MOSKVA AUTO- JA MAANTEEDEINSTITUUT (RIIKLIKU TEHNIKAÜLIKOOL)

Keemia osakond

Kiidan pea heaks. osakonna professor

I.M. Papisov "___" ____________ 2007

A.A. LITMANOVICH, O.E. LITMANOVYTŠ

ANALÜÜTILINE KEEMIA 1. osa: Kvalitatiivne keemiline analüüs

Tööriistakomplekt

eriala "Inseneri keskkonnakaitse" II kursuse üliõpilastele

MOSKVA 2007

Litmanovich A.A., Litmanovich O.E. Analüütiline keemia: 1. osa: kvalitatiivne keemiline analüüs: metoodiline juhend / MADI

(GTU) - M., 2007. 32 lk.

Vaadeldakse anorgaaniliste ühendite kvalitatiivse analüüsi põhilisi keemilisi seaduspärasusi ja nende rakendatavust keskkonnaobjektide koostise määramisel. Käsiraamat on mõeldud eriala "Keskkonnatehnika" üliõpilastele.

© Moskva Auto- ja Maanteeinstituut (Riiklik Tehnikaülikool), 2008

PEATÜKK 1. ANALÜÜTILISE KEEMIA ÕPPEAINE JA EESMÄRGID. ANALÜÜTILISED REAKTSIOONID

1.1. Analüütilise keemia õppeaine ja ülesanded

Analüütiline keemia- ainete koostise uurimise meetodite teadus. Nende meetodite abil tehakse kindlaks, milliseid keemilisi elemente, millisel kujul ja koguses uuritav objekt sisaldab. Analüütilises keemias eristatakse kahte suurt osa – kvalitatiivne ja kvantitatiivne analüüs. Analüütilise keemiaga püstitatud ülesandeid lahendatakse keemiliste ja instrumentaalsete meetodite (füüsikalised, füüsikalis-keemilised) abil.

Keemilistes analüüsimeetodites määratav element muudetakse ühendiks, millel on sellised omadused, mille abil on võimalik kindlaks teha selle elemendi olemasolu või mõõta selle kogust. Üks peamisi moodustunud ühendi koguse mõõtmise viise on aine massi määramine analüütilise kaaluga – gravimeetriline analüüsimeetod. Kvantitatiivse keemilise analüüsi meetodeid ja instrumentaalseid analüüsimeetodeid käsitletakse analüütilise keemia metoodilise juhendi 2. osas.

Kaasaegse analüütilise keemia arengu kiireloomuline suund on keskkonnaobjektide, jäätmete ja heitvee, tööstusettevõtete gaasiheite ja maanteetranspordi analüüsimeetodite väljatöötamine. Analüütiline kontroll võimaldab avastada eriti kahjulike komponentide liigset sisaldust heitmetes ja heitmetes ning aitab tuvastada keskkonnasaasteallikaid.

Keemiline analüüs põhineb üld- ja anorgaanilise keemia põhiseadustel, millega olete juba tuttav. Keemilise analüüsi teoreetilisteks alusteks on: vesilahuste omaduste tundmine; happe-aluse tasakaalud vees

lahendused; redoks-tasakaalu ja ainete omadused; kompleksi moodustumise reaktsioonide mustrid; tahke faasi (sademete) tekke ja lahustumise tingimused.

1.2. analüütilised reaktsioonid. Nende rakendamise tingimused ja meetodid

Kvalitatiivne keemiline analüüs viiakse läbi kasutades analüütilised reaktsioonid, millega kaasnevad märgatavad välised muutused: näiteks gaasi eraldumine, värvimuutus, sademe moodustumine või lahustumine, mõnel juhul spetsiifilise lõhna ilmnemine.

Analüütiliste reaktsioonide põhinõuded:

1) Kõrge tundlikkus, mida iseloomustab avastamispiiri väärtus (Cmin) – komponendi madalaim kontsentratsioon lahuse proovis, mille juures see analüüsimeetod võimaldab seda komponenti enesekindlalt tuvastada. Analüütiliste reaktsioonide abil tuvastatava aine massi absoluutne miinimumväärtus on 50–0,001 μg (1 μg = 10–6 g).

