Електрохімічні методи аналізу та їх роль в охороні навколишнього середовища. Портативні електрохімічні аналізатори Дякую за увагу
Електрохімічні методи аналізу - це сукупність методів якісного і кількісного аналізу, заснованих на електрохімічних явищах, що відбуваються в досліджуваному середовищі або на кордоні розділу фаз і пов'язаних зі зміною структури, хімічного складу або концентрації аналізованого речовини.
Електpохіміческіе методи аналізу (ех) засновані на процесах, пpотекают на електpодах або межелектpодном пpостpанстве. Їх перевагою є висока точність і порівняльна пpостота як обоpудования, так і методик аналізу. Висока точність опpеделяется вельми точними закономеpности використовуваними в Ехман. Великою зручністю є те, що в цьому методі використовують електричними впливу, і те, що pезультат цього впливу (відгук) теж виходить у вигляді електричного сигналу. Це забезпечує високу швидкість і точність відліку, відкриває шиpокие можливості для автоматизації. Ехман відрізняються гарною чутливістю і селективністю, в pяде випадків їх можна віднести до мікpоаналізу, так як для аналізу іноді досить менше 1 мл розчинів.
По різновидах аналітичного сигналу поділяють на:
1) кондуктометрію - вимір електропровідності досліджуваного розчину;
2) потенціометри - вимір безструмової рівноважного потенціалу індикаторного електрода, для якого досліджувана речовина є потенціоопределяющім;
3) кулонометрію - вимірювання кількості електричної енергії, необхідної для повного перетворення (окислення або відновлення) досліджуваної речовини;
4) вольтамперометрію - вимір стаціонарних або нестаціонарних поляризаційних характеристик електродів в реакціях за участю досліджуваного речовини;
5) електрогравіметрію - вимір маси речовини, виділеного з розчину при електролізі.
27. Потенциометрический метод.
Потенціометр - вимір безструмової рівноважного потенціалу індикаторного електрода, для якого досліджувана речовина є потенціоопределяющім.
А) стандартна (електрод порівняння) - має постійний потенціал, що не залежить від зовн. умов
Б) індивідуальний електрод - його потенціал залежить від концентрації речовини.
Потенціал залежить від концентрації: Е = f (c)
Рівняння Неріста Е = Е ° + lna kat
E° - стандарт. Електрон. потенціал (const)
R- універ. газова постійнаconst)
Т - абсолютна темп (t)- +273 °
.п - число електронів участвующ. У окис. / Восст. реакції
. а - активна концентрація
метод потенциометрии
Іонометрія потенціометрірованіе (до исслед. Р-ру небольш. Порціями додається стандарт.р-р (тітран), після кожного додавання вимірюють потенціал.- Е)
точка еквівалентності
ЕСх Vх = lт * Vт
28. Кондуктометричний метод.
кондуктометрія- вимір електропровідності досліджуваного розчину.
Кондуктометричне титрування
Кондуктометр (прилад)
Кондуктометричний аналіз (кондуктометрія) заснований на використанні залежності між електропровідністю (електричну провідність) розчинів електролітів і їх концентрацією.
Про електропровідності розчинів електролітів - провідників другого роду - судять на підставі вимірювання їх електричного опору в електрохімічної осередку, яка представляє собою скляну посудину (склянку) з двома упаяними в нього електродами, між якими і знаходиться випробовуваний розчин електроліту. Через осередок пропускають змінний електричний струм. Електроди найчастіше виготовляють з металевої платини, яку для збільшення поверхні електродів покривають шаром губчастої платини шляхом електрохімічного осадження з розчинів платинових з'єднань (електроди з платинованим платини).
29.Полярографія.
Полярографія - метод якісного і кількісного хімічного аналізу, заснований на отриманні кривих залежності величини струму від напруги в ланцюзі складається з досліджуваного розчину і занурених у нього електродів, один з яких сильно поляризується, а інший практично неполярізующіхся. Отримання таких кривих - полярограмма - роблять за допомогою полярографів.
Полярографический метод характеризується великою чутливістю. Для виконання аналізу зазвичай досить 3-5 мл досліджуваного розчину. Аналіз за допомогою авторегістрірующего полярографа триває всього близько 10 хвилин. Полярографії використовують для визначення в об'єктах біологічного походження змісту отруйних речовин (наприклад, сполук ртуті, свинцю, талію і ін.), Для визначення ступеня насичення крові киснем, дослідження складу повітря, що видихається, шкідливих речовин в повітрі промислових предпріятій.Полярографіческій метод аналізу має велику чутливість і дає можливість визначати речовини при дуже незначною (до 0,0001%) концентрації їх в розчині.
