Чувствительность аналитических реакций

В качественном анализе большое значение имеет чувствитель­ность аналитических реакций. Под чувствительностью реакций понимают то наименьшее коли­чество вещества (иона), которое можно открыть с помощью данного реактива. Количественно чувствительность реакций характеризу­ется тремя взаимно связанными показателями: открываемым мини­мумом (m), предельной концентрацией (с_пред) или же предельным разбавлением (V_пред) и минимальным объемом предельно разбав­ленного раствора (V_мин).

Открываемым минимумом называется наименьшее количество вещества (иона), которое при определенных условиях можно от­крыть действием данного реактива. Так как в аналитических реак­циях величина открываемого минимума очень мала, то ее выража­ют не в граммах, а в микрограммах (мкг), т. е. в миллионных долях грамма: 1 мкг = 1 ^. 10^-6 г = 1 ^. 10^-3 мг. Чем меньше открываемый минимум, тем чувствительнее реакция, тем полнее и быстрее она протекает.

Предельной концентрацией называется отношение массы опре­деляемого иона к массе наибольшего количества растворителя, вы­раженной в тех же единицах. Так как обычно растворителем явля­ется вода, то массу воды, выраженную в граммах, можно заменить числом миллилитров ее. В этом случае предельная концентрация показывает отношение 1 г определяемого иона к максимальному объему воды в миллилитрах. Предельная концентрация выража­ется в г/мл и обозначается через с_пред.

Величина, обратная предельной концентрации, называется предельным разбавлением. Предельное разбавление показывает, в каком количестве миллилитров водного раствора содержится 1 г определяемого иона. Предельное разбавление выражается в мл/г и обозначается через V_пред.

Исследуемый раствор, с которым реакция открытия удается на 50%, называется предельно разбавленным, а его концентрация — предельной или минимальной..

Предельное разбавление — величина, обратная предельной кон­центрации. Реакция будет тем чувствительнее, чем меньше предельная кон­центрация или чем больше предельное разбавление исследуемого раствора.

Если тот или иной ион открывается двумя или несколькими реакциями, то более чувствительной будет та реакция, которая уда­ется с раствором, имеющим наименьшую предельную концентра­цию или наибольшее предельное разбавление.

Третьим показателем чувствительности реакции является ми­нимальный объем предельно разбавленного раствора.

Минимальным объемом (V_мин) предельно разбавленного раствора называется объем раствора, содержащий открываемый минимум определяемого иона.

Между открываемым минимумом т, предельной концентрацией с_пред предельным разбавлением V_пред и минимальным объемом Vмин существует определенное соотношение, так как все эти показатели характеризуют одно и то же свойство — чувствительность аналитической реакции. По данным И. М. Коренмана и А. П. Крешкова, взаимосвязь между показателями чувствительности реакции может быть выражена формулами, которые при использовании при­нятых нами обозначений имеют следующий вид:

m = с_пред V_мин ^. 10⁶

Если вместо предельной концентрации с_пред дано предельное разбавление V_пред, то

V_мин ^. 10⁶

m =

V_пред

Пользуясь этими формулами, можно рассчитать любой из трех показателей чувствительности реакции, если известны два из них.

В таблице 1 приведена чувствительность основных методов качественного анализа.

Таблица 1

Методы качественного химического анализа

Методы анализа	Фиксируемый параметр	Открываемый минимум, мкг
Химические
Осадочные реакции	Осадок	8
Цветные реакции	Окраска	0,2
Микрокристаллоскопические реакции	Форма и цвет кристаллов	0,1
Растирание	Окраска смеси	5
Капельные реакции	Осадок, цвет	0,1
Экстракционные реакции	Окраска экстракта	1
Получение перлов	Окраска перлов	10
Получение «корольков»	Вид и цвет королька	-
Физические
Окрашивание пламени	Окраска пламени	1
Спектральный анализ	Линии спектра	0,01
Люминесцентный анализ	Цвет люминесценции	0,001
Полярография	Вид полярограммы	0,1