2) Selektiivsus- mida iseloomustab reaktiivi võime reageerida võimalikult väheste komponentidega (elementidega). Praktikas püüavad nad tuvastada ioone tingimustes, kus selektiivne reaktsioon muutub spetsiifiliseks, s.t. võimaldab tuvastada seda iooni teiste ioonide juuresolekul. Nagu konkreetsete reaktsioonide näited(mida on vähe) on järgmised.

a) Ammooniumisoolade koostoime liigse leelisega kuumutamisel:

NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O . (üks)

Eraldunud ammoniaaki on lihtne ära tunda iseloomuliku lõhna (“ammoniaak”) või katseklaasi kaelale toodud märja indikaatorpaberi värvimuutuse järgi. Reaktsioon

võimaldab tuvastada ammooniumioonide NH4 + olemasolu analüüsitud lahuses.

b) Raua soolade koostoime kaaliumheksatsüanoferraat (III) K3-ga sinise sademe moodustumisega (Turnbull blue või Preisi sinine). Reaktsioon (teile hästi tuttav teemal "Metallide korrosioon" kursusel

Need reaktsioonid võimaldavad tuvastada analüüsitavas lahuses Fe2+ ja Fe3+ ioone.

Spetsiifilised reaktsioonid on mugavad selle poolest, et tundmatute ioonide olemasolu saab määrata fraktsioneeriva meetodiga – analüüsitava lahuse eraldi proovides, mis sisaldavad teisi ioone.

3) reaktsiooni kiirus ( suur kiirus) ja rakendamise lihtsus.

Kõrge reaktsioonikiirus tagab süsteemis termodünaamilise tasakaalu saavutamise lühikese aja jooksul (praktiliselt koos komponentide segunemise kiirusega reaktsioonides lahuses).

Analüütiliste reaktsioonide läbiviimisel tuleb meeles pidada, mis määrab reaktsiooni tasakaalu nihke õiges suunas ja selle voolamise suurele transformatsiooni sügavusele. Elektrolüütide vesilahustes toimuvate reaktsioonide puhul mõjutavad termodünaamilise tasakaalu nihet samanimeliste ioonide kontsentratsioon, keskkonna pH ja temperatuur. Eelkõige sõltub temperatuur tasakaalukonstantide väärtus - konstandid

dissotsiatsioon nõrkade elektrolüütide korral ja lahustuvusproduktid (PR) vähelahustuvate soolade, aluste puhul

Need tegurid määravad reaktsiooni sügavuse, saaduse saagise ja analüüdi määramise täpsuse (või võimaluse tuvastada teatud ioon analüüdi väikese koguse ja kontsentratsiooni korral).

Mõnede reaktsioonide tundlikkus suureneb orgaanilises vesilahuses, näiteks kui vesilahusele lisatakse atsetooni või etanooli. Näiteks etanooli vesilahuses on CaSO4 lahustuvus palju väiksem kui vesilahuses (SP väärtus on madalam), mis võimaldab üheselt tuvastada Ca2+ ioonide olemasolu analüüsitavas lahuses palju väiksemate kontsentratsioonide juures kui lahuse analüüsimise jätkamiseks vesilahuses ja ka lahuse täielikuks vabastamiseks nendest ioonidest (sadestamine H2SO4-ga).

Kvalitatiivses keemilises analüüsis töötatakse välja ratsionaalne järjestus ioonide eraldamisel ja tuvastamisel - analüüsi süstemaatiline kulg (skeem). Sel juhul eraldatakse ioonid segust rühmade kaupa, lähtudes nende võrdsest seosest teatud toimega rühma reaktiivid.

Kasutatakse ühte portsjonit analüüsitud lahusest, millest eraldatakse järjestikku ioonide rühmad sademete ja lahuste kujul, milles seejärel tuvastatakse üksikud ioonid. . Rühmareaktiivide kasutamine võimaldab jagada kvalitatiivse analüüsi keerulise probleemi mitmeks lihtsamaks. Ioonide suhe teatud toimesse

grupi reaktiivid on aluseks ioonide analüütiline klassifikatsioon.

1.3. Soolade segu sisaldava vesilahuse esialgne analüüs värvi, lõhna, pH väärtuse järgi

Värvi olemasolu analüüsiks pakutud selges lahuses võib viidata ühe või mitme iooni olemasolule korraga (tabel 1). Värvuse intensiivsus sõltub iooni kontsentratsioonist proovis ja värvus ise võib muutuda, kui

metalli katioonid moodustavad stabiilsemaid kompleksioone kui komplekskatioonid, mille ligandideks on H2O molekulid, mille puhul on lahuse värvus näidatud tabelis. üks .

