Инструментальные методы анализа n совокупность традиционных методов. Физико-химические или инструментальные методы анализа К инструментальным методам анализа относится
Электрохимические методы. К наиболее применимым электрохимическим методам анализа относятся потенциометрический, полярографический и кондуктометрический.
П о т е н ц и о м е т р и ч е с к и й м е т о д базируется на измерении электродных потенциалов, которые зависят от активности ионов, а в разбавленных растворах от концентрации ионов. Потенциалы металлических электродов определяются уравнением Нернста
Соответственно по значению потенциала можно судить о концентрации ионов. Измерительная ячейка состоит из измерительного (индикаторного) электрода и электрода сравнения, который не чувствителен к определяемому веществу.
Все более широкое применение находят и о н о с е л е к т и в н ы е электроды, на границах раздела фаз которых протекают ионообменные реакции. Потенциал ионоселективного электрода зависит от активности, а в разбавленных растворах – от концентрации ионов в соответствии с уравнением Нернста. Наиболее широко известны ионселективные стеклянные электроды для измерения рН. На поверхности стеклянного электрода происходит реакция ионного обмена
Кt ст + +Н р + Н ст + +Кt р +
Кt ст – катионы стекла (К + , Na + , Li +), индекс р означает раствор.
На границе стекла и раствора возникает скачок потенциала, величина которого зависит от активности ионов водорода
Измерительная ячейка со стеклянным и вспомогательным электродами соединена с прибором рН-метром, предназначенным для измерения рН растворов.
Промышленностью также выпускаются ионселективные электроды для определения концентрации ионов Na + ,K + , NH 4 + , Cl - (предел определения 10 -1 – 10 -6 моль/л) и ионов Ca 2+ , Mg 2+ ,NO 3 - (предел определения 10 -1 – 10 -4 моль/л).
Кондуктометрия. Электрическая проводимость разбавленных растворов пропорциональна концентрации электролитов. Поэтому, определив электрическую проводимость и сравнив полученное значение со значением на калибровочном графике, можно найти концентрацию электролита в растворе. Методом кондуктометрии, например, определяют общее содержание примесей в воде высокой чистоты.
Хроматографический анализ. Анализ основан на хромотографии, позволяющей разделять двух-, и многокомпонентные смеси газов, жидкостей и растворенных веществ методами сорбции в динамических условиях. Анализ производится с помощью специальных приборов – хроматографов. Разработано несколько методов анализа, которые классифицируются по механизму процесса и природе частиц (молекулярная, ионообменная, осадительная, распределительная хроматография) и по формам применения (колоночная, каппилярная, тонкослойная и бумажная). Молекулярная хроматография основана на различной адсорбируемости молекул на адсорбентах, ионообменная хроматография – на различной способности к обмену ионов раствора. В осадительной хроматографии используется различная растворимость осадков, образуемых компонентами анализируемой смеси при взаимодействии с реактивами, нанесенными на носитель. Распределительная хроматография базируется на различном распределении веществ между двумя несмешивающимися жидкостями. Молекулярная (жидкостная адсорбционная), ионообменная и осадительная хроматография обычно проводятся в хроматографических колонках соответственно с адсорбентом, ионообменным материалом или инертным носителем с реагентом. Распределительная хроматография, как правило, выполняетя на бумаге или на тонком слое абсорбента.
К достоинствам хроматографического метода анализа относятся быстрота и надежность, возможность определения нескольких компонентов смеси или раствора.
Оптические методы анализа. Эти методы основаны на измерении оптических свойств веществ и излучений, взаимодействия электромагнитного излучения с атомами или молекулами анализируемого вещества, вызывающего излучение, поглощение или отражение лучей. Они включают в себя эмиссионные, люминесцентные и абсорбционные спектральные методы.
Методы, основанные на изучении спектров излучения получили название э м и с с и о н- н ы х с п е к т р а л ь н ы х м е т о д о в анализа. В методе эмиссионной спектроскопии проба вещества нагревается до очень высоких температур (2000-15000 С). Вещество, испаряясь, диссоциирует на атомы или ионы, которые дают излучение. Проходя через спектограф, излучение разлагается на компоненты в виде спектра цветных линий. Сравнение этого спектра со справочными данными о спектрах элементов позволяет определить вид элемента, а по интенсивности спектральных линий – количество вещества. Метод дает возможности определять микро- и ультрамикро-количества вещества, анализировать несколько элементов, причем за короткое время.
Разновидностью эмиссионного анализа является э м и с с и о н н а я п л а м е н н а я
ф о т о м е т р и я, в которой исследуемый раствор вводят в бесцветное пламя горелки. По изменению цвета пламени судят о виде вещества, а по интенсивности окрашивания пламени – о концентрации вещества. Анализ выполняют с помощью прибора – пламенного фотометра. Метод в основном используется для анализа щелочных, щелочно-земельных металлов и магния.
Методы, основанные на свечении анализируемого вещества под воздействием ультрафиолетовых (фотолюминесценция), рентгеновских (рентгенолюминесценция) и радиоактивных (радиолюминесценция) лучей назвают л ю м и н е с ц е н т н ы м и. Некоторые вещества обладают люминесцентными свойствами, другие вещества могут люминесцировать после обработки специальными реактивами. Люминесцентный метод анализа характеризуется очень высокой чувствительностью (до 10 -10 – 10 -13 г люминесцирующих примесей).
Методы, основанные на изучении спектров поглощения лучей анализируемыми веществами, получили название а б с о р б ц и о н н о – с п е к т р а л ь н ы х. При прохождении света через раствор свет или его компоненты поглощаются или отражаются. По величине поглощения или отражения лучей судят о природе и концентрации вещества.
В соответствии с законом Бугера – Ламберта – Бера зависимость изменения интенсивности потока света, прошедшего через раствор, от концентрации окрашенного вещества в растворе с выражается уравнением
Lg (I 0 / I )= lc
где I 0 и I – интенсивность потока света, падающего на раствор и прошедшего через раствор, - коэффициент поглащения света, зависящий от природы растворенного вещества (молярный коэффициент поглощения); l – толщина слоя светопоглащающего раствора.
Измерив изменение интенсивности потока света, можно определить концентрацию анализируемого вещества. Определение ведут с помощью спектрофотометров и фотоколориметров.
В с п е к т р о ф о т о м е т р а х используют монохроматическое излучение, а в ф о т о к о л о р и м е т р а х - видимый свет. Сравнивают полученные при измерении данные с градуированными графиками, построенными на стандартных растворах.
