Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Тема на лекцията: Физични и химични методи за анализ




План на лекцията:

1. Общи характеристики на физико-химични методи

2. Преглед на спектроскопски методи за анализ.

3. Методът на фотометричен анализ: Photocolorimeters, колориметрия, спектрофотометрия.

4. Преглед на нефелометрични, флуоресцентни, поляриметрични методи за анализ.

5. рефрактометричен анализ.

6. Преглед на масови спектрални, радиометрична анализ.

7. електрохимични методи за анализ (потенциометрия, проводимост, coulometry, амперометрия, полярография).

8 хроматографски анализ.

Същността на физични и химични методи за анализ. Тяхната класификация.

Физико-химични методи за анализ, както и химични методи се основават на извършване на химична реакция. В физическите методи за химически реакции отсъстват или са от второстепенно значение, въпреки че интензивността на спектрален анализ линии винаги съществено засегнати от химическите реакции в електрода на въглерод или газова горелка. Така че понякога физически методи включват група от физически и химически методи, като доста строг недвусмислена разлика между физически и физико-химични методи там, и разпределението на физични методи в отделна група не е от значение.

методи химичен анализ не са в състояние да отговорят на разнообразните изисквания на практика, се увеличават в резултат на научно-техническия прогрес, развитието на производството на полупроводници, електроника и компютри, широкото използване на чисти и ултра чист вещества в областта на техниката.

Използването на физични и химични методи за анализ отразени в техническата-химичен контрол на производството на храни, научни изследвания и индустриални лаборатории. Тези методи се характеризират с висока чувствителност и бързо извършващи анализа. Те се основават на физикохимичните свойства на веществата.

Когато се извършват тестове на физични и химични методи на точката на еквивалентност (края на реакцията) се определят не визуално, но с помощта на устройства, които улавят промяната на физичните свойства на веществото в точката на еквивалентност. За тази цел устройства обикновено се използват при относително сложни оптични или електрически вериги и следователно тези методи се наричат инструментални методи за анализ.

В много случаи, за извършване на анализ от тези методи не се изисква химическа реакция в сравнение с химически анализ. Необходимо е само да се измери ефективността на всяка от физичните свойства на аналита :. проводимост, поглъщане на светлината, пречупване и други физико-химични техники позволяват на промишлеността да се поддържа непрекъснат контрол на суровини, полуфабрикати и готови продукти.



методи за анализ Физикохимични започва да се използва по-късно от химични методи за анализ, когато е установено, и се изследват връзката между физичните свойства на материалите и техния състав.

Точността на физико-химични методи варира значително в зависимост от метода. Най-висока точност (0.001%) има coulometry, на базата на измерване на количеството електрическа енергия, необходимо за електрохимично окисляване или редукция на определени йони или елементи. Повечето от физични и химични методи са с точност до 2-5%, което надвишава точността на химичен анализ. Все пак, това сравнение не е съвсем коригиране на грешки, тъй като той се отнася до различните области на концентрация. С малко съдържание на открити компонент (около 10 3% или по-малко) класически химични методи за анализ, като цяло не са подходящи; при високи концентрации, физични и химични методи, за да се конкурират успешно с химичното вещество. Сред най-значимите недостатъци на физични и химични методи включват задължително наличието на стандарти и стандартни решения.

Сред най-практическото прилагане на физични и химични методи са:

1. спектрални и други оптични методи (РЕФРАКТОМЕТЪР, поляриметрия);

2. електрохимични методи за анализ;

3. хроматографски методи за анализ.

В допълнение, отпусне още 2 група на физични и химични методи:

1. радиометрични методи, основани на измерване на радиацията на елемента;

2. масови спектрометрични методи за анализ на базата на определянето на индивидуален маса от йонизирани атоми, молекули и радикали.

Най-широката в броя на методите и важните за практическата стойност на група от спектрални и други оптични методи. Тези методи се основават на взаимодействието на електромагнитно излъчване с веществото. Има много различни видове електромагнитни лъчения: рентгенови лъчи, ултравиолетови, видими, инфрачервени, микровълнова печка и радиочестота. В зависимост от вида на оптични методи взаимодействие на електромагнитно излъчване с веществото се класифицират както следва.

При оценяване на ефектите на поляризация молекули на вещество въз рефрактометрия, поляриметрия.

Аналитите може да абсорбира електромагнитно излъчване и въз основа на това явление в оптичната абсорбция лента разделени методи.

Усвояването на светлина от атоми анализираните вещества, използвани в атомната анализ абсорбция. Способността за усвояване на леки молекули и йони в ултравиолетовия спектър, видими и инфрачервени региони на спектъра е създадена анализ на молекулярна абсорбция (колориметрия, Photocolorimeters, спектрофотометри).

Усвояването и разсейването на светлината от частици, суспендирани в разтвор (каша) доведе до методите на турбидиметрия и нефелометрия.

Методи, основани на измерване на интензивността на излъчване в резултат на освобождаването на енергия от възбудените атоми и молекули на аналита, наречени емисионен методи. Чрез молекулярни методи включват емисии на луминесценция (флуоресценция) за атомна емисия - емисионен спектрален анализ и пламъчна фотометрия.

Електрохимични методи за анализ се основават на измерването на електрическата проводимост (conductometry); потенциална разлика (потенциометър); количеството електроенергия, преминали през разтвора (coulometry); В зависимост от текущата стойност на заявената потенциал (волт-амперометрия).

