6. Аналитический сигнал определяемого компонента

В аналитической химии вместо метрологического понятия измерительного сигнала используют понятие аналитического сигнала, как более сложного по происхождению, по сравнению с измерительными сигналами, отражающими пространственно-временные, механические, электрические, магнитные, теплофизические, радиационные и т.д. физические величины.

Аналитический сигнал – измерительный сигнал, регистрируемый в ходе анализа пробы вещества объекта анализа, содержащий количественную информацию о величине, функционально связанной с содержанием определяемого компонента (конкретных атомов, ионов, молекул), из которых состоит анализируемое вещество. Аналитическим сигналом служит физическое, физико-химическое или химическое свойство определяемого компонента. Интенсивность многих свойств веществ, продуктов и материалов зависит от состава и концентрации (содержания) конкретных компонентов.

Интенсивность аналитического сигнала – это численное значение свойства, связанного с содержанием анализируемого компонента в веществе объекта анализа. Например, в методах гравиметрии интенсивность аналитического сигнала – это масса вещества выделенного продукта реакции, называемой гравиметрической формой. В методах титриметрии – это эквивалентный объём титранта, израсходованного на химическую реакцию. В фотометриии – это интенсивность поглощения света химическими частицами, преобразованная в величину оптической плотности раствора.

Измеренный сигнал складывается из аналитического сигнала определяемого компонента (полезный сигнал), сигнала матрицы. Сигнал матрицы обусловлен присутствием всех остальных компонентов в пробе анализируемого вещества, кроме определяемого, добавленных к пробе растворителей и реагентов, электрических и электронных шумов средства измерения (помеха).

Понять термин «матрица» можно на следующем примере. Хлорид-ионы определяют в плазме крови, сыре, морской воде. В веществе этих объектов анализа точно есть один и тот же компонент – хлорид-ионы, остальные же компоненты различается по химическому составу, следовательно, матрицы их тоже различны.

Обычно измерительный сигнал матрицы стремятся уменьшить, насколько это возможно, в процессе подготовки пробы анализируемого вещества, либо применяют специальные приёмы во время проведения измерений, позволяющие получать более достоверный результат анализа, что является целью всех видов измерений. Применяют следующие приёмы:

• Выполняют все аналитические операции и проводят измерения с так называемой холостой пробой, содержащей матричные компоненты, но без определяемого компонента. В результат анализа пробы анализируемого вещества вносят поправку на холостую пробу.

• К аналитической пробе анализируемого вещества и градуировочным смесям добавляют избыток какого-либо «инертного» компонента, вследствие чего небольшие различия в химическом составе матрицы анализируемого вещества и вещества сравнения становятся несущественными, и всё влияние будет определяться практически одинаковым образом одним и тем же «инертным» компонентом. Например, в методе ионометрии нитрат – селективный электрод реагирует на изменение активности нитрат – ионов, зависящей от ионной силы раствора (количества разнообразных ионов). При проведении точных измерений для создания постоянной ионной силы как градуировочные, так и растворы анализируемых веществ готовят разбавлением фоновым 1 моль/дм³ раствором K₂S0₄ или NaClO_4.