Файл: Zантn 5302 Заманауи аналитикалы химияны теориялы негіздері пнінен Дрістер жинаы шымкент, 2023 растырушылар философия докторы (PhD) х.. к., Шертаева Н. Т. Заманауи аналитикалы химияны теориялы негіздері.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 239
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Аналитикалық синал, оны өлшеу
Үлгіні таңдау мен дайындау кезеңінен кейін химиялық анализдің келесі кезеңі басталады. Бұл кезеңде компонентті ашуды немесе оның мөлшерін анықтауды жүзеге асырады. Ол үшін аналитикалық сигналды өлшейді. Жекелеген жағдайларда құрамды тікелей анықтау мүмкін болады. Мысал үшін, грави- метриялық əдісте кейде анықталатын компоненттің массасын тікелей өлшейді, мысалы элементарлы күкірттің немесе көміртегінің. Ал көптеген əдістерде анализдің соңғы кезеңіндеаналитикалықсигналретіндеанықталатынкомпоненттіңқұрамымен функционалдыбайланысқанфизикалықшаманыңорташаөлшеміналады.Бұл ток күші, жүйенің ЭҚК, оптикалық тығыздық, сəулелені қанықтығы (интенсивтігі) жəне т.б. болуы мүмкін.
Қандай да бір компонентті табу қажет болған жағдайда əдетте аналитикалық сигналдың – тұнбаның, бояудың жəне спектрдегі сызықтың пайда болуын тіркейді. Компоненттің мөлшерін анықтаған кезде аналитикалық сигналдың шамасы – тұнбаның массасы, ток күші, спектр сызығының қанықтығы (интенсивтігі) өлшенеді. Одан кейін аналитикалық сигнал – құрам фукционалды тəуелділігін: y=f(x)қолдана отырып компонент құрамын есептейді. Аналитикалық сигнал – құрам фукционалды тəуелділігін: y=f(x)есептеу əдісімен немесе тəжірибелік жолмен анықтайды жəне оны формула, таблица немесе график түрінде де беруге болады. Бұл кезде құрам анықталатын компоненттің абсолютті мөлшерімен, яғни мольмен, масса бірліктерімен немесе соған сəйкес концентрациямен беріледі.
Аналитикалық сигналды
өлшеген кезде анықталатын компоненттің құрамының функциясы болатын тиімді аналитикалық сигналдың жəне фонның аналитикалық сигналының болуын ескереді. Фонның аналитикалық сигналы анықталатын компонент құрамында жəне ерітіндіде қоспалардың, еріткіштегі жəне үлгі матрицасындағы кедергі келтіретін компоненттердің, сонымен бірге өлшегіш құралдардағы «шулардың» болуымен түсіндіріледі. Бұл шулардың анықталатын компонентке ешқандай қатысы жоқ, бірақ оның аналитикалық сигналына қабаттасады. Аналитиктің мақсаты фонның аналитикалық сигналының шамасын максималды түрде азайту жəне ең бастысы оның ауытқуын минималды ету. Əдетте фонның аналитикалық сигналын бос тəжірибе жүргізу арқылы ескереді. Бос тəжірибеде анықталатын компоненттен басқа қоспалардың барлығы болады, тек анықталатын компонент қана болмайды. Осылайша химиялық анализдің барлық кезеңдерінен құрамында анықталатын компонент жоқ үлгі өткізіледі. Ал тиімді аналитикалық сигнал өлшенген аналитикалық сигнал мен фонның аналитикалық сигналының айырмасына тең болады.
Аналитикалық сигнал мен компонент құрамының арасындағы тəуелділікті негізге ала отырып, анықталатын компоненттің концентрациясын табады. Əдетте бұл кезде градуирленген график, стандарттар жəне қоспалар əдістерін қолданады.
-
Химиялық анализдің қателері. Қателер классификациясы
Əрбір жеке əдістің теориялық жəне практикалық мəселе- леріне қателердің пайда болу көздерін талдауды кіргізу қажет, себебі əрбір əдіске өзіндік ерекшеліктер тəн.
Қателердің пайда болу жағдайлары мынадай:
1) сынаманың алу кезінде;
2) сынаманы анализге дайындау кезінде;
3) сигналдардың пайда болуы, берілуі жəне тіркелуі кезінде;
4) анықталатын компоненттердің мөлшерін бағалау кезінде.
Қателер кез-келген өлшеулерге серіктес болып келеді. «Қате»
деген ұғымның қарапайымдылығы мен дағдылы нəрсе болуына қарамастан, оны теориялық жағынан ұғыну өте күрделі жəне өлшеудің қолданылу мақсаттары үшін оның маңызы өте зор.
Əрбір анализдің нəтижесі (Хөлш.) екі құрамдас бөліктен тұрады: нақты мəннен (Хнақ.) жəне анализ қатесінен (Қ.):
Хөлш. = Xнақ. + Қ.
Анализдің қатесі деп анализ нəтижесінің өлшенетін ақиқат мəннен ауытқуын айтады.
Қатені бірнеше жолмен классификациялауға болады. Қатені көрсету тəсіліне байланысты абсолютті жəне салыстырмалы деп, байқалу сипатына байланысты – систематикалық (жүйелі) жəне кездейсоқ, параллельді түрде жүргізілген анықтау нəтижелерін өңдеу тəсіліне байланысты – орташа арифметикалық жəне орташа квадраттық деп бөледі.
Жүйелі қателер
Анализдің қайталап өлшегенде тұрақты болып қалатын немесе белгілі бір заңдылыққа сəйкес өзгеретін қатесін систематикалық (жүйелі) қате деп атайды.
Жүйелі қатенің таңбасы бір тəжірибеден екіншіге ауысқанда өзгермейді. Жүйелі қате нəтижені тек қана төмендетеді немесе тек қана жоғарлатады.