		Tabel 1
Mördi värv	Võimalikud katioonid	Võimalik
Türkiissinine	Cu2+
	Cr3+
	Ni2+	MnO4 2-
	Fe3+ (hüdrolüüsi tõttu)	CrO4 2- , Cr2 O7 2-
	Co2+	MnO4-

Kavandatud lahuse pH mõõtmine ( kui lahus on valmistatud vees, ja mitte leelise või happe lahuses).

annab lisa		kohta teavet			võimalik koostis
						tabel 2
oma-				Võimalik		Võimalik
ny pH vesi-
lahendus
	Hüdrolüüs			Na+ , K+ , Ba2+ ,		SO3 2-, S2-, CO32-,
	haritud			Ca2+		CH3COO-
				metallid s-		(vastav
	alus			elektrooniline		happed on nõrgad
	nõrk hape			perekonnad)		elektrolüüdid)
	Hüdrolüüs			NH4+		Cl-, SO42-, NO3-, Br-
	haritud					(vastav
				praktiliselt
	hape
				metallid		elektrolüüdid)
	alus
	Hüdrolüüs			Al3+, Fe3+
	põhjustel

Mõnede soolade vesilahused võivad ebastabiilsete (lagunevate) või lenduvate ühendite moodustumise tõttu omada spetsiifilisi lõhnu sõltuvalt lahuse pH-st. Lisades proovilahusele NaOH lahuseid või

tugevat hapet (HCl, H2 SO4 ), tunnete lahust õrnalt lõhna (tabel 3).

Tabel 3

lahuse pH			Vastav ioon
pärast lisamist
			lahuses
	Ammoniaak		NH4+
	(ammoniaagi lõhn)
		ebameeldiv	SO3 2-
	lõhn (SO2)
	"äädikas"	(äädikhape	CH3COO-
	hape CH3COOH)
	(vesiniksulfiid H2S)

Lõhna ilmnemise põhjuseks (vt tabel 3) on elektrolüütide lahustes toimuvate reaktsioonide üldtuntud omadus - nõrkade hapete või aluste (sageli gaasiliste ainete vesilahused) väljatõrjumine nende sooladest vastavalt tugevate hapete ja aluste toimel.

2. PEATÜKK. KATIOONIDE KVALITATIIVNE KEEMILINE ANALÜÜS

2.1. Happe-aluse meetod katioonide klassifitseerimiseks analüütiliste rühmade kaupa

Lihtsaim ja kõige vähem "kahjulik" happe-aluse (aluseline) kvalitatiivse analüüsi meetod põhineb katioonide ja hapete ja aluste suhtel. Katioonide klassifitseerimine toimub järgmiste kriteeriumide alusel:

a) kloriidide, sulfaatide ja hüdroksiidide lahustuvus; b) hüdroksiidide aluselised või amfoteersed omadused;

c) võime moodustada ammoniaagiga (NH3) stabiilseid kompleksühendeid - ammoniaate (st aminokomplekse).

Kõik katioonid jagatakse kuue analüütilisse rühma, kasutades 4 reagenti: 2M HCl lahus, 1M H2SO4 lahus, 2M NaOH lahus ja kontsentreeritud ammoniaagi vesilahus.

NH4OH (15-17%) (tabel 4).

Tabel 4 Katioonide klassifikatsioon analüütiliste rühmade kaupa

	Grupp		Tulemus
			rühmategevus
			reaktiiv
		Ag+ , Pb2+	Sade: AgCl, PbCl2
	1 M H2SO4	(Pb2+ ), Ca2+ ,	Sade (valge): BaSO4,
		Ba2+	(PbSO4), CaSO4
		Al3+, Cr3+, Zn2+	Lahendus: [Аl(OH)4]–,
	(liigne)		– , 2–
	NH4OH (konts.)	Fe2+, Fe3+, Mg2+,	Sade: Fe(OH)2,
		Mn2+	Fe(OH)3, Mg(OH)2,
			Mn(OH)2
	NH4OH (konts.)	Cu2+, Ni2+, Co2+	Mört (värvitud):
			2+, sinine
			2+, sinine
			2+ , kollane (sees
			tõttu muutub õhk siniseks
			oksüdatsioon kuni Co3+)
	Puudub	NH4+, Na+, K+

Ilmselgelt pole ülaltoodud katioonide loetelu kaugeltki täielik ja sisaldab analüüsitud proovides praktikas kõige sagedamini esinevaid katioone. Lisaks on analüütiliste rühmade kaupa klassifitseerimisel ka teisi põhimõtteid.