Если измеряют поглощение лучей атомами определяемого компонента, которые получают распылением раствора анализируемого вещества в пламени горелки, то метод называют а т о м н о – а б с о р б ц и о н н ы м (атомно-абсорбционная спектроскопия). Метод позволяет анализировать вещества в очень малых количествах.
Оптический метод, основанный на отражении света твердыми частицами, взвешенными в растворе, называется н е ф е л о м е т р и ч е с к и м . Анализ проводится с помощь приборов нефелометров.
Таким образом, использование законов электрохимии, сорбции, эмиссии, поглощения или отражения излучения и взаимодействия частиц с магнитными полями, позволило создать большое число инструментальных методов анализа, характеризуемых высокой чувствительностью, быстротой и надежностью определения, возможностью анализа многокомпонентных систем.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Инструментальные методы анализа" в других словарях:
Основаны на измерении эффекта, вызванного взаимод. с в вом излучения потока квантов или частиц. Излучение играет примерно ту же роль, что играет реактив в химических методах анализа. Измеряемый физ. эффект представляет собой сигнал. В результате… … Химическая энциклопедия
Основаны на использовании хим. р ций с участием ферментов. О содержании определяемого компонента судят либо по кол ву конечного продукта ферментативной р ции, либо, чаще, по начальной скорости процесса, положенного в основу методики определения… … Химическая энциклопедия
Основаны на зависимости физ. св в в ва от его природы, причем ана лит. сигнал представляет собой величину физ. св ва, функционально связанную с концентрацией или массой определяемого компонента. Ф. х. м. а. могут включать хим. превращения… … Химическая энциклопедия
В этой статье отсутствует вступление. Пожалуйста, допишите вводную секцию, кратко раскрывающую тему статьи. В зависимости от точности результатов, которые необходимо получить при проведении мониторинга по тому или иному компоненту, явлению, пр … Википедия
Важнейшие методы титриметрического анализа (См. Титриметрический анализ). Основаны на реакции нейтрализации (См. Нейтрализация), которая упрощённо записывается в виде Н+ + ОН = Н2О. Н. м. позволяют определять содержание кислоты… … Большая советская энциклопедия
ГОСТ Р ИСО/МЭК 18028-1-2008: Информационная технология. Методы и средства обеспечения безопасности. Сетевая безопасность информационных технологий. Часть 1. Менеджмент сетевой безопасности - Терминология ГОСТ Р ИСО/МЭК 18028 1 2008: Информационная технология. Методы и средства обеспечения безопасности. Сетевая безопасность информационных технологий. Часть 1. Менеджмент сетевой безопасности оригинал документа: 3.3 аудит (audit):… …
ГОСТ Р ИСО/МЭК 27033-1-2011: Информационная технология. Методы и средства обеспечения безопасности. Безопасность сетей. Часть 1. Обзор и концепции - Терминология ГОСТ Р ИСО/МЭК 27033 1 2011: Информационная технология. Методы и средства обеспечения безопасности. Безопасность сетей. Часть 1. Обзор и концепции оригинал документа: 3.2 архитектура (architecture): Базовая организация системы,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Количественный анализ совокупность методов аналитической химии для определения количества (содержания) элементов (ионов), радикалов, функциональных групп, соединений или фаз в анализируемом объекте. Содержание 1 Цели количественного анализа … Википедия
Раздел аналитической химии, в задачу которого входит определение количества (содержания) элементов (ионов), радикалов, функциональных групп, соединений или фаз в анализируемом объекте. Содержание 1 Цели количественного анализа 2 Методы… … Википедия
Масс спектрометрия (масс спектроскопия, масс спектрография, масс спектральный анализ, масс спектрометрический анализ) метод исследования вещества путём определения отношения массы к заряду (качества) и количества заряженных частиц, образующихся… … Википедия
Книги
- Аналитическая химия. Аналитика 2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа , Харитонов Юрий Яковлевич. Учебник подготовлен в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом третьего поколения. В книге рассмотрены основы гравиметрического, химических титриметрических…
- Аналитическая химия (аналитика). В 2 книгах. Книга 2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа , Ю. Я. Харитонов. Рассмотрены основы гравиметрического, химических титриметрических методов анализа (кислотно-основное, окислительно-восстановительное, комплексиметрическое, включая комплексонометрию,…
В последние годы всё более широкое применение получают инструментальные методы анализа, обладающие многими достоинствами: быстротой анализа, высокой чувствительностью, возможностью одновременного определения нескольких компонентов, сочетание нескольких методов, автоматизации и использования компьютеров для обработки результатов анализа. Как правило в инструментальных методах анализа применяются сенсоры (датчики), и прежде всего химические сенсоры, которые дают информацию о составе среды, в которой они находятся. Сенсоры связаны с системой накопления и автоматической обработки информации. Важнейшие методы инструментального анализа были перечислены в таблице 16.1. Подробное рассмотрение инструментальных методов анализа выходит за пределы данного курса. Это предмет аналитической химии.Остановимся на некоторых методах, основанных на законах и принципах, рассмотренных ранее в данном курсе химии.
Электрохимический метод. К наиболее применимым электрохимическим методам анализа относятся потенциометрический, полярографический и кондуктометрический.
Потенциометрический метод базируется на измерении элекродных потенциалов, которые зависят от активности ионов, а в разбавленных растворах – от концентрации ионов. Потенциалы металлических электродов определяются уравнением Нернста (уравнение 18.3)
Соответственно по значению потенциала можно судить о концентрации ионов. Измерительная ячейка состоит из измерительного (индикаторного) электрода сравнения, который не чувствителен к определяемому веществу.
Всё более широкое применение находят ионселективные электроды, на границах раздела фаз, которых протекают ионообменные реакции. Потенциал ионоселективного электрода зависит от активности, а в разбавленных растворах – от концентрации ионов в соответствии с уравнение Нернста (уравнение 18.3) Наиболее широко известны ионселективные электроды для измерения рН. На поверхности стеклянного электрода происходит реакция ионного обмена
Катионы стекла ( , , ),
индекс р означает раствор.
На границе стекла и раствора возникает скачок потенциала, величина которого зависит от активности ионов водорода
Измерительная ячейка со стеклянным и вспомогательным электородами соединена с прибором рН – метром, предназначенным для измерения рН растворов.
Прмышленность также выпускает ионселективные электроды для определения концентрации Nа ,K ,NH ,Cl (предел определения моль/л) и ионов Са , Mg , NO (предел определения моль/л).
