Har qanday tahlil usulida ma'lum bir analitik signal qo'llaniladi, u berilgan sharoitda o'rganilayotgan moddalarni tashkil etuvchi aniq elementar ob'ektlar (atomlar, molekulalar, ionlar) tomonidan beriladi.

Analitik signal ham sifat, ham miqdoriy ma'lumot beradi. Misol uchun, agar tahlil qilish uchun cho'kma reaktsiyalaridan foydalanilsa, cho'kmaning ko'rinishi yoki yo'qligidan sifatli ma'lumot olinadi. Miqdoriy ma'lumotlar cho'kindining og'irligidan olinadi. Moddaning ma'lum sharoitlarda yorug'lik chiqarganda, xarakterli rangga mos keladigan to'lqin uzunligida signalning (yorug'lik emissiyasi) paydo bo'lishi bilan sifatli ma'lumot olinadi va yorug'lik nurlanishining intensivligidan miqdoriy ma'lumot olinadi.

Analitik signalning kelib chiqishiga ko'ra analitik kimyo usullarini kimyoviy, fizikaviy va fizik-kimyoviy usullarga bo'lish mumkin.

IN kimyoviy usullar kimyoviy reaksiya olib boring va olingan mahsulotning massasini - gravimetrik (vazn) usullari yoki modda bilan o'zaro ta'sir qilish uchun ishlatiladigan reagent hajmini - titrimetrik, gaz hajmli (hajm) usullarini o'lchaydi.

Gaz hajmiyometriyasi (gazning hajmiy tahlili) gaz aralashmasining tarkibiy qismlarini u yoki bu absorber bilan to'ldirilgan idishlarda tanlab singdirishga, so'ngra byuretka yordamida gaz hajmining pasayishini o'lchashga asoslangan. Shunday qilib, karbonat angidrid kaliy gidroksid eritmasi bilan, kislorod - pirogallol eritmasi bilan, uglerod oksidi - mis xloridning ammiak eritmasi bilan so'riladi. Gaz hajmiyometriyasi ekspress-tahlil usullarini anglatadi. U g.p. va minerallardagi karbonatlarni aniqlashda keng qoʻllaniladi.

Kimyoviy tahlil usullari rudalar, jinslar, minerallar va boshqa materiallarni tahlil qilishda ular tarkibidagi tarkibiy qismlarni o'ndan bir necha o'n foizgacha aniqlashda keng qo'llaniladi. Kimyoviy tahlil usullari yuqori aniqlik bilan tavsiflanadi (tahlil xatosi odatda foizning o'ndan bir qismini tashkil qiladi). Biroq, bu usullar asta-sekin tezroq fizik-kimyoviy va fizik tahlil usullari bilan almashtiriladi.

Jismoniy usullar tahlillar ba'zilarini o'lchashga asoslanadi jismoniy mulk moddalar, bu kompozitsiyaning funktsiyasidir. Masalan, refraktometriya yorug'likning nisbiy sindirish ko'rsatkichlarini o'lchashga asoslangan. Aktivizatsiya tahlilida izotoplarning faolligi va boshqalar o'lchanadi.Ko'pincha tahlil davomida kimyoviy reaksiya oldindan amalga oshiriladi va hosil bo'lgan mahsulotning kontsentratsiyasi fizik xususiyatlar bilan, masalan, rangli reaktsiya mahsuloti tomonidan yorug'lik nurlanishining yutilish intensivligi bilan aniqlanadi. Bunday tahlil usullari fizik-kimyoviy deb ataladi.

Tahlilning fizik usullari yuqori mahsuldorlik, elementlarni aniqlashning past chegaralari, tahlil natijalarining ob'ektivligi, yuqori daraja avtomatlashtirish. Tog' jinslari va minerallarni tahlil qilishda fizik tahlil usullari qo'llaniladi. Masalan, atom emissiya usuli granit va shiferlardagi volframni, tog' jinslari va fosfatlardagi surma, qalay va qo'rg'oshinni aniqlaydi; atomik yutilish usuli - silikatlarda magniy va kremniy; Rentgen floresan - ilmenit, magnezit, alumina tarkibidagi vanadiy; ommaviy spektrometrik - oy regolitidagi marganets; neytron faollashuvi - neftda temir, rux, surma, kumush, kobalt, selen va skandiy; izotopik suyultirish usuli - silikat jinslardagi kobalt.

Fizik va fizik-kimyoviy usullar ba'zan instrumental deb ataladi, chunki bu usullar tahlilning asosiy bosqichlarini o'tkazish va uning natijalarini qayd etish uchun maxsus moslashtirilgan asboblardan (uskunalar) foydalanishni talab qiladi.

Fizikaviy va kimyoviy usullar tahlil tahlil qilinadigan moddaning kimyoviy transformatsiyasi, namunaning erishi, tahlil qilinadigan komponentning konsentratsiyasi, aralashuvchi moddalarni niqoblash va boshqalarni o'z ichiga olishi mumkin. Moddaning massasi yoki uning hajmi analitik signal bo‘lib xizmat qiladigan “klassik” kimyoviy tahlil usullaridan farqli o‘laroq, fizik-kimyoviy tahlil usullarida analitik signal sifatida nurlanish intensivligi, tok kuchi, elektr o‘tkazuvchanligi va potensiallar farqi qo‘llaniladi.

Spektrning turli mintaqalarida elektromagnit nurlanishning emissiyasi va yutilishini o'rganishga asoslangan usullar katta amaliy ahamiyatga ega. Bularga spektroskopiya (masalan, lyuminestsent analiz, spektral analiz, nefelometriya va turbidimetriya va boshqalar) kiradi. Tahlilning muhim fizik-kimyoviy usullariga o'lchovni ishlatadigan elektrokimyoviy usullar kiradi elektr xususiyatlari moddalar (kulometriya, potensiometriya va boshqalar), shuningdek, xromatografiya (masalan, gaz xromatografiyasi, suyuqlik xromatografiyasi, ion almashinish xromatografiyasi, yupqa qatlamli xromatografiya). Kimyoviy reaksiyalar tezligini (analizning kinetik usullari), reaksiyalarning issiqlik effektlarini (termometrik titrlash), shuningdek, magnit maydonda ionlarni ajratish (mass-spektrometriya) tezligini oʻlchashga asoslangan usullar muvaffaqiyatli ishlab chiqilgan.

1. KIRISH

2. USULLARNING TASNIFI

3. ANALITIK SIGNAL

4.3. KIMYOVIY USULLAR

4.8. TERMAL USULLAR

5. XULOSA

6. FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO‘YXATI

KIRISH

Kimyoviy tahlil bir qator tarmoqlarda ishlab chiqarish va mahsulot sifatini nazorat qilish vositasi bo'lib xizmat qiladi Milliy iqtisodiyot. Foydali qazilmalarni qidirish turli darajada tahlil natijalariga asoslanadi. Tahlil kontaminatsiyani nazorat qilishning asosiy vositasidir muhit. Agrosanoat majmuasining normal faoliyat yuritishi uchun tuproq, o‘g‘it, ozuqa va qishloq xo‘jaligi mahsulotlarining kimyoviy tarkibini aniqlash muhim ahamiyatga ega. Kimyoviy tahlil tibbiy diagnostika va biotexnologiyada ajralmas hisoblanadi. Ko`pgina fanlarning rivojlanishi kimyoviy tahlil darajasiga, laboratoriyaning usullar, asboblar va reaktivlar bilan jihozlanishiga bog`liq.

Kimyoviy analizning ilmiy asosini analitik kimyo tashkil etadi, bu fan asrlar davomida kimyoning bir qismi, ba'zan esa asosiy qismi bo'lib kelgan.

Analitik kimyo- Bu moddalarning kimyoviy tarkibini va qisman kimyoviy tuzilishini aniqlash haqidagi fan. Analitik kimyo usullari moddaning nimadan iboratligi, uning tarkibiga qanday komponentlar kiritilganligi haqidagi savollarga javob berishga imkon beradi. Ushbu usullar ko'pincha moddada berilgan komponent qanday shaklda mavjudligini aniqlashga, masalan, elementning oksidlanish darajasini aniqlashga imkon beradi. Ba'zan komponentlarning fazoviy joylashishini taxmin qilish mumkin.

Usullarni ishlab chiqishda siz ko'pincha fanning tegishli sohalaridan g'oyalarni olishingiz va ularni maqsadlaringizga moslashtirishingiz kerak. Analitik kimyoning vazifasi usullarning nazariy asoslarini ishlab chiqish, ularni qo'llash chegaralarini belgilash, metrologik va boshqa belgilarni baholash, turli ob'ektlarni tahlil qilish usullarini yaratishni o'z ichiga oladi.

Tahlil usullari va vositalari doimo o'zgarib turadi: yangi yondashuvlar jalb qilinadi, ko'pincha uzoq bilim sohalaridan yangi tamoyillar va hodisalar qo'llaniladi.

Tahlil usuli deganda, aniqlanayotgan komponent va tahlil qilinadigan ob'ektdan qat'i nazar, tarkibni aniqlashning etarlicha universal va nazariy jihatdan asoslangan usuli tushuniladi. Ular tahlil usuli haqida gapirganda, ular asosiy tamoyilni, tarkib va ​​har qanday o'lchangan xususiyat o'rtasidagi munosabatlarning miqdoriy ifodasini anglatadi; tanlangan amalga oshirish usullari, shu jumladan shovqinlarni aniqlash va bartaraf etish; amaliy amalga oshirish uchun qurilmalar va o'lchov natijalarini qayta ishlash usullari. Tahlil metodologiyasi - tanlangan usul yordamida berilgan ob'ektni tahlil qilishning batafsil tavsifi.

Bilim sohasi sifatida analitik kimyoning uchta funktsiyasi mavjud:

1. tahlilning umumiy masalalarini hal qilish,

2. analitik usullarni ishlab chiqish,

3. tahlilning aniq muammolarini hal qilish.

Bundan tashqari, farqlash mumkin sifatli Va miqdoriy tahlillar. Birinchisi, tahlil qilinadigan ob'ekt qaysi komponentlarni o'z ichiga oladi degan savolni hal qiladi, ikkinchisi barcha yoki alohida komponentlarning miqdoriy tarkibi haqida ma'lumot beradi.

