Водянкин Алексей Юрьевич кафедра ХТРЭ

Водянкин
Алексей
Юрьевич
кафедра ХТРЭ
Физикохимические
методы
анализа
Метод анализа
Достаточно универсальный и теоретически
обоснованный способ определения состава
безотносительно к определяемому
компоненту и (обычно) к анализируемому
объекту.
ГОСТ Р 52361-2005 «Контроль объекта аналитический. Термины
и определения»
Методика анализа
Подробное описание анализа данного
объекта с использованием выбранного
метода
ГОСТ Р 52361-2005 «Контроль объекта аналитический. Термины
и определения»
Основа метода анализа –
измерение аналитического сигнала!!
Аналитический сигнал
сигнал, содержащий количественную
информацию о величине, функционально
связанной с содержанием аналита и
регистрируемой в ходе анализа вещества
или материала
ГОСТ Р 52361-2005 «Контроль объекта аналитический. Термины
и определения»
Характеристики
методов анализа
 Правильность
 Воспроизводимость, сходимость
 Точность
Чувствительность
Предел обнаружения
 Селективность
 Линейный динамический диапазон
 Экспресность
 Экономические характеристики
Характеристики методов анализа
 Правильность
Степень близости среднего
значения, полученного на
основе большой серии
результатов единичного
анализа, к истинному.
Правильность характеризует
систематическую погрешность анализа

Воспроизводимость
близость друг к другу результатов измерений,
выполняемых в различных условиях ( в различное
время, в различных местах) по данной методике.
 Сходимость
близость друг к другу результатов измерений,
выполняемых в одинаковых условиях по данной
методике .
Воспроизводимость и сходимость характеризуют
случайные погрешности анализа
ГОСТ Р 51672-2000 «Метрологическое обеспечение испытаний
продукции для целей подтверждения соответствия».
 Точность
характеризует близость результатов к истинным
значениям и включает в себя одновременно
правильность, воспроизводимость и сходимость.
Обычно характеризуется абсолютной или
относительной погрешностью анализа
Чем выше точность, тем меньше систематические
и случайные погрешности.
Чувствительность
минимальное изменение аналитического
сигнала, которое может быть зафиксировано
Предел обнаружения
наименьшее содержание вещества, при котором
может быть обнаружено его присутствие с
заданной статистической надежностью
Iac  If    3
 Селективность
характеризует степень мешающего влияния
компонентов пробы на определение исследуемого
компонента
 Линейный динамический диапазон
Диапазон содержания вещества в котором содержание
и величина аналитического сигнала связаны линейной
зависимостью
Характеристики
методов анализа
 Правильность
 Воспроизводимость, сходимость
 Точность
Чувствительность
Предел обнаружения
 Селективность
 Линейный динамический диапазон
 Экспрессность
 Экономические характеристики
Классификация методов
анализа
По цели
качественный
количественный
сигнатурный
По получаемой информации
атомный
молекулярный
функциональный
По массе анализируемого вещества
макроанализ ( > 100 мг)
полумикроанализ ( 100 – 10 мг)
микроанализ ( 10 - 1 мг)
субмикроанализ ( 1- 0,1 мг)
ультамикроанализ ( < 0,1 мг)
Классификация методов
анализа
По способу определений
без эталонные
эталонные
По объектам анализа
неорганический
органический
По характеру измеряемых свойств
химические методы
физические методы
физико-химические методы
Классификация методов
анализа
Химические методы анализа –
аналитический сигнал появляется в ходе
химических реакций.
ФХМА – группа методов анализа, основанных
на регистрации изменения физических
свойств, возникших в результате
проведенных химических реакций.
Физические методы анализа –
регистрируется аналитический сигнал
без наличия химических реакций
Физико-химические методы анализа
для получения информации о химическом
составе вещества исследуемый образец
подвергают воздействию какого-либо вида
энергии.