Полярографический метод предложен чешским учёным Я. Гейеровским в 1922г. В этом методе строят кривые напряжение – ток для ячейки, у которой два, обычно ртутных, электрода.Один электрод капающий, второй – неподвижный с большой площадью поверхности. В ячейку заливается анализируемый раствор. При прохождении тока анализируемый ион осаждается на капле ртути и растворяется в этой капле:
Напряжение ячейки определяется прежде всего потенциалом капающего электрода, на котором возникает значительная концентрация поляризация, так как он имеет небольшую площадь поверхности и соответственно высокую плотность тока. Восстановление его ионов протекает в режиме предельного тока которое для капающего электрода имеет выражение:
где К1 и К2 – константы;
D – коэффициент диффузии;
m – масса капли ртути;
t – время образования капли;
c – концентрация анализируемого металла в растворе.
Потенциал ртутного электрода определяется природой разряжающихся ионов и током, зависящим от концентрации ионов:
где потенциал полуволны, определяемый природой ионов;
Предельный ток.
Если в растворе присутствует один разряжающий ион, то полярографическая кривая (полярограмма) имеет одну волну, при наличии нескольких ионов – несколько волн. По значению потенциала полуволны определяется вид ионов, а по величине предельного тока – их концентрация. Таким образом, полярографический метод позволяет определять концентрацию нескольких ионов в растворе.
Кондуктометрия. Электрическая проводимость разбавленных растворов пропорциональна концентрации электоролитов. Поэтому, определив электрическую проводимость и сравнив полученное значение со значением на калибровочном графике, можно найти концентрацию электролита в растворе. Методом кондуктометрии, например, определяют общее содержание примесей в воде высокой чистоты.
Хроматографический анализ. Анализ основан на хроматографии, позволяющий разделять двух – и многокомпонентные смеси газов, жидкостей и растворённых веществ методами сорбции в динамических условиях. Анализ производится с помощью специальных приборов – хроматографов. Разработано несколько методов анализа, которые классифицируются по механизму процесса и природе частиц (молекулярная,ионообменная, осадительная, распределительная хроматография). Молекулярная хроматография основана на различной адсорбируемости молекул на адсорбентах, ионообменная хроматография – на различной способности к обмену ионов раствора. В осадительной хроматографии используется различная растворимость осадков, образуемых компонентами анализируемой смеси при взаимодействии с реактивами, нанесёнными на носитель. Распределительная хроматография базируется на различном распределении веществ между двумя несмешивающимися жидкостями. Молекулярная (жидкостная адсорбционная), ионообменная и осадительная хроматография обычно проводится в хроматографических колонках соответственно с адсорбентом, ионообменным материалом или инертным носителем с реагентом. Распределительная хроматография, как правило, выполняется на бумаге или тонком слое абсорбента.
К достоинствам хроматографического метода анализа относится быстрота и надёжность, возможность определения нескольких компонентов смеси или раствора.
Оптические методы анализа. Эти методы основаны на измерении оптических свойств вещества и изучений, взаимодействия электромагнитного излучения с атомами или молекулами анализируемого вещества, вызывающего излучение, поглощение или отражение лучей. Они включают в себя эмиссионные, люминисцентные и абсорбционные спектральные методы.
Методы, основанные на изучении спектров излучения получили название эмиссионных спектральных методов анализа. В методе эмиссионной спектроскопии проба вещества нагревается до очень высоких температур (2000-15000 ) . Вещество, испаряясь, диссоциирует на атомы или ионы, которые дают излучение. Проходя через спектрограф, излучение разлагается на компоненты в виде спектра цветных линий. Сравнение этого спектра со справочными данными о спектрах элементов позволяет определить вид элемента, а по интенсивности спектральных линий – количество вещества. Метод даёт возможности определять микро – и ультрамикроколичества вещества, анализировать несколько элементов, причём за короткое время.
Разновидностью эмиссионного анализа является эмиссионная пламенная фотометрия, в которой исследуемый раствор вводят в бесцветное пламя горелки. По изменению цвета пламени судят о виде вещества, а по интенсивности окрашивания пламени – о концентрации вещества. Анализ выполняют с помощью прибора – пламенного фотометра. Метод в основном используется для анализа щелочных, щелочно-земельных металлов и магния.
Методы, основанные на свечении анализируемого вещества под воздействием ультрафиолетовых (фотолюминесценция), рентгеновских (рентгенолюминесценция), и радиоактивных (радоилюминесценция) лучей называют люминесцентным. Некоторые вещества обладают люминесцентными свойствами, другие вещества могут люминесцировать после обработки специальными реактивами. Люминесцентный метод анализа характирезуется очень высокой чувствительностью (до г люминесцирующих примесей)
Методы, основанные на излучении называются абсорбционно-спектральными. При прохождении света через раствор свет или его компоненты поглощается или отражается. По величине поглощения или отражения лучей судят о природе и концентрации вещества.
В соответствии с законом Бугера – Ламберта – Бера зависимость изменения интенсивности потока света, прошедшего через раствор, от концентрации окрашенного вещества в растворе с , выражается уравнением
где I0 и I– интенсивность потока света, падающего на раствор и прошедшего через раствор;
–коэффициент поглощения света, зависящий от природы растворённого вещества (молярный коэффициент);
– толщина слоя светопоглощающего раствора.
Измерив, изменение интенсивности потока света, можно определить концентрацию анализируемого вещества. Определение ведут с помощью спектрофотометров и фотоколориметров.
В спектрофотометрах используют монохроматическое излучение, в фотоколориметрах - видимый свет. Сравнивают полученные при измерении данные с градуированными графиками, построенными на стандартных растворах.
Если измеряют поглощение лучей атомами определяемого компонента, которые получают распыливанием раствора анализируемого вещества в пламени горелки, то метод называют атомноабсорбционным (атомно-абсорбционная спектроскопия). Метод позволяет анализировать вещества в очень малых количествах.
Оптический метод, основанный на отражении света твёрдыми частицами, взвешенными в растворе, называют нефелометрическим. Анализ проводится с помощью приборов нефелометров.
Таким образом, использование законов электрохимии, сорбции, эмиссии, поглощения или отражения излучения и взаимодействия частиц с магнитными полями, позволило создать большое число инструментальных методов анализа, характеризующих высокой чувствительностью, быстротой и надёжностью определения, возможностью анализа многокомпонентных систем.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие принципы лежат в основе потенциометического и полярографического методов анализа?
2. В чём различие принципов эмиссионного спектрального и абсорбционного спектрального методов анализа?
3. В чём заключается разница в спектрофотометрии и фотоколориметрии?