Методите на група за анализ включват хроматографски техники и газово-течна хроматография, дистрибуция, тънкослойна, адсорбция, йонообменна хроматография и други видове.

Спектроскопските методи на анализ: преглед

Понятието метод спектроскопски анализ, неговите варианти

Спектроскопските методи за анализ - физични методи, основаващи се на взаимодействието на електромагнитно излъчване с веществото. Взаимодействие води до различни енергийни преходи, които се записват инструментал под формата на радиация абсорбция, рефлексия и разсейване на електромагнитно излъчване.

Класификация:

• спектралната емисия анализ се основава на изследване на спектрите на емисия (емисия) или емисии спектри на различни вещества. Вариация на този анализ е пламъчна фотометрия основава на измерване на интензивността на излъчване на атома възбужда чрез нагряване на материала в пламък.

• абсорбция спектрален анализ въз основа на изследването на абсорбционни спектри на аналити. Ако се атомната абсорбция на радиацията, се нарича атомна абсорбция и ако молекулите, а след това - Молекулно. Съществуват няколко вида на усвояване спектрален анализ:

1. спектрофотометрия - отчита абсорбцията на аналита на светлина с определена дължина на вълната, т.е. абсорбция на монохромни радиация.

2. Фотометрия - въз основа на измерване на абсорбцията на аналита на светлината не е строго монохромни радиация.

3. колориметрия се основава на измерване на абсорбцията на леки цветни разтвори във видимия спектър.

4. нефелометрия базата на разпръснати твърди частици, суспендирани в разтвор на интензитета на светлината, измерена, че разсейването на светлината от окачването.

• Fluorescent спектроскопия използва осветяване на обекта, произтичащи по силата на действието на ултравиолетовите лъчи.

В зависимост от това в коя част на спектъра, поглъщане или излъчване спектроскопия на разграничава в ултравиолетови, видими и инфрачервени региони на спектъра.

Спектроскопия - чувствителен метод за определяне на повече от 60 елемента. Той се използва за анализ на множество материали, включително биологичната среда, вещества от растителен произход, цимент, стъкло и природни води.

Фотометрични методи за анализ

Фотометрични методи за анализ се основават на селективна абсорбция на светлина от компонент или съединение с подходящ реагент. интензитет на абсорбция може да бъде измерена чрез всякакви средства, независимо от естеството на цвят съединение. Точността зависи от метода на измерване. Има колорометрични, photocolorimetric и спектрофотометрични методи.

Photocolorimetric анализ.

Photocolorimetric метод за анализ позволява да се определя количествено интензивност на поглъщане на светлината тест разтвор с помощта на фотоелектрически колориметри (понякога наричан просто photocolorimeter). За да се подготви серия от стандартни решения и изготвяне на зависимостта на абсорбцията на концентрацията на аналита. Тази връзка се нарича крива на калибриране. В photocolorimeter светлинен поток, преминаващ през разтвора, имат широк усвояване област - 30-50 нанометра, така че тук е полихромна светлина. Това води до загуба на възпроизводимост, прецизност и анализ селективност. Предимства photocolorimeter крие в простотата на дизайна и висока чувствителност се дължи на големия светлина събиране мощност на източника на радиация - лампи с нажежаема жичка.

Колориметричен анализ.

The колориметричен метод за анализ се основава на измерване на абсорбция на светлината от значение. Така сравняване интензивност на цветовете, т.е. абсорбцията на разтвора за изпитване с цвета (оптична плътност) от стандартния разтвор, чиято концентрация е известна. Методът е много чувствителен и се използва за определяне на микро и polumikrokolichestv.

За да се анализира колориметричен метод изисква много по-малко време, отколкото химически средства.

Във визуален анализ на интензитета на цвета постигне анализира равенството и оцветяващ разтвор. Това може да се осъществи по два начина:

1. изравняване на цвета чрез промяна на дебелината на слоя;

2. Избраните стандартните разтвори на различни концентрации (метод на стандартна серия).

Въпреки това, не е възможно да се установи визуално количествено колко пъти един разтвор е оцветен интензивно друг. В този случай, можете да инсталирате само един и същи цвят на разтвора на пробата, като се сравни със стандарта.

Основният закон на поглъщане на светлината.

Ако светлинния лъч, чийто интензитет I 0, насочена към разтвор в контейнера за плоско стъкло (кювета), след това една част от неговата интензивност I К, се отразява от повърхността на клетката, от друга страна на интензивността I и се абсорбира от разтвора и третата част от интензивността I т преминава през разтвор. Между тези стойности е налице зависимостта:

I = I 0 + I г и + I т (1)

защото I р интензивността на отразената част на светлинния поток в същото кюветата с постоянна и незначително в изчисления, може да се пренебрегне. След това (1) става:

I = I 0 и + I т (2)

Това уравнение описва оптичните свойства на разтвора, т.е. неговата способност да абсорбира ил предаване светлина.

Интензитетът на абсорбираната светлина зависи от броя на оцветените частици в разтвор, който абсорбира светлина повече от разтворителя.

Светлинният поток преминава през разтвора, губи част интензивност - колкото повече, толкова по-висока концентрация и дебелината на слоя разтвор. За цветни решения, има връзка, наречена закона на Буге - Ламберт - бира (между степента на абсорбция на светлина, интензивността на падащата светлина, концентрацията на оцветената вещество и с дебелина на слоя).

