Тема 8 Физико-химические и физические методы анализа

Химические и физические свойства веществ столь же разнообразны, как и основанные на них методы. По происхождению аналитического сигнала все методы можно разделить на химические, физико-химические и физические.

В химических методах используют донорно – акцепторные реакции с переносом протона(кислотно – основные), электрона (окислительно – восстановительные), электронной пары (комплексообразование), а также процессы осаждения – растворения и экстракции. Аналитический сигнал, выделение газа или изменение окраски индикатора фиксируют визуально.

Физико-химические методы включают электрохимические, спектроскопические, люминесцентные, кинетические, термометрические методы. В этих методах, измеряют аналитический сигнал, возникающий с участием внешних электронов и функционально связанный с природой и концентрацией вещества. В физико-химических методах в основном получают сигналы при взаимодействии энергии с веществом, находящимся в растворе.

Физические методы включают спектроскопические, ядерно - физические и радиохимические методы. В этих методах возникновение аналитического сигнала связано с участием внутренних электронов или ядер атомов, агрегатное состояние и химическая форма вещества в большинстве случаев не имеют значения.

Четких границ между химическими и физико-химическими, физико-химическими и физическими методами нет. Такие методы, как гравиметрия и титриметрия, часто называют классическими, а физико-химические и физические методы – инструментальными.

Инструментальные методы имеют свои особенности. Одна из них – необходимость калибровки шкалы прибора с помощью эталона, т. е. образца состав которых точно известен. Химические методы являются безэталонными и позволяют непосредственно найти содержание определяемого вещества: в гравиметрии – по массе осадка, в титриметрии – по объему израсходонноготитранта. Другая особенность инструментальных методов - обязательное проведение холостой пробы (прием, для учета посторонних мешающих сигналов), поскольку эти методы используют для определения низких содержаний компонента, и влияние примесей сказывается гораздо сильнее, чем при определении макроколичеств. Также важной особенностью физико-химических методов анализа является их экспрессность, высокий темп получения результатов; позволяют проводить анализ на расстоянии. Многие приборы, используемые в физико – химических методах анализа, позволяют автоматизировать процесс анализа или некоторые его стадии. Анализ с помощью некоторых инструментальных методов может быть выполнен без разрушения анализируемого образца.

Однако химические методы анализа своего значения не потеряли. Они незаменимы там, где при высоком содержании требуется высокая точность и нет серьезных ограничений по времени.

Существенным недостатком большинства физико – химических методов является то, что для их практического применения требуются эталоны, стандартные растворы и градуировачные графики.

Основными характеристиками любого метода анализа являются чувствительность, предел обнаружения, воспроизводимость и правильность.

Чувствительность – это параметр, характеризующий изменение измеряемого сигнала упри изменении концентрации с. Для количественной оценки чувствительности служит коэффициент чувствительности S:

S= dy/ dc

На практике удобно использовать линейную зависимость:

Y= ac + b,

Где а – коэффициент чувствительности, в – значение параметра у в отсутствие определяемого компонента(с=0).

Воспроизводимость – параметр, отражающий случайные ошибки измерения и показывающий степень разброса повторных измерений.

Правильность – параметр, показывающий близость полученного и истинного значений измеряемой величины. Правильность характеризуется систематической погрешностью, которая связана с работой прибора, с индивидуальными особенностями аналитика, с ошибками расчета и главным образом с методическими погрешностями. Источником методических погрешностей может быть неоднородность анализируемого материала, неадекватное применение метода анализа, влияние примесей в реагентах и растворителях. Опасность систематической погрешности особенно велика при анализе сложных объектов, таких, как почвы, руды, минералы.

Существуют определенные приемы выявления систематической погрешности:

1) Использование стандартных образцов – специально подготовленных материалов, состав которых достаточно точно установлены

2) Варьирование массы навески

3) Метод добавок

4) Сравнение результатов анализа независимыми методами

Дата добавления: 2015-09-07