4. Рассчитайте уменьшение концентрации цианид-ионов в сточных водах после ОН-анионирования, если концентрация ионов ОН – возросла на 34 мг/л.
5. Рассчитайте уменьшение концентрации ионов кадмия в сточных водах после Na-катионирования, если концентрация ионов натрия возросла на 46 мг/л.
6. Рассчитайте уменьшение концентрации ионов ртути в сточных водах после Na-катионирования, если концентрация ионов натрия возросла на 69 мг/л.
7. Рассчитайте теоретический часовой расход гипохлорита натрия на окисление цианид-иона в сточных водах, содержащих 26 мг/л CN – , если в сутки сбрасывается сточная вода массой 1000 т (пл. 1,02 г/см 3).
8. Вычислите предел обнаружения вещества, если предельная концентрация составляет 10 –7 моль/л, а объем раствора 20 мл.
Общее заключение
Химия, изучающая вещества и законы их превращения, охватывает огромную область человеческих знаний. В настоящем учебнике излагается наиболее общие законы химии и химические процессы, которые либо не изучались, либо частично изучались в школе: квантово-механическая модель атомов и периодический закон элементов Д.И.Менделеева, модели химической связи в молекулах и в твёрдых телах, элементы химической термодинамики, законы химической кинетики, химические процессы в растворах, а также окислительно-восстановительные, электрохимические, ядерно-химические процессы и системы. Рассмотрены свойства металлов и неметаллов, некоторые органические соединения и полимеров, приведены основные понятия химической идентификации. Показано, что многие экологические проблемы обусловлены химическими процессами, вызванными деятельностью человека в различных сферах. Указаны возможности химии по защите окружающей среды.
Химия находится в непрерывном развитии. К особенностям современной химии можно отнести боле глубокое развитие основных законов и развитие теоретических её основ (законов поведения электронов в атомах и молекулах, теории химической связи, разработка методов расчёта структур молекул и твёрдых тел, теорий химической кинетики, растворов и электрохимических процессов и др.). Вместе с тем, пред химией стоят многие нерешенные пока задачи, такие как разработка общей теории растворов, катализа, развитие химии твёрдого тела и др.
Теоретические законы и эксперименты позволяют химикам синтезировать новые химические соединения, которые находят применение в практике, например, соединения благородных газов, соединения, обладающие высокотемпературной сверхпроводимостью, высокой ионной проводимостью (суперионики), фуллерены, полимеры с особыми свойствами, например, полимерные проводники первого и второго рода, соединение включения (клатраты) и слоистые соединения, конструкционная керамика, композиты и т.д.
В значительной мере благодаря успехам химии создаются новые области промышленности, например, получение топлива для атомной энергетики, полупроводниковая техника, производство интегральных и компьютерных схем, средств телекоммуникации, новых источников тока, киро-, плазмохимические и мембранные технологии и др.
Важная роль отводиться химии в решении кардинальных проблем, стоящих перед человечеством, таких как более полная комплексная переработка природного сырья, в том числе, ископаемого топлива, освоение энергии Солнца, использование сырьевых богатств Мирового Океана, борьба с болезнями, повышение плодородия почвы и продуктивности животноводства. Особенно ответственные задачи стоят перед химией в решение экологических проблем, сохранении природной среды. В учебнике приведены некоторые примеры решения этих проблем. Однако краткий курс химии мог включить в себя лишь относительно небольшое число таких примеров. Кроме того, развитие химии приведёт к открытию новых явлений, эффектов и процессов и новых материалов.
Полученные в курсе химии знания необходимы при изучении следующих курсов, таких как сопротивление металлов, материаловедение, основы теплопередачи, теоретические основы различных технологических процессов в электротехнике, электронике, микроэлектронике, радиотехнике, энергетике, авиационной и космической технике, машиностроении и приборостроении, в строительстве и других направлениях подготовки специалистов.
Знания химии полезны в деятельности специалистов в любой отрасли техники. Заранее невозможно предусмотреть все задачи, в решении которых специалистам потребуются химические знания. Однако понимание основных законов химии, умение пользоваться монографической и справочной литературой, непрерывное повышение квалификации позволять специалистам находить оптимальное решения стоящих перед ним задач, в том числе с использованием законов химии, химических процессов и веществ.
Знания химии полезны любому человеку, поскольку он постоянно сталкивается с различными веществами и с различными процессами, так как научно-технический процесс вызывает к жизни всё новые материалы, новые машины, аппараты и приборы, в которых широко используются достижение химии.
Литература
1. Коровин Н. В. Общая химия. – М.:Высшая школа, 2002, 558с.
2. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.; Химия, 1985,704с.
3. .Некрасов Б.В. Учебник по общей химии. – М.; Химия, 1981,560 с.
4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1998,743 с
5. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия, 2000, 592 с.
6. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 2000, 527 с.
7. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. / Под ред. Рабиновича В.А. и Рубиной Х.М. Л.: Химия, 1987, 272 с.
8. Гольбрайх З.Е. Сборник задач и упражнений по химии. М.: Высшая школа, 1997, 387 с.
9. Егоров А. С., Ермакова В. К., Шевченко Р. В., Шлюкер К. Д. Химия. Пособие-репетитор для поступающих в ВУЗы/2-е., перераб. и доп. – Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2001, 768 с.
10. Васильева З.Г. , Грановская А.А., Макарычева Е.П., Таперова А.А., Фриденберг Е.Э. Лабораторный практикум по общей химии. - М.; Химия, 1969, 304с.
11. Романцева Л.М., Лещинская З.Л., Суханова В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М.; Высшая школа, 1980, 228с.
12. Коровин Н.В., Мингулина Э.И., Рыжова Н.Г. Лабораторные работы по химии. / Под ред. Коровина Н.В. М.: Высшая школа, 1998, 256 с.
13. Ефимов А.И., Белорукова Л.И., Васильева И.В., Чечев В.П. Свойства неорганических соединений. Справочник. / Под ред. Рабиновича В.А. Л.: Химия, 1983, 389 с.
14. Егоров А.С., Шацкая К.П. Химия. Пособие-репетитор для поступающих в ВУЗы – Ростов на Дону: Феникс, 2001, 768 с.
