§ 13. Масс-спектрометрические методы анализа

Масс-спектрометрические методы анализа основаны на определе­нии отдельных ионизированных атомов, молекул и радикалов посред­ством разделения потоков ионов, содержащих частицы с разным отно­шением массы к заряду, в результате комбинированного действия элек­трического и магнитного полей (см.книга 2,гл.VI,§5).

Масс-спектрометрические методы анализа широко применяются в различных областях промышленности, науки и новой техники и дают возможность установить изотопный состав и исследовать состав про­дуктов реакций, содержание микропримесей в особо чистых веществах и т, д. Но так как работы по масс-спектрометрии не предусмотрены учебной программой по аналитической химии, в данной книге эти ме­тоды не рассматриваются.

§ 14. Физико-химический анализ по н. С. Курнакову

Метод, предложенный Н. С, Курнаковым, позволяет изучать физи­ческие свойства систем в зависимости от их химического состава. На­пример, для аналитических целей могут быть использованы кривые зависимости температуры плавления от состава свинцово-оловянного сплава. Этот метод называется физико-химическим анализом. Не сле­дует смешивать понятия «физико-химический метод анализа» с поня­тием «физико-химический анализ».

Если в процессе нагревания или охлаждения исследуемого веще­ства в анализируемом объекте не наблюдаются фазовые превращения, связанные с выделением или поглощением тепла, То кривые нагревания или охлаждения характеризуются плавным ходом. Если же в системе происходят фазовые превращения, то на кривой изменения температур в зависимости от характера этих превращений на протяжении некото­рого промежутка времени наблюдаются горизонтальные участки при неизменной температуре или резкие перегибы кривой. Подобная кривая охлаждения дает возможность судить о всех фазовых превращениях, происходящих в исследуемом образце в процессе охлаждения. Посколь­ку подробное описание метода Н.С.Курнакова, иначе называемого термическим анализом, не входит в нашу задачу, отсылаем студентов к соответствующим руководствам по физической химии.

§ 15. Другие методы анализа

В последнее время наряду с известными электрохимическими, оптическими, хроматографическими, радиометрическими, масс-спектрометрическими методами анализа широко применяются и другие методы;

некоторые из них описаны ниже.

Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), основанный на использовании явления резонансного поглощения электромагнитных волн парамагнитными частицами в постоянном магнитном поле, успешно применяется для измерения концентрации парамагнитных ве­ществ, исследования окислительно-восстановительных процессов, изуче­ния химической кинетики и механизма химических реакций и т. п.

Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) основан на исполь­зовании резонансного поглощения электромагнитных волн исследуемым веществом в постоянном магнитном поле, обусловленного ядерным маг­нетизмом. Метод ЯМР применяется для исследования комплексных соединений, состояния ионов в растворе, для изучения химической ки­нетики и т. п.

Метод ядерной гамма-резонансной (ЯГР) спектроскопии, основан­ный на наблюдении мессбауэровского эффекта. Метод ЯГР-спектроско­пии применяется для установления характера химических связей в ве­ществах, а также для исследования комплексных и элементоорганических соединений и т. п.

Ультразвуковые методы.

Модифицированные рентгеновские методы.

Эти, и другие специальные методы используются не только для ана­лиза и исследования различных природных и технических объектов, но и для изучения разнообразных реакций и процессов, протекающих в экстремальных условиях (давления, температуры, радиации и т. п.). Развитию таких методов в значительной мере способствовал прогресс в области химической технологии производства важнейших специальных материалов, атомной энергетики, космонавтики, биологии, биохимии и т. п.

Внедрение в практику современных физических и физико-химиче­ских методов анализа и исследования оказало, существенное влияние на развитие различных областей техники и науки, в том числе на раз­витие самой аналитической химии.

13