Физико-химични методи за анализ: практическо приложение

Изследването на веществата е доста сложна и интересна материя. Всъщност, в чиста форма, те почти никога не се срещат в природата. Най-често това е смес от сложен състав, в който отделянето на компонентите изисква известни усилия, умения и оборудване.

След разделянето е не по-малко важно правилно да се определи дали дадено вещество принадлежи към определен клас, т.е. да го идентифицира. Определете точките на кипене и топене, изчислете молекулното тегло, проверете за радиоактивност и т.н., като цяло, изследвайте. За тази цел се използват различни методи, включително физико-химични методи за анализ. Те са доста разнообразни и изискват използването, като правило, на специално оборудване. За тях и ще бъдат обсъдени по-нататък.

Физико-химични методи за анализ: обща концепция

Какви са тези начини за идентифициране на съединенията? Това са методи, основани на пряката зависимост на всички физични свойства на веществото от неговия структурен химичен състав. Тъй като тези показатели са строго индивидуални за всяко съединение, физико-химичните методи за изследване са изключително ефективни и дават 100% резултати при определяне на състава и други показатели.

Следователно, следните свойства на веществото могат да се приемат като:

• способност за абсорбиране на светлина;
• топлопроводимост;
• електрическа проводимост;
• точка на кипене;
• топене и други параметри.

Физико-химичните методи за изследване имат значителна разлика от чисто химичните методи за идентифициране на вещества. В резултат на тяхната работа няма реакция, т.е. трансформация на вещество, както обратимо, така и необратимо. Като правило, съединенията остават непокътнати както по маса, така и по състав.

Особености на тези изследователски методи

Има няколко основни характеристики, характерни за тези методи за определяне на вещества.

1. Пробата не трябва да се почиства от примесите преди процедурата, тъй като оборудването не изисква това.
2. Физико-химичните методи за анализ имат висока степен на чувствителност, както и повишена селективност. Следователно анализът изисква много малко количество от изследваната проба, което прави тези методи много удобни и ефективни. Дори ако е необходимо да се определи елемент, който се съдържа в общата сурова маса в незначителни количества, това не е пречка за посочените методи.
3. Анализът отнема само няколко минути, така че друга функция е кратката продължителност или бързата скорост.
4. Разгледаните методи на изследване не изискват използването на скъпи показатели.

Очевидно е, че предимствата и особеностите са достатъчни, за да направят физико-химичните методи на изследване универсални и търсени в почти всички изследвания, независимо от сферата на дейност.

класификация

Има няколко признака, въз основа на които разглежданите методи са класифицирани. Ще представим обаче най-общата система, комбинираща и обхващаща всички основни изследователски методи, свързани директно с физикохимичните.

1. Електрохимични изследователски методи. Въз основа на измерения параметър въз основа на:

• потенциометър;
• волтамерия;
• полярография;
• OscilloMeter;
• m проводимост;
• elektrogravimetriyu;
• coulometry;
• амперометрия;
• dielkometriyu;
• високочестотна кондуктометрия.

2. Спектрално. Те включват:

• оптичен;
• Рентгенова фотоелектронна спектроскопия;
• електромагнитен и ядрен магнитен резонанс.

3. Нагряване. Подразделени на:

• термичен;
• термогравиметрията;
• калориметрия;
• entalpimetriyu;
• delatometriyu.

4. Хроматографски методи, които са: t

• газ;
• седиментни;
• проникване на гел;
• обмен;
• течност.

Можете също така да разделите физико-химичните методи на анализ на две големи групи. Първият е този, в резултат на който се случва унищожаване, т.е. пълното или частично унищожаване на вещество или елемент. Втората е безразрушителна, запазвайки целостта на изследваната проба.

Практическо приложение на такива методи

Областите на използване на разглежданите методи на работа са доста разнообразни, но всички те, разбира се, по един или друг начин се отнасят до науката или технологията. Като цяло има няколко основни примера, от които ще стане ясно за какво точно са предназначени тези методи.

1. Контрол на хода на сложните технологични процеси в производството. В тези случаи е необходимо оборудване за безконтактно управление и проследяване на всички конструктивни връзки в работната верига. Тези устройства също ще определят неизправности и неизправности и ще дадат точен количествен и качествен доклад за мерките за отстраняване и предупреждение.
2. Провеждане на химико-практическа работа с цел качествено и количествено определяне на добива на реакционния продукт.
3. Изследване на проба от вещество, за да се установи точния елементарен състав.
4. Определяне на количеството и качеството на примесите в общата маса на пробата.
5. Точен анализ на участниците в междинните, първичните и вторичните реакции.
6. Подробен доклад за структурата на веществото и неговите свойства.
7. Откриването на нови елементи и придобиването на данни, характеризиращи техните свойства.
8. Практическо потвърждение на емпирични теоретични данни.
9. Аналитична работа с вещества с висока чистота, използвани в различни отрасли на техниката.
10. Титруване на разтвори без използване на индикатори, което дава по-точен резултат и има напълно прост контрол, благодарение на работата на апарата. Това означава, че влиянието на човешкия фактор се свежда до нула.
11. Основните физико-химични методи на анализ ни позволяват да изследваме състава:

• минерали;
• минерали;
• силикати;
• метеорити и чужди тела;
• метали и неметали;
• сплави;
• органични и неорганични вещества;
• единични кристали;
• редки и разпръснати предмети.