15. Лидин Р.А. Неорганическая химия в вопросах. М.: Химия, 1991, 256 с.
| Предисловие | |
| Модуль 1. Строение вещества | |
| Введение | |
| 1.1 Наука и научное знание | |
| 1.2 Химия. Место химии в системе естественных наук | |
| 1.3 Цели и задачи дисциплины | |
| 1.4 Структура и методология изучения курса химии | |
| 1.5 Возникновение и развитие химии | |
| 1.6 Значение химии в изучении природы и развитии техники | |
| 1.7 Вопросы для самоконтроля | |
| 2 Основные понятия и законы химии | |
| 2.1 Основные понятия химии | |
| 2.2 Основные стехиометрические законы химии | |
| 2.3 Химические реакции | |
| 2.4 Вопросы для самоконтроля | |
| 3 Строение атома | |
| 3.1 Открытие субатомных частиц. Первые модели строения атома | |
| 3.2 Теория строения атома по Н.Бору | |
| 3.3 Представления о корпускулярно-волновом дуализме электрона | |
| 3.4 Уравнение Э.Шредингера. Квантовые числа | |
| 3.5 Принципы заполнения атомных орбиталей | |
| 3.6 Современные представления о строении атома. Кварковая модель строения атома | |
| 3.7 Вопросы для самоконтроля | |
| 4. Периодическая таблица Д.И. Менделеева. Электронная структура атомов | |
| 4.1 Периодический закон Д.И. Менделеева | |
| 4.2 Структура периодической системы и ее связь с электронной структурой атомов | |
| 4.3 Основные понятия, необходимые для изучения реакционной способности и химической связи | |
| 4.4 Основные закономерности изменения свойств элементов и их соединений в периодической таблице Д.И. Менделеева | |
| 4.5 Вопросы для самоконтроля | |
| 5 Химическая связь | |
| 5.1 Понятие химической связи. Основные виды химической связи | |
| 5.2 Метод валентных связей | |
| 5.3 Метод молекулярных орбиталей | |
| 5.4 Вопросы для самоконтроля | |
| 6 Взаимодействие между молекулами. Комплексные соединения | |
| 6.1 Вандерваальсовы силы | |
| 6.2 Водородная связь | |
| 6.3 Комплексные соединения | |
| 6.4 Вопросы для самоконтроля | |
| 7 Агрегатные состояния вещества | |
| 7.1 Химические системы | |
| 7.2 Газообразное состояние вещества | |
| 7.3 Плазма | |
| 7.4 Жидкое состояние вещества | |
| 7.5 Твёрдые вещества | |
| 7.6 Зонная теория кристаллов | |
| 7.7 Вопросы для самоконтроля | |
| Заключение по модулю 1. Строение вещества | |
| Модуль 2 Химическая термодинамика. Растворы | |
| 8 Химическая термодинамика | |
| 8.1 Основные определения | |
| 8.2 Энергетика химических процессов. Первый закон термодинамики | |
| 8.3 Термохимические расчеты | |
| 8.4 Энтропия. Второй закон термодинамики | |
| 8.5 Третий закон термодинамики | |
| 8.6 Критерии самопроизвольного протекания химического процесса. Энергия Гиббса | |
| 8.7 Вопросы для самоконтроля | |
| 9 Химическое равновесие | |
| 9.1 Химическое равновесие | |
| 9.2 Способы смещения равновесия | |
| 9.3 Химическое равновесие в гетерогенных системах | |
| 9.4 Фазовое равновесие | |
| 9.5 Адсорбционное равновесие | |
| 9.6 Вопросы для самоконтроля | |
| 10 Растворы | |
| 10.1 Классификация растворов | |
| 10.2 Общие свойства растворов | |
| 10.3 Химическое равновесие в растворах | |
| 10.4 Термодинамика процессов растворения | |
| 10.5 Теория кислот и оснований | |
| 10.6 Слабые электролиты | |
| 10.7 Растворы сильных электролитов | |
| 10.8 Неэлектролиты | |
| 10.9 Вопросы для самоконтроля | |
| 11 Особенности реакций в растворах электролитов | |
| 11.1 Произведение растворимости | |
| 11.2 Гидролиз солей | |
| 11.3 Ионный обмен | |
| 11.4 Буферные растворы | |
| 11.5 Вопросы для самоконтроля | |
| 12 Дисперсные системы | |
| 12.1 Общие понятия о дисперсных системах | |
| 12.2 Коллоидные растворы | |
| 12.3 Методы получения коллоидных растворов | |
| 12.4 Оптические свойства коллоидных растворов | |
| 12.5 Кинетические свойства коллоидных растворов | |
| 12.6 Электрические свойства коллоидных растворов | |
| 12.7 Кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных систем | |
| 12.8 Коллоидные растворы в природе и технике | |
| 12.9 Вопросы для самоконтроля | |
| Заключение по модулю 2. Химическая термодинамика. Растворы | |
| Модуль 3. Химическая кинетика. Окислительно-восстановительные процессы | |
| 13 Химическая кинетика | |
| 13.1 Скорость химической реакции | |
| 13.2 Влияние природы реагирующих веществ на скорость химических реакций | |
| 13.3 Зависимость скорости химической реакции от концентрации | |
| 13.4 Зависимость скорости реакции от температуры | |
| 13.5 Зависимость скорости гетерогенных химических реакций от поверхности соприкосновения реагирующих веществ | |
| 13.6 Влияние катализатора на скорость химических реакций | |
| 13.7 Механизмы химических реакций | |
| 13.8 Вопросы для самоконтроля | |
| 14 Окислительно-восстановительные процессы | |
| 14.1 Классификация химических реакций | |
| 14.2 Определение степени окисления элементов в соединениях | |
| 14.3 Окислительно-восстановительные свойства элементов | |
| и их соединений | |
| 14.4 Подбор коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях | |
| 14.5 Зависимость реакций окисления-восстановления от среды | |
| 14.6 Направление протекания окислительно-восстановительных процессов | |
| 14.7 Гальванический элемент Даниеля-Якоби | |
| 14.8 Стандартный водородный электрод. Стандартные электродные потенциалы металлов и стандартные окислительно-восстановительные потенциалы | |
| 14.9 Уравнение Нернста | |
| 14.10 Электролиз | |
| 14.11 Вопросы для самоконтроля | |
| 15 Коррозия и защита металлов | |
| 15.1 Определение и классификация коррозионных процессов | |
| 15.2 Химическая коррозия | |
| 15.3 Электрохимическая коррозия | |
| 15.4 Защита металлов от коррозии | |
| 15.5 Вопросы для самоконтроля | |
| Заключение по модулю 3. Химическая кинетика. Окислительно-восстановительные процессы | |
| Модуль 4 Избранные вопросы химии | |
| 16 Металлы | |
| 16.1 Простые вещества и соединения | |
| 16.2 Физические и химические свойства металлов | |
| 16.3 Получение металлов | |
| 16.4 Металлические сплавы и композиты | |
| 16.5 Химия s-металлов | |
| 16.6 Химия некоторых p-металлов | |
| 16.7 Основные закономерности химии d-элементов | |
| 16.8 Вопросы для самоконтроля | |
| 17 Элементы органической химии. Полимеры | |
| 17.1 Особенности, теория химического строения и классификация органических соединений | |
| 17.2 Органические полимерные материалы | |
| 17.3 Вопросы для самоконтроля | |
| 18 Химическая идентификация и анализ вещества | |
| 18.1 Химическая идентификация вещества | |
| 18.2 Количественный анализ. Химические методы анализа | |
| 18.3 Инструментальные методы анализа | |
| 18.4 Вопросы для самоконтроля | |
| Общее заключение | |
| Литература | |
| Содержание |
Современная медицина располагает широкими диагностическими возможностями. Кроме опроса и осмотра пациента используются дополнительные методы исследования. Спектр исследований, проводимых пациентам для постановки диагноза, постоянно расширяется. Некоторые методы исследований применяются всем без исключения пациентам, другие проводятся по индивидуальным показаниям, в зависимости от пути диагностического поиска.