2. USULLARNING TASNIFI

Analitik kimyoning barcha mavjud usullarini namuna olish, namunalarni parchalash, tarkibiy qismlarni ajratish, aniqlash (identifikatsiya qilish) va aniqlash usullariga bo'lish mumkin. Ajratish va ta'rifni birlashtirgan gibrid usullar mavjud. Aniqlash va aniqlash usullari juda ko'p umumiyliklarga ega.

Aniqlash usullari eng katta ahamiyatga ega. Ular o'lchangan xususiyatning tabiati yoki tegishli signalni ro'yxatga olish usuli bo'yicha tasniflanishi mumkin. Aniqlash usullari quyidagilarga bo'linadi kimyoviy , jismoniy Va biologik. Kimyoviy usullar kimyoviy (shu jumladan elektrokimyoviy) reaktsiyalarga asoslangan. Bunga fizik-kimyoviy deb ataladigan usullar kiradi. Fizik usullar fizik hodisa va jarayonlarga, biologik usullar hayot hodisasiga asoslanadi.

Analitik kimyo usullariga qo'yiladigan asosiy talablar quyidagilardan iborat: natijalarning to'g'riligi va yaxshi takrorlanishi, kerakli komponentlarni aniqlash chegarasining pastligi, selektivlik, tezkorlik, tahlil qilish qulayligi va uni avtomatlashtirish imkoniyati.

Tahlil usulini tanlashda tahlil maqsadini, hal qilinishi kerak bo'lgan vazifalarni aniq bilish, mavjud tahlil usullarining afzalliklari va kamchiliklarini baholash kerak.

3. ANALITIK SIGNAL

Namuna tanlash va tayyorlashdan so'ng kimyoviy tahlil bosqichi boshlanadi, unda komponent aniqlanadi yoki uning miqdori aniqlanadi. Shu maqsadda ular o'lchaydilar analitik signal. Ko'pgina usullarda analitik signal tahlilning yakuniy bosqichidagi fizik miqdorning o'lchovlarining o'rtacha qiymati bo'lib, tahlil qilinadigan moddaning tarkibi bilan funktsional bog'liqdir.

Har qanday komponentni aniqlash zarur bo'lsa, u odatda tuzatiladi ko'rinish analitik signal - cho'kmaning ko'rinishi, rang, spektrdagi chiziqlar va boshqalar. Analitik signalning ko'rinishi ishonchli tarzda qayd etilishi kerak. Komponent miqdorini aniqlashda u o'lchanadi kattalik analitik signal - cho'kindi massasi, oqim kuchi, spektr chizig'ining intensivligi va boshqalar.

4. ANALİTIK KIMYO FANINING USULLARI

4.1. NIQOBLASH, AYRISH VA KONSENTRASİYA USULLARI

Maskalash.

Maskalash inhibe qilish yoki to'liq bostirishdir kimyoviy reaksiya uning yo'nalishini yoki tezligini o'zgartirishga qodir bo'lgan moddalar mavjudligida. Bunday holda, yangi bosqich shakllanmaydi. Maskaning ikki turi mavjud - termodinamik (muvozanat) va kinetik (muvozanatsiz). Termodinamik niqoblashda shartli reaksiya konstantasi reaksiyaning ahamiyatsiz davom etadigan darajada kamayishi uchun sharoit yaratiladi. Niqoblangan komponentning konsentratsiyasi analitik signalni ishonchli aniqlash uchun etarli bo'lmaydi. Kinetik niqoblash niqoblangan va analitning bir xil reagent bilan reaksiya tezligi o'rtasidagi farqni oshirishga asoslangan.

Ajratish va konsentratsiya.

Ajratish va kontsentratsiya zarurati quyidagi omillarga bog'liq bo'lishi mumkin: namunada aniqlashga xalaqit beradigan komponentlar mavjud; tahlil qiluvchi moddaning kontsentratsiyasi usulning aniqlash chegarasidan past bo'lsa; aniqlanadigan komponentlar namunada notekis taqsimlangan; asboblarni kalibrlash uchun standart namunalar mavjud emas; namuna juda zaharli, radioaktiv va qimmat.

Ajratish- bu operatsiya (jarayon) bo'lib, buning natijasida dastlabki aralashmani tashkil etuvchi komponentlar bir-biridan ajratiladi.

diqqat- bu operatsiya (jarayon), buning natijasida mikrokomponentlar konsentratsiyasi yoki miqdorining makrokomponentning konsentratsiyasi yoki miqdoriga nisbati oshadi.

Yog'ingarchilik va qo'shma yog'ingarchilik.

Yog'ingarchilik odatda noorganik moddalarni ajratish uchun ishlatiladi. Mikrokomponentlarni organik reagentlar bilan cho'ktirish va ayniqsa ularning birgalikda cho'kishi yuqori konsentratsiyali omilni ta'minlaydi. Ushbu usullar qattiq namunalardan analitik signal olish uchun mo'ljallangan aniqlash usullari bilan birgalikda qo'llaniladi.

Cho'kma orqali ajratish birikmalarning, asosan, suvli eritmalarda turli xil eruvchanligiga asoslanadi.

Birgalikda cho'kma - bu mikrokomponentning eritma va cho'kma o'rtasida taqsimlanishi.

Ekstraksiya.

Ekstraksiya - bu moddani ikki faza, ko'pincha ikkita aralashmaydigan suyuqliklar o'rtasida taqsimlashning fizik-kimyoviy jarayoni. Bu, shuningdek, kimyoviy reaktsiyalar bilan massa uzatish jarayonidir.

Ekstraksiya usullari kontsentratsiyalash, mikrokomponentlar yoki makrokomponentlarni ajratib olish, turli sanoat va tabiiy ob'ektlarni tahlil qilishda komponentlarni individual va guruhli izolyatsiya qilish uchun mos keladi. Usul oddiy va tez bajariladi, ajratish va kontsentratsiyaning yuqori samaradorligini ta'minlaydi va turli xil aniqlash usullari bilan mos keladi. Ekstraktsiya turli sharoitlarda eritmadagi moddalarning holatini o'rganish, fizik-kimyoviy xususiyatlarini aniqlash imkonini beradi.

Sorbsiya.

Sorbsiya moddalarni ajratish va konsentratsiyalash uchun yaxshi qo'llaniladi. Sorbsiya usullari odatda yaxshi ajratish selektivligini va kontsentratsiya omillarining yuqori qiymatlarini ta'minlaydi.

Sorbsiya- gazlar, bug'lar va erigan moddalarni qattiq tashuvchida (sorbentlar) qattiq yoki suyuq absorberlar tomonidan singdirish jarayoni.

Elektrolitik ajratish va sementlash.

Ajratilgan yoki konsentrlangan modda qattiq elektrodlarda elementar holatda yoki biron bir turdagi birikma shaklida izolyatsiya qilingan saylovlarni ajratishning eng keng tarqalgan usuli. Elektrolitik izolyatsiya (elektroliz) yog'ingarchiliklarga asoslanadi elektr toki urishi boshqariladigan potentsialda. Metalllarni katodli cho'ktirishning eng keng tarqalgan varianti. Elektrod materiali uglerod, platina, kumush, mis, volfram va boshqalar bo'lishi mumkin.

elektroforez elektr maydonida har xil zaryadli, shakl va o'lchamdagi zarrachalarning harakat tezligidagi farqlarga asoslanadi. Harakat tezligi zaryadga, maydon kuchiga va zarracha radiusiga bog'liq. Elektroforezning ikki turi mavjud: frontal (oddiy) va zona (tashuvchida). Birinchi holda, ajratilishi kerak bo'lgan komponentlarni o'z ichiga olgan eritmaning kichik hajmi elektrolit eritmasi bo'lgan naychaga joylashtiriladi. Ikkinchi holda, harakat elektr maydoni o'chirilgandan keyin zarrachalarni joyida ushlab turadigan barqarorlashtiruvchi muhitda sodir bo'ladi.

Usul grouting etarli darajada manfiy potentsialga ega bo'lgan metallar yoki elektronegativ metallarning almagamalari bo'lgan metallardagi komponentlarni (odatda oz miqdorda) kamaytirishdan iborat. Tsementlash jarayonida bir vaqtning o'zida ikkita jarayon sodir bo'ladi: katod (komponentni ajratish) va anodik (sementlash metallining erishi).

Bug'lanish usullari.

Usullari distillash moddalarning turli uchuvchanligiga asoslanadi. Modda suyuq holatdan gazsimon holatga o'tadi va keyin kondensatsiyalanadi va yana suyuqlik yoki ba'zan qattiq fazani hosil qiladi.

Oddiy distillash (bug'lanish)– bir bosqichli ajratish va kontsentratsiya jarayoni. Bug'lanish tayyor uchuvchi birikmalar shaklida bo'lgan moddalarni olib tashlaydi. Bular makrokomponentlar va mikrokomponentlar bo'lishi mumkin, ikkinchisini distillash kamroq qo'llaniladi.

Sublimatsiya (sublimatsiya)- dan moddaning o'tkazilishi qattiq holat gazsimon va keyinchalik qattiq shaklda yog'ingarchilik (suyuq fazani chetlab o'tish). Sublimatsiya yo'li bilan ajratish odatda, agar ajratilishi kerak bo'lgan komponentlar qiyin erishi yoki erishi qiyin bo'lsa, qo'llaniladi.

Boshqariladigan kristallanish.

Eritma, eritma yoki gaz sovutilganda qattiq fazali yadrolar hosil bo'ladi - kristallanish, ular nazoratsiz (ommaviy) va boshqarilishi mumkin. Nazoratsiz kristallanish bilan kristallar butun hajm bo'ylab o'z-o'zidan paydo bo'ladi. Boshqariladigan kristallanish bilan jarayon tashqi sharoitlar (harorat, faza harakati yo'nalishi va boshqalar) bilan belgilanadi.

Boshqariladigan kristallanishning ikki turi mavjud: yo'nalishli kristallanish(V berilgan yo'nalish) Va zonaning erishi(qattiq jismda suyuqlik zonasining ma'lum bir yo'nalishda harakatlanishi).

Yo'nalishli kristallanish bilan qattiq va suyuqlik o'rtasida bitta interfeys paydo bo'ladi - kristallanish fronti. Erish zonasida ikkita chegara mavjud: kristallanish fronti va erish fronti.

4.2. XROMATOGRAFIK USULLAR

Xromatografiya eng ko'p qo'llaniladigan analitik usuldir. Eng so'nggi xromatografik usullar molekulyar og'irligi birlikdan 10 6 gacha bo'lgan gazsimon, suyuq va qattiq moddalarni aniqlashi mumkin. Bular vodorod izotoplari, metall ionlari, sintetik polimerlar, oqsillar va boshqalar bo'lishi mumkin.Xromatografiya yordamida ularning tuzilishi va xossalari haqida keng ma'lumotlar olinadi. organik birikmalar ko'p sinflar.