2.2. Katioonide rühmasisene analüüs ja analüütilised reaktsioonid nende tuvastamiseks

2.2.1. Esimene rühm (Ag+ , Pb2+ )

Katselahus, mis sisaldab Ag+, Pb2+ katioone

↓ + 2M HCl lahus + C 2 H5 OH (PbCl2 lahustuvuse vähendamiseks)

Kui PC > PR, moodustatakse kloriidide segu valged sademed,

mis on lahusest eraldatud (lahust ei analüüsita):

Ag+ + Cl– ↔ AgCl↓ ja Pb2+ + 2Cl– ↔ PbCl2 ↓ (3)

Ilmselgelt peaks sadestunud katioonide madalate kontsentratsioonide korral Cl-anioonide kontsentratsioon olema suhteliselt kõrge

↓ Sette osale + H2 O (destilleeritud) + keemine

Osaliselt läheb lahusesse	Settes - kõik AgCl ja
Pb 2+ ioonid (tasakaalunihe	osaliselt PbCl2
(3) vasakule, sest PC< ПР для PbCl2 )
	↓ + NH4OH (konts.)
Tuvastamine lahuses,
	1. AgCl lahustumine tingitud
setetest eraldatud:	Kompleks:
1. KI reagendiga (pärast	AgCl↓+ 2NH4 OH(e) →
jahutus):	→+ +Cl– +2H2O
Pb2+ + 2I– → PbI2 ↓ (kuldne
kristallid) (4)
	↓+ 2M HNO3 lahus
	↓ pH-ni<3
	2. AgCl sadestumine tingitud
	kompleksiooni lagunemine:
	Cl– + 2HNO3
	→AgCl↓+ 2NH4 + + 2NO3

↓ Kloriidide segu + 30% sette 2. ossa

Füüsikalise ja kolloidkeemia kursus, sealhulgas füüsikalis-keemilised analüüsimeetodid ning eraldamise ja puhastamise meetodid, mängib olulist rolli keskkonnatehnika valdkonna spetsialistide koolitamisel. Füüsikalise keemia põhilõigud - keemiline kineetika ja keemiline termodünaamika - on teoreetiliseks aluseks teistele keemia osadele, samuti keemiatehnoloogiale ning ainete eraldamise ja puhastamise meetoditele. Ainete füüsikalis-keemiliste omaduste mõõtmised on aluseks paljudele kaasaegsetele instrumentaalsetele (füüsikalis-keemilistele) meetoditele keskkonnaseisundi analüüsimiseks ja jälgimiseks. Kuna enamik loodusobjekte on kolloidsed süsteemid, on vaja tutvuda kolloidkeemia põhitõdedega.

Toodete – kahjulike ainete poolt põhjustatud keskkonna saastumise ohtusid saab toodete hoolika puhastamisega oluliselt vähendada. Keemilised puhastusmeetodid hõlmavad töötlemist reaktiividega, mis neutraliseerivad kahjulikke komponente. Vaja on teada reaktsioonide kiirust ja täielikkust, nende sõltuvust välistingimustest, et oleks võimalik arvutada reaktiivide kontsentratsiooni, mis tagavad vajaliku puhastusastme. Laialdaselt kasutatakse ka füüsikalis-keemilisi puhastusmeetodeid, sealhulgas rektifikatsiooni, ekstraheerimist, sorptsiooni, ioonivahetust ja kromatograafiat.

Füüsikalise ja kolloidkeemia kursuse õpe keskkonnaerialade üliõpilaste poolt (nr nr) sisaldab teoreetilise (loengu)kursuse väljatöötamist, analüütilise keemia seminare, sealhulgas füüsikalisi ja keemilisi analüüsimeetodeid, eraldamise ja puhastamise meetodeid. , kromatograafia ja kolloidkeemia sektsioonid, laboritööd ja praktilised harjutused , samuti iseseisvad tööd, sh kolme kodutöö täitmine. Laboratoorsete ja praktiliste tööde käigus omandatakse füüsikaliste ja keemiliste katsete läbiviimise, graafikute joonistamise, mõõtmistulemuste matemaatilise töötlemise ja veaanalüüsi oskused. Laboratoorsete, praktiliste ja kodutööde tegemisel omandavad õpilased teatmekirjandusega töötamise oskused.

Analüütilise ja kolloidkeemia seminarid

Seminar 1. Analüütilise keemia aine. Analüüsimeetodite klassifikatsioon. Metroloogia. Klassikalised kvantitatiivse analüüsi meetodid.

Inseneriökoloogia valdkonnas töötavad spetsialistid vajavad piisavalt täielikku teavet tooraine, tootmistoodete, tootmisjäätmete ja keskkonna - õhu, vee ja pinnase keemilise koostise kohta; erilist tähelepanu tuleks pöörata kahjulike ainete tuvastamisele ja nende koguste määramisele. See probleem on lahendatud analüütiline keemia - ainete keemilise koostise määramise teadus. Keemiline analüüs on peamine ja vajalik vahend keskkonnasaaste ohjeldamiseks.

Selle keemiaosa ülilühike õpe ei saa kvalifitseerida analüütilist keemikut, selle eesmärk on tutvuda minimaalsete teadmistega, mis on piisavad keemikutele konkreetsete ülesannete püstitamiseks, keskendudes teatud analüüsimeetodite võimalustele, ja mõista analüüsi tähendust. analüüsi tulemused.