30.Классіфікація спектральних методів аналізу. Поняття спектра.
Спектральний аналіз - це сукупність методів визначення кач.і кільк. Складу, а так само структури речовини (заснованих на взаємодії ісслед.об'екта з різними типами випромінювання.)
Все спектроскопічні методи засновані на взаємодії атомів, молекул або іонів, що входять до складу аналізованої речовини, з електромагнітним випромінюванням. Ця взаємодія проявляється в поглинанні або випущенні фотонів (квантів). Залежно від характеру взаємодії проби з електромагнітним випромінюванням виділяють дві групи методів -
Емісійні і абсорбція. Залежно від того, які частки формують аналітичний сигнал, розрізняють методи атомної спектроскопії і методи молекулярної спектроскопії
емісійна
В емісійних методах анализируемая проба в результаті її збудження випромінює фотони.
абсорбційна
У абсорбційних методах випромінювання стороннього джерела пропускають через пробу, при цьому частина квантів вибірково поглинається атомами або молекулами
спектр- розподіл значень фізичної величини (зазвичай енергії, частоти або маси). Графічне представлення такого розподілу називається спектральної діаграмою. Зазвичай під спектром мається на увазі електромагнітний спектр - спектр частот (або те ж саме, що енергій квантів) електромагнітного випромінювання.
1.отраженіе світла
2.поворот пучка світла (дефракція)
3.рассеіваніе світла: нефелометрія, турбідиметрія
4.поглощеніе світла
5переізлученіе
А) фосфоресценція (триває довго)
Б) флуоресценція (дуже коротка)
За характером розподілу значень фізичної величини спектри можуть бути дискретними (лінійчатими), безперервними (суцільними), а також представляти комбінацію (накладення) дискретних і безперервних спектрів.
Прикладами лінійчатих спектрів можуть служити мас-спектри і спектри зв'язано-зв'язаних електронних переходів атома; прикладами безперервних спектрів - спектр електромагнітного випромінювання нагрітого твердого тіла і спектр вільно-вільних електронних переходів атома; прикладами комбінованих спектрів - спектри випромінювання зірок, де на суцільний спектр фотосфери накладаються хромосферні лінії поглинання або більшість звукових спектрів.
31.Фотометрія: принцип методу, застосування в суд.ісследованіях.
Фотометрія - спектральний метод заснований на поглинанні електромагнітного випромінювання видимого та ближнього ультрафіолетового діапазону (метод заснований на поглинанні світла)
молекулярна Атомна
Спектроскопія спектроскопія (В електрон.Аналізе)
Кювету - через неї пропускають світло
l
I (інтенсивність виход.света)
I ° - інтенсивність падаючого світла.
Фотометрія - розділ фізичної оптики і вимірювальної техніки, присвячений методам дослідження енергетичних характеристик оптичного випромінювання в процесі його випускання, поширення в різних середовищах і взаємодії з тілами. Фотометрію проводять в діапазонах інфрачервоного (довжини хвиль - 10 -3, ... 7 10 -7 м), видимого (7 10 -7, ... 4 10 -7 м) і ультрафіолетового (4 10 -7 ... 10 -8 м) оптичних випромінювань. При поширенні електромагнітного випромінювання оптичного діапазону в біологічному середовищі спостерігаються ряд основних ефектів: поглинання і розсіювання випромінювання атомами і молекулами середовища, розсіювання на частинках неоднорідностей середовища, деполяризація випромінювання. Реєструючи дані взаємодії оптичного випромінювання з середовищем, можна визначити кількісні параметри, пов'язані з медико-біологічними характеристиками досліджуваного об'єкта. Для вимірювання фотометричних величин застосовують прилади - фотометри. З точки зору фотометрії, світло - це випромінювання, здатне викликати відчуття яскравості при впливі на людське око. В основі фотометрії як науки лежить розроблена А. Гершуні теорія світлового поля.
Існують два загальних методу фотометрії: 1) візуальна фотометрія, в якій при вирівнюванні механічними або оптичними засобами яскравості двох полів порівняння використовується здатність людського ока відчувати відмінності в яскравості; 2) фізична фотометрія, в якій для порівняння двох джерел світла використовуються різні приймачі світла іншого роду - вакуумні фотоелементи, напівпровідникові фотодіоди і т.д.
32.Закон Бугера-Ламберта-Бера, його використання в кількісному аналізі.
Фізичний закон, що визначає ослаблення паралельного монохроматичного пучка світла при поширенні його в поглинає середовищі.
