Ответы на вопросы к Госам

52. Критерии выбора метода количественного анализа. Преимущества и недостатки классических химических и инструментальных методов химического анализа.

В химическом анализе почв может быть использован

практически любой из методов, которыми располагают аналитики. При этом измеряется либо непосредственно искомая величина показателя, либо величина, функционально с ней связанная.

Например, концентрация солей в жидких фазах насыщенных водой почвенных паст и степень засоления почв могут быть оценены по величине удельной электрической проводимости фильтратов из паст. Этот прием используют потому, что легче определить удельную электрическую проводимость раствора, чем концентрацию в нем солей.

В лабораторной практике анализа почв используют

классические химические и инструментальные методы.

С помощью классических химических методов можно получить наиболее точные результаты. Относительная погрешность определения составляет 0,1-0,2%.

Погрешность большинства инструментальных методов значительно выше — 2-5% .

При анализе почв погрешности могут быть выше указанных. Классические химические методы в настоящее время за редким исключением применяют главным образом для оценки правильности результатов определений, получаемых инструментальными методами.

Методы

Гравиметрические- Измерение массы компонента,

выделенного осаждением или отгонкой

Титриметрические Измерение объема или массы

реагента, взаимодействующего

с определяемым компонентом

Кислотно-основное

титрование Н30+ + ОН = 2Н20

[ацидиметрия (Н,0+)

и алкалиметрия (ОН)]

Окислительно-

восстановительное

титрование аОхх + £Red2 = jRed, + Юх2

Комплексометричес-

кое титрование М + L= ML

1. Меркуриметрия [титрант —

Hg(N03J]

2. Комплексонометрия

[титрант - ЭДТА]

Осадительное

титрование 1. Аргентометрия [титрант —

AgN03]

2. Меркурометрия [титрант —

Hg2(N03J]

3. Титрант — ВаС12

Среди инструментальных методов в анализе почв наиболее

широко используются электрохимические и спектроскопические.

Среди электрохимических методов находят применение потен-

циометрические, кондуктометрические, кулонометрические и

вольтамперометрические, включающие все современные

разновидности полярографии.

Электрохимические методы

Среди спектроскопических методов по характеру взаимодействия излучения с веществом выделяют спектроскопию испускания (эмиссионную), поглощения (абсорбционную), рассеяния и отражения. Кроме того, спектроскопию подразделяют на атомную и молекулярную. В анализе почв используют как методы атомной, так и молекулярной спектроскопии.

В химическом анализе почв применяют атомную эмиссионную спектроскопию. В почвенно-агрохимической литературе этот метод называют эмиссионным спектральным анализом

Для определения щелочных металлов, как правило, используют эмиссионную фотометрию пламени, часто почвоведы называют ее методом пламенной фотометрии

Среди эмиссионных методов атомной спектроскопии в почвоведении находит применение рентгенофлуоресцентная спектроскопия

В последние десятилетия для определения большого набора химических элементов широко используют атомно-абсорбцион-ную спектроскопию пламени

И традиционно в каждой из почвенно-химических лабораторий используют методы молекулярной спектроскопии в видимой и, реже, в ультрафиолетовой области спектра. Методы называют спектрофотометрическими или фотометрическими. Приборы, в которых для монохроматизации излучения используют монохроматоры, называют спектрофотометрами, а те приборы, в которых для выделения необходимого интервала длин волн применены светофильтры, называют фотоэлектроколориметрами (ФЭК).

Н.М. Гриндель A982) опубликована монография, в которой рассмотрены спектрофотометрические методы анализа почв. Несмотря на то, что классические химические методы во многих случаях уступают место более производительным инструментальным, необходимо иметь в виду, что эти методы, особенно гравиметрические, являются наиболее точными

Поэтому, несмотря на свою трудоемкость, они безусловно будут использоваться в качестве стандартных арбитражных методов при разработке новых (в том числе инструментальных) методов анализов почв и создании стандартных с известным (заданным) содержанием химических элементов образцов почвенных масс. Стандартные образцы почвенных масс используют как при контроле правильности получаемых результатов анализа, так и для калибровки приборов.

При выборе метода измерения учитываются особенности

химических свойств анализируемой почвы, природа показателя, необходимая точность определения его уровня, возможности методов измерения и выполнимость требуемых измерений в условиях проведения эксперимента. В свою очередь, точность измерений обусловливается целью исследования и природной вариабельностью изучаемого свойства.