По силата на този закон, с оглед на усвояване monohromatograficheskogo предава чрез слой от оцветена течност е пропорционално на концентрацията и дебелината на него слой:

I = I 0 · 10 - KCH,

където I - интензитет на светлината, предадено чрез решение; 0 I - интензитет на падащата светлина; С - концентрация в мол / л; з - дебелина в см; К - коефициент на моларна абсорбция.

Коефициент на моларна абсорбция к - оптична плътност на разтвор, съдържащ 1 мол / л на абсорбиращ материал с дебелина на слоя 1 см Това зависи от химическата природа и физическото състояние на светлина абсорбиращ материал и дължината на вълната на монохроматична светлина ..

Стандартен метод серия.

стандартна серия се основава на получаване на един и същи цвят интензивността на теста и стандартните разтвори в същото дебелина на слоя. Цветът на разтвора за изпитване се сравнява с цвета на серия от стандартни разтвори. За същата интензивност на цвета концентрация на изпитваните разтвори и стандартни са равни.

За получаване на серия от стандартни разтвори на тръбите 11 е на една и съща форма, размер и направен от същия стъклото. Бюрета на Pour стандартен разтвор постепенно увеличаване на броя, например: 1 в 0.5 мл епруветка, 1 мл от втори, трети на 1,5 мл, и т.н. - До 5 мл (за всяка допълнителна 0,5 мл тръба е по-голяма от предишната). Всички тръби изливат равни количества от разтвора, който осигурява йон с откриваема цветна реакция. Разтворите се разреждат, така че течността нива в тръби са идентични. Епруветките се запушват, съдържанието внимателно се смесват и се поставят в стелажи в нарастващи концентрации. Така получената цветна скала.

По същия тест разтвор в епруветка се прибавя същото количество реагент се разрежда с вода до същия обем, както в другите тръби. Запушалка, старателно се смеси съдържанието. Цветът на разтвора за изпитване е в сравнение с цвят стандартните разтвори на на бял фон. Разтворите трябва да са добре осветени от дифузна светлина. Ако интензитетът на цвета на разтвора за изпитване съвпада с интензивността на цвета на едно от решенията на скалата на цвят, концентрацията на изпитваните разтвори и също. Ако интензитетът на цвета на разтвора за изпитване междинно съединение между две съседни интензитет мащаб решения, неговата концентрация е равна на средната концентрация на тези решения.

Прилагане на стандартни разтвори е подходящ само за маса определяне на всяко вещество. Реколта от серия от стандартни решения е сравнително кратък период от време.

Методът на изравняване на интензивността на оцветяване решения.

Начин на изравняване на интензитета на цвета на стандартните и тестовите разтвори се извършва чрез промяна на височината на един слой от решения. Към този разтвор се поставя боядисани идентичен съд 2: проба и стандарт. Промяна на височината на разтвора слой на един от съдовете, докато интензитетът на цвета не става по същия начин в двете решения. В този случай, концентрацията на разтвора за изпитване С Inst. , Сравнявайки го с концентрацията на стандартния разтвор:

С Inst. = С V-H V / ч issl,

където Н и Н на чл Inst - височина легло съответно на стандарта и разтвора за изпитване.

Устройства, които служат за определяне на концентрациите на изпитваните разтвори чрез балансиране на интензитета на цвета са наречени колориметри.

Има визуални и фотоелектрически колориметри. Когато визуална колориметрично определяне на интензитета на цвета се измерва чрез пряко наблюдение. Фотоволтаичните методи се основават на използването на слънчеви клетки, Photocolorimeters. В зависимост от интензивността на падащата светлина лъч в електрически ток фотоклетка. Текущ причинени от излагане на светлина се измерва от галванометър. Отклонение стрелка показва интензивността на цвета.

Спектрофотометрия.

Фотометрично метод, основан на измерване на абсорбцията на аналита на светлината не е строго монохромни радиация.

Ако фотометричен метод за анализ монохромни радиация (лъчение на единична дължина на вълната), след това този метод се нарича спектрофотометрия. Степента на монохромни електромагнитно излъчване поток определи минимален интервал на дължина на вълната, която се освобождава монохроматор използва (цветен филтър, дифракционна решетка или призма) на непрекъснат поток на електромагнитно излъчване.

Чрез спектрофотометрия да включва и измервателна техника, съчетаваща спектрометри, фотометри и метрология, и се развива система от методи и средства за количественото измерване на спектралните коефициенти на абсорбция, рефлексия, радиация, спектралните характеристики на яркост като среди, покрития, повърхности, радиатори.

Етап спектрофотометрично изследване:

1) извършване на химична реакция за получаване на системи, които са удобни за спектрофотометричен анализ;

2) измерване на абсорбцията на получените разтвори.

Същността на метода на спектрофотометрия

Зависимостта на разтвора на абсорбция е вещество от дължината на вълната на графиката е показано под формата на спектъра на абсорбция на материала, което е лесно да се определи кой е в максимална абсорбция при дължина на вълната на светлината се абсорбира от повечето вещества. Измерване на оптичната плътност на веществата в разтвора спектрофотометри извършва при дължина на вълната на максимална абсорбция. Това позволява да се анализира вещества в същия разтвор, абсорбционните максимуми са разположени на различни дължини на вълните.

Най-спектрофотометрия в ултравиолетовата и видими региони чрез използване на електронно абсорбционни спектри.