Закон виражається наступною формулою:
,
де інтенсивність вхідного пучка, - товщина шару речовини, через яке проходить світло, -Показник поглинання (не плутати з безрозмірним показником поглинання, який пов'язаний сформул, десь довжина хвилі).
Показник поглинання характеризує властивості речовини і залежить від довжини хвилі λ поглинається світла. Ця залежність називається спектром поглинання речовини.
Для розчинів поглинаючих речовин в непоглощающіх світло розчинниках показник поглинання може бути записаний як
де - коефіцієнт, що характеризує взаімодействіемолекули поглинає розчиненої речовини зі світлом з довжиною хвилі λ, -концентраціярастворённого речовини, моль / л.
Твердження, що не залежить від, називається законом Бера (не плутати сзаконом Бера). Цей закон передбачає, що на здатність молекули поглинати світло не впливають інші оточуючі її молекули цієї ж речовини в розчині. Однак, спостерігаються численні відхилення від цього закону, особливо при великих.
Якщо через деякий шар розчину або газу товщиною (проходить світловий потік інтенсивністю I, то за законом Ламберта - Бера кількість поглиненого світла буде пропорційно інтенсивності /, концентрації з речовини, що поглинає світло, і товщині ШАРУ) закон БМБ, який пов'язує інтенсивності світла, що падає на речовина і минулого його, з концентрацією речовини і товщиною поглинаючого шару Ну це так само, як переломлення, тільки загасання в речовині. Яке світло поглинає під певним відсотком. Тобто залишок від виходу світла є
33.ІК-спектроскопія.
Цей метод аналізу заснований на записи інфрачервоних спектрів поглинання речовини. Поглинання речовиною в області інфрачервоного випромінювання відбуваються за рахунок так коливань атомів в молекулах. Коливання підрозділяються на валентні (коли в ході коливання змінюються відстані між атомами) і коливальні (коли в ході коливання змінюються кути між зв'язками). Переходи між різними коливальними станами в молекулах квантованими, завдяки чому поглинання в ІЧ-області має форму спектра, де кожному коливанню відповідає своя довжина хвилі. Зрозуміло що довжина хвилі для кожного коливання залежить від того які атоми в ньому беруть участь, і крім того вона мало залежить від їх оточення.
метод ІЧ-спектроскопії не є розділяє методом, тобто при дослідженні будь-якого речовини може виявитися що досліджувалася насправді суміш декількох речовин, що звичайно сильно спотворить результати розшифровки спектра. Ну і все ж говорити про однозначну ідентифікації речовини за допомогою методу ІЧ-спектроскопії не цілком правильно, так як метод швидше дозволяє виявити певні функціональні групи, а не їх кількість в з'єднанні і їх спосіб зв'язку один з одним.
метод ІЧ-спектроскопії використовується при проведенні досліджень полімерних матеріалів, волокон, лакофарбових покриттів, наркотичних засобів (при ідентифікації наповнювача в якості якого часто виступають вуглеводи в тому числі полісахариди). Особливо метод незамінний при дослідженні мастильних матеріалів, тим що дає можливість одночасного визначення природи як основи мастильного матеріалу, так і можливих добавок (присадок) до цієї основі.
34. Рентгенофлуоресцентний аналіз.
(РФА) - один із сучасних спектроскопічних методів дослідження речовини з метою отримання його елементного складу, тобто його елементного аналізу. За допомогою нього можуть аналізуватися різні елементи від берилію (Be) до урану (U). Метод РФА заснований на зборі та подальшому аналізі спектра, отриманого шляхом впливу на досліджуваний матеріал рентгенівським випромінюванням. При опроміненні атом переходить в збуджений стан, що полягає в переході електронів на більш високі енергетичні рівні. У збудженому стані атом перебуває вкрай малий час, порядку однієї мікросекунди, після чого повертається в спокійне положення (основний стан). При цьому електрони із зовнішніх оболонок або заповнюють утворилися вакантні місця, а надлишок енергії випромінюється у вигляді фотона, або енергія передається іншому електрону із зовнішніх оболонок (оже-електрон)
Екологія та охорона навколишнього середовища: визначення важких металів в грунтах, опадах, воді, аерозолях і ін.
Геологія і мінералогія: якісний і кількісний аналіз ґрунтів, мінералів, гірських порід і ін.
Металургія та хімічна індустрія: контроль якості сировини, виробничого процесу і готової продукції
Лакофарбова промисловість: аналіз свинцевих фарб
35. Атомно-емісійна спектроскопія.