Xromatografiya- Bu moddalarni ajratishning fizik-kimyoviy usuli bo'lib, tarkibiy qismlarni ikki faza - statsionar va mobil o'rtasida taqsimlashga asoslangan. Statsionar faza (statsionar) odatda qattiq (ko'pincha sorbent deb ataladi) yoki qattiq jismga yotqizilgan suyuq plyonkadir. Mobil faza statsionar fazadan oqib o'tadigan suyuqlik yoki gazdir.

Usul ko'p komponentli aralashmani ajratish, tarkibiy qismlarni aniqlash va uning miqdoriy tarkibini aniqlash imkonini beradi.

Xromatografik usullar quyidagi mezonlarga ko'ra tasniflanadi:

a) aralashmaning agregatsiya holatiga ko'ra, u tarkibiy qismlarga ajratiladi - gaz, suyuqlik va gaz-suyuqlik xromatografiyasi;

b) ajratish mexanizmiga ko'ra - adsorbsion, taqsimot, ion almashinish, cho'kindi, oksidlanish-qaytarilish, adsorbsion-kompleksatsion xromatografiya;

v) xromatografik jarayonning shakliga ko'ra - ustunli, kapillyar, planar (qog'oz, yupqa qatlam va membrana).

4.3. KIMYOVIY USULLAR

Aniqlash va aniqlashning kimyoviy usullari uch turdagi kimyoviy reaktsiyalarga asoslanadi: kislota-ishqor, oksidlanish-qaytarilish va kompleks hosil bo'lish. Ba'zan ular tarkibiy qismlarning agregat holatining o'zgarishi bilan birga keladi. Kimyoviy usullar orasida eng muhimi gravimetrik va titrimetrikdir. Bu analitik usullar klassik deb ataladi. Kimyoviy reaksiyaning analitik usulning asosi sifatida yaroqliligi mezonlari ko'p hollarda to'liqlik va yuqori tezlikdir.

gravimetrik usullar.

Gravimetrik tahlil moddani sof holida ajratib olish va uni tortishdan iborat. Ko'pincha bunday izolyatsiya yog'ingarchilik bilan amalga oshiriladi. Kamroq aniqlangan komponent uchuvchi birikma sifatida ajratiladi (distillash usullari). Ayrim hollarda gravimetriya analitik masalani yechishning eng yaxshi usuli hisoblanadi. Bu mutlaq (mos yozuvlar) usul.

Gravimetrik usullarning kamchiliklari, ayniqsa, ketma-ket tahlillarda aniqlashning davomiyligi. katta raqam namunalar, shuningdek, selektiv bo'lmagan - cho'ktiruvchi reagentlar, bir nechta istisnolardan tashqari, kamdan-kam hollarda o'ziga xosdir. Shuning uchun, ko'pincha dastlabki ajralishlar kerak bo'ladi.

Massa gravimetriyada analitik signaldir.

titrimetrik usullar.

Miqdoriy kimyoviy analizning titrimetrik usuli aniqlanayotgan A komponenti bilan reaksiyaga ketayotgan B reaktiv miqdorini oʻlchashga asoslangan usul boʻlib, amaliyotda reaktivni aniq maʼlum konsentratsiyali eritma shaklida qoʻshish eng qulay hisoblanadi. Ushbu versiyada titrlash aniq ma'lum konsentratsiyali (titran) reaktiv eritmasining boshqariladigan miqdorini aniqlanishi kerak bo'lgan komponentning eritmasiga doimiy ravishda qo'shish jarayonidir.

Titrimetriyada uchta titrlash usuli qo'llaniladi: oldinga, teskari va o'rnini bosuvchi titrlash.

to'g'ridan-to'g'ri titrlash- bu aniqlanayotgan moddaning A eritmasini to'g'ridan-to'g'ri titran B eritmasi bilan titrlash. U A va B o'rtasidagi reaksiya tez davom etsa ishlatiladi.

Orqaga titrlash Analit A ga aniq ma'lum miqdordagi standart B eritmasining ortiqchasini qo'shish va ular orasidagi reaksiya tugagandan so'ng, B ning qolgan miqdorini titran B' eritmasi bilan titrlashdan iborat. Ushbu usul A va B o'rtasidagi reaktsiya etarlicha tez bo'lmagan yoki reaktsiyaning ekvivalent nuqtasini aniqlash uchun mos ko'rsatkich bo'lmagan hollarda qo'llaniladi.

O'rnini bosuvchi titrlash A moddasining belgilangan miqdorini emas, balki aniqlangan A moddasi va ba'zi reagentlar o'rtasidagi dastlabki reaktsiya natijasida hosil bo'lgan A ' o'rnini bosuvchi ekvivalent miqdorini B titranti bilan titrlashdan iborat. Ushbu titrlash usuli odatda to'g'ridan-to'g'ri titrlashni amalga oshirish mumkin bo'lmagan hollarda qo'llaniladi.

Kinetik usullar.

Kinetik usullar kimyoviy reaksiya tezligining reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasiga, katalitik reaksiyalarda esa katalizator kontsentratsiyasiga bog‘liqligiga asoslanadi. Kinetik usullarda analitik signal jarayonning tezligi yoki unga proportsional miqdordir.

Kinetik usul asosidagi reaksiya indikator deb ataladi. Konsentratsiyasining o'zgarishi indikator jarayonining tezligini baholash uchun ishlatiladigan modda indikator hisoblanadi.

biokimyoviy usullar.

Orasida zamonaviy usullar kimyoviy tahlil muhim o'rinni biokimyoviy usullar egallaydi. Biokimyoviy usullarga biologik komponentlar (fermentlar, antikorlar va boshqalar) ishtirokidagi jarayonlardan foydalanishga asoslangan usullar kiradi. Bunday holda, analitik signal ko'pincha jarayonning boshlang'ich tezligi yoki reaktsiya mahsulotlaridan birining yakuniy kontsentratsiyasi bo'lib, har qanday instrumental usul bilan aniqlanadi.

Enzimatik usullar yuqori faollik va ta'sirning selektivligi bilan ajralib turadigan fermentlar - biologik katalizatorlar tomonidan katalizlanadigan reaktsiyalardan foydalanishga asoslangan.

Immunokimyoviy usullar tahlillar aniqlangan birikma - antigenning tegishli antikorlar tomonidan o'ziga xos bog'lanishiga asoslanadi. Antikorlar va antijenler o'rtasidagi eritmadagi immunokimyoviy reaktsiya murakkab jarayon bo'lib, bir necha bosqichda sodir bo'ladi.

4.4. ELEKTROKIMYOVIY USULLAR

Tahlil va tadqiqotning elektrokimyoviy usullari elektrod yuzasida yoki elektrodga yaqin bo'shliqda sodir bo'ladigan jarayonlarni o'rganish va ulardan foydalanishga asoslangan. Tahlil qilinadigan eritmaning konsentratsiyasi bilan funktsional bog'liq bo'lgan va to'g'ri o'lchanadigan har qanday elektr parametri (potentsial, oqim kuchi, qarshilik va boshqalar) analitik signal sifatida xizmat qilishi mumkin.

To'g'ridan-to'g'ri va bilvosita elektrokimyoviy usullar mavjud. To'g'ridan-to'g'ri usullarda tok kuchining (potentsial va boshqalar) tahlil qilinadigan moddaning konsentratsiyasiga bog'liqligi qo'llaniladi. Bilvosita usullarda tahlil qiluvchi moddani mos titrant bilan titrlashning oxirgi nuqtasini topish uchun oqim kuchi (potentsial va boshqalar) o'lchanadi, ya'ni. o'lchangan parametrning titrant hajmiga bog'liqligidan foydalaning.

Har qanday elektrokimyoviy o'lchovlar uchun elektrokimyoviy sxema yoki elektrokimyoviy hujayra kerak bo'ladi, uning tarkibiy qismi tahlil qilinadigan eritma hisoblanadi.

Elektrod jarayonlarining tafsilotlarini ko'rib chiqishni o'z ichiga olgan juda oddiydan juda murakkabgacha elektrokimyoviy usullarni tasniflashning turli usullari mavjud.

4.5. SPEKTROSKOPIK USULLAR

Spektroskopik tahlil usullari kiradi jismoniy usullar elektromagnit nurlanishning moddalar bilan o'zaro ta'siriga asoslangan. Bu o'zaro ta'sir turli xil energiya o'tishlariga olib keladi, ular elektromagnit nurlanishning nurlanish yutilishi, aks etishi va tarqalishi shaklida eksperimental ravishda qayd etiladi.

4.6. MASS-SPEKTROMETRIK USULLAR

Mass-spektrometrik tahlil usuli chiqarilgan moddaning atomlari va molekulalarining ionlanishiga va natijada paydo bo'lgan ionlarning fazoda yoki vaqt ichida ajralishiga asoslangan.

Mass-spektrometriyaning eng muhim qo'llanilishi organik birikmalarning tuzilishini aniqlash va o'rnatish edi. Organik birikmalarning murakkab aralashmalarining molekulyar tahlili ular xromatografik ajratilgandan keyin amalga oshirilishi kerak.

4.7. RADIOFAOLLIKGA ASOSLANGAN TAHLIL USULLARI

Radioaktivlikka asoslangan tahlil usullari yadro fizikasi, radiokimyo va atom texnologiyasining rivojlanishi davrida paydo bo'lgan va hozirda turli tahlillarda, shu jumladan sanoat va geologiya xizmatida muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda. Ushbu usullar juda ko'p va xilma-xildir. To'rtta asosiy guruhni ajratish mumkin: radioaktiv tahlil; izotoplarni suyultirish usullari va boshqa radiotraser usullari; nurlanishning yutilishi va tarqalishiga asoslangan usullar; sof radiometrik usullar. Eng keng tarqalgan radioaktiv usul. Bu usul sun'iy radioaktivlik kashf qilingandan keyin paydo bo'lgan va namunani yadro yoki g-zarralar bilan nurlantirish va faollashtirish jarayonida olingan sun'iy radioaktivlikni qayd etish orqali aniqlanayotgan elementning radioaktiv izotoplarini hosil qilishga asoslangan.