Те се характеризират с най-висока енергийна преходи, който е способен да ограничен брой съединения и функционални групи. В неорганических соединениях электронные спектры связаны с высокой поляризацией атомов, входящих в молекулу вещества, и обычно появляются у комплексных соединений. У органических соединений возникновение электронных спектров вызывается переходом электронов с основного на возбужденные уровни.

На положение и интенсивность полос поглощения сильно влияет ионизация. При ионизации по кислотному типу в молекуле появляется дополнительная неподеленная пара электронов, что приводит к дополнительному батох-ромному сдвигу (сдвигу в длинноволновую область спектра) и повышению интенсивности полосы поглощения.

В спектре многих веществ имеется несколько полос поглощения.

Для спектрофотометрических измерений в ультрафиолетовой и видимой областях применяется два типа приборов — нерегистрирующие (результат наблюдают на шкале прибора визуально) и регистрирующие спектрофотометры.

Люминесцентный метод анализа.

Люминесценция — способность к самостоятельному свечению, возникающему под различными воздействиями.

Классификация процессов, вызывающих люминесценцию:

1)фотолюминесценция (возбуждение видимым или ультрафиолетовым светом);

2)хемилюминесценция (возбуждение за счет энергии химических реакций);

3)катодолюминесценция (возбуждение электронным ударом);

4)термолюминесценция (возбуждение нагреванием);

5)триболюминесценция (возбуждение механическим воздействием).

В химическом анализе имеют значение первые два вида люминесценции.

Классификация люминесценции по наличию пос­лесвечения . Оно может прекращаться сразу при исчезновении возбуждения — флюоресценция или продолжаться определенное время после прекращения возбуждающего воздействия — фосфоресценция . В основном используют явление флюоресценции, поэтому метод назван флюориметрией .

Применение флюориметрии : анализ следов металлов, органических (ароматических) соединений, витаминов D, В 6 . Флюоресцентные индикаторы применяют при титровании в мутных или темно-окрашенных средах (титрование ведут в темноте, освещая титруемый раствор, куда добавлен индикатор, светом люминесцентной лампы).

Нефелометрический анализ.

Нефелометрия предложена Ф. Кобером в 1912 г. и основана на измерении интенсивности света, рассеянного суспензией частиц, с помощью фотоэлементов.

С помощью нефелометрии измеряют концентрацию веществ, нерастворимых в воде, но образующих стойкие суспензии.

Для проведения нефелометрических измерений применяются нефелометры , аналогичные по принципу колориметрам, с той лишь разницей, что при нефелометрии

През първата fotonefelometricheskogoanaliza измерена чрез серия от стандартни разтвори на изграждане на калибровъчна крива и след това се анализира тестовия разтвор и насрочва определената концентрация аналит. За да се стабилизира получената суспензия се добавя защитен колоид - разтвор нишесте, желатин и други.

Поляриметричният анализ.

Електромагнитните колебания в естествена светлина идват във всички равнини, перпендикулярни на посоката на лъча. кристалната решетка има способността да премине лъчите само определена посока. При излизане от кристал колебание лъч се прави само в една равнина. Ray колебания, които са в една и съща равнина, наречени поляризирани. Равнината, в която се срещат вибрациите, се нарича равнината на колебание на поляризираната светлина, и равнината, перпендикулярна на нея - равнината на поляризация.

Поляриметричният метод за анализ на базата на проучването на поляризирана светлина.

Рефрактометрични анализ.

В анализа по метода на рефрактометричен определяне е коефициента на пречупване на веществото, както е отделно вещество се характеризира със специфичен индекс на пречупване.

Техническите продукти, винаги съдържат примеси, които влияят върху стойността на индекса на пречупване. Следователно, индекс на пречупване може, в някои случаи, да служи като характеристика на чистота на продукта. Например, пречистени сортове терпентин се отличават с индексите на пречупване. По този начин, коефициентите на пречупване на терпентин при 20 ° в жълто, означени с п 20 D (влизане показва, че индексът на пречупване измерено при температура 20 ° C, падащата светлина дължина на вълната е 598 нанометра), са:

Клас II трети клас

1469 - 1472 1472 - 1476 1476 - 1480

Рефрактометричен метод за анализ може да се прилага за двукомпонентни системи, като например за определяне на концентрацията на веществото водни или органични разтвори. В този случай, анализът се базира на разтвор съгласно коефициента на пречупване на концентрацията на разтвореното вещество.

Някои решения имат коефициенти на пречупване на таблицата в зависимост от концентрацията им. В други случаи се анализират чрез кривата на калибриране: Приготвя се серия от разтвори с известна концентрация, индексите на пречупване им се измерват и нанесени на концентрацията на индекса на пречупване, т.е. Калибрационна крива. Според нея, концентрацията на разтвора за изпитване.

Индексът на пречупване.

При преминаване на лъч светлина от една среда в друга го сменя посоката. Той се пречупва. Индексът на пречупване е съотношението на синуса на ъгъла на падане на синуса на ъгъла на пречупване (тази стойност е постоянна и специфичен към околната среда):

п = грях β α / грях,

където α и β - ъгълът между посоката на лъчите и перпендикулярна на секцията на двете медии повърхност (Фигура 1).


α

A

В β

Индекс на рефракция - съотношението на скоростта на светлината във въздуха и в тестовата среда (ако светлинния лъч е инцидент от въздуха).