Инструментальные методы исследования – исследования с применением различных аппаратов, приборов и инструментов. Все инструментальные методы можно разделить на две большие группы: неинвазивные и инвазивные.
Неинвазивными называются те методы, которые не сопровождаются нарушением целостности покровных тканей и, соответственно, не сопряжены с возможностью развития осложнений. И подразделяются на:
— рентгенологические (рентгеноскопия, рентгенография, рентгентомография, ангиография, флюорография);
Осложнения – прободение пищевода или желудка, аллергические реакции или на , травматический ларинготрахеит, травмы стенок органов, заворачивание эндоскопа в просвете органа, аспирационные пневмонии.
- RRS — – исследование прямой и сигмовидной кишки – позволяет непосредственно осмотреть слизистую оболочку прямой и сигмовидной кишки (ректоскоп вводится на глубину 25-30 см), выявить наличие воспалительного процесса, внутреннего геморроя, эрозии, кровоизлияния, новообразования, провести прицельную биопсию, получить мазки, выполнить соскобы со слизистой.
Противопоказания – язвенный колит в стадии обострения, ущемленные геморроидальные узлы, трещины анального отверстия в стадии обострения.
Осложнения – прободение кишки, кишечное кровотечение.
- – исследование толстой кишки – позволяет непосредственно осмотреть слизистую оболочку толстой кишки, выявить наличие воспалительного процесса, внутреннего геморроя, трещины, эрозии, кровоизлияния, новообразования, провести прицельную биопсию, получить мазки, выполнить соскобы со слизистой.
Противопоказания – кишечная непроходимость, декомпенсированная недостаточность кровообращения, в стадии обострения, профузное кишечное кровотечение, гипертоническая болезнь III стадии.
Осложнения – прободение кишки при обострении язвенного колита, выраженная болевая реакция на натяжение брыжейки, травмы и кровотечения.
Капсульная интестиноскопия — заключается в проглатывании больным специальной капсулы, снабженной миниатюрной видеокамерой, процессором, системой для передачи информации. Во время прохождения по кишечнику капсула постоянно, со скоростью 2 кадра в секунду, передаёт видеоизображение на полупроводниковое записывающее устройство через систему датчиков, прикрепленных к коже живота. Позже, записывающее устройство подсоединяется к компьютерной рабочей станции, на которой изображения обрабатываются и могут быть просмотрены на мониторе и распечатаны. Общее количество снимков — более 50000. Данным методом можно выявить язвенные поражения тонкой кишки, гельминтоз, кровотечения из тонкой кишки или функциональные нарушения моторики кишечника. Современные капсулы обладают возможностью управления с помощью изменения магнитного поля, подаваемого на брюшную стенку.
- Цистоскопия – исследование полости мочевого пузыря – позволяет непосредственно осмотреть стенки мочевого пузыря, выявить наличие воспалительного процесса, новообразования, провести прицельную биопсию.
Противопоказания – опухоли мочеиспускательного канала.
Осложнения – травмы органов, кровотечения, функциональные расстройства, инфицирование полостей и органов.
- – для диагностики эрозий и язв слизистой оболочки бронха, извлечение инородных тел, удаление полипов бронхов, лечения бронхоэктатической болезни и центрально расположенных абсцессов легкого, вводить лекарственные средства, выполнить прицельную биопсию.
Противопоказания – острая .
Осложнения – коллаптоидное состояние, повреждение стенок бронха, аллергическая реакция на анестетик.
Ультразвуковое исследование
УЗИ-эхография – ультразвуковое исследование – основано на способности ультразвуковых волн, отражаться от тканей и органов с различной плотностью, с регистрацией на экране видеомонитора или фотопленке. Позволяет получить представление о характере патологических изменений в любом паренхиматозном органе.
1.УЗИ органов брюшной полости (печень, желчный пузырь, поджелудочная железа, селезенка) – с помощью ультразвукового метода исследования возможно определение размеров и структуры органов брюшной полости, диагностика патологических изменений органов брюшной полости (конкременты, опухоли, кисты).
- (мочевого пузыря, матки яичников, предстательной железы) – с помощью ультразвукового метода исследования возможно определение размеров и структуры органов малого таза, диагностика патологических изменений органов брюшной полости (конкременты, опухоли, кисты).
- – возможно определение размеров и структуры почек, диагностика патологических изменений в них (конкременты, опухоли, кисты).
- УЗИ органов поверхностной локализации (щитовидная железа, молочные железы, регионарные лимфатические сосуды) — с пециальной подготовки не требуется.
Магнитно-резонансная томография
Магнитно-резонансная томография (МРТ) — современный безопасный (без ионизирующего излучения) неинвазивный диагностический метод, обеспечивающий визуализацию глубоко расположенных биологических тканей, широко применяемый в медицинской практике, в частности в неврологии и нейрохирургии.
Метод магнитно-резонансной томографии МРТ создает возможность визуализировать на экране дисплея, а затем и на рентгеновской пленке срезы черепа и головного мозга, позвоночного столба и спинного мозга.
Информация позволяет дифференцировать серое и белое вещество мозга, судить о состоянии его желудочковой системы, субарахноидального пространства, выявлять многие формы патологии, в частности объемные процессы в мозге, зоны демиелинизации, очаги воспаления и отека, гидроцефалию, травматические поражения, гематомы, , очаги проявления нарушений мозгового кровообращения по ишемическому и геморрагическому типу, кстати, ишемические очаги в мозге могут быть выявлены уже через 2 — 4 ч после инсульта.