4.8. TERMAL USULLAR

Tahlilning termal usullari materiyaning issiqlik energiyasi bilan o'zaro ta'siriga asoslangan. Kimyoviy reaksiyalarning sababi yoki ta'siri bo'lgan issiqlik effektlari analitik kimyoda eng ko'p qo'llaniladi. Kamroq darajada jismoniy jarayonlar natijasida issiqlikni chiqarish yoki yutishga asoslangan usullar qo'llaniladi. Bular moddaning bir modifikatsiyadan ikkinchi modifikatsiyaga o'tishi, agregatsiya holatining o'zgarishi va molekulalararo o'zaro ta'sirning boshqa o'zgarishlari bilan bog'liq jarayonlar, masalan, eritish yoki suyultirish paytida sodir bo'ladi. Jadvalda termal tahlilning eng keng tarqalgan usullari ko'rsatilgan.

Termal usullar metallurgiya materiallari, minerallar, silikatlar, shuningdek, polimerlarni tahlil qilish, tuproqlarni fazaviy tahlil qilish va namunalardagi namlikni aniqlash uchun muvaffaqiyatli qo'llaniladi.

4.9. TAHLILNING BIOLOGIK USULLARI

Tahlilning biologik usullari hayotiy faoliyat - o'sish, ko'payish va umuman tirik mavjudotlarning normal ishlashi uchun qat'iy belgilangan kimyoviy tarkibga ega muhit zarurligiga asoslanadi. Ushbu kompozitsiya o'zgarganda, masalan, tarkibiy qism muhitdan chiqarilganda yoki qo'shimcha (aniqlangan) birikma kiritilganda, tana biroz vaqt o'tgach, ba'zan deyarli darhol tegishli javob signalini beradi. Organizmning javob signalining tabiati yoki intensivligi bilan atrof-muhitga kiritilgan yoki atrof-muhitdan chiqarib tashlangan komponent miqdori o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatish uni aniqlash va aniqlashga xizmat qiladi.

Biologik usullarda analitik ko'rsatkichlar turli tirik organizmlar, ularning a'zolari va to'qimalari, fiziologik funktsiyalari va boshqalardir. Mikroorganizmlar, umurtqasizlar, umurtqalilar, shuningdek, o'simliklar indikator organizmlar bo'lishi mumkin.

5. XULOSA

Analitik kimyoning ahamiyati jamiyatning analitik natijalarga bo'lgan ehtiyoji, moddalarning sifat va miqdoriy tarkibini aniqlash, jamiyatning rivojlanish darajasi, tahlil natijalariga ijtimoiy ehtiyoj, shuningdek, analitik kimyoning rivojlanish darajasi bilan belgilanadi.

N.A.Menshutkinning analitik kimyo bo'yicha darsligidan iqtibos, 1897 yil: “Analitik kimyo bo'yicha darslarning butun kursini masalalar ko'rinishida taqdim etib, uni hal qilish talaba ixtiyorida bo'lib, shuni ta'kidlashimiz kerakki, muammolarni bunday hal qilish uchun analitik kimyo qat'iy belgilangan yo'lni beradi. Bu aniqlik (analitik kimyoga oid masalalarni tizimli yechish) katta pedagogik ahamiyatga ega.Shu bilan birga, o‘quvchi birikmalarning xossalarini masalalar yechishda qo‘llash, reaksiya sharoitlarini chiqarish va ularni birlashtirishni o‘rganadi. Bu aqliy jarayonlarning butun turkumini quyidagicha ifodalash mumkin: analitik kimyo kimyoviy fikrlashni o'rgatadi. Ikkinchisining yutug'i analitik kimyo bo'yicha amaliy tadqiqotlar uchun eng muhimi bo'lib tuyuladi.

FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO‘YXATI

1. K.M.Olshanova, S.K. Piskareva, K.M.Barashkov "Analitik kimyo", Moskva, "Kimyo", 1980 y.

2. "Analitik kimyo. Kimyoviy tahlil usullari”, Moskva, “Kimyo”, 1993 yil

3. “Analitik kimyo asoslari. 1-kitob, Moskva, " magistratura", 1999 yil

4. “Analitik kimyo asoslari. 2-kitob, Moskva, Oliy maktab, 1999 yil

Analitik kimyoning barcha mavjud usullarini namuna olish, namunalarni parchalash, tarkibiy qismlarni ajratish, aniqlash (identifikatsiya qilish) va aniqlash usullariga bo'lish mumkin.

Deyarli barcha usullar moddaning tarkibi va uning xossalari o'rtasidagi munosabatlarga asoslanadi. Komponentni yoki uning miqdorini aniqlash uchun o'lchang analitik signal.

Analitik signal- tahlilning yakuniy bosqichida fizik miqdor o'lchovlarining o'rtacha qiymati. Analitik signal aniqlangan komponentning mazmuni bilan funktsional bog'liqdir. Bu oqim kuchi, tizimning EMF, optik zichlik, radiatsiya intensivligi va boshqalar bo'lishi mumkin.

Agar biron bir komponentni aniqlash zarur bo'lsa, odatda analitik signalning ko'rinishi qayd etiladi - cho'kmaning ko'rinishi, rang, spektrdagi chiziq va boshqalar. Analitik signalning ko'rinishi ishonchli tarzda qayd etilishi kerak. Komponentning ma'lum miqdorida analitik signalning kattaligi o'lchanadi: konning massasi, oqim kuchi, spektr chiziqlarining intensivligi va boshqalar. Keyin komponentning mazmuni funktsional bog'liqlik yordamida hisoblab chiqiladi analitik signal - tarkib: y=f(c), u hisoblash yoki tajriba orqali o'rnatiladi va formula, jadval yoki grafik shaklida taqdim etilishi mumkin.

Analitik kimyoda tahlilning kimyoviy, fizik va fizik-kimyoviy usullari mavjud.

Kimyoviy tahlil usullarida aniqlanayotgan element yoki ion u yoki bu o'ziga xos xususiyatga ega bo'lgan birikmaga aylantiriladi, uning asosida ushbu aniq birikma hosil bo'lganligini aniqlash mumkin.

Kimyoviy usullar tahlilning o'ziga xos ko'lami bor. Shuningdek, kimyoviy usullardan foydalangan holda tahlillarni bajarish tezligi har doim ham ishlab chiqarish ehtiyojlarini qondirmaydi, bu erda tahlillarni o'z vaqtida olish juda muhim, shu bilan birga texnologik jarayonni tartibga solish mumkin. Shuning uchun kimyoviy usullar bilan bir qatorda fizikaviy va fizik-kimyoviy tahlil usullari ham keng tarqalmoqda.

Jismoniy usullar tahlillar ba'zilarini o'lchashga asoslanadi

emissiya yutilish spektrlari, elektr yoki issiqlik o'tkazuvchanligi, eritmaga botirilgan elektrodning potentsiali, o'tkazuvchanlik, sinishi indeksi, yadro magnit rezonansi va boshqalar kabi kompozitsiyaga bog'liq bo'lgan tizim parametri.

Fizik tahlil usullari kimyoviy tahlil usullari bilan hal qilib bo'lmaydigan muammolarni hal qilish imkonini beradi.

Moddalarni tahlil qilish uchun kimyoviy reaktsiyalarga asoslangan fizik-kimyoviy tahlil usullari keng qo'llaniladi, ularning borishi tahlil qilinayotgan tizimning fizik xususiyatlarining o'zgarishi bilan birga keladi, masalan, uning rangi, rangi intensivligi, shaffofligi, issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi va boshqalar.

Tahlilning fizik va kimyoviy usullari yuqori sezuvchanlik va tez bajarilishi bilan ajralib turadi, kimyoviy-analitik aniqlashlarni avtomatlashtirishga imkon beradi va oz miqdordagi moddalarni tahlil qilishda ajralmas hisoblanadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, tahlilning fizik va fizik-kimyoviy usullari o'rtasida qat'iy chegarani belgilash har doim ham mumkin emas. Ba'zan ular ostida birlashtiriladi umumiy ism"instrumental" usullar, chunki muayyan o'lchovlarni amalga oshirish uchun moddaning ma'lum xususiyatlarini tavsiflovchi ma'lum parametrlarning qiymatlarini katta aniqlik bilan o'lchash imkonini beradigan asboblar talab qilinadi.

Ushbu tahlil usullari o'lchangan jismoniy o'rtasidagi munosabatlar mavjud bo'lganda qo'llaniladi xususiyatlari in-in va ularning sifat va miqdoriy tarkibi. Jismoniy xususiyatlarni o'lchash uchun turli xil asboblar (asboblar) ishlatilganligi sababli, bu usullar instrumental deb ataladi. Tahlilning fizik va fizik-kimyoviy usullarining tasnifi. O'lchangan fizik va fizik-kimyoviy hisobga olish asosida sv-v-va yoki o'rganilayotgan tizim. Optik usullar optik St-in-inni o'lchashga asoslangan. Foydalanish qobiliyati bo'yicha xromatografik turli xil kirish selektiv sorbsiyaga. Elektrokimyoviy usullar tizimdagi elektrokimyoviy xususiyatlarni o'lchashga asoslangan. Radioaktiv sv-in in-in o'lchamiga asoslangan radiometrik. Tegishli jarayonlarning issiqlik ta'sirini o'lchash bo'yicha termal. In-in ionlashtirilgan bo'laklarni ("parchalar") o'rganishda massa spektrometriyasi. Ultrasonik, magnetokimyoviy, piknometrik va boshqalar. Instrumental tahlil usullarining afzalliklari: past aniqlash chegarasi 1 -10 -9 mkg; past chegara konsentratsiyasi, aniqlangan in-va dan 10 -12 g / ml gacha; odatda ordinata o'qi bo'ylab chizilgan o'lchangan jismoniy parametrning aniqlangan moddaning miqdori yoki konsentratsiyasiga (abtsissa o'qi) bog'liqligini grafik jihatdan aks ettiruvchi mos keladigan kalibrlash egri chizig'ining nishab tangensi qiymati bilan rasmiy ravishda aniqlangan yuqori sezuvchanlik. Egri chiziqning x o'qiga qiyaligi qanchalik katta bo'lsa, usul shunchalik sezgir bo'ladi, bu quyidagilarni anglatadi: bir xil "javob" ni olish uchun - jismoniy xususiyatning o'zgarishi - o'lchangan moddaning kontsentratsiyasi yoki miqdorini kamroq o'zgartirish kerak. Afzalliklarga usullarning yuqori selektivligi (selektivligi) kiradi, ya'ni aralashmalarning tarkibiy qismlarini ushbu komponentlarni ajratmasdan va izolyatsiya qilmasdan aniqlash mumkin; tahlilning qisqa muddati, ularni avtomatlashtirish va kompyuterlashtirish imkoniyati. Kamchiliklari: apparat murakkabligi va yuqori narx; klassik kimyoviy tahlilga (0,1 -0,5%) nisbatan katta xato (5 -20%); reproduktivligi yomonroq. Optik tahlil usullari elektromagnit nurlanishning orol bilan oʻzaro taʼsirida namoyon boʻladigan orollardagi optik xossalarni (yorugʻlikning emissiyasi, yutilishi, tarqalishi, aks etishi, sinishi, qutblanishi) oʻlchashga asoslangan.