Индексът на пречупване зависи от:

1. Дължината на вълната на падащата светлина вълна (с увеличаване на компонент дължина на вълната

индекс на пречупване намалява);

2. Температура (индекс на пречупване с повишаване на температурата намалява);

3. Налягането (за газ).

Когато индекс на пречупване нотация показва дължината на вълната на падаща светлина и температура на измерване. Например, записът N 20 D показва индекс на пречупване, който се измерва при 20 ° С, падаща светлина дължина на вълната е 598 пМ. Индексите на рефракционни технически наръчници са дадени за п 20 D.

Определяне на коефициента на пречупване на течността.

Преди да започнете призма повърхността на рефрактометър с дестилирана вода и алкохол, провери правилността на създаване на нулевата точка на устройството и да пристъпи към определяне на коефициента на пречупване на течната проба. За тази цел измерване призма повърхност, почиствайте с памучен тампон, напоен с тест течност, и прилага към повърхността на няколко капки от нея. Призми близки и ги въртят, предполагат границата на светлината и сянката на кръста нишки на окуляра. Компенсатор елиминира диапазон. Когато броенето на пречупване на три знака след десетичната запетая вземат по скалата на рефрактометър, а четвъртата - в очите. След смяна на границата на светлина и сянка, отново го комбинирате с центъра на недостъпно за кръста и направи повторно преброяване. по този начин произведе 3 или 5 проби, след това се измиват и избършете работните повърхности на призмите. Изпитваното вещество се нанася върху задната повърхност на измерване на призмата, а втората серия от измервания. От данните, получени като средно аритметично.

Радиометричното анализ.

Радиометричното anali е то въз основа на измерване на емисиите на радиоактивни елементи и се използва за количествено определяне на радиоактивни изотопи в материала. В същото време мярка естествена радиоактивност на елемента, или изкуствен радиоактивността, получена с помощта на радиоактивни изотопи.

Радиоактивни изотопи, са идентифицирани с техния период на полуразпад или на външен вид и на излъчваната радиация енергия. На практика, количествен анализ най-често се измерва активността на радиоактивни изотопи в тяхната α-, β- и γ-лъчение.

Използването на радиометричен анализ:

• Проучване на механизма на химичните реакции.

• използването на метода на трасиращ проучи ефективността на различните методи за прилагане на торове в почвата, пътеки в тялото на микроелементи, отложени върху листата на растенията и т.н. Особено широко използвани в агрохимически изследвания радиоактивен фосфор 32 Р-13 и азот Н.

• Анализ на радиоактивни изотопи, използвани за лечение на рак и за определяне на хормони, ензими.

Мас спектрален анализ.

Въз основа на определяне на индивидуалната маса йонизирани атоми, молекули и радикали като резултат от комбинираното въздействие на електрически и магнитни полета. Регистрация на разделени частици провежда електрически (мас спектрометрия) или фотографски (масов спектрограф) начини. Определянето се извършва на устройствата - масови спектрометри и масовите спектрографи.

Електрохимични методи за анализ.

Електрохимични методи за анализ и изследвания на базата на изследването и използването на процеси, протичащи по повърхността на електрода или електродната пространство. Аналитичен сигнал - електрически параметър (потенциал, ток, съпротивление), което зависи от концентрацията на аналита.

Има директни и kosvennyeelektrohimicheskie методи. Директният метод използва зависимостта на текущата силата на концентрацията на компонента. Косвеният - текущата сила (потенциал) се измерва, за да намерите крайната точка (точката на еквивалентност) определено титрант компонент.

Чрез електрохимични методи за анализ включват:

1. потенциометър;

2. Уредът за измерване на проводимост;

3. coulometry;

4. амперометрия;

5. полярография.

Електродите се използват в електрохимични методи.

сравнение 1.Elektrod и дисплей електрод.

Референтен електрод - постоянен потенциал електрод на разтвора е нечувствителен към йони. В сравнителния електрод е стабилен във времето възпроизводими потенциал не се променя при преминаване малък ток, и по отношение на неговото поведение доклад възможен показател електрод. Използвайте сребърен хлорид и каломелов електрод. Сребърен хлорид електрод - сребърен тел покрити със слой от AgCI и се поставя в разтвор на калиев хлорид. Потенциалът на електрод от концентрацията на хлорни йони в разтвор:

Каломел електрод се състои от метален живак и каломеловия разтвор калиев хлорид. Потенциалът на електрод зависи от концентрацията на хлорни йони и температура.

електрод индикатор - е в отговор на концентрацията определя от йони електрод. електрод индикатор потенциални промени с промяната в концентрацията на "потенциални Определящи йони." Показател електроди са разделени в необратимо и обратимо. Racing обратим потенциал индикатор електрод в интерфейсите зависи от активността на участниците на електродни реакции в съответствие с термодинамични уравнения; равновесие е установено бързо. Необратими дисплей електроди не отговарят на изискванията на обратима. В аналитичната химия, приложена обратими електроди за които уравнението на Нернст.

2. метални електроди: elektronoobmennye и йонен обмен.

Uelektronoobmennogo електрод при реакцията на интерфейс настъпва включващи електрони. Elektronoobmennye електроди са разделени на първи вид електроди и електроди от втория вид. Електродите от първи вид - метална пластина (сребро, живак, кадмий), потопени в разтвор добре разтворима сол на метал. Електроди от втория вид - метални покрити със слой от слабо разтворими метални съединения и се потапя в разтвор и разтворими съединения със същата анион (сребърен хлорид, каломелов електрод).