Немаловажным преимуществом магнитно-резонансной томографии МРТ перед КТ является возможность получения изображения в любой проекции: аксиальной, фронтальной, сагиттальной. Это позволяет визуализировать субтенториальное пространство, позвоночный канал, выявить невриному слухового нерва в полости внутреннего слухового прохода, опухоль гипофиза, субдуральную гематому в подостром периоде, даже в тех случаях, когда на КТ она не визуализируется.
Методика магнитно-резонансной томографии (МРТ-исследования) заключается в помещении пациента в горизонтальном положении в узкий тоннель томографа, время зависит от вида исследования. Пациент должен сохранять полную неподвижность исследуемой анатомической области.
Радиоизотопные исследования
Радиоизотопные исследования — все методы основаны на одном принципе: изотопы различных химических элементов принимают участие в физиологических процессах, протекающих в организме, точно также как аналогичные стабильные (радиоактивные) вещества. Введение в организм радионуклидов дает возможность с высокой достоверностью определить их количество в органах и биологических средах (с учетом введенной пациенту активности).
- Сканирование — используют для исследования печени, поджелудочной железы, почек, щитовидной железы.
Для проведения сканирования пациенту в/в вводится Au (198) или J (131). Сканирование производят через 40-50 минут с помощью специального прибора — сканера, основной частью которого является детектор ядерного излучения, автоматически передвигающейся над областью исследуемого органа в двух перпендикулярных направлений. При помощи специального пишущего устройства результаты измерения активности записывается на бумаге или фотопленке в виде штрихов строчка за строчкой, причем частота и интенсивность штриховки зависят от активности, накопленной в органе.
Таким образом, в результате сканирования получается сканограммаплоскостное изображение исследуемого органа, позволяющее по характеру штриховки судить о степени, особенностях накопления и распределения изотопа в тканях органа. В настоящее время используется цветное сканирование, при котором на сканограмме участки с различной степенью наполнения изотопа воспроизводятся различными цветами. При оценке сканограммы учитываются размеры и форма изображения, интенсивность штриховки на различных участках, наличие «дефектов наполнения» — отсутствие штриховки на отдельных участках.
- Функциональное исследование органов и систем – основано на одном принципе: определение скорости и степени поступления, накопления или распределения и выведения изотопов и меченых соединений в органах и системах организма.
Радиоактивный элемент, вводится пациенту обычно в/в, а затем с помощью датчиков радиометрических приборов, регистрируется исходящее от органов или тканей излучение и записывается в виде графического изображения или в цифровых величинах.
Данный метод в настоящее время наиболее широко применяется для диагностики патологии щитовидной железы, например двухфазный тест с радиоактивным йодом, результаты которого отражают накопления J 131 в щитовидной железе или концентрацию йода в плазме.
- Радиоиммуногорманальные исследования – в последние годы этот вид радиоизтопной диагностики приобретает все большее значение, т.к. обладает по сравнению с обычной иммунной и биохимической диагностикой очень высокой чувствительностью и специфичностью и позволяет определить содержание в сыворотке крови многих гормонов и ферментов.
Исследование проводится «в пробирке», исследуемый материал – сыворотка крови пациента, к которой добавляется соответствующий меченый гормон с определенной активностью, а также специфические . Затем в сравнении со специальными стандартами с высокой степенью точности определяется в концентрации исследуемого гормона тли фермента, — например, эндогенного , пепсина, ангиотензина, гастрина, секретина.
Лапароскопия
Эндоскопическое исследование полостей, не связанных с внешней средой – лапароскопия – это метод исследования, заключающийся во введении в брюшную полость специального эндоскопа – лапароскопа через небольшой разрез с целью непосредственной визуализации патологического процесса.
Лапароскоп представляет из себя металлическую трубку диаметром 5 мм со сложной системой линз и световодом.
В объектив лапароскопа можно смотреть глазом — так это делалось на протяжении многих десятилетий. Однако в последние тридцать лет с появлением миниатюрных эндоскопических видеокамер (сейчас они весят весом 50 г), присоединяемых к объективу лапароскопа, для всех, кто находится в операционной стало возможным наблюдать весь ход операции на экране монитора.
Инструментальные методы анализа, их классификация.
Общая характеристика оптических методов анализа.
1. Особенности и области применения физико-химических методов анализа.
2. Чувствительность и селективность, правильность и воспроизводимость инструментальных методов анализа.
3. Основные приемы физико-химических методов анализа.
4. Многоволновая спектрофотометрия.
5. Дифференциальная спектрофотометрия.
6. Экстракционно-фотометрический анализ.
7. Фотометрическое титрование.
1. Особенности и области применения физико-химических методов анализа.
Все методы анализа базируются на использовании зависимости физико-химического свойства вещества, которое называется аналитическим сигналом или просто сигналом, от природы вещества и его содержания в анализируемой пробе. В классических методах анализа в качестве такого свойства используется либо масса осадка – гравиметрический анализ, либо объем реактива, использованного на реакцию – титриметрический анализ. Однако химические методы не в состоянии были удовлетворить разнообразные запросы практики, которые особенно возросли как результат НТП и развития новых областей науки, техники, промышленности. Развитие всех областей и сферы жизни поставило перед аналитической химией задачи:
1. снизить границу определения до 10-5-10-10 %. Только при содержании так называемых “запрещенных” примесей не выше 10-5 % жароустойчивые сплавы сохраняют свои свойства. Приблизительно такое же содержание примеси гафния допускается в цирконии при использовании его в качестве конструкционного материала ядерной техники. (Сначала Zr был по ошибке забракован как конструкционный материал этой области именно из-за загрязнения гафнием). Еще меньше содержание (до 10-10 %) загрязнений допускается в материалах полупроводниковой промышленности (Si, Ge и др.). Существенным образом изменяются свойства металлов, содержание примесей, в которых находится на уровне 10-5 % и меньше. Например, хром и бериллий становятся ковкими и тягучими, вольфрам и цирконий становятся пластическими, а не хрупкими. Определение таких маленьких содержаний гравиметрическим или титриметрическим методом практически не возможно, и только применение физико-химических методов анализа, владеющих значительно более низкой границей определения, разрешает решение этих аналитических задач.