Analüüsimeetodite klassifikatsioon

Eristage kvalitatiivset ja kvantitatiivset analüüsi. Esimene määrab teatud komponentide olemasolu, teine ​​- nende kvantitatiivne sisu. Aine koostise uurimisel eelneb kvantitatiivsele analüüsile alati kvalitatiivne analüüs, kuna kvantitatiivse analüüsi meetodi valik sõltub uuritava objekti kvalitatiivsest koostisest. Analüüsimeetodid jagunevad keemilisteks ja füüsikalis-keemilisteks. Keemilised analüüsimeetodid põhinevad analüüdi muundamisel uuteks teatud omadustega ühenditeks. Elementide iseloomulike ühendite moodustumisega määratakse aine koostis.

Anorgaaniliste ühendite kvalitatiivne analüüs põhineb ioonreaktsioonidel ja võimaldab tuvastada elemente katioonide ja anioonide kujul. Näiteks saab Cu 2+ ioone tuvastada helesinise 2+ kompleksiooni moodustumise järgi. Orgaaniliste ühendite analüüsimisel määratakse tavaliselt C, H, N, S, P, Cl ja muud elemendid. Süsinik ja vesinik määratakse pärast proovi põletamist, registreerides vabanenud süsihappegaasi ja vee. Teiste elementide tuvastamiseks on mitmeid tehnikaid.

Kvalitatiivne analüüs jaguneb fraktsionaalseks ja süstemaatiliseks.

Fraktsioonianalüüs põhineb spetsiifiliste ja selektiivsete reaktsioonide kasutamisel, mille abil on võimalik tuvastada soovitud ioone mis tahes järjestuses katselahuse üksikutes osades. Fraktsioonianalüüs võimaldab kiiresti määrata piiratud arvu ioone (ühest viieni), mis sisaldub segus, mille koostis on ligikaudu teada.

Süstemaatiline analüüs on spetsiifiline üksikute ioonide tuvastamise jada pärast seda, kui kõik muud määramist segavad ioonid on leitud ja lahusest eemaldatud.

Eraldi ioonide rühmad eraldatakse, kasutades ioonide omaduste sarnasusi ja erinevusi, kasutades nn rühmareagente - aineid, mis reageerivad samal viisil terve ioonirühmaga. Ioonide rühmad jagunevad alarühmadeks ja need omakorda üksikuteks ioonideks, mille tuvastamiseks kasutatakse nn. nendele ioonidele iseloomulikud analüütilised reaktsioonid. Selliste reaktsioonidega kaasneb tingimata analüütiline märk, see tähendab väline mõju - sademed, gaasi eraldumine, lahuse värvi muutus.

Analüütilisel reaktsioonil on spetsiifilisus, selektiivsus ja tundlikkus.

Spetsiifilisus võimaldab tuvastada antud iooni teatud tingimustel teiste ioonide juuresolekul ühe või teise iseloomuliku tunnuse (värvus, lõhn jne) järgi. Selliseid reaktsioone on suhteliselt vähe (näiteks NH 4 + iooni tuvastamise reaktsioon leelise toimel ainele kuumutamisel). Kvantitatiivselt hinnatakse reaktsiooni spetsiifilisust piirava suhte väärtusega, mis võrdub määratava iooni ja segavate ioonide kontsentratsioonide suhtega. Näiteks Ni 2+ iooni tilkreaktsioon dimetüülglüoksiimi toimel Co 2+ ioonide juuresolekul õnnestub Ni 2+ ja Co 2+ piirsuhtega 1:5000.

Reaktsiooni selektiivsuse (või selektiivsuse) määrab asjaolu, et sarnane välismõju on võimalik ainult piiratud arvu ioonide korral, millega reaktsioon annab positiivse efekti. Selektiivsuse aste (selektiivsus) on seda suurem, mida väiksem on ioonide arv, millega reaktsioon annab positiivse efekti.

Reaktsiooni tundlikkust iseloomustavad mitmed omavahel seotud väärtused: avastamispiir ja lahjenduspiir. Näiteks mikrokristalloskoopilises reaktsioonis Ca 2+ ioonile väävelhappe toimel on tuvastamise piir 0,04 μg Ca 2+ lahuse tilgas. Piirlahjendus (V enne, ml) arvutatakse valemiga: V enne \u003d V 10 2 / C min, kus V on lahuse maht (ml). Piirlahjendus näitab, millises lahuse mahus (ml) sisaldub 1 g määratavat iooni. Näiteks K + iooni reaktsioonil - Na 3 tekib kollane kristalne sade K 2 Na. Selle reaktsiooni tundlikkust iseloomustab piirlahjendus 1:50 000. See tähendab, et seda reaktsiooni kasutades saate avada kaaliumiiooni lahuses, mis sisaldab vähemalt 1 g kaaliumit 50 000 ml vees.