Атомно-емісійний спектральний аналіз - це сукупність методів елементного аналізу, заснованих на вивченні спектрів випускання вільних атомів і іонів у газовій фазі. Зазвичай емісійні спектри реєструють в найбільш зручною оптичної області довжин хвиль від 200 до 1000 нм.
АЕС (атомно-емісійна спектрометрія) - спосіб визначення елементного складу речовини по оптичних спектрах випромінювання атомів і іонів аналізованої проби, які порушуються в джерелах світла. Як джерела світла для атомно-емісійного аналізу використовують полум'я пальника або різні видиплазми, включаючи плазму електричної іскри або дуги, плазму лазерної іскри, індуктивно-пов'язану плазму, тліючий розряд і ін. АЕС - найпоширеніший експресний високочутливий метод ідентифікації та кількісного визначення елементів домішок в газоподібних, рідких і твердих речовинах, в тому числі і в високочистих .
Області застосування:
Металургія: аналіз складу металів і сплавів,
Гірничодобувна промисловість: дослідження геологічних зразків і мінеральної сировини,
Екологія: аналіз води і грунту,
Техніка: аналіз моторних масел і ін. Технічних рідин на домішки металів,
Біологічні та медичні дослідження.
Принцип дії.
Принцип дії атомно-емісійного спектрометра досить простий. Він заснований на тому, що атоми кожного елемента можуть випромінювати світло певних довжин хвиль - спектральні лінії, причому ці довжини хвиль різні для різних елементів. Для того щоб атоми почали випромінювати світло, їх необхідно порушити - нагріванням, електричним розрядом, лазером або яким-небудь іншим способом. Чим більше атомів даного елемента присутній в аналізованому зразку, тим яскравіше буде випромінювання відповідної довжини хвилі.
Інтенсивність спектральної лінії аналізованого елемента, крім концентрації аналізованого елементу, залежить від великої кількості різних факторів. З цієї причини розрахувати теоретично зв'язок між інтенсивністю лінії і концентрацією відповідного елемента неможливо. Ось чому для проведення аналізу необхідні стандартні зразки, близькі за складом до аналізованої проби. Попередньо ці стандартні зразки експонуються (пропалює) на приладі. За результатами цих пропалювання для кожного аналізованого елемента будується градуйований графік, тобто залежність інтенсивності спектральної лінії елементу від його концентрації. Згодом, під час проведення аналізу проб, за цими градуювальними графіками і проводиться перерахунок виміряних інтенсивностей в концентрації.
Підготовка проб для аналізу.
Слід мати на увазі, що реально аналізу піддається кілька міліграмів проби з її поверхні. Тому для отримання правильних результатів проба повинна бути однорідна за складом і структурі, при цьому склад проби повинен бути ідентичним складу аналізованого металу. При аналізі металу в ливарному або плавильному виробництві для відливання проб рекомендується використовувати спеціальні кокілі. При цьому форма проби може бути довільною. Необхідно лише, щоб аналізований зразок мав достатню поверхню і міг бути затиснутий в штативі. Для аналізу дрібних зразків, наприклад прутків або дроту, можуть бути використані спеціальні адаптери.
Переваги методу:
безконтактність,
Можливість одночасного кількісного визначення великого числа елементів,
Висока точність,
Низькі межі виявлення,
Простота пробопідготовки,
Низька собівартість.
36. Атомно-абсорбційна спектроскопія.
метод колічеств.определенія елементного складу досліджуваної речовини по атомних спектрах поглинання, основаннийна здатності атомів вибірково поглинати електромагнітне випромінювання в разл. ділянках спектра. A.-a.a. проводять на спец. приладах - абсорбції. спектрофотометрах. Пробу аналізованого матеріалу розчиняють (звичайно c утворенням солей); розчин у вигляді аерозолю подають в полум'я пальника. Під дією полум'я (3000 ° C) молекули солей дисоціюють на атоми, к-які можуть поглинати світло. Потім через полум'я горелкіпропускают пучок світла, в спектрі догрого є відповідні того чи іншого елементу спектральниелініі. Із загальної випромінювання досліджувані спектральні лінії виділяють монохроматором, a іхінтенсівность фіксують блоком реєстрації. Mатем. обробка проводиться за формулою: J = J0 * e-kvI,
де J і J0, - інтенсивності минулого і падаючого світла; kv - коеф. поглинання, що залежить від егочастоти; I - товщина поглинаючого шару
більш чутливий ніж АЕС
37. Нефелометрія і турбідиметрія.
S = lg (I ° / I) інтенсивність падающ. В р-р (I °) ділимо на інтенсивність виходщ з розчину (I) =
k-const каламутності
b - довжина шляху пучка світла
N-число часток в од. р-ра
У нефелометрічеському і турбидиметричним аналізі використовується явище розсіювання світла твердими частинками, що знаходяться в розчині в підвішеному стані.
