Физичко-хемијске методе анализе: практична примена

Проучавање супстанци је прилично компликована и занимљива материја. Заиста, у чистом облику, они се готово никада не јављају у природи. Најчешће је то мјешавина сложене композиције, у којој одвајање компоненти захтијева одређене напоре, вјештине и опрему.

Након раздвајања, није мање важно да се правилно утврди да ли нека супстанца припада одређеној класи, тј. Да је идентификује. Одредите тачке кључања и топљења, израчунајте молекуларну тежину, проверите радиоактивност и тако даље, уопште, истражите. У ту сврху користе се различите методе, укључујући физичко-хемијске методе анализе. Они су прилично разноврсни и захтевају, по правилу, употребу специјалне опреме. О њима ће се даље дискутовати.

Физичко-хемијске методе анализе: општи концепт

Који су то начини за идентификацију једињења? То су методе које се заснивају на директној зависности свих физичких својстава супстанце од њеног структурног хемијског састава. Пошто су ови индикатори строго индивидуални за свако једињење, физичко-хемијске методе истраживања су изузетно ефикасне и дају 100% резултате у одређивању састава и других индикатора.

Дакле, следећа својства супстанце могу се узети као:

• способност да апсорбује светлост;
• топлотна проводљивост;
• електрична проводљивост;
• точка кључања;
• топљење и други параметри.

Физичко-хемијске методе истраживања имају значајну разлику у односу на чисто хемијске методе идентификације супстанци. Као резултат њиховог рада, нема реакције, тј. Трансформације супстанце, и реверзибилне и неповратне. У правилу, једињења остају нетакнута и по маси и по саставу.

Карактеристике ових метода истраживања

Постоји неколико главних карактеристика карактеристичних за такве методе одређивања супстанци.

1. Испитивање узорка не треба да се чисти од нечистоћа пре процедуре, јер опрема то не захтева.
2. Физичко-хемијске методе анализе имају висок степен осетљивости, као и повећану селективност. Стога, анализа захтева веома малу количину узорка који се испитује, што ове методе чини веома погодним и ефикасним. Чак и ако је потребно одредити елемент који је садржан у укупној сировој маси у незнатним количинама, то није препрека за наведене методе.
3. Анализа траје само неколико минута, тако да је још једна значајка кратка или експресна брзина.
4. Разматране методе истраживања не захтијевају кориштење скупих показатеља.

Очигледно је да су предности и карактеристике довољне да се физикално-хемијске методе истраживања учине универзалним и траженим у готово свим студијама, без обзира на област деловања.

Класификација

Постоји неколико знакова на основу којих су класификоване методе које се разматрају. Међутим, представићемо најопштији систем, комбинујући и покривајући све главне истраживачке методе које се директно односе на физичко-хемијске.

1. Електрохемијске методе истраживања. На основу измереног параметра на основу:

• потенциометрија;
• волтамметрија;
• поларограпхи;
• осцилометрија;
• цондуцтометри;
• електрогравиметрија;
• кулометрија;
• амперометрија;
• диелектрометрија;
• високофреквентна кондуктометрија.

2. Спецтрал. Укључи:

• оптички;
• Рендгенска фотоелектронска спектроскопија;
• електромагнетна и нуклеарна магнетна резонанца.

3. Хеат. Подијељено на:

• топлотна;
• термогравиметрија;
• калориметрија;
• енталпиметрија;
• делатометрија

4. Хроматографске методе које су:

• гас;
• седиментни;
• гел пенетратинг;
• размена;
• течности.

Такође можете поделити физичко-хемијске методе анализе на две велике групе. Први су они који настају уништењем, односно потпуним или делимичним уништењем супстанце или елемента. Други је недеструктиван, чувајући интегритет узорка који се испитује.

Практична примена таквих метода

Подручја употребе разматраних метода рада су прилично разноврсна, али све оне, наравно, на један или други начин, односе се на науку или технологију. Уопштено говорећи, постоји неколико основних примера из којих ће бити јасно шта су тачно такве методе.

1. Контрола тијека сложених технолошких процеса у производњи. У овим случајевима, опрема је неопходна за бесконтактну контролу и праћење свих структурних веза у радном ланцу. Ови уређаји ће такође поправити кварове и кварове и дати тачан квантитативни и квалитативни извештај о мерама за поправку и упозорење.
2. Извођење хемијског практичног рада ради квалитативног и квантитативног одређивања приноса производа реакције.
3. Проучавање узорка неке супстанце ради утврђивања његовог тачног елементарног састава.
4. Одређивање количине и квалитета нечистоћа у укупној маси узорка.
5. Тачна анализа средњих, примарних и секундарних учесника реакције.
6. Детаљан извештај о структури супстанце и њеним својствима.
7. Откривање нових елемената и прикупљање података који карактеришу њихова својства.
8. Практична потврда емпиријских теоријских података.
9. Аналитички рад са супстанцама високе чистоће, које се користе у различитим гранама технологије.
10. Титрација решења без употребе индикатора, која даје прецизнији резултат и има потпуно једноставну контролу, захваљујући раду апарата. То јест, утицај људског фактора је сведен на нулу.
11. Главне физичко-хемијске методе анализе омогућавају нам да проучимо композицију:

• минерали;
• минерали;
• силикати;
• метеорити и страна тела;
• метали и неметали;
• легуре;
• органске и неорганске супстанце;
• монокристали;
• ретки и расути предмети.