O'rganilayotgan ob'ektlar bo'yicha tasnifi: atom va molekulyar spektral tahlil. Elektromagnit nurlanishning in-ohm bilan o'zaro ta'siri tabiati bo'yicha. Bunday holda, quyidagi usullar ajratiladi. Atom yutilish tahlili, bu moddaning atomizatsiyasidan keyin gaz fazasida aniqlanayotgan moddaning atomlari tomonidan monoxromatik nurlanishning yutilishini o'lchashga asoslangan. Emissiya spektral tahlili - energiya qo'zg'alishi paytida (ko'pincha atomlar yoki ionlar) chiqariladigan yorug'lik intensivligini o'lchash, masalan, elektr zaryadsizlanishi plazmasi. Olovli fotometriya - radiatsiyani energiya qo'zg'atish manbai sifatida gaz alangasidan foydalanish. Nefelometriya - dispers tizimning (atrof-muhit) yorug'lik zarralari tomonidan yorug'likning tarqalishini o'lchash. Turbidimetrik tahlil - nurlanishning dispers muhitdan o'tishi paytida uning intensivligini pasaytirishni o'lchash. Yorug'lik sinishi ko'rsatkichlarining refraktometrik tahlilini o'lchash. Polarimetrik tahlil - optik aylanishning kattaligini o'lchash - optik faol ob'ektlar tomonidan yorug'lik qutblanish tekisligining burilish burchagi. Qo'llaniladigan elektromagnit spektr mintaqasiga ko'ra quyidagi usullar tasniflanadi: spektrning UVI mintaqasida spektroskopiya (spektrofotometriya), ya'ni spektrning eng yaqin ultrabinafsha mintaqasida - 200 - 400 nm to'lqin uzunligi oralig'ida va ko'rinadigan mintaqada - to'lqin uzunligi - 740 m diapazonda. Elektromagnit spektrning 0,76 - 1000 mkm (1 mkm = 10 -6 m) oralig'idagi qismini o'rganadigan infraqizil spektroskopiya, kamroq rentgen va mikroto'lqinli spektroskopiya. Turli spektrlarda energiya o'tishlarining tabiati bo'yicha - elektron (UVI hududida atomlar, ionlar, radikallar, molekulalar, kristallarning elektron holatlari energiyasining o'zgarishi); tebranish (IQ hududida 2 va ko'p atomli ionlar, radikallar, molekulalar, shuningdek suyuq va qattiq fazalarning tebranish holatlari energiyasini o'zgartirganda); IR va mikroto'lqinli mintaqada ham aylanish. Bu. Molekulalar va elektromagnit nurlanish o'rtasidagi o'zaro ta'sir shundan iboratki, elektromagnit nurlanishni yutish orqali molekulalar qo'zg'aluvchan holatga o'tadi. Bunday holda, muhim rol energiya, ya'ni so'rilgan nurlanishning to'lqin uzunligi bilan o'ynaydi.

Shunday qilib, to'lqin uzunligi 0,05 - 5 nm bo'lgan rentgen nurlarida atomlar va molekulalardagi ichki elektronlarning qo'zg'alish jarayoni sodir bo'ladi; ultrabinafsha nurlarda (5 - 400 nm) atom va molekulalarda tashqi elektronlarning qo'zg'alish jarayoni sodir bo'ladi; ko'rinadigan yorug'lik (400 - 700 nm) konjugatsiyalangan tashqi elektronlarning qo'zg'alishi p-elektron tizimlar; infraqizil nurlanish (700 nm - 500 mikron) - molekulalarning tebranishlarini qo'zg'atish jarayoni; mikroto'lqinli pechlar (500 mikron - 30 sm) molekulalarning aylanishini qo'zg'atish jarayoni; radioto'lqinlar (30 sm dan ortiq) atom yadrolarida spin o'tishlarini qo'zg'atish jarayoni (yadro magnit rezonansi). Nurlanishlarning yutilishi ularni spektrometriyada o'lchash va qayd etish imkonini beradi. Bunday holda, tushayotgan nurlanish mos yozuvlarga bo'linadi va bir xil intensivlikda o'lchanadi. O'lchangan nurlanish namunadan o'tadi; so'rilish sodir bo'lganda, intensivlik o'zgaradi. Elektromagnit nurlanish energiyasini o'zlashtirganda, orollardagi zarralar (atomlar, molekulalar, ionlar) o'z energiyasini oshiradi, ya'ni ular yuqori energiya holatiga o'tadi. Orollardagi zarrachalarning elektron, tebranish, aylanish energiya holatlari faqat diskret ravishda, qat'iy belgilangan miqdorda o'zgarishi mumkin. Har bir zarracha uchun energiya holatlarining individual to'plami mavjud - energiya darajalari (terminlar), masalan, elektron energiya darajalari. Molekulalar va ko'p atomli ionlarning elektron energiya darajalari nozik tuzilishga ega - tebranish pastki darajalari; shuning uchun tebranish o'tishlari ham sof elektron o'tishlar bilan bir vaqtda sodir bo'ladi.

Har bir elektron (elektron-vibratsiyali) pastroq energiya darajasidan yuqori yotgan elektron darajaga o'tish elektron yutilish spektridagi diapazonga mos keladi. Har bir zarracha (atom, ion, molekula) uchun elektron darajalar o'rtasidagi farq qat'iy belgilanganligi sababli, u yoki bu elektron o'tishga mos keladigan elektron yutilish spektridagi tarmoqli pozitsiyasi, ya'ni maksimal yutilish zonasining to'lqin uzunligi (chastota, to'lqin raqami) ham qat'iy belgilangan. Intensivlikdagi farqlar detektor bilan o'lchanadi va magnitafonda signal (cho'qqi) ko'rinishida qayd etiladi, 318-bet, kimyo, maktab o'quvchisi va talabalar ma'lumotnomasi, spektrometr sxemasi. Ko'rinadigan hududda ultrabinafsha spektroskopiya va yutilish spektroskopiyasi. Ultraviyole va spektrning ko'rinadigan qismlaridan elektromagnit nurlanishning yutilishi; molekulalardagi elektronlarning ishg'ol qilingan energiya sathidan bo'sh energiya darajasiga o'tishini qo'zg'atadi. Energiya darajalari orasidagi energiya farqi qanchalik katta bo'lsa, energiya shunchalik ko'p bo'ladi, ya'ni. qisqaroq to'lqin uzunligi, radiatsiya bo'lishi kerak. Yorug'likning yutilishini ko'p jihatdan aniqlaydigan molekulaning qismi xromofor (so'zma-so'z rang tashuvchilar) deb ataladi - bular molekula, ayniqsa konjugatsiyalangan va aromatik p-elektron tizimlari tomonidan yorug'likning yutilishiga ta'sir qiluvchi atom guruhlari.

Xromoforlarning strukturaviy elementlari, asosan, yorug'lik energiyasining kvantini singdirishda ishtirok etadi, bu esa birikmalarning yutilish spektrining nisbatan tor hududida chiziqlar paydo bo'lishiga olib keladi. 200 dan 700 nm gacha bo'lgan hudud organik molekulalarning tuzilishini aniqlash uchun amaliy ahamiyatga ega. Miqdoriy o'lchov: yutilish maksimal pozitsiyasi bilan bir qatorda, radiatsiyaning so'nish (so'nish) qiymati, ya'ni uning yutilish intensivligi tahlil qilish uchun muhimdir. Lambert-Beer qonuniga muvofiq, E \u003d lgI 0 / I \u003d ecd, E - so'nish, I 0 - tushayotgan yorug'likning intensivligi, I - o'tadigan yorug'likning intensivligi, e - molyar so'nish koeffitsienti, sm 2 / mol, c - kontsentratsiya, qatlamning emilimi, mol / l ga bog'liq. Absorbsion tahlil usullari: kolorimetriya, fotoelektrokolorimetriya, spektrometriya. Kolorimetriya suyuqliklar rangini vizual taqqoslashga asoslangan tahlilning eng oddiy va eng qadimgi usuli (Alyamovskiy qurilmasida tuproq pH ni aniqlash) - bir qator mos yozuvlar p-s bilan taqqoslashning eng oddiy usuli. Kolorimetriyaning 3 usuli keng qo'llaniladi: standart ketma-ketlik usuli (shkala usuli), ranglarni tenglashtirish usuli va suyultirish usuli. Shisha kolorimetrik probirkalar, shisha byuretkalar, kolorimetrlar, fotometrlar ishlatiladi. Masshtab usuli - Alyamovskiy asbobida pH ni aniqlash, ya'ni orollarda har xil konsentratsiyaga ega bo'lgan va eritma yoki etalon eritmalar rangining intensivligini o'zgartirish nuqtai nazaridan har xil bo'lgan probirkalar seriyasi. Fotokolorimetriya - usul fotoelementlar yordamida tahlil qilinayotgan eritmadan o'tgan monoxromatik bo'lmagan yorug'lik oqimining intensivligini o'lchashga asoslangan.

Nurlanish manbasidan (cho'g'lanma lampa) yorug'lik oqimi faqat ma'lum bir to'lqin uzunligi diapazonida nurlanishni uzatuvchi yorug'lik filtridan, tahlil qilingan p-ohmli kyuvettadan o'tadi va yorug'lik energiyasini tegishli qurilma tomonidan qayd etilgan fototokga aylantiruvchi fotoelementga kiradi. Tahlil qilinayotgan eritmaning yorug'lik yutilishi qanchalik katta bo'lsa (ya'ni, uning optik zichligi qanchalik yuqori bo'lsa), fotoelementga tushadigan yorug'lik oqimining energiyasi shunchalik past bo'ladi. FEClar turli to'lqin uzunliklarida maksimal yorug'lik o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan n-mi filtrlari bilan ta'minlangan. 2 ta fotoelement mavjud bo'lganda 2 ta yorug'lik oqimi o'lchanadi, biri tahlil qilingan eritma orqali, ikkinchisi orqali. taqqoslash yechimi. O'rganilayotgan moddaning konsentratsiyasi kalibrlash egri chizig'iga muvofiq topiladi.