Йонообменни електроди - електроди, които потенциал зависи от съотношението на концентрациите на оксидирани и намалени форми на едно или повече вещества в разтвор. Тези електроди са изработени от благородни метали като платина или злато.

3. мембраната е порест електрод плоча импрегниран с течен несмесващ се с вода и способни селективно адсорбиране на някои йони (например, разтвори, Ni2 + хелати, CD 2+, Fe2 + в органичен разтвор). Експлоатация на мембранни електроди въз основа на наличието на потенциална разлика в интерфейса и равновесието обмен е установено между мембраната и разтвора.

Потенциометрично метод за анализ.

Потенциометрично метод за анализ се основава на измерване на потенциала на електрода, потопени в разтвора. В потенциометричните измервания представлява галванична клетка с обратен електрод и сравнителен електрод и измерване на електродвижещо сила (EMF).

Сортовете потенциометрия:

Директен потенциометрия използва за директно определяне на концентрацията на стойността на потенциала на индикатор електрод при условието на обратимостта на процеса на електрода.

Непряко потенциометрия основава на факта, че промяната на йонна концентрация се придружава от евентуална промяна на електрода, потопени в разтвора титрира.

потенциометрично титруване крайна точка, открити от потенциал скок причинени от електрохимична реакция чрез заместване на друга в съответствие със стойностите на Е ° (стандартната потенциал електрод).

Стойността на потенциала зависи от концентрацията на йони в съответния разтвор. Например, потенциалът на сребърен електрод потопен в разтвор на сребърна сол варира в зависимост от концентрацията на Ag + йони в разтвор. Следователно, чрез измерване на потенциала на електрод, потопен в неизвестна концентрация на разтвора на сол, е възможно да се определи съдържанието на съответните йони в разтвор.

Потенциал електрод, при която концентрациите, определени съдия йони в разтвор, наречен дисплей електрод.

Потенциалът на електрод показател се определя чрез сравняване с потенциала на друг електрод, който се нарича електрод. Тъй като референтен електрод може да се използва само като електрод чиито потенциал остава непроменена, когато концентрацията на йони определя. Като референтен електрод се използва стандарта (нормално) водороден електрод.

На практика често като сравнителен електрод с известна стойност на потенциала на електродите не са водород, и каломелов електрод (фиг. 1). Потенциалът на наситен каломелов електрод разтвор КО при 20 ° С е равно на 0,2490 V.

Кондуктометрични анализ.

Кондуктометрично метод за анализ се основава на измерване на електропроводимостта на течности, промяна в резултат на химични реакции.

Проводимостта на разтвора зависи от естеството на електролита, температурата и концентрацията на разтвореното вещество. Проводимостта на разредените разтвори, поради движението на катиони и аниони, различаващи се от мобилност.

С повишаване на температурата, електрически проводимост се увеличава като повишаване на мобилността на йони. При тази температура, електрическата проводимост на разтвора на електролит зависи от неговата концентрация: Обикновено, по-висока концентрация, по-голяма проводимост! Следователно, проводимостта на разтвора е индикация за концентрация на разтвореното вещество и мобилността на йон се определя.

В най-простия случай, кондуктометрично количественото определяне, когато разтворът съдържа само един електролит проводимост заговор срещу решение концентрацията на аналитичния. След определяне на електрическата проводимост на разтвора за изпитване, са планирани концентрацията на аналитичния.

Така, електрическата проводимост на съдържание барит вода варира директно в разтвор на Ва (ОН) 2. Тази зависимост е графично изображение с права линия. За да се определи съдържанието на Ba (OH) 2 в неизвестна концентрация на барит вода, е необходимо да се определи електрическата проводимост и кривата на калибриране, за да намерите на концентрацията на Ba (OH) 2, на стойност, съответстваща на проводимостта. Ако през разтвор на Ва (ОН) 2, чиято електрическа проводимост е известно прескачане измерва обема на газ, съдържащ въглероден диоксид, C0 2 след това реагира с Ва (ОН) 2:

Ва (ОН) 2 + 2 VaS0 С0 3 + Н 2 0

В тази реакция, съдържанието на Ва (ОН) 2 и намалява проводимост намалява барит вода в разтвора. Измерване на електропроводимостта на водата след усвояването на барит C0 2 е възможно да се определи колко по-ниска концентрация на Ва (ОН) 2 в разтвора. Като разлика на концентрация на Ва (ОН) 2 във вода барит лесно да се изчисли количеството на погълнатата C0 2 и следователно, неговото съдържание в изпитвания газ. Така се определи, например, C0 2 съдържание в сместа от азот-водород въвеждане колона синтез на амоняк.

Най-голям интерес е измерването на електрическата проводимост в обемния анализ, за ​​да се определи точката на еквивалентност в титруването.

Фиг. 1. каломелов електрод:

1 - живак; 2 платина тел за контакт; 3 -steklyannaya тръба; 4 - паста с KCI каломелни кристали; 5-наситен разтвор на калиев хлорид; 6 - сифон; 7-странична тръба; 8 - медна тел електрод за включване във веригата.

Полярографски анализ.

В полярографски метод за анализ, използвайки концентрация поляризация явлението срещащи се по повърхността на електрод при ниска електрически ток преминава през разтвори електролита. по този начин се понижава електролиза посредством два електрода в разтвор аналит: малък (поляризирани) и друга голяма (не-поляризиран).