Жүйелі қателердің пайда болу себептері мен олардың көздері алуан түрлі болады. Байқалу сипатына байланысты жүйелі қатені бірнеше түрге бөлуге болады – тұрақты, прогрессивті (қарқынды) жəне басқалары. Жиі кездесетін түрі – тұрақты жүйелі қателер, олардың мəндері ұзақ уақыт бойы сақталады.
Прогрессивті (қарқынды) қателер үздіксіз өседі немесе кемиді. Пайда болу себептеріне байланысты жүйелі қателерді инструментальды қате, əдістің қатесі, субъективті қате жəне т.б. деп бөледі.
Инструментальды (аспаптық немесе құралдық) қате анализ барысында əртүрлі құралдар мен құрылғыларды қолданумен байланысты болады. Аналитикалық тəжірибеде қолданылатын құралдар мен құрылғылар дəлдіктің
белгілі бір класымен сипатталады, көп жағдайда инструментальды қатені дəлдігі жоғары класқа сəйкес келетін құрал не құрылғыны қолданып төмендетуге болады. Инструментальды қатенің көзі ретінде дəлденбеген салмағы əртүрлі гирлерді, калибрленбеген өлшем ыдыстарын, спектрофотометрдің призмасының қозғалуын, фотоэлементте қараңғылаушы токтың пайда болуын жəне т.б. айтуға болады. Көбінесе бұндай қателерді калибрлеу кезінде немесе құрылғының көрсетулерін басқа дəлдігі жоғары құрылғының нəтижесімен салыстыру арқылы алынған түзету крэффициенттерін енгізіп мейлінше төмендетуге болады.
Құрылғылардың тозуы, ескіруі жəне істен шығуы əдетте сырт көзге байқалмайды, сондықтан олардың жұмысқа қабілеттігін белгілі деңгейде ұстап тұру үшін оларды тексеруден өткізеді жəне градуирлейді. Құралдар мен құрылғыларды тексеруден өткізу заңды түрде жəне метрологиялық қызмет орындарының қатысуымен іске асырылуы тиіс.
Əдістің қатесі анализденетін жүйенің қасиетіне, яғни тұндыру немесе жуу кезіндегі тұнбаның ерігіштігіне, қосарланатұнуға, фотометрленетін ерітінділердің уақыт бойынша тұрақсыздығына, реакцияның толық жүрмеуіне жəне т.б. байланысты болады.
Сонымен қатар анықталатын компонентке кедергі əсер ететін қоспасы бар реактивті қолдануда жүйелі қатені тудырады. Реактивті алдын ала жақсылап тазарту жүйелі қатені нөлге дейін төмендетуге жəне жоюға мүмкіндік береді. Əдістемелік қателер көп жағдайда байқалмай қалады.
Кездейсоқ қателер
Кездейсоқ қателердің белгілі бір таңбасы болмайды, «кездейсоқ» деп аталуының өзі оның пайда болуында қандай да бір заңдылықтың байқалмайтынын көрсетеді. Кездейсоқ қателердің болуы параллельді жүргізілген анализдерде жүйелі қателерді болдырмау шараларын ескеріп, түзету коэффи- циенттерін қолданғанның өзінде де анализ нəтижелерінің бір- бірінен өзгеше болуымен түсіндіріледі. Кездейсоқ қателерді əдетте кездейсоқ құбылыс ретінде қарастырады жəне бұл қателерді ықтималдылық теориясы мен математикалық статистиканың негізінде өңдейді.
Анализдің қайталап өлшегенде кездейсоқ, яғни кенеттен пайда болған қатесін кездейсоқ қате деп атайды.
Кездейсоқ мəннің таңбасы өлшеулер сериясында тұрақты болып қалмайды жəне тəжірибеден тəжірибеге ауысқанда өзгереді.
Берілген жағдайда болжанған мəннен əлдеқайда өзгеше болатын өрескел қатені ағаттықтар (секірмелі мəндер) деп атайды.
Ағаттықтар (секірмелі мəндер) – бұлар үлкен ауытқулар, анализдің көзге түсетін жаңсақтықтары, көбінесе олақтықтан, салақтықтан, дұрыс көңіл бөлмеуден немесе білімнің жетіспеу- шілігінен, аналитиктің жеке басының құзіретсіздігінен, кездей- соқтықтардың сəтсіз тоғысуынан туындайды. Олар əдетте аналитиктің дөрекі оперативті қателер жіберуінен болады, мысалы сүзу, құрыштау немесе өлшеу кезінде тұнбаның белгілі мөлшерін шашып алуы, яғни оның массасын жоғалтуы жəне т.б. Үйреншікті мысал ретінде студенттердің тамшуырды (пипетканы) дұрыс пайдаланбауын келтіруге болады. Ағат- тықтар анализ нəтижесін бұрмалағандықтан, оларды анықтап алады жəне көбінесе есептен шығарып тастайды.
Қателерді «п-варианттан» тұратын таңдама үшін есептеудің әдістері бойынша топтау
| Қатенің түрі | Математикалық өрнек |
| 1. Абсолютті қате | xi- хақиқ , мұндағы xi - алынған мән, хақиқ- ақиқат мән. |
| xixаи xа и xi xаи 100 xа и |
| 4. Ауытқу – d а) Абсолютті ауытқу dі | di xi x Мұндағы x– орташа мән |
| b) Орташа ауытқу, d | n n xi di xi1 di1 n n |
| 5. Орташа квадраттық
i (ОКА – орташа квадратты ауытқу; ОҚҚ – орташа квадраттық қате).
| n di2 S2 i1 n1 n di Sx S S2 i1 i n1 S2 Sx n SSxiS i x x |