Физико-химические методы анализа
Спектральные
Электрохимические
Термические
Хроматографические
Спектральные
Вид энергии
возмущения
Электромагнитное
излучение
Измеряемое
Название метода
свойство
Длина волны и Оптические методы (ИК - спектроинтенсивность
скопия, атомно-эмиссионный
спектральной
анализ, атомно-абсорбционный
линии в
анализ, фотометрия, люминис инфракрасной, центный анализ, турбидиметрия,
видимой и
нефелометрия)
ультрафиолетов
ой частях
спектра
То же, в
Рентгеновская фотоэлектронная,
рентгеновской
оже-спектроскопия
области спектра
Времена
Спектроскопия ядерномагнитного
релаксации и
(ЯМР) и электронного
химический
парамагнитного (ЭПР) резонанса
сдвиг
Электрохимические
Вид энергии
возмущения
Измеряемое
Название метода
свойство
Напряжение,
Потенциометрия
потенциал
Ток поляризации
Вольтамперометрия,
электродов
полярография
Поток электронов
Сила тока
Амперометрия
(электроСопротивление,
Кондуктометрия
химические
проводимость
реакции в
Импеданс
Осциллометрия, высокочастотная
растворах и на
(сопротивление
кондуктометрия
переменному току,
электродах)
ёмкость)
Количество
Кулонометрия
электричества
Масса продукта
Электрогравиметрия
электрохимической
реакции
Диэлектрическая
Диэлкометрия
проницаемость
Термические
Вид энергии
возмущения
Измеряемое
свойство
Температура
Теплота
Количество
теплоты
Энтальпия
Механические
свойства
Название метода
Термический
анализ
Термограви метрия
Калориметрия
Термометрический
анализ
Дилатометрия
Хроматографические
Вид энергии
возмущения
Энергия химических и
физических (Ван-дерВаальсо-вые силы)
взаимодействий
Измеряемое
свойство
Электропроводность
Теплопроводность
Ток ионизации
Название метода
Газовая,
жидкостная,
осадочная,
ионообменная,
гельпроникающая
хроматографии
Спектральные
методы
анализа
Методы основанные на взаимодействии
электромагнитного излучения с веществом
Что такое электромагнитное излучение?
Это поток частиц!
•Как и другие частицы, свет может
рассеиваться
•Количество частиц можно посчитать
Фотон -частица энергии
Энергия, которую несет фотон,
пропорциональна его
частоте:
Что такое электромагнитное излучение?
Это волна!
Распространяющееся в
пространстве осцилляции
электрического и магнитного
полей
Характеристики
Амплитуда – высота электрического вектора волны
Длина волны
Волновое число
Частота – количество осцилляций в секунду
Виды взаимодействия
излучения с веществом
Рефракция
изменение направления (преломление)
световых лучей при изменении показателя
преломления среды, через которую эти лучи
проходят.
Виды взаимодействия
излучения с веществом
Отражение
изменение направления света на
границе двух сред, при котором
свет возвращается в среду, из
которой он пришёл
Поглощение и испускание
Сплошной спектр
Линейчатый спектр поглощения
Линейчатый спектр испускания
ФОТОМЕТРИЯ
Абсорбционная фотометрия – метод, основанный на
измерении светопоглощения анализируемым объектом
Фотоколориметрия
(видимая область, низкая монохроматичность)
Спектрофотометрия
(УФ и видимая область, высокая монохроматичность)
Принципиальная схема спектрофотометра
Закон Бугера –
Ламберта-Бера
Отклонение от закона Бера
Полоса поглощения
Принципиальная схема
Рис. 14.4.35. Оптическая схема
фотоэлектроколориметра КФО:
1 — источник света; 2 — светофильтр; 3 —
конденсор;
4 — шторка для перекрытия светового
потока;
5 — фотометрический клин; 6 —
фотоприемник;
7 — защитное стекло кюветной камеры; 8 —
кюветы