Нефелометрія - метод визначення дисперсності і концентрації колоїдних систем за інтенсивністю розсіяного ними світла. Нефелометрія, вимірювання проводяться в спеціальному приладі нефелометрія, вражаючі дії яких засновані на порівнянні інтенсивності розсіяного досліджуваної середовищем світла з інтенсивністю світла, розсіяного іншим середовищем, що служить стандартом. Теорія розсіювання світла колоїдними системами, в яких розміри часток не перевищують довжини напівхвилі падаючого світла, була розроблена англійським фізиком Дж. Релея в 1871. Згідно із законом Релея, інтенсивність світла I, розсіяного в напрямку, перпендикулярному до падаючого променю, виражається формулою I = QNvlk - де q- інтенсивність падаючого світла, N - загальне число частинок в одиниці об'єму, або часткова концентрація, v - обсяг однієї частинки, \ - довжина хвилі падаючого світла, k - константа, що залежить від показників заломлення колоїдних частинок і навколишнього їх дисперсійного середовища, відстані від джерела світла, а також від прийнятих одиниць вимірювання
Турбідиметрія - метод аналізу каламутних середовищ, заснований на вимірюванні інтенсивності поглиненого ними світла. Турбодиметричні вимірювання проводять в світлі за допомогою турбідиметрії візуальних або фотоелектричних колориметрів. Методика вимірювань аналогічна колориметрической і ґрунтується на застосування до каламутним середах Бугера -Ламберта - закону Бера, який в разі суспензій справедливий лише для дуже тонких шарів або при значних розведеннях. При турбідиметрії потрібне ретельне дотримання умов освіти дисперсної фази, аналогічних умовам, дотримуваним при нефелометрії. Значне удосконалення турбідиметрії полягає в застосуванні турбидиметричним титрування по максимуму помутніння за допомогою фотоелектричних колориметрів. Турбідиметрія з успіхом використовуються для аналітичного визначення сульфатів, фосфатів, хлоридів, ціанідів, свинцю, цинку та ін.
Основною перевагою нефелометрічеському і турбидиметричним методів є їх висока чутливість, що особливо цінно по відношенню до елементів або іонів, для яких відсутні кольорові реакції. У практиці широко застосовується, наприклад, нефелометрічеському визначення хлориду і сульфату в природних водах і аналогічних об'єктах. За точністю турбідиметрія і нефелометрія поступаються фотометрическим методам, що пов'язано, головним чином, з труднощами отримання суспензій, що володіють однаковими розмірами частинок, стабільністю в часі і т. Д. До звичайних порівняно невеликих погрішностей фотометричного визначення додаються помилки, пов'язані з недостатньою воспроизводимостью хіміко-аналітичних властивостей суспензій.
Нефелометрія і турбідиметрії застосовують, напр., Для визначення SO4 у вигляді суспензії BaSO4, Сl- у вигляді суспензії AgCl, S2- у вигляді суспензії CuS з ниж. межами визначених змістів ~ 0,1 мкг / мл. Для стандартизації умов аналізу в експериментах необхідно строго контролювати т-ру, обсяг суспензії, концентрації реагентів, швидкість перемішування, час проведення вимірювань. Осадження має протікати швидко, а осідають частинки повинні мати малі розміри і низьку р-рімость. Для запобігання коагуляції великих часток в р-р часто додають стабілізатор, напр. желатин, гліцерин.
38. Хроматографія: історія виникнення, принцип методу, застосування в суд. Дослідженнях.
Хроматографія- динамічний сорбційний метод розділення і аналізу сумішей речовин, а також вивчення фізико-хімічних властивостей речовин. Заснований на розподілі речовин між двома фазами - нерухомою (тверда фаза або рідина, пов'язана на інертному носії) і рухомого (газова або рідка фаза, елюент). Назва методу пов'язане з першими експериментами по хроматографії, в ході яких розробник методу Михайло Колір поділяв яскраво забарвлені рослинні пігменти.
Метод хроматографії був вперше застосований російським ученим-ботаніком Михайлом Семеновичем Кольором в 1900 році. Він використовував колонку, заполненнуюкарбонатом кальцію, для поділу пігментів рослинного походження. Перше повідомлення про розробку методу хроматографії було зроблено Кольором 30 грудня 1901 року на XI з'їзді природознавців і лікарівв С.-Петербурзі. Перша друкована праця по хроматографії була опублікована в 1903 році, в журналі Праці Варшавського товариства дослідників природи. вперше термін хроматографіяз'явився в двох друкованих роботах Кольори в 1906 році, опублікованих в німецькому журналі Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. У 1907 році Колір демонструє свій метод Німецькому Ботанічному суспільству.