Подручја употребе метода

• нуклеарна енергија;
• физика;
• хемија;
• радио елецтроницс;
• ласерска технологија;
• свемирска истраживања и друго.

Класификација физичких и хемијских метода анализе само потврђује колико су свеобухватни, тачни и универзални за употребу у истраживању.

Електрохемијске методе

Основа ових метода су реакције у воденим растворима и на електродама под дјеловањем електрична струја то је, једноставно речено, електролиза. Према томе, врста енергије која се користи у овим методама анализе је струја електрона.

Ове методе имају своју класификацију физичко-хемијских метода анализе. Ова група обухвата следеће типове.

1. Електрична анализа тежине. Према резултатима електролизе, из електрода се уклања маса супстанци, која се затим извагава и анализира. Тако добијамо податке о маси једињења. Једна од варијанти таквог рада је метода интерне електролизе.
2. Поларограпхи. У срцу - мерење струје. Овај индикатор ће бити директно пропорционалан концентрацији жељених јона у раствору. Амперометријска титрација раствора је варијација разматране поларографске методе.
3. Кулометрија је заснована на Фарадаиевом закону. Мјери се количина утрошене електричне енергије у процесу, из које се затим пребацује у прорачун јона у отопини.
4. Потенциометрија се заснива на мерењу електродних потенцијала учесника у процесу.

Сви разматрани процеси су физичко-хемијске методе. квантитативна анализа супстанце. Користећи електрокемијске методе истраживања, они деле мешавину на компоненте, одређују количину бакра, олова, никла и других метала.

Спецтрал

Основе процеса електромагнетног зрачења. Такође има своју класификацију коришћених метода.

1. Фотометрија пламена. За то, испитивана супстанца се распршује у отворени пламен. Многи метални катиони дају боју одређеној боји, тако да је њихова идентификација тако могућа. То су углавном супстанце као што су: алкални и земноалкални метали, бакар, галијум, талијум, индијум, манган, олово, па чак и фосфор.
2. Абсорптион спецтросцопи. Обухвата два типа: спектрофотометрија и колориметрија. Основа - дефиниција спектра који апсорбује супстанца. Делује и на видљивом и на врућем (инфрацрвеном) делу зрачења.
3. Турбидиметрија
4. Непхелометри
5. Луминесцентна анализа.
6. Рефрактометрија и полариметрија.

Очигледно је да су све разматране методе у овој групи методе за квалитативну анализу супстанце.

Анализа емисија

Ово је једна од сорти спектрална анализа. У његовој примени, супстанца је изложена најјачем извору побуде, на пример, пражњењу електрични лук.

То узрокује емисију или апсорпцију електромагнетни таласи. Према овом показатељу могуће је судити о квалитативном саставу супстанце, односно о томе који су специфични елементи укључени у узорак студије.

Цхроматограпхиц

Физичко-хемијске студије се често изводе у различитим срединама. У овом случају, хроматографске технике постају веома погодне и ефикасне. Они су подељени у следеће типове.

1. Адсорпциона течност. Основа различитих способности компоненти за адсорпцију.
2. Гасна хроматографија. Такође се заснива на капацитету адсорпције, само за гасове и супстанце у парном стању. Користи се у масовној производњи једињења у таквим агрегатним стањима, када се производ ослобађа у смеши коју треба одвојити.
3. Дистрибутивна хроматографија.
4. Редок.
5. Ион екцханге.
6. Папер
7. Тхин лаиер.
8. Седиментни.
9. Адсорпционо комплексирање.

Тхермал

Физичко-хемијске студије такође укључују употребу метода које се заснивају на топлоти стварања или разлагања супстанци. Такве методе имају и своју класификацију.

1. Тхермал аналисис.
2. Термогравиметрија
3. Калориметрија.
4. Ентхалпометри.
5. Дилатометрија.

Све ове методе омогућавају одређивање количине топлоте, механичких својстава, енталпија супстанци. На основу ових индикатора, састав једињења је квантитативно одређен.

Методе аналитичке хемије

Овај део хемије има своје карактеристике, јер је главни задатак са којим се суочавају аналитичари квалитативно одређивање састава супстанце, њихова идентификација и квантитативно рачуноводство. У том смислу, аналитичке методе анализе се деле на:

• хемијска;
• биолошки;
• физичке и хемијске.

Пошто смо управо за ово друго заинтересовани, онда ћемо тачно размотрити који од њих се користи за одређивање супстанци.

Основни типови физичких и хемијских метода у аналитичкој хемији

1. Спектроскопски - свеједно о чему смо већ говорили.
2. Масени спектар - базиран на дејству електричних и магнетних поља на слободне радикале, честице или јоне. Лабораторијски асистент физичко-хемијске анализе обезбеђује комбиновани ефекат одређених поља сила, а честице се деле на одвојене јонске флуксове у односу на однос пуњења и масе.
3. Радиоактивне методе.
4. Елецтроцхемицал.
5. Биоцхемицал.
6. Тхермал.

Шта омогућавају сличне методе третмана о супстанцама и молекулима? Прво, изотопски састав. Исто тако: производи реакције, садржај одређених честица у веома чистим супстанцама, маса жељених једињења и друге ствари корисне за истраживаче.

Стога су методе аналитичке хемије важни начини добијања информација о јонима, честицама, једињењима, супстанцама и њиховој анализи.