Точность — собирательная характеристика метода, оценивающая правильность и воспроизводимость получаемых результатов анализа.

Необходимо учитывать, что более точные методы, как правило, и более трудоемки.

Поэтому вряд ли стоит выбирать особо точный метод измерения в тех случаях, когда оценивается свойство, в значительной мере варьирующее в пространстве. А вот если целью исследования является оценка самого варьирования признака, тогда нужен точный метод, позволяющий выявить изменения признака в пространстве или во времени.

53.Основа электрохимические методы анализа. Электрохимические методы, использующиеся в химическом анализе почв

Среди электрохимических методов находят применение потен- циометрические, кондуктометрические, кулонометрические и вольтамперометрические, включающие все современные разновидности полярографии.

54. Основа спектральных методов анализа. Принципы классификации спектральных методов

Среди спектроскопических методов по характеру взаимодействия излучения с веществом выделяют спектроскопию испускания (эмиссионную), поглощения (абсорбционную), рассеяния и отражения. Кроме того, спектроскопию подразделяют на атомную и молекулярную. В анализе почв используют как методы атомной, так и молекулярной спектроскопии.

В химическом анализе почв применяют атомную эмиссионную спектроскопию. В почвенно-агрохимической литературе этот метод называют эмиссионным спектральным анализом

Для определения щелочных металлов, как правило, используют эмиссионную фотометрию пламени, часто почвоведы называют ее методом пламенной фотометрии

Среди эмиссионных методов атомной спектроскопии в почвоведении находит применение рентгенофлуоресцентная спектроскопия

В последние десятилетия для определения большого набора химических элементов широко используют атомно-абсорбцион-ную спектроскопию пламени

И традиционно в каждой из почвенно-химических лабораторий используют методы молекулярной спектроскопии в видимой и, реже, в ультрафиолетовой области спектра. Методы называют спектрофотометрическими или фотометрическими. Приборы, в которых для монохроматизации излучения используют монохроматоры, называют спектрофотометрами, а те приборы, в которых для выделения необходимого интервала длин волн применены светофильтры, называют фотоэлектроколориметрами (ФЭК).

Н.М. Гриндель A982) опубликована монография, в которой рассмотрены спектрофотометрические методы анализа почв. Несмотря на то, что классические химические методы во многих случаях уступают место более производительным инструментальным, необходимо иметь в виду, что эти методы, особенно гравиметрические, являются наиболее точными

Поэтому, несмотря на свою трудоемкость, они безусловно будут использоваться в качестве стандартных арбитражных методов при разработке новых (в том числе инструментальных) методов анализов почв и создании стандартных с известным (заданным) содержанием химических элементов образцов почвенных масс. Стандартные образцы почвенных масс используют как при контроле правильности получаемых результатов анализа, так и для калибровки приборов.

Оптические методы, основанные на исследованииоптических свойств анализируемых систем, — фотометрические (колоримет­рия,фотоколориметрия, нефелометрия, турбидиметрия   и  др.), рефрактометрический,поляриметрический, люминесцентный, спектральный (эмиссионный спектральныйанализ, атомно-аб-сорбционная фотометрия  и  др.);

электрохимические  методы , основанные на исследовании электрохимическихсвойств анализируемых систем, — электро­литический, кондуктометрический, потенциометрический , поляро­графические (полярография, инверсионнаяхронопотенциомет-рия, амперметрическое титрование  и  др.);

методы, основанные на исследовании других физических свойств анализируемых систем, —масс-спектрометрический, тер­мометрический, радиохимический, электронногопарамагнитного резонанса, ядерного магнитного резонанса и др.;

Оптические методы, основанные на исследованииоптических свойств анализируемых систем, — фотометрические (колоримет­рия,фотоколориметрия, нефелометрия, турбидиметрия   и  др.), рефрактометрический,поляриметрический, люминесцентный, спектральный (эмиссионный спектральныйанализ, атомно-аб-сорбционная фотометрия  и  др.);

электрохимические  методы , основанные на исследовании электрохимическихсвойств анализируемых систем, — электро­литический, кондуктометрический, потенциометрический , поляро­графические (полярография, инверсионнаяхронопотенциомет-рия, амперметрическое титрование  и  др.);

методы, основанные на исследовании других физических свойств анализируемых систем, —масс-спектрометрический, тер­мометрический, радиохимический, электронногопарамагнитного резонанса, ядерного магнитного резонанса и др.;