У 1910-1930 роки метод був незаслужено забутий і практично не розвивався.
У 1931 році Р. Кун, А. Винтерштейн і Е. Ледерер за допомогою хроматографії виділили з сирого каротину α і β фракції в кристалічному вигляді, ніж продемонстрували препаративну цінність методу.
У 1941 році А. Дж. П. Мартін і Р. Л. М. Сінг розробили новий різновид хроматографії, в основу якої лягло відмінність в коефіцієнтах розподілу поділюваних речовин між двома несмешивающимися рідинами. Метод отримав назву « розподільна хроматографія».
У 1947 році Т. Б. Гапон, Е. Н. Гапон і Ф. М. Шемякін розробили метод «іонообмінної хроматографії».
У 1952 році Дж. Мартіна і Р. Сінгу була присуджена Нобелівська премія в галузі хімії за створення методу розподільної хроматографії.
З середини XX століття і до наших днів хроматографія інтенсивно розвивалася і стала одним з найбільш широко застосовуваних аналітичних методів.
Класифікація: Газова, Рідинна
Основи хроматографіч. процесу.Для проведення хроматографіч. поділу в-в або визначення їх фіз.-хім. характеристик зазвичай використовують спец. прилади - хроматографи. Осн. вузли хроматографа - хроматографіч. колонка, детектор, а також пристрій для введення проби. Колонка, яка містить сорбент, виконує ф-цію розділення аналізованої суміші на складові компоненти, а детектор -ф-цію їх кількостей. визначення. Детектор, розташований на виході з колонки, автоматично безперервно визначає концентрацію поділюваних соед. в потоці рухомої Після введення аналізованої суміші з потоком рухомої фази в колонку зони всіх в-в розташовані на початку хроматографіч. колонки (рис. 1). Під дією потоку рухомої фази компоненти суміші починають переміщатися уздовж колонки з разл. швидкостями, величини яких брало обернено пропорційні коефіцієнтам розподілу До хроматографіруемого компонентів. Добре сорбіруємості в-ва, значення константраспределенія для яких брало великі, пересуваються вздовж шару сорбенту по колонці повільніше, ніж погано сорбіруємості. Тому швидше за всіх з колонки виходить компонент А, потім компонент Б і останнім залишає колонку компонент В (К А<К Б <К В). Сигнал детектора, величина к-рого пропорциональна концентрации определяемого в-ва в потоке элюента, автоматически непрерывно записывается и регистрируется (напр., на диаграммной ленте). Полученная хроматограмма отражает расположение хроматографич. зон на слое сорбента или в потоке подвижной фазы во времени.
Мал. 1.Поділ суміші з трьох компонентів (А, Б і В) на хроматографічної колонці До з детектором Д: а - положення хроматографических зон поділюваних компонентів в колонці через певні інтервали часу; б - хроматограмма (С - сигнал, t - час) .
При плоскослойном хроматографіч. поділі аркуш паперу або пластину з шаром сорбенту з нанесенниміпробамі досліджуваного в-ва поміщають в хроматографіч. камеру. Після поділу компоненти визначають будь-яким підходящим методом.
39. Класифікація хроматографічних методів.
Храмотографія - метод розділення і аналізу речовин, заснований на розподілі Анализир. По-ва між 2 фазами: рухомою і нерухомою
Розчин суміші речовин підлягають розподілу, пропускають через скляну трубку (адсорбційна колонку) заповнену адсорбентом. В результаті компоненти суміші утримуються на різній висоті стовпа адсорбенту у вигляді окремих зон (шарів). Вещ-ва краще адсорбує. Нах в верх частини стовпа, а гірше адсорбовані в ниж частині стовпа. По-ва нездатні адсорбироваться - проходять через колонку не затримуючи і збираються в фільтрі.
класифікації:
1. По агрегатному стані фаз.
1) Рухома
А) газова (інертні гази: гелій, аргон, азон)
Б) рідинна
2. за способом проведення
1) на площині (планарная); паперова тонкослойная
2) колоночная
А) насадочного (насадочного колонка наповнена сорбентом)
Б) капілярна (тонкий скляний / кварцовий капиляр на внутр.поверхності якого нанесена нерухома фаза)
Можна опр. Вещ-ва в небольш.кол-вах.
Летючі в-ва поділяються.
40. Хроматограмма. Основні параметри хроматограф.піка.
