ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 27
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ФИЗИКАЛЫҚ-ХИМИЯЛЫҚ ТАЛДАУ ӘДІСТЕРІ
Кез келген анализ әдісінде аналитикалық сигнал алынады және ол өлшенеді. Аналитикалық сигнал – бұл заттың химиялық немесе физикалық қасиеттерінің пайда болуы және байқалуы. Химиялық анализде қолданылатын әдістерді аналитикалық сигналдың түріне байланысты:
1) химиялық;
2) физика-химиялық;
3) физикалық деп бөледі.
Химиялық әдістер химиялық реакцияларға негізделген, физика–химиялық – химиялық немесе электрохимиялық реакциялардың жүруі нәтижесінде заттардың физикалық қасиеттерінің өзгеруін анықтауға негізделген, ал физикалық әдістер – анықталатын заттың физикалық қасиеттерінің өзгеруін анықтауға негізделген әдістер болып табылады.
Жалпы, заттарды ашу және идентификациялау үшін олардың сандық мөлшеріне тәуелсіз қасиеттері алынады. Заттың бұндай сандық мөлшеріне тәуелсіз қасиеттерін интенсивті қасиеттер, ал заттың сандық мөлшеріне тәуелді қасиеттерін экстенсивті қасиеттер деп атайды. Экстенсивті қасиеттердің ерекшелігі – оларға аддитивтілік тән, яғни жинақталу немесе бірігу (қосынды). Интенсивті қасиеттер олар бір-біріне қосылып жинақталмайды, олар теңеседі немесе орташаланады. Интенсивті қасиеттерге – температура, қысым, потенциал, спектр сызықтарының жиілігі жатады. Экстенсивті қасиеттерге – масса, көлем, ток күші, спектральды сызықтар қанықтығы жатады. Осылайша сапалық анализ интенсивті қасиеттерге, ал сандық анализ экстенсивті қасиеттерге негізделетінін көруге болады.
Аналитикалық сигнал өз табиғаты бойынша спецификалық, яғни тек белгілі бір атомға, не болмаса молекулаға немесе басқа бөлшектерге ғана тән болады. Бірақ практикада әртүрлі заттардың аналитикалық сигналдары бір-біріне өте жақын орналасқан болады, сондықтан оларды бөліп ажырату қиынға соғады. Сонымен қатар белгілі бір заттың аналитикалық сигналына еріткіштің, басқа да реагенттердің аналитикалық сигналдары қабаттасады. Сондықтан нағыз шын сигналға жақынырақ сигнал алу үшін әртүрлі тәсілдер қолданады. Мысалы, алдын ала бөлу әдістерін қолдану. Әрине кедергі келтіретін қоспалардан толық арылу мүмкін емес. Сондықтан кедергі келтіретін сигналдарды ескеру үшін бос сынама алынады. Бос сынамада барлық компоненттер болады, тек анықталатын компонент қана болмайды. Бос сынама анализдің барлық стадиялары арқылы өткізіледі, бос сынамадан алынған сигналды жалпы сигналдан шегеріп тастайды. Алайда практикада идеалды бос сынама алу мүмкін емес. Оған еріткіш пен қосылатын реагенттердің сигналдары өз әсерін тигізеді.
Физика-химиялық әдістерде аналитикалық сигнал сыртқы валенттік электрондардың қатысуымен пайда болады. Бұл аналитикалық сигнал заттың табиғаты және концентрациясымен байланысты болады. Мысалы, тотығу-тотықсыздану потенциалы концентрациямен Нернст теңдігі, ал жұтылған жарықтың мөлшері Бугер-Ламберт-Бер заңы арқылы байланысты.
Сигнал заттың энергияның әр түрімен (электр энергиясы, электромагниттік сәуле және т.б.) әрекеттесуі нәтижесінде пайда болады. Физика-химиялық әдісте ерітіндідегі сигнал заттың энергиямен әрекеттесуі нәтижесінде пайда болады. Сондықтан бұндай жүйелерді тек таза аналитикалық мақсатта ғана емес, сонымен қатар химиялық процестерді зерттеуде, ерітіндіде өтетін химиялық тепе-теңдіктерді зерттеуде қолдануға болады. Физикалық әдістердің ерекшелігі бұларда аналитикалық сигнал ішкі электрондардың немесе атом ядроларының қатсуымен пайда болады. Анализдің жүргізілуі көп жағдайда заттардың агрегаттық күйіне байланыссыз болады. Физикалық анализ әдістері мен физика-химиялық анализ әдістерінің арасына дәл шекара қойылмайды. Оларды біріктіріп инструментальды (құралдық) әдістер деп те атайды. Инструментальды әдістердің өзіндік ерекшеліктері бар: 1) құрылғы шкаласын эталондар немесе стандартты үлгілер арқылы калибровка жасау; 2) міндетті түрде бос сынама қолдану. Өйткені бұл әдісте заттың өте аз мөлшері анықталады, сондықтан қоспаның әсерін ескеру және шудан тазарту қажет.
Физика-химиялық әдістерге: электрохимиялық, спектральды (оптикалық), экстракция және хроматографиялық әдістер жатады.
ФОТОМЕТРЛЕУ
Фотометрлеу физикалық-химиялық талдау әдістерінің жеке бір түріне жатады. Фотометрлеу заттың жарық сіңіруі оның химиялық құрамына тәуелділігіне негізделген. Фотометрлік талдау әдісі колориметрлік, фотоэлектрколориметрлік және спектрфотометрлік болып бөлінеді. Жарықтың сіңірілуі оптикалық тығыздықтықтың А (адсорбциялану) шамасымен өрнектеледі.
A = lg Io / I
мұнда: Io – түскен жарықтың қарқындылығы;
I – ерітінді арқылы өткен жарықтың қарқындылығы.
Ерітіндінің оптикалық тығыздығының боянды компоненттің концентрациясы мен ерітінді қабатының қалдығына тәуелділігі– жарық сіңірудің негізгі заңы (Бугер-Ламберт-Бер заңы) болып табылады:
A = ε· c· l
мұнда: ε – жарық сіңірудің молярлық коэффициенті (с = 1 моль/л және l = 1 см болғанда, ε = А)
с – боянды компоненттің концентрациясы, моль/л
l – ерітінді қабатының қалыңдығы, см.
Оптикалық тығыздықты өлшегенде «нөлдік» және боянды ерітінділер арқылы өткен жарық ағындарының қарқындылығын салыстырады. «Нөлдік» ерітіндіге, анықтайтан компоненттен басқа, стандартты және зерттелетін ерітінділердің құрамындағы барлық компоненттер кіреді.
Фотоэлектрколориметрлеуде жарық сіңіру дәрежесін (бояуының қарқындылығын) фотоэлектрколориметр (ФЭК) аспабы арқылы анықтайды. ФЭК атқаратын қызметі, сыналатын заттың боянды ерітіндісі арқылы өткен жарық ағынының фотоэлементке түскенде онда пайда болған электр тоғын микроамперметрмен өлшеу болып табылады. ФЭК-тің құрылысы мен онымен жұмыс істеу ережесі тиісті әдебиетте берілген.
ХРОМАТОГРАФТАУ
Хроматографтау – қозғалмайтын сорбент бойымен қозғалмалы фаза ағынында зат жылжығанда, оның сорбция және десорбция акттарының бірнеше рет қайталануына негізделген талдау әдісі. Хроматографтық әдістер фазаның адсорбциялық, таратылымдылық, ион алмастырғыш және тұнбаға түсіру болып бөлінеді.