Второй важной особенностью физико-химических методов анализа является их экспресность, высокий темп получения результатов. Современные автоматические квантометры разрешают получить результаты буквально через несколько минут после получения пробы в лабораторию. Современная информация о составе сырья, о степени химической переработки и т. д. дает возможность технологу активно вмешиваться в ход технологического процесса и вводить необходимые коррективы. Существенное значение имеет экспресность анализа и в металлургическом производстве, где корректировать состав стали можно по ходу выплавки в зависимости от результатов анализа. Сокращение времени плавки, которое нередко зависит от скорости выполнения анализа, дает большой экономический эффект, снижая энергетические и прочие затраты.
Физико-химические методы разрешают проводить анализ на расстоянии. Ярким примером является анализ почвы луны, выполненный рентгенфлуоресцентным устройством непосредственно на Луне, определение состава атмосферы, окружающей планету Венера. Важное практическое значение имеет дистанционный анализ в земных условиях, например, когда анализируются препараты высокой радиоактивности, токсичности, а также при анализе морских вод на больших глубинах.
Устройства, применяемые в физико-химических методах анализа (ФХМА), разрешают автоматизировать сам процесс анализа или отдельные его стадии. Автоматические газоанализаторы контролируют состав воздуха в шахтах. В значительной мере автоматизированный газовый хроматографический анализ в нефтехимической, коксохимической и др. областях промышленности.
Анализ с помощью некоторых ФХМА может быть выполнен без разрушения анализируемого образца (недеструктивный анализ), что имеет большое значение для некоторых областей промышленности, а также, для криминалистики, медицины и т. д. Недеструктивный анализ может быть выполнен рентгенофлуоресцентным, радиоактивационным и другими методами.
Часто практический интерес представляет не общее содержание какого-нибудь элемента в пробе, а его распределение по поверхности образца – так называемый локальный анализ – определение элемента в данной “точке” образца. Этот анализ имеет значение в металловедении и других областях, где состав отдельных включений определяет качество материала, а также в минералогии, петрографии, криминалистике, археологии и др. Выполняется локальный анализ рентгеноспектральным методом. Электроны собирают в очень тонкий луч диаметром 1 мкм и меньше (электронный зонд) и направляют его в то место образца, локальный анализ которого необходимо выполнить. По характеристикам рентгеновского излучения говорят о содержание элементов в “точке”. С целью выполнения локального анализа применяется также техника лазерной микроспектроскопии.
Ошибка анализа физико-химическими методами составляет в среднем 2-5 %, что превышает ошибку классических методов анализа (гравиметрический 0,01-0,005 %, титриметрический 0,1-0,05 %). Однако такое сравнение ошибок в целом не очень корректное, так как относится к разным концентрационным областям. При небольшом содержании определяемого компонента классические химические методы анализа не пригодны, при высоких концентрациях физико-химические методы успешно конкурируют с химическими, а такие методы как кулонометрия, электрогравиметрия, даже превышают их по точности.
Следует отметить также, что ошибка анализа физико-химическими методами имеет тенденцию снижаться за счет конструирования прецизионных аналитических приборов и разработки более совершенных аналитических методик.
Однако химические методы анализа своего значения не утратили, они незаменимы там, где при высоком содержании необходима высокая точность и нет серьезных ограничений во времени (например, анализ готовой продукции , арбитражный анализ, изготовление эталонов).
Существенным недостатком большинства ФХМА является то, что для их практического применения необходимы эталоны, стандартные растворы и градуировочные графики.
Задачей аналитической химии является определение содержания тех или иных веществ в исследуемой системе наиболее быстрыми, точными и рациональными методами. В зависимости от поставленной задачи используется реакция, которая либо только определяет их присутствие, либо же разрешает определить их количество в системе. В первом случае мы имеем дело с качественным, а во второй – с количественным анализом.
Все используемые сегодня методы количественного анализа можно, в общем, разделить на химические, физико-химические, физические методы.
Химические методы анализа базируются на химических свойствах веществ, на непосредственных результатах их способности принимать участие в какой-нибудь специфической химической реакции.
Физико-химические методы анализа базируются на взаимосвязи между составом системы и ее физическими и физико-химическими свойствами. Решение аналитической задачи физико-химическими методами обычно разбивается на следующие этапы:
1. Приготовление стандартных растворов (систем), отличающихся один от другого только содержанием определяемого вещества.
2. Количественная оценка (измерение величины) некоторого свойства системы для каждого из стандартных растворов.
3. Графическое выражение установленной зависимости (построение калибровального графика) в координатах: концентрация определяемого вещества (по оси абсцисс) – числовое значение данного свойства (по оси ординат).
4. Измерение выбранного свойства для исследуемого раствора и определение его концентрации по калибровальному графику.
Функциональная зависимость между численным значением данного физического или физико-химического свойства системы и содержанием анализируемого вещества может быть выражена графиком или формулой. Если все члены формулы известны, то результат анализа может быть установлен не графическим, а расчетным путем.
ФХМА классифицируют соответственно измеренных свойств систем:
В оптических методах анализа используется связь между оптическими свойствами системы:
1) светопоглощением 1) фотометрический анализ
2) светорассеянием 2) нефелометрия, турбидиметрия
3) преломление света 3) рефрактометрия
4) обращением плоскости поляризации 4) поляриметрия
плоскополяризованого света
5) вторичным свечением вещества 5) люминесцентный анализ
и ее составом.
В электрохимических методах анализа используют:
2) измерение величины электродных потенциалов 2) потенциометрия
3) наблюдение за процессом поляризации 3) полярография
микроэлектрода
4) количественное электролитическое выделение 4) электрогравиметрия
определяемого вещества
5) измерение количества электрики использованной 5) кулонометрия
при количественном электрохимическом
превращении веществ.
Наряду с оптическими и электрохимическими методами к числу важнейших физико-химических методов анализа следует отнести хроматографию. Основой хроматографии всех видов является использование различий в характере распределения разных веществ между двумя фазами. Большое значение имеют сорбционные методы, базирующиеся на отличиях в сорбции веществ, разных по составу и строению. Особое значение хроматография имеет как универсальный метод разделения веществ и их концентрирования. Концентрирование делает доступным определение исчезающе малых количеств веществ.
Отдельным направлением физико-химических методов анализа являются методы, базирующиеся на зависимости скорости реакции от концентрации реагирующего вещества. Они поэтому и называются кинетическими методами анализа. Измерение скорости реакции используется здесь для установления концентрации исследуемого компонента. Чувствительность кинетических методов анализов чрезвычайно высокая. Использование кинетических реакций разрешает устанавливать содержание миллионных долей микрограмма в миллилитре раствора.