Хроматограмма - результат реєстрування залежності концентрації компонентів на виході з колонки від часу.
H S
Кожен пік на хроматограмі характеризується двома основними параметрами
1. Час утримування ( t R) - це час від моменту введення проби, що аналізується до моменту реєстрації максимуму хроматографічного піку. Воно залежить від природи речовини і є якісною характеристикою.
2. Висота ( h) Або площа ( S) піку
S = ½ ω × h. (4)
Висота і площа піку залежать від кількості речовини і є кількісними характеристиками.
Час утримування складається з двох складових - часу перебування речовин в рухомій фазі ( t m) І часу перебування в нерухомій фазі ( t s):
Ідентифікацію піків невідомих компонентів аналізованої суміші проводять шляхом зіставлення (порівняння) відносить. величин, які визначаються безпосередньо з хроматограми, з відповідними табличними даними для відомих сполук. При ідентифікації в хроматографії достовірний тільки отрицат. відповідь; напр., пік i не є в-вом А, якщо часи утримування піку i і в-ва А не збігаються. Збіг часів утримування піку i і в-ва А - необхідна, але недостатня умова для укладення, що пік i - це в-во А.
У практичній роботі вибір того чи іншого параметра для кількісної розшифровки хроматограм визначається сукупним впливом декількох факторів швидкістю і зручністю розрахунку, формою (широкий, вузький) і ступенем асиметрії хроматографічного піку, ефективністю використовуваної колонки, повнотою поділу компонентів суміші, наявністю необхідних автоматизованих пристроїв (інтеграторів, комп'ютерних систем обробки даних хроматографічного аіаліза).
Параметр хроматографічного піку вимірюється оператором на хроматограмі вручну після закінчення циклу поділу компонентів аналізованої суміші
Параметр хроматографічного піку вимірюється автоматично за допомогою цифрових вольтметрів, інтеграторів або спеціалізованих ЕОМ одночасно з поділом компонентів аналізованої суміші в колонці і записом хроматограми
Оскільки техніка розшифровки хроматограм зводиться до вимірювання параметрів хроматографических піків цікавить і стандартного з'єднань, умови хроматографування повинні забезпечувати по можливості повне їх поділ всі інші складові вихідної проби в прийнятих умовах аналізу можуть не відокремлюватися один від одного або навіть взагалі не проявлятися на хроматограмі (в цьому полягає перевага методу внутрішнього стандарту перед методом внутрішньої нормалізації)
41.Качественний хроматографіч.аналіз.
При достатній довжині колонки можна зробити повне розділення компонентів будь-якої суміші. А після елюювання розділених компонентів в окремі фракції (Елюат) визначити кількість компонентів суміші (воно відповідає кількості елюатів), встановити їх якісний склад, визначити кількість кожного з них, використавши відповідні методи кількісного аналізу.
Якісний хроматографічний аналіз, тобто індетіфікацію речовини по його хроматограмме, може бути виконаний порівнянням хроматограіческіх характеристик, найчастіше утримується обсягу (тобто обсягу рухомої фази, пропущеної через колонку від початку введення суміші до появи даного компонента на виході з колонки), знайдених при певних умовах для компонентів аналізованої суміші і для зразка.
42.Колічественний хроматограф.аналіз.
Кількісний хроматографический аналіз проводять зазвичай на хроматографе. Метод заснований на вимірюванні різних параметрів хроматографічного піку, що залежать від концентрації хроматографіруемого речовин - висоти, ширини, площі і утримуваного обсягу або твори утримуваного обсягу на висоту піку.
В кількісної газової хроматографії застосовують методи абсолютної градуювання і внутрішньої нормалізації, або нормування. Використовується також метод внутрішнього стандарту. При абсолютній градуировке експериментально визначають залежність висоти або площі піку від концентрації речовини і будують градуювальні графіки або розраховують відповідні коефіцієнти. Далі визначають ті ж характеристики піків в аналізованої суміші, і по градуювальним графіком знаходять концентрацію аналізованого речовини. Цей простий і точний метод є основним при визначенні мікродомішок.
При використанні методу внутрішньої нормалізації приймають суму будь-яких параметрів піків, наприклад, суму висот всіх піків або суму їх площ, за 100%. Тоді відношення висоти окремого піка до суми висот або відношення площі одного піку до суми площ при множенні на 100 буде характеризувати масову частку (%) компонента в суміші. При такому підході необхідно, щоб залежність величини вимірюваного параметра від концентрації була однаковою для всіх компонентів суміші.
43.Планарная хроматографія. Використання тонкошарової хроматографії для аналізу чорнила.