Kvalitatiivse analüüsi keemilised meetodid on praktilise tähtsusega vaid väikese arvu elementide puhul. Mitmeelemendilise, molekulaarse, aga ka funktsionaalse (funktsionaalsete rühmade olemuse määramine) analüüsi jaoks kasutatakse füüsikalis-keemilisi meetodeid.

Komponendid jagunevad aluseliseks (1–100 massiprotsenti), väiksemateks (0,01–1 massiprotsenti) ja lisanditeks või jälgedeks (alla 0,01 massiprotsenti).

Sõltuvalt analüüsitava proovi massist ja mahust eristatakse makroanalüüsi (0,5–1 g või 20–50 ml),

poolmikroanalüüs (0,1–0,01 g või 1,0–0,1 ml),

mikroanalüüs (10 -3 - 10 -6 g või 10 -1 - 10 -4 ml),

ultramikroanalüüs (10–6–10–9 g või 10–4–10–6 ml),

submikroanalüüs (10 -9 - 10 -12 g või 10 -7 - 10 -10 ml).

Analüüsitavateks komponentideks võivad olla aatomid ja ioonid, elementide isotoobid, molekulid, funktsionaalsed rühmad ja radikaalid, faasid.

Klassifikatsioon kindlaksmääratud osakeste olemuse järgi:

1. isotoop (füüsiline)

2. elementaarne või aatomiline

3. molekulaarne

4. struktuurne rühm (aatomi ja molekuli vahepealne) - orgaaniliste ühendite molekulide üksikute funktsionaalrühmade määratlus.

5. faas – heterogeensete objektide, nt mineraalide lisandite analüüs.

Muud analüüsi klassifikatsiooni tüübid:

Bruto ja kohalik.

Hävitav ja mittepurustav.

Kontakt ja pult.

diskreetne ja pidev.

Analüütilise protseduuri olulised omadused on meetodi kiirus (analüüsi kiirus), analüüsi maksumus ja selle automatiseerimise võimalus.

V.F. Yustratov, G.N. Mikileva, I.A. Mochalova

ANALÜÜTILINE KEEMIA

Kvantitatiivne keemiline analüüs

Õpetus

Ülikooli üliõpilastele

2. trükk, muudetud ja suurendatud

kõrgharidus ülikoolidevaheliseks kasutamiseks

analüütilise keemia õpikuna koolitusvaldkondades õppivatele üliõpilastele 552400 "Toidutehnoloogia", 655600 "Toidu tootmine taimsest materjalist",

655900 "Tooraine, loomse päritoluga toodete tehnoloogia"

ja 655700 "Toidukaupade tehnoloogia

eriotstarbeline ja avalik toitlustus "

Kemerovo 2005

UDC 543.062 (07)

V.F. Yustratov, G.N. Mikileva, I.A. Mochalova

Toimetanud V.F. Justratova

Arvustajad:

V.A. Nevostrujev, pea Analüütilise keemia osakond

Kemerovo Riiklik Ülikool, Dr. of Chem. teadused, professor;

A.I. Gerasimov, keemia ja tehnoloogia osakonna dotsent

Kuzbassi riikliku tehnika anorgaanilised ained

Ülikool, Ph.D. chem. Teadused

Kemerovo Tehnoloogiainstituut

Toidutööstus

Yustratova V.F., Mikileva G.N., Mochalova I.A.

Yu90 Analüütiline keemia. Kvantitatiivne keemiline analüüs: Proc. toetust. - 2. väljaanne, muudetud. ja täiendav - / V.F. Yustratov, G.N. Mikileva, I.A. Mochalova; Ed. V.F. Yustratova; Kemerovo Toiduainetööstuse Tehnoloogiline Instituut - Kemerovo, 2005. - 160 lk.

ISBN 5-89289-312-X

Välja on toodud analüütilise keemia põhimõisted ja osad. Üksikasjalikult käsitletakse kõiki kvantitatiivse keemilise analüüsi etappe alates proovide võtmisest kuni tulemuste saamiseni ja nende töötlemise meetodeid. Käsiraamat sisaldab instrumentaalsete analüüsimeetodite peatükki, mis on kõige lootustandvam. Näidatud on iga kirjeldatud meetodi kasutamine toiduainetööstuse tehnokeemilises kontrollis.