Tahlilning elektrokimyoviy usullari elektrod reaktsiyalariga va eritmalar orqali elektr energiyasini uzatishga asoslangan. Miqdoriy tahlilda elektrokimyoviy jarayonlarning o'lchangan parametrlari qiymatlarining (elektr potentsiallaridagi farq, oqim, elektr miqdori) ushbu elektrokimyoviy jarayonda ishtirok etadigan eritmadagi aniqlangan moddaning tarkibiga bog'liqligi qo'llaniladi. Elektrokimyoviy jarayonlar - bu kimyoviy reaktsiyalarning bir vaqtning o'zida sodir bo'lishi va tizimning elektr xususiyatlarining o'zgarishi bilan birga keladigan jarayonlar, bunday hollarda elektrokimyoviy tizim deb atash mumkin. Potensiometriyaning asosiy tamoyillari

Usulning nomidan ko'rinib turibdiki, potentsial unda o'lchanadi. Qanday potentsial va nima uchun paydo bo'lishini aniqlash uchun metall plastinka va u bilan aloqa qiladigan bir xil metall (elektrolit) ionlarini o'z ichiga olgan eritmadan iborat tizimni ko'rib chiqing (1-rasm). Bunday tizim elektrod deb ataladi. Har qanday tizim uning minimumiga mos keladigan holatga intiladi ichki energiya. Shuning uchun, metall eritmaga botirilgandan keyingi birinchi daqiqada fazalar chegarasida jarayonlar sodir bo'la boshlaydi, bu tizimning ichki energiyasini pasayishiga olib keladi. Aytaylik, metall atomining ionlangan holati neytral holatga qaraganda energetik jihatdan ko'proq "qulay" (buning aksi ham mumkin). Keyin, vaqtning birinchi momentida metall atomlari plastinkaning sirt qatlamidan eritmaga o'tadi va unda valentlik elektronlarini qoldiradi. Bunda plastinka yuzasi manfiy zaryad oladi va bu zaryad eritmaga ion holida o`tgan metall atomlari soni ortishi bilan ortadi. Bir-biriga o'xshamaydigan zaryadlarni tortishning elektrostatik kuchlari (plastinkadagi manfiy zaryadlangan elektronlar va eritmadagi musbat metall ionlari) bu zaryadlarning fazalar chegarasidan uzoqlashishiga imkon bermaydi, shuningdek, metall ionlarining teskari jarayonining eritmadan metall fazaga o'tishiga va ularni u erda tiklashga olib keladi. To'g'ridan-to'g'ri va teskari jarayonlarning tezligi bir xil bo'lganda, muvozanat yuzaga keladi. Tizimning muvozanat holati fazalar chegarasida zaryadlarning ajralishi bilan tavsiflanadi, ya'ni potentsialning "sakrashi" paydo bo'ladi. Shuni ta'kidlash kerakki, elektrod potentsialining paydo bo'lishining tavsiflangan mexanizmi yagona emas, haqiqiy tizimlarda interfeysda potentsiallarning "sakrashi" ning shakllanishiga olib keladigan ko'plab boshqa jarayonlar ham sodir bo'ladi. Bundan tashqari, potentsial "sakrash" fazalar chegarasida faqat elektrolit metall bilan aloqa qilganda emas, balki elektrolit boshqa materiallar, masalan, yarim o'tkazgichlar, ion almashinadigan qatronlar, ko'zoynaklar va boshqalar bilan aloqa qilganda ham sodir bo'lishi mumkin.

Bunday holda, kontsentratsiyasi elektrodning potentsialiga ta'sir qiladigan ionlar potentsial aniqlovchi deb ataladi. Elektrod potensiali elektrolit bilan aloqa qiladigan materialning tabiatiga, eritmadagi potentsialni aniqlovchi ionlarning konsentratsiyasiga va haroratga bog'liq. Bu potentsial potentsial doimiy bo'lgan boshqa elektrodga nisbatan o'lchanadi. Shunday qilib, bu munosabatni o'rnatgandan so'ng, eritmadagi ionlarning konsentratsiyasini aniqlash uchun analitik amaliyotda foydalanish mumkin. Bunday holda, potentsiali o'lchanadigan elektrod o'lchov deb ataladi va o'lchovlar amalga oshiriladigan elektrod yordamchi yoki mos yozuvlar elektrod deb ataladi. Yo'naltiruvchi elektrodlar potentsialining doimiyligi uning elektrolitidagi potentsialni aniqlovchi ionlar konsentratsiyasining doimiyligi bilan erishiladi (elektrolit No1). №2 elektrolitning tarkibi har xil bo'lishi mumkin. Ikki xil elektrolitlar aralashmasligi uchun ular ion o'tkazuvchan membrana bilan ajratiladi. O'lchov elektrodining potentsiali pasaytirilgan elektrokimyoviy tizimning o'lchangan emfiga teng ravishda olinadi. No2 elektrolit sifatida ma'lum bo'lgan kompozitsiyaning eritmalaridan foydalanib, o'lchash elektrodining potentsialining potentsialni aniqlovchi ionlar kontsentratsiyasiga bog'liqligini aniqlash mumkin. Bu bog'liqlik keyinchalik noma'lum konsentratsiyali eritmani tahlil qilishda qo'llanilishi mumkin.

Potensial shkalani standartlashtirish uchun standart vodorod elektrodi mos yozuvlar elektrodi sifatida qabul qilindi, uning potentsiali har qanday haroratda nolga teng deb qabul qilindi. Biroq, an'anaviy o'lchovlarda vodorod elektrodining kattaligi tufayli kamdan-kam qo'llaniladi. Kundalik amaliyotda boshqa oddiy mos yozuvlar elektrodlari qo'llaniladi, ularning potentsiali vodorod elektrodiga nisbatan aniqlanadi. Shuning uchun, agar kerak bo'lsa, bunday elektrodlarga nisbatan o'tkazilgan potentsial o'lchov natijasi vodorod elektrodiga nisbatan qayta hisoblanishi mumkin. Eng ko'p ishlatiladigan kumush xlorid va kalomel mos yozuvlar elektrodlari. O'lchov elektrodi va mos yozuvlar elektrodi o'rtasidagi potentsial farq aniqlanishi kerak bo'lgan ionlarning kontsentratsiyasining o'lchovidir.

Elektrod funktsiyasi yordamida tasvirlash mumkin chiziqli tenglama Nernst:

E \u003d E 0 + 2.3 RT / nF * lg a,

bu erda E - o'lchash elektrodi va mos yozuvlar elektrodi o'rtasidagi potentsial farq, mV; E 0 - doimiy, asosan mos yozuvlar elektrodning xususiyatlariga qarab (standart elektrod potensiali), mV; R - gaz doimiysi, J * mol -1 * K -1. ; n - ionning ishorasini hisobga olgan holda zaryadi; F - Faraday raqami, C/mol; T - mutlaq harorat, 0 K; 25 0 C da Nernst tenglamasiga kiritilgan 2,3 RT/nF atamasi bir zaryadlangan ionlar uchun 59,16 mV ni tashkil qiladi. Tashqi (tashqi) potentsialni qo'llamasdan usul tizimdagi elektr energiyasi manbasining tabiatini hisobga olishga asoslangan usul sifatida tasniflanadi. Bu usulda el.en manbasi. elektrokimyoviy tizimning o'zi xizmat qiladi, ya'ni galvanik hujayra(galvanik sxema) - potentsiometrik usullar. Bunday tizimdagi EMF va elektrod potentsiallari eritmadagi aniqlangan moddaning sodasiga bog'liq. Elektrokimyoviy hujayra 2 elektrodni o'z ichiga oladi - indikator va mos yozuvlar elektrod. Hujayrada hosil bo'lgan EMF qiymati ushbu 2 elektrodning potentsial farqiga teng.

Potensiometrik aniqlash sharoitida etalon elektrodning potentsiali doimiy bo'lib qoladi, keyin EMF faqat indikator elektrodning potentsialiga, ya'ni eritmadagi ma'lum ionlarning faolligiga (konsentratsiyasiga) bog'liq bo'ladi. Bu ma'lum bir moddaning anal eritmadagi konsentratsiyasini potentsiometrik aniqlash uchun asosdir. Ham to'g'ridan-to'g'ri potensiometriya, ham potentsiometrik titrlash qo'llaniladi. Eritmalarning pH qiymatini aniqlashda indikator elektrodlari sifatida potentsial vodorod ionlarining kontsentratsiyasiga bog'liq bo'lgan: shisha, vodorod, xingidron (HC1 eritmasiga botirilgan, xinhidron bilan to'yingan platinali sim ko'rinishidagi oksidlanish-qaytarilish elektrod - gidroxinon bilan xinonning ekvimolekulyar birikmasi) va boshqa elektrodlarning real potentsialiga bog'liq bo'lgan elektrodlar qo'llaniladi. elektrod membranasi (qattiq yoki suyuq) tomonidan so'rilgan eritma, usul ionometriya deb ataladi.

Spektrofotometrlar - tor spektrli (monoxromatik yorug'lik) yorug'lik nurlarida namunalarning yorug'lik yutilishini o'lchash imkonini beradigan qurilmalar. Spektrofotometrlar parchalanish imkonini beradi Oq nur uzluksiz spektrga, bu spektrdan tor to‘lqin uzunligi diapazonini tanlang (tanlangan spektr diapazonining 1 - 20 nm kengligi), ajratilgan yorug‘lik nurini tahlil qilinayotgan eritma orqali o‘tkazing va bu nurning intensivligini yuqori aniqlik bilan o‘lchang. Eritmadagi rangli eritmaning yorug'likning yutilishi uni yutilish bilan solishtirish orqali o'lchanadi. nol yechim. Spektrofotometr ikkita qurilmani birlashtiradi: monoxromatik yorug'lik oqimini olish uchun monoxromator va yorug'lik intensivligini o'lchash uchun fotoelektrik fotometr. Monoxromator yorug'lik manbai, dispers qurilmasi (oq nurni spektrga parchalovchi) va eritmaga tushayotgan yorug'lik nurining to'lqin uzunligi oralig'ining kattaligini tartibga soluvchi qurilmadan iborat.