Першою формою використання целюлози в тонкошарової хроматографії була паперова хро-матографія. Доступні пластинки для ТШХ і високопродуктивної ТШХ дозволяють розділяти суміші полярних речовин, при цьому в якості елюента використовуються, по крайней мере, потрійні суміші з води, не змішується з нею органічного розчинника і водорозчинного розчинника, що сприяє утворенню однієї фазив соляній кислоті) (7)
Тут DU2 - різниця потенціалів між хлоридом срібла і соляною кислотою при концентрації хлориду в
кислоті 0,1 моль / л, DU20 - різниця потенціалів між хлоридом срібла і соляною кислотою при
концентрації хлориду в кислоті 1 моль / л (стандартна), R, T і F - відповідно універсальна газова
постійна, абсолютна температура і число Фарадея. Оскільки діюча концентрація хлориду в
хлориде срібла постійна від природи, а в соляній кислоті постійна за рахунок того, що трубка закрита і не
обмінюється речовиною з зовнішнім простором, значить постійно і їх відношення і логарифм відносини:
DU2 = const.
Залишається тільки один компонент ланцюжка з послідовно з'єднаних електрохімічних елементів DU3.
Це різниця потенціалів на скляній мембрані. Матеріал мембрани вибирається таким чином, що це
скло пропускає іони водню і не пропускає інших іонів.
Численні експериментальні дослідження показали, що ця різниця потенціалів визначається
рівнянням:
DU3 = (RT / F) ln (зовн / [H +] в соляній кислоті) (8)
Суворої теорії для пояснення цього факту до теперішнього часу не існує, хоча і існує кілька
пояснень.
Логарифм відношення дорівнює різниці логарифмів:
DU3 = (RT / F) ln (зовн) - (RT / F) ln [H +] в соляній кислоті) (9)
Другий доданок в правій частині рівняння (9) не залежить від складу зовнішнього розчину, тому ми можемо
вважати його константою.
20.
У загальному випадку, якщо рідина є частиною електричного кола, то вона поводитьсяза певних умов як електричний опір, провідність G
якого визначається виразом
Електрохімічні методи аналізу засновані на вимірюванні потенціалів, сили струму та інших характеристик при взаємодії аналізованого речовини з електричним струмом.
Електрохімічні методи діляться на три групи:
¨ методи, засновані на електродних реакціях, що протікають в відсутності струму (потенциометрия);
¨ методи, засновані на електродних реакціях, що протікають під дією струму (вольтамперометрия, кулонометрія, Електрогравіметрія);
¨ методи, засновані на вимірах без протікання електродної реакції (кондуктометрія - низькочастотне титрування і осціллометрія - високочастотне титрування).
По прийомів застосування електрохімічні методи класифікуються на прямі, Засновані на безпосередній залежності аналітичного сигналу від концентрації речовини, і непрямі(Встановлення точки еквівалентності при титруванні).
Для реєстрації аналітичного сигналу необхідні два електроди - індикаторний і порівняння. Електрод, потенціал якого залежить від активності визначаються іонів, називається індикаторним. Він повинен швидко та оборотно реагувати на зміну концентрації визначаються іонів в розчині. Електрод, потенціал якого не залежить від активності визначаються іонів і залишається постійним, називається електродом порівняння.
потенціометр
Потенциометрический методзаснований на вимірюванні електрорухомий сил оборотних гальванічних елементів і застосовується для визначення концентрації іонів в розчині.
Метод був розроблений в кінці минулого століття, після того, як в 1889 р Вальтер Нернст вивів рівняння, що зв'язує потенціал електрода з активністю (концентрацією речовин):
де - стандартний електродний потенціал, В; 0,059 - константа, що включає універсальну газову постійну (), абсолютну температуру і постійну Фарадея (); - число електронів, що беруть участь в електродної реакції; і - активність окисленої і відновленої форм речовини відповідно.
При зануренні металевої пластинки в розчин, на кордоні метал-розчин встановлюється рівновага
Ме 0 ↔ Ме n + + nē
і виникає електродний потенціал. Виміряти цей потенціал не можна, але можна виміряти електрорушійну силу гальванічного елемента.
Досліджуваний гальванічний елемент складається з двох електродів, які можуть бути занурені в один і той же розчин (елемент без переносу) або в два різних за складом розчину, що мають між собою рідинної контакт (ланцюг з перенесенням).
Електрод, потенціал якого залежить від активності визначаються іонів, називається індикаторним:Е = f (с). Електрод, потенціал якого не залежить від концентрації визначаються іонів і залишається постійним називається електродом порівняння. Його застосовують для вимірювання потенціалу індикаторного електрода.