Области на използване на методите

• ядрена енергия;
• физика;
• химия;
• радиоелектроника;
• лазерна технология;
• космически изследвания и др.

Класификацията на физичните и химичните методи на анализ само потвърждава колко изчерпателни, точни и универсални са те за използване в изследванията.

Електрохимични методи

В основата на тези методи са реакциите във водни разтвори и върху електродите под действието на електрически ток това е, просто казано, електролиза. Съответно, видът на енергията, която се използва в тези методи за анализ, е поток от електрони.

Тези методи имат своя собствена класификация на физико-химичните методи за анализ. Тази група включва следните видове.

1. Електрически анализ на теглото. Според резултатите от електролизата, от електродите се отстранява маса от вещества, която след това се претегля и анализира. Така се получават данни за масата на съединенията. Една от разновидностите на такава работа е методът на вътрешна електролиза.
2. Полярография. В основата на - измерването на ток. Този индикатор ще бъде право пропорционален на концентрацията на желаните йони в разтвора. Амперометричното титруване на разтворите е вариант на разглеждания полярографски метод.
3. Кулометрията се основава на закона на Фарадей. Измерва се количеството електроенергия, изразходвано за процеса, от което след това се прехвърля към изчислението на йони в разтвор.
4. Потенциометрията се основава на измерване на електродните потенциали на участниците в процеса.

Всички разглеждани процеси са физикохимични методи. количествен анализ вещества. Използвайки електрохимични методи на изследване, те разделят сместа на компоненти, определят количеството мед, олово, никел и други метали.

спектрален

В основата на процесите на електромагнитно излъчване. Също така има своя собствена класификация на използваните методи.

1. Пламъчна фотометрия. За целта изпитваното вещество се напръсква в открит пламък. Много метални катиони придават цвят на определен цвят, така че тяхната идентификация е възможна. Това са главно вещества като: алкални и алкалоземни метали, мед, галий, талий, индий, манган, олово и дори фосфор.
2. Абсорбционна спектроскопия. Тя включва два вида: спектрофотометрия и колориметрия. Основа - дефиницията на спектъра, погълнат от веществото. Той действа както във видимата, така и в горещата (инфрачервена) част от радиацията.
3. Турбидиметрия.
4. Нефелометрия.
5. Луминесцентен анализ.
6. Рефрактометрия и поляриметрия.

Очевидно е, че всички разглеждани методи в тази група са методи за качествен анализ на дадено вещество.

Анализ на емисиите

Това е една от разновидностите спектрален анализ. При неговото прилагане веществото е изложено на най-силния източник на възбуждане, например разряд електрическа дъга.

Това причинява емисия или абсорбция електромагнитни вълни. Съгласно този показател е възможно да се прецени качествен състав на веществото, т.е. какви конкретни елементи са включени в извадката от изследването.

хроматография

Физико-химичните изследвания често се провеждат в различни среди. В този случай хроматографските техники стават много удобни и ефективни. Те са разделени на следните типове.

1. Адсорбционна течност. В основата на различните способности на компонентите на адсорбция.
2. Газова хроматография. Също така се основава на адсорбционния капацитет, само за газове и вещества в парите. Използва се в масово производство на съединения в такива агрегативни състояния, когато продуктът се освобождава в смес, която трябва да се раздели.
3. Разпределителна хроматография.
4. Redox.
5. Обмяна на йони.
6. Хартия.
7. Тънък слой.
8. Седиментна.
9. Адсорбция-kompleksoobrazovatelnoj.

термичен

Физико-химичните изследвания включват и използването на методи, основани на топлината на образуване или разлагане на веществата. Такива методи също имат своя собствена класификация.

1. Термичен анализ.
2. Термогравиметрия.
3. Калориметрия.
4. Entalpometriya.
5. Dilatometry.

Всички тези методи позволяват да се определи количеството топлина, механичните свойства, енталпиите на веществата. Въз основа на тези показатели съставът на съединенията се определя количествено.

Методи за аналитична химия

Този раздел на химията има свои характеристики, тъй като основната задача на анализаторите е качественото определяне на състава на веществото, тяхната идентификация и количествено счетоводство. В тази връзка аналитичните методи за анализ се разделят на:

• химически;
• биологичен;
• физически и химически.

Тъй като ние точно се интересуваме от последното, ще разгледаме точно кои от тях се използват за определяне на вещества.

Основните видове физични и химични методи в аналитичната химия

1. Спектроскопски - все пак, които бяха обсъдени по-горе.
2. Масов спектър - базиран на действието на електрически и магнитни полета върху свободните радикали, частици или йони. Лабораторният асистент на физикохимичния анализ осигурява комбинирания ефект на определените силови полета и частиците се разделят на отделни йонни потоци според съотношението заряд / маса.
3. Радиоактивни методи.
4. Електромеханична.
5. Биохимични.
6. Thermal.

Какво позволяват подобни методи на лечение за вещества и молекули? Първо, изотопният състав. Също така: продуктите от реакцията, съдържанието на някои частици в чисти вещества, масата на желаните съединения и други полезни за изследователите неща.

По този начин аналитичните химични методи са важни начини за получаване на информация за йони, частици, съединения, вещества и техния анализ.