Інструментальний аналіз

П Е Р Е Д М О В А

Курс «Інструментальні методи аналізу» є завершальною частиною аналітичної хімії. Студенти розпочинають його вивчення, освоївши теоретичні основи та практику на курсах якісного та кількісного аналізу, фізико-хімічні основи інструментальних методів аналізу на курсах біофізики та фізичних методів аналізу.

В інструментальних методах аналізу широко застосовуються фізико-хімічні методи, які основані на використанні фізико-хімічних властивостей досліджуваних речовин.

Фізико-хімічні методи аналізу мають такі переваги:

1. Селективність. Деякими методами (спектральними, полярографічними, мас-спектрометричними і ін.) можна одночасно визначати якісно і кількісно десятки компонентів.

2. Висока швидкість виконання аналізу – експресність. Для проведення аналізу фізико-хімічними методами в ряді випадків потрібно декілька хвилин.

3. Границя виявлення нижча, ніж хімічних методів. Фізико-хімічними методами можна проводити аналіз при дуже малих вмістах компонентів – 10 ^-4 – 10 ^-5 % і менше. Хімічними методами – 10 ^-1 – 10 ^-2 %.

4. Фізико-хімічні методи легко автоматизуються, що дозволяє проводити у виробничих умовах автоматичний контроль технологічних процесів і їх автоматичне регулювання.

В основі класифікації фізико-хімічних методів аналізу покаладені фізичні властивості. В залежності від властивостей, що використовуються, розрізняють наступні групи методів: спектральні, електрохімічні, хроматографічні, радіометричні, мас-спектрометричні, термометричні та ін.

Найбільш часто застосовують наступні фізико-хімічні методи:

Фотоколориметрія – метод, в основі якого лежить вимірювання поглинання немонохроматичного світла, яке проходит крізь розчин за допомогою фотоелектроколориметрів.

Спектрофотометрія – метод, аналіз в якому здійснюють по поглинанню речовинами монохроматичного випромінювання у видимій, УФ- та ІЧ-областях спектра.

Нефелометрія – метод, оснований на вимірюванні кількості світла, розсіяного частинками суспензії.

Рефрактометрія – метод, заснований на вимірюванні показника заломлення світла речовиною.

Поляриметрія – метод, в основі якого лежить вимірювання кута обертання площини поляризації поляризованого світла, що пройшло через оптично активне середовище.

Флуориметрія – метод, оснований на вимірюванні інтенсивності флуоресценсії (свічення, яке виникає при впливі на деякі речовини електромагнітного випромінювання).

Інструментальні методи аналізу мають ряд переваг у порівнянні з класичними: значно вищу чутливість, селективність, експресність, об’єктивність, можливість автоматизації та комп’ютеризації аналізу.

Хроматографія – метод, в основі якого лежить процес розділення сумішей речовин, який заснований на кількісних відмінностях у поведінці компонентів, що розділюються при їх безперервному перерозподілі між двома фазами, які контактують, і одна з яких нерухома, а інша має постійний напрямок руху.

Полярографія – метод, в основі якого лежать процеси поляризації, що проходять на мікроелектроді і одержання поляризаційних кривих, які описують залежність сили струму від напруги.

Кондуктометрія – метод, оснований на вимірюванні електропровідності досліджуваного розчинув залежності від концентрації.

Потенціометрія – метод, в основі якого лежить використання електрорушійної сили гальванічного елемента від концентрації речовини.

Кулонометрія – метод, заснований на використанні залежності кількості електрики, що витрачено на проведення електрохімічної реакції з досліджуваною речовиною, від її концентрації в розчині.