7. Результат измерения концентрации компонента

Результат измерения аналитического сигнала является прямым измерением. Результат обнаружения, идентификации и измерения содержания определяемого компонента относится к косвенным измерениям, так как содержание компонента либо рассчитывается по формулам, в которые входят результаты прямых измерений (методы гравиметрии и методы титриметрии), либо содержание компонента находят из градуировочного графика, построенного по результатам прямых измерений величины выходного аналитического сигнала (все физические методы).

Результат измерения концентрации определяемого компонента может быть считан со шкалы средства измерения, если оно проградуировано изготовителем в единицах концентрации определяемого компонента (средство измерения в этом случае называется концентратомером), либо считано с экрана компьютера, что также заложено в средство измерения его изготовителем за счет программного обеспечения (в этом случае средство измерения называется измерительно-вычислительным комплексом).

Во всех остальных случаях по результатам прямых измерений с помощью уравнения связи рассчитывают содержание определяемого компонента в пробе анализируемого вещества. Уравнение связи выражает зависимость между интенсивностью аналитического сигнала I (измеряемой величиной) и содержанием анализируемого компонента или его концентрацией С(А). Уравнение связи (I = fС(А)) представляет собой формулу, градуировочный график или таблицу.

В химическом методе химического анализа – титриметрии уравнение связи получают из закона эквивалентов:

n_э (А) = n_э (В)

или С_Мэ (А) V(А)_ал = С_Мэ (В) V (В)_э

После соответствующих преобразований находят массу компонента А:

m(А) = С_Мэ(В)·V(В)_э·М_э(А)·V(А)_мк/V(А)_ал;

где С_Мэ (А) ‑ молярная концентрация эквивалентов определяемого компонента А, моль/дм³;

V(А)_ал – объём аликвоты анализируемого раствора компонента А, измеренный мерной пипеткой, см³;

С_Мэ(В) – молярная концентрация эквивалентов компонента В (титранта), моль/дм³;

V(B)_э. – эквивалентный объём титранта, измеренный по бюретке, дм³;

m(А) – масса определяемого компонента А, г;

М_э(А) – молярная масса эквивалентов компонента А, г/моль;

V(А)_мк – объём мерной колбы, в которой приготовлен раствор пробы анализируемого вещества, содержащего определяемый компонент А, см³;

В химическом методе химического анализа – гравиметрии уравнение связи получают из закона постоянства химического состава и закона сохранения массы элементов при химических взаимодействиях:

m(А) = m(грав.формы)М(А)/М(грав.формы),

где m(грав.формы) – масса вещества, выделенного в виде гравиметрической формы, г;

М(А) – молярная масса определяемого компонента А, г/моль;

М(гравим.формы) – молярная масса химического соединения, соответствующего веществу, полученного в виде гравиметрической формы, г/моль.

Далее рассчитывают, например, массовую концентрацию определяемого компонента С_m(А), г/дм³:

С_m(А) = m(А)/V(А)_мк,

В любом физическом методе химического анализа содержание определяемого компонента, например, массовую концентрацию С_m(А)_х, находят по градуировочному графику, рис.2. Нахождение концентрации компонента по градуировочному графику называется обратным преобразованием.

Результат измерения концентрации компонента или результат количественного химического анализа, полученный с помощью метода количественного химического анализа – это значение количества частиц определяемого компонента или его массы, отнесенное к единице массы или объёма анализируемого вещества объекта анализа.