Кривата на текущата сила по време на електролизата се повишава рязко нагоре, образувайки така наречената полярографски вълна. Както потенциала на която ток се увеличава, е възможно да се прецени качествения състав на електролита; височина полярографски вълна - на концентрацията на йон.

За полярографски анализа е достатъчно малък обем на разтвора на пробата (понякога 0,1-0,02 мл), полярография трае 2-5 минути. Определяне на чувствителността е 10 -3 - 10 _4 0 / о, метод на т.нар амалгама полярография дава възможност за определяне на примеси в ултрачиста метали от 10 5 до 10 6%.

Същността на метода. Ако приложим потенциална разлика към електродите потапят в разтвор на електролита и постепенно повишаване на потенциална разлика, първата ток през разтвора ще бъде почти не. Когато потенциалната разлика повишава до стойност, достатъчна за разлагане на електролита, настоящите увеличава. Тази потенциална разлика се нарича стойността на потенциала за разрастване.

Ако вземем един от електродите с малка повърхност (обикновено се използва капково живак катод), а другият - с голяма повърхност (живак обикновено се използва), след това разтворът се пропуска през постоянен електрически ток основна промяна в концентрацията възниква на електрод с малка повърхност. Това явление се дължи на високото дължи на електролиза единица малка повърхност електрод, т.е.. Е. висока плътност на тока на електрода.

С увеличаване на потенциална разлика увеличава ток между електродите, преминаващ през разтвора и плътността на тока в малък електрод. В този разтвор скоростта на изчерпване в близост до повърхността на малък електрод и също така увеличава поляризация концентрация случи. Съответно, това повишава устойчивостта на преминаване на ток на граничния малък електрод - разтвор.

В крайна сметка идва момент, когато по-нататъшно увеличаване на потенциалната разлика не предизвиква значително увеличаване на тока, протичащ през разтвора.

В стационарно мобилен равновесие, когато количеството на намалените йони е равен на броя на йони дифундират към катода на живак, ток става постоянна. Този ток, който постига пълно зареждане на йоните на анализираните вещества, вливащи се в пространството между електродите чрез дифузия се нарича ограничаване разпространението или ток.

Кулонометричен анализ.

Кулонометричен Анализ - група от методи, основани на измерване на количеството електроенергия, необходимо за електрохимично превръщането на аналита.

Кулонометричен анализ се основава на явлението на електролиза. Измерва се количеството електроенергия, изразходвани за електрохимична редукция (окисляване) се определя йон. Определянето се основава на закона на Фарадей. Методът се използва широко в аналитичната химия на 40-те години. XX век.

Основното условие coulometry: всички изразходвани за определяне на размера на електроенергия трябва да бъдат изразходвани само за основния електрохимична реакция.

Амперометрия.

Амперометрия се основава на измерване на ток с фиксирана потенциал на индикатор електрод към разбъркания разтвор. Текущ се появява в резултат на електрохимично окисляване или редукция на electroactive вещество импулс се прилага към електрода на дисплея. Като индикатор електрод, използван в амперометрия живак, платина или графит микроелектрод. В сравнителния електрод може да бъде каломелов електрод (вж. Фигура 1) или друга поляризиран електрод. Опции амперометричен титруване:

А) Титруване с един поляризиран електрод;

B) The титруването с два поляризирани електроди.

Амперометрия може да се използва за определяне на крайната точка.

Хроматографски анализ.

Хроматографски метод за анализ се основава на способността селективно усвояване на различните компоненти на някои вещества. Този метод се използва за разделяне на сложни смеси с подобни свойства и йони (например редкоземни метали).

Някои порести материали могат да абсорбират на повърхността на газове или течности. Това явление се нарича адсорбция и абсорбатор - адсорбент.

Количеството абсорбира вещество зависи от:

1. Структурата на адсорбента;

2. Естеството на адсорбента;

3. естеството на веществото абсорбира;

4. Концентрацията на абсорбираните вещества;

5. температура.

Хроматографско разделяне на смеси на базата на разликата в адсорбционни свойства на компонентите, т.е. способност да адсорбира различно време на преминаване през адсорбента.

Принцип хроматографски анализ е както следва. Преминава през стъклена епруветка с разтвор на адсорбент, съдържащ смес от различни вещества. Тръбата се пълни с адсорбент, наречен адсорбцията или абсорбцията, колона. Първо, в горния слой на адсорбента материал адсорбиране всички абсорбира. При допълнително преминаване през слой от нови части на разтвора е по-силно адсорбираните вещества изместват от повърхността на адсорбентния материал, който адсорбира по-малко.

по този начин компонентите са разположени в отделни зони колона - се разделят компоненти. Когато се пропуска през колоната, разтворителя (вода, бензен, и т.н.) в разтвора на пробата, разделянето може да се направи по-ефективно. В резултат на секциите на височина колона се образуват (площ), заета от отделните компоненти (Фиг. 2)


Фиг.2. Зона на хроматографската колона.

Когато цялото номера на зоната разделяне, съответстваща на броя на компонентите в сместа. Поради различни оцветители йони или техните съединения са обикновено тези области се различават по цвят. Следователно, разпределението на зоните по хроматограма (от гръцки "Chromos." - Color), и абсорбционна колона - хроматографска колона.

