Фотометрические методы анализа

–Методы, основанные на измерении избирательного поглощения светового излучения в видимой, бл.УФ, бл.ИК областях спектра истинными рас творами исследуемого вещества (т.е. однородными нерассеивающими системами). Для этого определяемый компонент переводят в поглощающее свет соединение, количество продукта реакции (или результат реакции) фиксируют путем измерения его светопоглощения с помощью физических приборов. Чаще всего работают в видимой области спектра, переводя определяемый компонент (R: определяемый ион металла) при помощи соответствующего реагента в окрашенное соединение (к.с.), избирательно поглощающее электромагнитное излучение.

В основе фотометрического анализа лежит закон Бугера-Ламберта-Бера:

Величину называют оптической плотностью поглощающего вещества и обозначают буквой А. Оптическая плотность – аналитический сигнал, характеризующий способность раствора поглощать свет.

Спектрофотометрический анализ Это метод фотометрического анализа, в котором определение содержания вещества производят по поглощению им монохроматического света в видимой, УФ- и ИК-областях спектра. В спектрофотометрии, в отличие от фотометрии, монохроматизация обеспечивается не светофильтрами, а монохроматорами, позволяющими непрерывно изменять длину волны. В качестве монохроматоров используют призмы или дифракционные решетки, которые обеспечивают значительно более высокую монохроматичность света, чем светофильтры, поэтому точность спектрофотометрических определений выше.

Нефелометрия использует явление рассеяния света твердыми частицами, взвешенными в растворе. При пропускании света через кювету, наполненную суспензией, часть его поглощается, другая часть отражается и, наконец, значительная часть рассеивается во всех направлениях. Нефелометрическое определение состоит в сравнении светорассеяния анализируемой суспензии с аналогичным показателем стандартного раствора.

Турбидиметрия – метод, основанный на измерении количества света, поглощаемого неокрашенными суспензиями.

Электрохимические методы анализа

Электрохимические методы анализа основаны на измерении электрических параметров: силы тока, напряжения, равновесных электродных потенциалов, электрической проводимости, количества электричества, величины которых пропорциональны содержанию вещества в анализируемом объекте.

Достоинствами электрохимических методов являются высокая чувствительность и селективность, в ряде случаев легкость автоматизации и возможность дистанционной записи результатов анализа.

В соответствии с рекомендациями ИЮПАК все электрохимические методы анализа подразделяются на две большие группы:

- методы без протекания электрохимических реакций на электродах электрохимической ячейки (кондуктометрия с использованием токов низких 50-10000 Гц и высоких частот более 1 МГЦ);

- методы с протеканием электрохимических реакций на электродах электрохимической ячейки. К ним относятся потенциометрия, кулонометрия, полярография и другие методы анализа.

Электрогравиметрический метод основан на выделении из раствора определяемого компонента с помощью электролиза. При этом определяемый компонент осаждается на электроде, масса которого известна.

Потенциометрия основана на измерении потенциала электрода, погруженного в раствор. Значение потенциала зависит от концентрации ионов в растворе. О концентрации определяемых ионов в растворе судят по потенциалу так называемого индикаторного электрода. Величину потенциала этого электрода определяют, сравнивая с потенциалом другого электрода – электрода сравнения. Потенциометрия позволяет измерять величины pH до сотых долей.

Полярография. В этом методе испытуемый раствор подвергают электролизу в ячейке прибора – полярографа. Полярограф автоматически записывает так называемую вольтамперную кривую, показывающую изменение диффузного тока с повышением напряжения. Кроме экспрессности и высокой чувствительности метод позволяет одновременно определить в растворе несколько ионов без их разделения. С помощью полярографии в технических образцах определяют примеси металлов порядка 0,001% с точностью до 1%.

Кондуктометрия. Метод, основанный на зависимости электрической проводимости раствора от концентрации электролита. Измеряя электрическую проводимость исследуемого раствора, определяют по градуировочному графику концентрацию определяемого вещества.

Кулонометрия - электрохимический метод анализа, который основан на, измерении количества электричества (кулонов), затраченного на электроокисление или восстановление анализируемого вещества. В основе кулонометрических методов анализа лежат законы Фарадея.

1. Количество восстановленного или окисленного в процессе электролиза вещества прямо пропорционально количеству прошедшего электричества.

2. Массы различных веществ, выделенных или растворенных при прохождении одного и того же электричества, пропорциональны их электрохимическим эквиваелнтам.

Объединяя эти законы, получим следующее выражение:

m = M_M Q / F ∙ n

где m - количество вещества в анализируемом растворе, г;

М_М – молярная масса анализируемого компонента (вещества или иона);

Q - количество электричества, затраченное на электрохимическое окисление или восстановление анализируемого компонента, Кл; F - число Фарадея, равное 96 500 Кл/моль; n - количество электронов, участвующих в электрохимическом процессе.

Количество электричества рассчитывается по формуле:

Q = I t

где I - сила тока, А; t - продолжительность электролиза, с.