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Chemical analysis

AQA · GCSE · Chemistry · トピック 8

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8.1

化学的解析:存在するものの証明

  • 化学における純物質とは、元素または化合物のいずれか一つを指し、融点・沸点が一定であることで証明されます;調合(フォーミュレーション)は意図的な混合物です。
  • クロマトグラフィーは相間での分配によって分離され、Rf値でスポットを同定します。
  • 気体試験(H₂, O₂, CO₂, Cl₂)および(化学のみ)イオン試験——炎色反応、水酸化物沈殿、炭酸塩、ハロゲン化物、硫酸塩——これらが分析者のツールキットを構成します。
English 日本語
pure substance/pjʊə ˈsʌbstəns/ 純物質
formulation/ˌfɔːmjʊˈleɪʃn/ 調合
chromatography/krəʊməˈtɒɡrəfi/ クロマトグラフィー
stationary phase/ˈsteɪʃənəri feɪz/ 固定相
mobile phase/ˈməʊbaɪl feɪz/ 移動相
precipitate/prɪˈsɪpɪteɪt/ 沈殿
flame test/fleɪm test/ 炎色試験
spectroscopy/spekˈtrɒskəpi/ 分光法
8.1

純度、調合、クロマトグラフィー (4.8.1)

シラバス

Purity, formulations and chromatography (AQA 8462 statements 4.8.1.1-4.8.1.3).

  1. Distinguish pure substances from mixtures using melting and boiling point data.
  2. Identify formulations and explain their purpose.
  3. Explain paper chromatography, calculate Rf values and interpret chromatograms.

出典: Cambridge International シラバス

純物質 — 単一の元素または化合物であり、他と混合していません。純物質は特定の sharp(鋭い)温度で融解・沸騰します;混合物は範囲で融解します。融点・沸点データを用いて区別してください。(日常会話での「純粋」は不純物なしを意味するため、異なる用法です。)

調合(フォーミュレーション) — 有用な製品として設計された混合物で、各成分は目的に応じて厳密に計量されています:燃料、洗浄剤、塗料、医薬品、合金、肥料、食品。与えられた情報から一つを同定してください。

クロマトグラフィー — 固定相(紙)と移動相(溶媒)があります。分離は各物質の相間での分配に依存し、固定相への親和性が高いものほど低い位置に留まります。測定法:

$$R_f = \\frac{\\text{distance moved by substance}}{\\text{distance moved by solvent}}$$
Rf計算に用いる3つのスポットと距離を示すクロマトグラム。

異なる化合物は異なる溶媒で異なるRf値を示すため、同定に利用できます。純化合物はあらゆる溶媒で単一スポットを与えます。

8.2

一般的な気体の同定 (4.8.2)

シラバス

Identification of common gases (AQA 8462 statement 4.8.2).

  1. Describe the tests and positive results for hydrogen, oxygen, carbon dioxide and chlorine.

出典: Cambridge International シラバス

気体 試験 陽性結果
水素 燃える木片 ピシッという音
酸素 消えかけた火種 再点火
二酸化炭素 石灰水に通す 白く濁る
塩素 湿ったリトマス紙 漂白されて白色になる
8.3

イオンの同定 — 化学のみ (4.8.3)

シラバス

Identification of ions, chemistry only (AQA 8462 statement 4.8.3).

  1. Give flame-test colours for Li, Na, K, Ca and Cu, noting masking in mixtures.
  2. Identify metal ions with sodium hydroxide solution, including the aluminium excess test.
  3. Test for carbonates, halides and sulfates with reagents and precipitate colours.
  4. (HT) Describe flame emission spectroscopy and its advantages.

出典: Cambridge International シラバス

炎色反応(陽イオン):リチウム — 紅;ナトリウム — 黄色;カリウム — ラベンダー;カルシウム — オレンジレッド;銅 — 緑。混合物では色が互いに覆い隠される場合があります。

金属水酸化物(水酸化ナトリウム溶液):Al³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺は白色沈殿を生じますが、過剰のNaOHにおいてAl(OH)₃のみ溶解します;Cu²⁺ 青、Fe²⁺ 緑、Fe³⁺ 茶褐色の沈殿を生じます。

炭酸塩: 希酸を加える — 泡立ち;そのガスは石灰水を白く濁らせる。

ハロゲン化物: 希硝酸を加えてから硝酸銀を加える — **AgCl(白色)、AgBr(クリーム色)、AgI(黄色)**の沈殿が生成する。

硫酸塩: 希塩酸を加えてから塩化バリウムを加える — BaSO₄の白色沈殿ができる。

イオンテスト・キット:各試験グループにおける試薬、イオン、および観察される結果

(HT) 炎発光分光法: 機器が線発光スペクトルを記録する。線の位置で金属を同定し、強度で濃度を判定する。炎色反応との違い:非常に感度が高く、混合物にも適用でき、迅速である点。

8.3

このトピックの学習完了チェックリスト

  • 融点による純物質と混合物の区別;5つの配合物の名称を列挙せよ。
  • クロマトグラムからRf値を計算せよ。なぜ純化合物は1つのスポットしか示さないのか説明せよ。
  • ガスの4つの検出試験とそれぞれの結果。
  • (Chem) 炎色反応;アルミニウム过量時の水酸化物色;炭酸塩/ハロゲン化物/硫酸塩の試薬と沈殿の色;(HT) 分光法の利点。

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