Следните видове хроматографски анализ:

1. адсорбция;

2. седимент;

3. йонообмен;

4. книга.

Седиментна хроматография.

Методът се основава на различни степени на разтворимост на слабо разтворими съединения. Утаяване хроматография Общият принцип е, както следва. Агентът необмислена способен да реагира с множество йони, когато се прилагат към силно разпръснато (фино раздробен) вещество - адсорбент - образува седиментни хроматограма, в съответствие с различна разтворимост утаява. Местоположение седиментни зони в хроматограмата се определя от продуктите разтворимостта на слабо разтворими съединения.

Нека утаечни хроматографска колона, съдържаща адсорбент смесва със сребърен нитрат, се обработва с разтвор, съдържащ йони на Cl, Br - - I -. Сформирана почти неразтворими утайки AgCl, AgBr, с Agl. Ако концентрацията на йони Cl -, Br -, I - за същото, първото съединение се утаява продуктът е по-малко от разтворимостта, т.е. С Agl, тогава AgBr, и най-накрая, AgCl. Т.е. в този случай, по реда на разпределение на зоните от горе до долу, както следва: с Agl, AgBr, AgCl. В хроматограмата, получена чрез въздействието на слънчева светлина. Через 5 – 10 минут четко выявляются три зоны: первая – желтого цвета – AgI, вторая – голубовато-серого – AgBr, третья – фиолетово-серого – AgCl.

Колонка, применяемая в осадочной хроматографии, состоит из адсорбента и оcадителя. К анализу колонку готовят, растирая адсорбент с осадителем или пропитывая адсорбент раствором оcадителя.

В качестве адсорбента в осадочной хроматографии используются твердые, хорошо очищенные дисперсные материалы, индифферентные к оcадителю, хроматографическим веществам и образующимся осадкам. Применяют силикагель, чистый оксид алюминия, гидроксид алюминия, сульфат бария. Могут применяться гипс, стекло, песок. защото при осадочной хроматографии большей частью проводят визуальные наблюдения, т.е. осадки различаются по внешнему виду, адсорбент должен быть бесцветным или может иметь лишь слабую окраску, не искажающую общую картину хроматографии.

Ионно-обменная хроматография.

В случае электролитов происходит так называемая обменная адсорбция: ион из раствора поглощается адсорбентом, а взамен его в раствор переходит ион адсорбента; этот ион входит в состав адсорбента или содержится в нем в качестве примеси. Обменная адсорбция – перераспределение ионов между адсорбентом и раствором. Так, многие силикаты поглощают катионы из раствора и отдают ионы в раствор. Это объясняется тем, что силикат – электролит, и его катион более или менее подвижен, анион же неподвижен и составляет как бы скелет адсорбента.

Адсорбенты, способные к обмену своих ионов на ионы электролита из раствора называют ионообменниками, или ионитами.

катиониты (обмен своих катионов катионы электролита) аниониты (обмен своих анионов)

В качестве катионитов применяют алюмосиликаты: природные (цеолиты) или искусственные (пермутиты) и синтетические смолы (органолиты).

Практически хроматография применяется в качественном анализе. Например, хроматографическое отделение Fe 3+ от Аl 3+ и Zn 2+ , предложенное Ю.Ю.Лурье и Н.А. Филипповой.

Соответственно с положением этих элементов в периодической системе ионы цинка и алюминия имеют более кислотный характер, чем ионы Fe 3+ ; в щелочной среде Аl 3+ и Zn 2+ образуют анионы, а Fe 3+ - гидроксид. Поэтому при пропускании через катионит раствора, содержащего перечисленные три катиона в кислой среде, они адсорбируются. При последующем же промывании катионита 5%-ным раствором натрий-гидроксида цинк и алюминий переходят в раствор в виде анионов, а железо остается в колонке.

Техника хроматографических работ.

Подготовка адсорбента и хроматографической колонки. Адсорбент размельчают в фарфоровой ступке на зерна такой величины, чтобы они проходили сквозь сито с отверстиями 0,25 мм. Приготовленный адсорбент в количестве 2 г помещают в бюретку емкостью 5 – 10 мл. Перед заполнением колонки адсорбентом нижнее отверстие закрывают небольшим тампоном из стеклянной ваты, затем заполняют бюретку адсорбентом. В трубку помещают всю порцию адсорбента. Адсорбент утрамбовывают сначала постукиванием трубки о поверхность стола до прекращения усадки, а затем дополнительно уплотняют (но не очень энергично) стеклянной палочкой. После уплотнения адсорбент должен занимать половину высоту колонки.

Для получения четких зон требуется равномерное заполнение колонки адсорбентом. Не допускаются видимые глазом неоднородности адсорбента. В правильно приготовленной колонке границы окрашенных зон горизонтальны.

Литература:

1. Крешков А.П., Ярославцев А.А. Курс аналитической химии. Количественный метод анализа. – М.: Химия, 1982. – с. 244 – 278.

2. Панкратова Г.В., Жванко Ю.Н., Мамедова З.И. Аналитическая химия и технохимический контроль в общественном питании. – М.: Высшая школа, 1980. – с.119 – 128.

3. Шапиро С.А., Шапиро М.А. Аналитическая химия. – М.: Высшая школа, 1979. – с. 281 – 315.





; Дата: 01.07.2014; Просмотров: 3683 ; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.22
Page генерирана за: 0.131 сек.