Õpik on koostatud vastavalt riiklikele haridusstandarditele valdkondades "Toidutehnoloogia", "Toidu tootmine taimsest toorainest ja loomse päritoluga saadustest", "Eriotstarbeliste toiduainete ja avaliku toitlustamise tehnoloogia". Sisaldab metoodilisi soovitusi üliõpilastele loengute konspekteerimiseks ja õpikuga töötamiseks.

Mõeldud kõigi õppevormide õpilastele.

UDC 543.062 (07)

BBC 24.4 ja 7

ISBN 5-89289-312-X

© V.F. Yustratov, G.N. Mikileva, I.A. Mochalova, 1994

© V.F. Yustratov, G.N. Mikileva, I.A. Mochalova, 2005, lisa

© KemTIPP, 1994

EESSÕNA

Õpik on mõeldud toiduprofiili ülikoolide tehnoloogiaerialade üliõpilastele. Teine trükk, muudetud ja suurendatud. Materjali töötlemisel võeti arvesse Voroneži Riikliku Tehnoloogiaakadeemia analüütilise keemia osakonna juhataja, Vene Föderatsiooni teaduse ja tehnoloogia austatud töötaja, keemiateaduste doktori, professor Ya.I. Korenman. Autorid avaldavad talle sügavat tänu.

Viimase kümne aasta jooksul alates esimese väljaande ilmumisest on ilmunud uusi analüütilise keemia õpikuid, kuid ükski neist ei vasta täielikult riiklikele haridusstandarditele toiduainete tehnoloogia, taimsetest toorainetest toiduainete tootmise, toorainetehnoloogia ja valdkondades. loomse päritoluga tooted“, „Eriotstarbeliste toiduainete ja avaliku toitlustamise tehnoloogia“.

Käsiraamatus on materjal esitatud nii, et õpilane näeb "analüütilise keemia ülesannet" tervikuna: proovide võtmisest analüüsitulemuste saamiseni, nende töötlemise meetodid ja analüütiline metroloogia. Antakse lühidalt analüütilise keemia arengulugu, roll toiduainete tootmisel; antakse kvalitatiivse ja kvantitatiivse keemilise analüüsi põhimõisted, lahuste koostise väljendamise ja lahuste valmistamise viisid, analüüsitulemuste arvutamise valemid; titrimeetrilise analüüsi meetodite teooria: neutraliseerimine (happe-aluse tiitrimine), redoksimeetria (redokstiitrimine), kompleksomeetria, sadestamine ja gravimeetria. Näidatud on igaühe kasutusala toiduainetööstuses. Titrimeetriliste analüüsimeetodite kaalumisel pakutakse välja struktuur-loogiline skeem, mis lihtsustab nende uurimist.

Materjali esitamisel arvestatakse tänapäevast keemiliste ühendite nomenklatuuri, kaasaegseid üldtunnustatud kontseptsioone ja ideid, järelduste argumenteerimiseks kasutatakse uusi teaduslikke andmeid.

Käsiraamat sisaldab lisaks peatükki instrumentaalsete analüüsimeetodite kohta, kui kõige lootustandvamaid, ning näitab analüütilise keemia arengu praeguseid suundumusi.

Vastavalt esitlusvormile on juhendi tekst kohandatud I-II kursuse üliõpilastele, kellel puuduvad veel iseseisva töö oskused õppekirjandusega.

Jaotised 1, 2, 5 kirjutas V.F. Yustratova, jaotised 3, 6, 8, 9 – G.N. Mikileva, 7. jagu – I.A. Mochalova, 4. jagu – G.N. Mikileva ja I.A. Mochalova.

ANALÜÜTILINE KEEMIA KUI TEADUS

Analüütiline keemia on üks keemia harudest. Kui anname analüütilise keemia kui teaduse kõige täielikuma määratluse, saame kasutada akadeemik I.P. Alimarin.

"Analüütiline keemia on teadus, mis arendab ainete keemilise koostise analüüsi teoreetilisi aluseid, töötab välja meetodeid keemiliste elementide, nende ühendite tuvastamiseks ja tuvastamiseks, määramiseks ja eraldamiseks, samuti meetodeid ühendite keemilise struktuuri kindlakstegemiseks."

See määratlus on üsna mahukas ja seda on raske meeles pidada. Gümnaasiumiõpikutes on antud kokkuvõtlikumad definitsioonid, mille tähendus on järgmine.

Analüütiline keemiaon teadus ainete (süsteemide) keemilise koostise ja struktuuri määramise meetoditest.

1.1. Analüütilise keemia arenguloost

Analüütiline keemia on väga iidne teadus.

