.
12. Τιτλομετρική ανάλυση – ΙΙΙ: α) Συμπλοκομετρικές τιτλομετρήσεις. Πρότυπα διαλύματα και δείκτες. Εφαρμογές. β) Οξειδοαναγωγικές τιτλομετρήσεις. Πρότυπα διαλύματα και δείκτες. Εφαρμογές.
13. Έλεγχος ποιότητας, υγιεινή και ασφάλεια εργαστηρίου: Σύστημα ποιότητας, οφέλη και κόστος. Επιθεώρηση και ανασκόπηση συστήματος ποιότητας. Αρμοδιότητες υπευθύνου ποιότητας. Ευθύνες της διεύθυνσης και του προσωπικού. Ασφάλεια εργαστηρίου. Διαχείρηση αποβλήτων του εργαστηρίου. Επικινδυνότητα ουσιών και συσκευών.

 

Εργαστηριακό Μέρος

1. Εισαγωγή στην τιτλομετρική ανάλυση οξέων-βάσεων: Πρότυπα διαλύματα και δείκτες, καμπύλες τιτλομέτρησης. Παρασκευή και τιτλοδότηση πρότυπου διαλύματος οξέος.
2. Ανάλυση αγνώστου δείγματος Na₂CO₃ – Παρασκευή και τιτλοδότηση προτύπου διαλύματος NaOH – Ανάλυση οξύτητας σε κρασί ή ξύδι. Ανάλυση αλκαλικών μιγμάτων με δύο ξεχωριστές και με δύο διαδοχικές τιτλομετρήσεις.
3. Εισαγωγή στις τιτλομετρήσεις καταβύθισης – Καμπύλες τιτλομετρήσεων καταβύθισης – Προσδιορι-σμός χλωριούχων με την μέθοδο Mohr – Προσδιορισμός χλωριούχων με την μέθοδο Volhard.
4. Εισαγωγή στις συμπλοκομετρικές τιτλομετρήσεις – Προσδιορισμός σκληρότητας νερού – Συμπλο-κομετρικός προσδιορισμός Zn και Al.
5. Εισαγωγή στις τιτλομετρήσεις οξειδοαναγωγής – Παρασκευή και τιτλοδότηση προτύπου διαλύματος KMnO₄ – Προσδιορισμός Fe²⁺ και Η₂Ο₂ με μαγγανιομετρία. Προσδιορισμός OCl^– και Cu²⁺ με ιωδιομετρία.
6. Εισαγωγή στην σταθμική ανάλυση – Προσδιορισμός αναλογίας Fe/Al σε δείγμα. Σταθμικός προσδιορισμός SO₄^2-.

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

A.Ελληνόγλωσση

A1: Βιβλία από την πλατφόρμα ΕΥΔΟΞΟΣ:

• Christian G.D. & al (2019) “Αναλυτική Χημεία”, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 86199898.
• Daniel C. & Lucy C.A. (2021) “Αναλυτική Χημεία”, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 94644882.

Α2: Αλλα βιβλία και βοηθήματα:

• Παπακωνσταντίνου Σ.Π. (2017), “Ποσοτική Χημική Ανάλυση_Συμπληρωματικές Σημειώσεις Θεωρείας” (αρχείο pdf διαθέσιμο δωρεάν στους φοιτητές του Τμήματος).
• Γκέργκης Β.Χ. κ.ά (2013) “Ποσοτική Αναλυτική Χημεία – Εργαστηριακές Ασκήσεις”, (αρχείο pdf διαθέσιμο δωρεάν στους φοιτητές του Τμήματος καθώς και σε έντυπη μορφή).

Β. Ξενόγλωσση

• Harvey D. “Analytical Chemistry 2.1”, (δωρεάν από τη σειρά βιβλίων στο chem.libretexts.org).
• Ham B.M. & MaHam A. (2015), “Analytical Chemistry: A Chemist and Laboratory Technician’s Toolkit”, Wiley, .ISBN 13: 9781118714843.