Tahlilning turli fizik-kimyoviy va fizik usullaridan 2 guruh metodlari katta ahamiyatga ega: 1 - orolning spektral xususiyatlarini o'rganishga asoslangan usullar; 2 - fizik-kimyoviy ko'rsatkichlarni o'rganishga asoslangan usullar. Spektral usullar modda bilan oʻzaro taʼsirlashganda sodir boʻladigan hodisalarga asoslanadi har xil turlari energiya (elektromagnit nurlanish, issiqlik energiyasi, elektr energiyasi va boshqalar). In-va ning nurlanish energiyasi bilan o'zaro ta'sirining asosiy turlariga nurlanishning yutilishi va emissiyasi (emissiyasi) kiradi. Yutish yoki emissiya natijasida yuzaga keladigan hodisalarning tabiati printsipial jihatdan bir xil. Radiatsiya moddalar bilan o'zaro ta'sirlashganda, uning zarralari (molekula atomlari) qo'zg'aluvchan holatga o'tadi. Bir muncha vaqt o'tgach (10 -8 s) zarralar elektromagnit nurlanish shaklida ortiqcha energiyani chiqarib, asosiy holatga qaytadi. Bu jarayonlar atom yoki molekuladagi elektron o'tishlar bilan bog'liq.

Elektromagnit nurlanish to'lqin uzunligi yoki chastotasi n bilan tavsiflanishi mumkin, ular o'zaro n=s/l nisbat bilan bog'langan, bu erda c - vakuumdagi yorug'lik tezligi (2,29810 8 m/s). Elektromagnit nurlanishning barcha to'lqin uzunliklarining (chastotalarining) yig'indisi r-nurlarining elektromagnit spektrini (qisqa to'lqinli hudud, fotonlarga ega) tashkil qiladi. yuqori energiya) spektrning ko'rinadigan hududiga (400 - 700 nm) va radio to'lqinlarga (uzun to'lqin uzunligi mintaqasi, past energiyali fotonlar).

Amalda, to'lqin uzunliklarining (chastotalarning) ma'lum bir oralig'i, ya'ni spektrning ma'lum bir qismi (yoki ular aytganidek, radiatsiya diapazoni bilan) bilan tavsiflangan nurlanish bilan shug'ullanadi. Ko'pincha, analitik maqsadlar uchun monoxromatik yorug'lik ham qo'llaniladi (elektromagnit to'lqinlar bir to'lqin uzunligiga ega bo'lgan yorug'lik oqimi). Muayyan to'lqin uzunliklariga ega bo'lgan nurlanishning atomlari va molekulalari tomonidan tanlab yutilishi har bir kirishning individual spektral xususiyatlar bilan tavsiflanishiga olib keladi.

Analitik maqsadlarda atomlar va molekulalar tomonidan nurlanishning yutilishi (mos ravishda atomik yutilish spektroskopiyasi) va atomlar va molekulalar tomonidan nurlanishning emissiyasi (emissiya spektroskopiyasi va luminesans) qo'llaniladi.

Spektrofotometriya in-vom elektromagnit nurlanishni tanlab singdirishga asoslangan. Turli to‘lqin uzunlikdagi nurlanishning yutilish in-tsionini o‘lchab, yutilish spektrini, ya’ni yutilishning tushayotgan yorug‘likning to‘lqin uzunligiga bog‘liqligini olish mumkin. Yutish spektri orolning sifat ko'rsatkichidir. Miqdoriy xarakteristika - so'rilgan energiya miqdori yoki Bouger-Lambert-Beer qonuniga muvofiq yutuvchi moddaning kontsentratsiyasiga bog'liq bo'lgan eritmaning optik zichligi: D \u003d eIs, bu erda D - optik zichlik, i - qatlam qalinligi; s - konsentratsiya, mol/l; e - molyar yutilish koeffitsienti (I=1 sm va c=1 mol/l da e = D). E ning qiymati sezuvchanlik xarakteristikasi bo'lib xizmat qiladi: e ning qiymati qanchalik katta bo'lsa, v-va miqdori qanchalik kichikligini aniqlash mumkin. Ko'pgina moddalar (ayniqsa, organik moddalar) UV va ko'rinadigan hududlarda radiatsiyani intensiv ravishda o'zlashtiradi, bu ularni to'g'ridan-to'g'ri aniqlash imkonini beradi. Aksariyat ionlar, aksincha, spektrning ko'rinadigan hududida (e? 10…1000) nurlanishni zaif singdiradi, shuning uchun ular odatda boshqa, kuchliroq yutuvchi birikmalarga o'tkaziladi va keyin o'lchovlar olinadi. Absorbsiyani (optik zichlikni) o'lchash uchun ikki turdagi spektral asboblar qo'llaniladi: fotoelektrokolorimetrlar (qo'pol monoxromatizatsiya bilan) va spektrofotometrlar (nozik monoxromatizatsiya bilan). Eng keng tarqalgani fotometrik tahlil usuli bo'lib, miqdoriy aniqlash Buger-Lambert-Beer qonuniga asoslanadi. Fotometrik o'lchovlarning asosiy usullari quyidagilardir: molyar nurni yutish koeffitsienti usuli, kalibrlash egri usuli, standart usul (taqqoslash usuli), qo'shimcha usul. Molyar yorug'lik yutilish koeffitsienti usulida tekshirilayotgan eritmaning optik zichligi D o'lchanadi va molar yorug'lik yutilish koeffitsientining ma'lum qiymatidan foydalanib, eritmadagi yutuvchi moddaning kontsentratsiyasi hisoblanadi: c \u003d D / (e I). Kalibrlash egri chizig'i usulida aniqlanishi kerak bo'lgan komponentdan ma'lum konsentratsiya qiymati bilan bir qator standart eritmalar tayyorlanadi va ularning optik zichligi D qiymati aniqlanadi.

Olingan ma'lumotlarga ko'ra, kalibrlash grafigi tuziladi - eritmaning optik zichligi in-va kontsentratsiyasiga bog'liqligi: D = f (c). Buxer-Lambert-Beer qonuniga ko'ra, grafik to'g'ri chiziqdir. Keyin tekshirilayotgan eritmaning optik zichligi D o'lchanadi va kalibrlash egri chizig'idan tahlil qilinadigan moddaning konsentratsiyasi aniqlanadi. Taqqoslash usuli (standartlar) standart va sinov eritmalarining optik zichligini taqqoslashga asoslangan:

D st \u003d e * I * s st va D x \u003d e * I * s x,

qaerdan D x / D st \u003d e * I * s x / e * I * s st va c x \u003d s st * D x / D st. Qo'shish usulida tekshiriladigan eritmaning optik zichligi qiymatlari aniqlanishi kerak bo'lgan komponentning ma'lum miqdori qo'shilishi (a bilan) bilan bir xil eritma bilan taqqoslanadi. Aniqlash natijalariga ko'ra, sinov eritmasidagi moddaning kontsentratsiyasi hisoblab chiqiladi: D x \u003d e * I * c x va D x + a \u003d e * I * (c x + c a), bu erdan D x / D x + a \u003d e * I * c x / e * I * (c x + c a) va c x \ D x a) va c x \ D x a * d. .

Atom yutish spektroskopiyasi nurlanishni atomlar tomonidan tanlab yutilishiga asoslanadi. Moddani atom holatiga o'tkazish uchun namuna eritmasi olovga yuboriladi yoki maxsus kyuvetada qizdiriladi. Natijada, erituvchi uchib ketadi yoki yonib ketadi va qattiq modda atomizatsiyalanadi. Atomlarning aksariyati qo'zg'atmagan holatda qoladi va faqat kichik bir qismi keyingi nurlanish bilan qo'zg'aladi. So'rilgan nurlanishning to'lqin uzunliklariga mos keladigan chiziqlar to'plami, ya'ni spektr sifat xarakteristikasi bo'lib, bu chiziqlarning intensivligi mos ravishda orolning miqdoriy xarakteristikasi hisoblanadi.

Atom emissiya spektroskopiyasi hayajonlangan atomlar chiqaradigan yorug'lik intensivligini o'lchashga asoslangan. Qo'zg'alish manbalari alanga, uchqun razryadi, elektr yoyi va boshqalar bo'lishi mumkin.Emissiya spektrlarini olish uchun qo'zg'atuvchi manbaga kukun yoki eritma ko'rinishidagi namuna kiritiladi, bu erda modda gazsimon holatga o'tadi yoki qisman atomlarga va oddiy (tarkibi bo'yicha) molekulalarga parchalanadi. Moddaning sifat xarakteristikasi uning spektri (ya'ni emissiya spektridagi chiziqlar to'plami), miqdoriy xarakteristikasi esa bu chiziqlarning intensivligidir.

Luminesans qo'zg'aluvchan molekulalar (atomlar, ionlar)ning asosiy holatga o'tishida nurlanishning tarqalishiga asoslangan. Bunday holda, qo'zg'alish manbalari ultrabinafsha va ko'rinadigan nurlanish, katod nurlari, kimyoviy reaktsiya energiyasi va boshqalar bo'lishi mumkin.. Radiatsiya energiyasi (lyuminesans) har doim so'rilgan energiyadan kamroq bo'ladi, chunki emissiya boshlanishidan oldin ham so'rilgan energiyaning bir qismi issiqlikka aylanadi. Shuning uchun lyuminestsent emissiya har doim qo'zg'alish paytida so'rilgan yorug'likning to'lqin uzunligidan qisqaroq to'lqin uzunligiga ega. Luminesans moddalarni aniqlashda (to'lqin uzunligi bo'yicha) ham, ularning miqdorini aniqlash uchun ham (radiatsiya intensivligi bo'yicha) ishlatilishi mumkin. Tahlilning elektrokimyoviy usullari moddalarning elektr toki bilan o'zaro ta'siriga asoslangan. Bu holda davom etayotgan jarayonlar elektrodlarda yoki elektrodga yaqin bo'shliqda lokalizatsiya qilinadi. Ko'pgina usullar ushbu turlarning birinchisidir. Potensiometriya. Elektrod jarayoni - bu zaryadlangan zarracha (ion, elektron) fazalar chegarasi orqali o'tkaziladigan geterogen reaktsiya. Bunday uzatish natijasida elektrod yuzasida er-xotin elektr qatlamining shakllanishi tufayli potentsial farq paydo bo'ladi. Har qanday jarayon singari, elektrod reaktsiyasi ham oxir-oqibat muvozanatga keladi va elektrodda muvozanat potensiali o'rnatiladi.

