МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНЙЙ
УНІВЕРСИТЕТ
ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ОРГАНІЧНИХ І ФАРМАЦЕВТИЧНИХ
ТЕХНОЛОГІЙ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
З КУРСУ “АНАЛІТИЧНА ХІМІЯ ТА ІНСТРУМЕНТАЛЬНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ”
ЧАСТИНА ІІ. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ
Одеса 2008
Оглавление
Оглавление 2
1. Методы анализа и их ошибки 2
1.1. Выбор метода анализа 3
1.2. Чувствительность методов анализа 3
1.3. Ошибки и их классификация 4
2. Классификация методов анализа 5
2.1. Электрохимические методы анализа 5
3. Кондуктометрия 5
3.1. Теоретические основы 5
3.2. Влияние различных факторов на электропроводность 7
3.2.1. Влияние природы электролита и растворителя 7
3.2.2. Влияние концентрации электролита 7
3.2.3. Влияние температуры 8
3.3. Методы кондуктометрического анализа 8
3.3.1. Прямая кондуктометрия 8
3.3.2.Кондуктометрическое титрование 9
3.3.2.1. Метод осаждения 9
3.3.2.2. Метод нейтрализации 11
3.3.2.3. Метод комплексонометрии 13
3.3.3. Измерение электропроводности растворов 14
3.4. Высокочастотное титрование 15
3.4.1. Теоретические основы и общие положения теории высокочастотного титрования 15
3.5. Потенциометрия 16
3.5.1. Классические электроды 17
3.5.2. Мембранные электроды 19
3.5.2.1. Электроды с твёрдой мембраной 19
3.5.2.2. Стеклянные электроды 21
3.5.2.3. Электроды с жесткими мембранами 22
3.5.3. Способы определения ЭДС 24
3.5.4. Методы потенциометрии 25
3.5.4.1. Метод осаждения. 26
3.5.4.2. Метод нейтрализации. 27
3.5.4.3. Окислительно-восстановительный метод 28
6. Сущность полярографического метода анализа 29
6.1. Основы метода. 30
6.2. Диффузный ток. 30
6.3. Уравнение Ильковича. 31
6.4. Полярографическая кривая 31
6.5. Капельный ртутный катод 32
6.6. Полярографический фон. 32
6.7. Область применения полярографического анализа 33
6.8 Методика полярографического анализа. 34
6.9. Полярографы. 35
3.6. Полярография………………………………………………………………...29
1. Методы анализа и их ошибки
Физико-химические (инструментальные) методы анализа делятся на две группы методов.
1. Методы прямого анализа.
2. Методы косвенного анализа.
Первая группа методов основана на том, что некоторые свойства вещества могут быть использованы для получения аналитического сигнала, отличающего данное вещество от других веществ. Причем этот сигнал можно принять и обработать. В косвенных методах анализа используется какая-либо химическая реакция, а с помощью физико-химического метода определяется точка эквивалентности. Количественное определение вещества в прямых методах анализа основано на том, что между интенсивностью сигнала и концентрацией определяемого вещества существует определенная зависимость, зная которую можно определить количество вещества (содержание вещества в образце).
Ч
Рис. 1.1. Определение
концентрации по калибровочному графику
Интенсивность истинного сигнала (Iист) всегда измеряется на фоне посторонних сигналов (Iфон) – фоновых сигналов. Таким образом, мы всегда принимаем суммарный сигнал.
Iизм = Iист + Iфон
Для того чтобы измерить интенсивность фонового сигнала необходимо провести холостой опыт. Тогда интенсивность истинного сигнала определяется по формуле:
Iист = Iизм – Iфон
Iист = (Iизм + Iфон) – Iфон
1.1. Выбор метода анализа
Существует несколько критериев выбора метода анализа, это:
1. Чувствительность метода.
2. Простота метода.
3. Методы, в которых оказывается предпочтение:
специфичности и избирательности;
автоматизации измерений;
высокой производительности.
1.2. Чувствительность методов анализа
Угол наклона калибровочной прямой α указывает на чувствительность определения: чем больше tg=ΔI/ΔC, тем чувствительней метод определения. Под чувствительностью методов анализа понимают минимальную концентрацию (предел обнаружения) которую можно определить с помощью данного метода. Чувствительность определяется минимальным сигналом, который можно зафиксировать данным методом исследования. Измеряется чувствительность в мкг/мл или в мкг/г пробы. Произведение чувствительности на объём или массу пробы дает абсолютную чувствительность в мкг.
Пример: ρ min=0,1 мкг/мл; Vmin=10 мл.
Абсолютная чувствительность = ρ minּVmin = 0,1ּ10 = 1 мкг.
При определении концентраций близких к пределу обнаружения разность между интенсивностью измеряемого сигнала и интенсивностью фона очень мала, и обнаружить эту разность тем труднее, чем ближе концентрация вещества к чувствительности метода. При этом, чем ближе концентрация измеряемого вещества к чувствительности метода, тем больше ошибка измерения. Если концентрация определяемого вещества хотя бы на порядок выше предела обнаружения, то считается, что ошибка не будет зависеть от концентрации.