Физико-химические методы анализа.
ФХМА – основаны на проявлении химической реакции и наблюдении за физическими свойствами вещества.
Физические и физико-химические методы анализа основаны на применении специальной аппаратуры, способной фиксировать какие-либо физические свойства анализируемых веществ, проявляющиеся под воздействием физических явлений или химических реакций. Особенность проявления этих свойств позволяет выявить качественный состав анализируемого вещества, а интенсивность их проявления – установить количественное содержание отдельных компонентов.
Например, поместив исследуемый материал в дуговой разряд электрического тока, получим световое излучение, разложение которого в спектр позволит, по положению спектральных линий, выявить, из каких химических элементов состоит этот материал, а яркость этих линий даст возможность определить количественное содержание того или иного элемента.
Или, сняв вольтамперные характеристики раствора, по форме и положению кривой можно определить качественный состав раствора, а по сравнительной высоте волны – концентрацию определяемого компонента.
ФХМА |
|||
Электрохимические методы анализа (методы, которые основаны на измерении вольтамперных характеристик систем) Около 50 штук |
Спектральные методы анализа |
||
Абсорбционные МА (основаны на поглощении квантов света) |
Эмиссионные МА (основаны на испускании) |
||
1) Потенциометрия (Е, В) |
1) Атомно-абсорбционный анализ |
1) АЭСА |
|
2) Амперометрия (I, А) |
2) Молекулярно-абсорбционный анализ |
2) РСА (РСФА - рентгеноструктурный флуоресцентный анализ - флуоресценция – вторичное испускание) |
Физические методы анализа (химическая реакция не происходит – физическое воздействие на вещество) |
3) Кулонометрия (Q, Кл) |
|
3) Нейтронно-активационный анализ |
|
4) Кондуктометрия |
|
|
|
5) Полярография |
|
|
|
6) вольтамперометрия |
|
|
|
7) электрогравиметрия |
|
|
|
Электрохимические методы анализа
Электрохимические методы анализа основаны на измерении вольтамперных и других электрических характеристик анализируемых растворов при процессах на электродах или между электродами.
К методам, базирующимся на основе специфических электродных процессов (наличие электрохимических реакций на электродах) относятся – потенциометрия, вольтамперометрия, кулонометрия, электрогравиметрия
К методам, не связанным с протеканием электрохимических реакций на электродах, относятся – кондуктометрия, осциллометрия, диэлектрометрия. С изменением структуры и свойств двойного электрического слоя связан электросорбционный анализ.
Электрохимическая реакция – это гетерогенная реакция на электроде, при которой ионы или электроны переходя через границу раздела фаз, обуславливают протекание электрического тока.
Электрод – система, состоящая из двух контактирующих между собой фаз, обладающих разной формой проводимости – электронной (металл) и ионной (раствор).
Характеристикой электрода является его электродный потенциал, величина которого определяется природой и активностью (аi) потенциалопределяющих ионов, находящихся в растворе в соответствии с уравнением:
где νi - стехиометрические коэффициенты компонентов электродной реакции, взятые со знаком минус для исходных компонентов и со знаком плюс для продуктов электродной реакции при условии записи реакции в форме восстановления.
R – универсальная газовая постоянная (8,313 Дж/град∙ моль).
Т – температура (градусы Кельвина).
n – число электронов, участвующих в реакции.
F – постоянная Фарадея (96487 Кл/моль).
Eo - стандартный электродный потенциал, т.е. потенциал при активностях потенциалопределяющих ионов равных единице.
Пример: металлический стержень (пластинка), опущенный в раствор одноименного электролита.
;
;