Muvozanat elektrod potentsiallarining qiymatlarini o'lchash potentsiometrik tahlil usulining vazifasidir. O'lchovlar 2 ta yarim elementdan iborat elektrokimyoviy hujayrada amalga oshiriladi. Ulardan birida indikator elektrod (uning potentsiali Nernst tenglamasiga muvofiq eritmada aniqlanishi kerak bo'lgan ionlar konsentratsiyasiga bog'liq), ikkinchisida esa referent elektrod (potentsial doimiy va eritma tarkibiga bog'liq emas) mavjud. Usul to'g'ridan-to'g'ri potentsiometriya yoki potentsiometrik titrlash sifatida amalga oshirilishi mumkin. Birinchi holda, tahlil qilinadigan eritmadagi indikator elektrodning potensiali etalon elektrodga nisbatan o'lchanadi va aniqlanishi kerak bo'lgan ionning konsentratsiyasi Nernst tenglamasi yordamida hisoblanadi. Potensiometrik titrlash variantida aniqlanayotgan ion mos reagent bilan titrlanadi, shu bilan birga indikator elektrod potentsialining o‘zgarishi kuzatiladi. Olingan ma'lumotlarga asoslanib, titrlash egri chizig'i quriladi (indikator elektrod potensialining qo'shilgan titrant hajmiga bog'liqligi). Ekvivalent nuqta yaqinidagi egri chiziqda indikator elektrodning potentsial qiymatining keskin o'zgarishi (potentsial sakrash) mavjud bo'lib, bu eritmada aniqlanayotgan ion tarkibini hisoblash imkonini beradi. Elektrod jarayonlari juda xilma-xildir. Umuman olganda, ularni ikkita katta guruhga bo'lish mumkin: elektronlarning o'tishi bilan sodir bo'ladigan jarayonlar (ya'ni, haqiqiy elektrokimyoviy jarayonlar) va ionlarning uzatilishi bilan bog'liq jarayonlar (bu holda, elektrod o'ziga xosdir. ion o'tkazuvchanligi). Ikkinchi holda, biz hozirda keng qo'llaniladigan ion-selektiv membran elektrodlari haqida gapiramiz. Aniqlanishi kerak bo'lgan ionlarni o'z ichiga olgan eritmadagi bunday elektrodning potentsiali ularning Nernst tenglamasi bo'yicha konsentratsiyasiga bog'liq. PH-metriyada ishlatiladigan shisha elektrod ham xuddi shu turdagi elektrodlarga tegishli. Muayyan ionlarga nisbatan yuqori selektivlikka ega bo'lgan ko'p sonli membrana elektrodlarini yaratish imkoniyati potensiometrik tahlilning ushbu sohasini mustaqil tarmoq - ionometriyaga ajratdi.

Polarografiya. Elektrokimyoviy hujayradagi oqim o'tishi paytida elektrod potentsiallari qiymatlarining ularning muvozanat qiymatlaridan og'ishi kuzatiladi. Bir qator sabablarga ko'ra elektrod polarizatsiyasi deb ataladigan narsa sodir bo'ladi. Kichik sirtli elektrodda elektroliz jarayonida yuzaga keladigan qutblanish hodisasi bu tahlil usuli asosida yotadi. Bu usulda tekshirilayotgan eritmaga botirilgan elektrodlarga ortib borayotgan potensiallar farqi qo'llaniladi. Kichik potentsial farq bilan eritma orqali oqim deyarli yo'q (qoldiq oqim deb ataladigan). Potensial farqning elektrolitning parchalanishi uchun etarli bo'lgan qiymatga ko'tarilishi bilan oqim keskin ortadi. Ushbu potentsial farq kengayish potentsiali deb ataladi. Eritmadan o'tadigan oqim kuchining qo'llaniladigan kuchlanish kattaligiga bog'liqligini o'lchab, deb atalmishni qurish mumkin. etarli aniqlik bilan eritmaning sifat va miqdoriy tarkibini aniqlash imkonini beruvchi oqim kuchlanish egri chizig'i. Shu bilan birga, moddaning sifat xarakteristikasi uning elektrokimyoviy parchalanishi uchun etarli bo'lgan potentsial farqning kattaligi (yarim to'lqinli potentsial E S) va miqdoriy - eritmadagi elektrokimyoviy parchalanishi tufayli oqim kuchini oshirish kattaligi (to'lqin uzunligi H balandligi yoki cheklovchi oqim va diffual qiymatlari farqi). Eritmadagi moddaning konsentratsiyasini miqdoriy aniqlash uchun quyidagi usullar qo'llaniladi: kalibrlash egri usuli, standart usul, qo'shimchalar usuli. Konduktometrik tahlil usuli eritmaning elektr o'tkazuvchanligining elektrolitlar konsentratsiyasiga bog'liqligiga asoslanadi. U, qoida tariqasida, konduktometrik titrlash variantida qo'llaniladi, bunda ekvivalentlik nuqtasi titrlash egri chizig'ining egilishi (elektr o'tkazuvchanligining qo'shilgan titrant miqdoriga bog'liqligi) bilan belgilanadi. Amperometrik titrlash potentsiometrik titrlashning bir turi bo'lib, faqat indikator elektrodi polarografik qurilma, ya'ni. kuchlanishli qo'llaniladigan mikroelektrod.

TAHLILNING Jismoniy Usullari, o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladigan ta'sirni o'lchashga asoslangan. nurlanish in-tion bilan - kvantlar yoki zarralar oqimi. Radiatsiya kimyoviy tahlil usullarida reagent qanday rol o'ynasa, xuddi shunday rol o'ynaydi. o'lchangan jismoniy. effekt signaldir. Natijada, bir nechta yoki ko'p signalning kattaligi o'lchovlari va ularning statistik-stichlari. qabul qiluvchi analitni qayta ishlash. signal. Bu aniqlanayotgan komponentlarning kontsentratsiyasi yoki massasi bilan bog'liq.

Amaldagi nurlanish xarakteriga ko'ra tahlilning fizik usullarini uch guruhga bo'lish mumkin: 1) namuna tomonidan yutilgan birlamchi nurlanishdan foydalanadigan usullar; 2) namuna tomonidan tarqalgan birlamchi nurlanishdan foydalanish; 3) namuna tomonidan chiqariladigan ikkilamchi nurlanishdan foydalanish. Masalan, massa-spektrometriya uchinchi guruhga mansub - bu erda birlamchi nurlanish elektronlar, yorug'lik kvantlari, birlamchi ionlar yoki boshqa zarralar oqimi, ikkilamchi nurlanish esa parchalangan ionlardir. massalar va zaryadlar.

Amaliy nuqtai nazardan Ilovalarda tahlilning fizik usullarining boshqa tasnifi ko'proq qo'llaniladi: 1) spektroskopik. tahlil usullari - atom emissiyasi, atom yutilishi, atom floresan spektrometriyasi va boshqalar elektron paramagnit rezonans va yadro magnit rezonansi, elektron spektrometriya; 2) yadrosiz-fizik. va radiokimyo. usullari - radioaktiv tahlil (qarang. Faollashtirish tahlil), yadroviy gamma-rezonans, yoki Mössbauer spektroskopiya, izotop suyultirish usuli ", 3) boshqa usullar, masalan.. X-ray difraktometriya (qarang. Diffraktsiya usullari) va boshqalar.

Jismoniy faoliyatning afzalliklari usullari: namunalarni tayyorlashning qulayligi (ko'p hollarda) va namunalarni sifatli tahlil qilish, kimyoviy bilan solishtirganda ko'p qirrali. va fiz.-kimyo. usullari (shu jumladan ko'p komponentli aralashmalarni tahlil qilish imkoniyati), keng dinamika. diapazon (ya'ni, asosiy, nopoklik va iz tarkibiy qismlarini aniqlash qobiliyati), ko'pincha konsentratsiyada (kontsentratsiyadan foydalanmasdan 10 -8% gacha) va massada (10 -10 -10 -20 g) past aniqlash chegaralari, bu sizga juda oz miqdordagi namunalarni sarflashga va ba'zan buzilmaydigan tahlillarni o'tkazishga imkon beradi. Tahlilning ko'pgina fizik usullari bo'shliqlardan ham yalpi, ham mahalliy va qatlam-qatlam tahlilini amalga oshirish imkonini beradi. rezolyutsiyani monotomik darajaga tushiradi. Tahlilning fizik usullari avtomatlashtirish uchun qulaydir.

Analitikda fizika yutuqlaridan foydalanish. kimyo yangi tahlil usullarini yaratishga olib keladi. Ha, kon. 80-yillar paydo bo'ldi induktiv bog'langan plazma massa spektrometriyasi, yadro mikroprob (ro'yxatga olish asosidagi usul). rentgen nurlanishi, o'rganilayotgan namunani tezlashtirilgan ionlar, odatda protonlar nurlari bilan bombardimon qilish orqali hayajonlangan). Tabiiy ob'ektlar va texnologiyalarni tahlil qilishda fizik usullarni qo'llash sohalari kengaymoqda. materiallar. Ularning rivojlanishiga yangi turtki nazariy taraqqiyotdan o'tishni beradi. yaratishning individual usullarining asoslari umumiy nazariya fizik tahlil usullari. Bunday tadqiqotlarning maqsadi fizikani aniqlashdir. tahlil jarayonida barcha aloqalarni ta'minlovchi omillar. Analizlanuvchining aniq munosabatini topish. aniqlangan komponent mazmuniga ega signal taqqoslash namunalarini talab qilmaydigan "mutlaq" tahlil usullarini yaratishga yo'l ochadi. Umumiy nazariyani yaratish tahlilning fizik usullarini bir-biri bilan solishtirishga, aniq analitlarni yechish usulini to'g'ri tanlashga yordam beradi. vazifalar, tahlil shartlarini optimallashtirish.

Lit .: Danzer K., Tan E., Molx D., Analitika. Tizimli ko'rib chiqish, trans. Germaniyadan, M., 1981; Ewing G., Kimyoviy tahlilning instrumental usullari, trans. ingliz tilidan, M., 1989; Ramendik G.I., Shishov V.V., «Analitik kimyo jurnali», 1990 y., 45-jild, №2, bet. 237-48; Zolotov Yu.A., Analitik kimyo: muammolar va yutuqlar, M., 1992. G.I. Ramendik.