Крешков 2.

КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА

Классификация физических и физико-химических методов количественного анализа

В настоящее время в научно-исследовательских и заводских лабо­раториях широко применяется большое число разнообразных физических и физико-химических методов количественного анализа.

Все физические и физико-химические методы анализа обычно делят на следующие группы:

1) электрохимические;

2) спектральные (оптические);

3) хроматографические;

4) радиометрические;

5) масс-спектрометрические.

§ 1. Электрохимические методы

К электрохимической группе методов анализа относятся:

1. Электровесовой анализ, основанный на выделении из растворов электролитов веществ, осаждающихся на электродах при прохождении через раствор постоянного электрического тока. Выделившийся при электролизе металл (окисел) взвешивают и по массе осадка судят о содер­жании вещества в растворе.

Разновидностью электровесового анализа является метод внутрен­него электролиза, основанный на использовании электрического тока, возникающего при погружении в анализируемый раствор двух электро­дов, составляющих гальваническую пару, например Zn и Pt.

Выделившееся на электродах вещество взвешивают и по массе осадка судят о содержании его в растворе.

2. Кондуктометрия, основанная на измерении электропроводности анализируемых растворов, изменяющейся в результате химических реак­ций и зависящей от свойств электролита, его температуры и концентра­ции растворенного вещества.

3. Потенциометрия, основанная на измерении изменяющегося в ре­зультате химической реакции потенциала электрода, погруженного в анализируемый раствор. Величина потенциала электрода зависит от кон­центрации соответствующих ионов в растворе при других постоянных условиях измерения. Потенциалы измеряют при помощи специальных приборов—потенциометров.

4. Полярография, основанная на измерении силы тока, изменяющейся в зависимости от напряжения в процессе электролиза, в условиях, когда один из электродов имеет очень малую поверхность.

При полярографических измерениях таким электродом являются капли ртути, вытекающие из очень тонкого отверстия капиллярной трубки, а также платиновый (вращающийся), графитовый, серебряный и другие электроды.

5. Кулонометрия, основанная на измерении количества электриче­ства, израсходованного на электролиз определенного количества вещества. В основе этого метода лежит закон Фарадея,

С перечисленными электрохимическими методами анализа тесно свя­заны методы амперометрического и высокочастотного титрования.

§ 2. Спектральные (оптические) методы

Спектральные методы анализа основаны на изучении спектров излу­чения, поглощения и рассеивания. К этой группе относятся:

1. Эмиссионный спектральный анализ, основанный на изучении эмис­сионных спектров (спектров испускания или излучения) элементов анали­зируемого вещества; этот метод дает возможность определять элементар­ный состав вещества.

2. Абсорбционная спектроскопия, основанная на изучении спектров поглощения исследуемого вещества. Различают исследования в ультра­фиолетовой, в видимой и в инфракрасной областях спектра.

Абсорбционный спектральный амализ включает:

а) спектрофотометрический и б) колориметрический методы. Спектрофотометрия основана на определении спектра поглощения или измерении светопоглощения при строго определенной длине волны, которая соответствует максимуму кривой поглощения данного исследуе­мого вещества.

Колориметрия основана на сравнении интенсивностей окрасок иссле­дуемого окрашенного раствора и стандартного окрашенного раствора строго определенной концентрации.

3. Анализ по спектрам комбинационного рассеяния света, основан­ный на явлении, открытом одновременно советскими физиками Г.С.Ландсбергом и Л.И.Мандельштамом и индийским физиком Ч.В.Раманом. Это явление, обусловливаемое молекулярной структурой исследуемого вещества, сопровождается изменением длины волны рас­сеиваемого данной средой света.

К оптическим методам анализа также относятся:

Турбидиметрия, основанная на измерении количества света, погло­щаемого неокрашенной суспензией. В турбидиметрии свет, поглощенный раствором или прошедший через него, измеряют так же, как и при коло­риметрии окрашенных растворов.

Нефелометрия, основанная на использовании явлений отражения или рассеивания света окрашенными или неокрашенными частицами взвешенного в растворе осадка. Этот способ дает возможность определять очень малые количества вещества, находящегося в растворе в виде взвеси.

Люминесцентный, или флуоресцентный, анализ, основанный на флуо­ресценции веществ, облученных ультрафиолетовым светом, и измерении интенсивности излучаемого ими видимого света. Флуоресцентные методы нашли широкое применение для определения следов различных примесей в неорганических и органических соединениях.

Фотометрия пламени (пламенная фотометрия), основанная на рас­пылении анализируемого раствора в пламени, выделении характерной для данного элемента световой волны и измерении интенсивности излу­чения.