Niipea kui ühiskonda ilmusid kaubad ja materjalid, millest olulisemad olid kuld ja hõbe, tekkis vajadus kontrollida nende kvaliteeti. Kupellatsioon, tulekatse, oli esimene laialdaselt kasutatav meetod nende metallide analüüsimiseks. See kvantitatiivne meetod hõlmab analüüdi kaalumist enne ja pärast kuumutamist. Selle operatsiooni mainimist leidub Babülonist pärit tahvelarvutites, mis pärinevad aastatest 1375–1350. eKr.

Kaalud on inimkonnale teada olnud juba enne iidse tsivilisatsiooni aegu. Kaalude jaoks leitud raskused pärinevad aastast 2600 eKr.

Üldtunnustatud seisukoha järgi võib renessansi pidada lähtepunktiks, mil teaduslikes meetodites kujunesid välja individuaalsed analüüsitehnikad.

Kuid mõiste "analüüs" selle sõna tänapäevases tähenduses võttis kasutusele inglise keemik Robert Boyle (1627-1691). Ta kasutas seda terminit esmakordselt 1654. aastal.

Analüütilise keemia kiire areng algas 17. sajandi lõpus. seoses manufaktuuride tekkega, nende arvu kiire kasvuga. See tõi kaasa mitmesuguseid probleeme, mida sai lahendada ainult analüütiliste meetodite abil. Vajadus metallide, eriti raua järele kasvas oluliselt, mis aitas kaasa mineraalide analüütilise keemia arengule.

Keemilise analüüsi tõstis omaette teadusharu – analüütilise keemia – staatusesse Rootsi teadlane Thornburn Bergman (1735-1784). Bergmani tööd võib pidada esimeseks analüütilise keemia õpikuks, mis annab süstemaatilise ülevaate analüütilises keemias kasutatavatest protsessidest, mis on rühmitatud analüüsitavate ainete olemuse järgi.

Esimene tuntud raamat, mis on täielikult pühendatud analüütilisele keemiale, on The Complete Chemical Assay Office, mille kirjutas Johann Goetling (1753-1809) ja avaldati 1790. aastal Jenas.

Suure hulga kvalitatiivseks analüüsiks kasutatavaid reaktiive on süstematiseerinud Heinrich Rose (1795-1864) oma raamatus "Analüütilise keemia juhend". Selle raamatu eraldi peatükid on pühendatud mõnele elemendile ja nende elementide teadaolevatele reaktsioonidele. Nii kirjeldas Rose 1824. aastal esimesena üksikute elementide reaktsioone ja andis süstemaatilise analüüsi skeemi, mis on oma põhijoontes säilinud tänapäevani (süstemaatilise analüüsi kohta vt punkt 1.6.3).

1862. aastal ilmus "Journal of Analytical Chemistry" esimene number - ainult analüütilisele keemiale pühendatud ajakiri, mis ilmub tänapäevani. Ajakirja asutas Fresenius ja see ilmus Saksamaal.

Kaalu (gravimeetrilise) analüüsi – vanima ja loogiliseima kvantitatiivse analüüsi meetodi – alused pani paika T. Bergman.

Mahuanalüüsi meetodeid hakati analüütilisse praktikasse laialdaselt kasutama alles 1860. aastal. Nende meetodite kirjeldus ilmus õpikutes. Selleks ajaks olid välja töötatud seadmed (seadmed) tiitrimiseks ja antud meetodite teoreetiline põhjendus.

Peamised avastused, mis võimaldasid teha teoreetilise põhjenduse mahuliste analüüsimeetodite kohta, hõlmavad aine massi jäävuse seadust, mille avastas M.V. Lomonosov (1711-1765), perioodiline seadus, mille avastas D.I. Mendelejev (1834-1907), S. Arrheniuse (1859-1927) välja töötatud elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooria.

Volumetriliste analüüsimeetodite alused on laotud ligi kaks sajandit ning nende areng on tihedalt seotud praktika nõudmistega, ennekõike kangaste pleegitamise ja kaaliumkloriidi tootmise probleemidega.

Palju aastaid on kulutatud mugavate ja täpsete instrumentide väljatöötamisele, mahuliste klaasnõude klassifitseerimise toimingute väljatöötamisele, täppisklaasinõudega töötamisel tehtud manipulatsioonidele ja tiitrimise lõpu fikseerimise meetoditele.

Pole üllatav, et isegi 1829. aastal uskus Berzelius (1779–1848), et mahulisi analüüsimeetodeid saab kasutada vaid ligikaudsete hinnangute andmiseks.

Esimest korda nüüd üldtunnustatud terminid keemias "pipetti"(Joon. 1) (prantsuse torust - toru, pipetist - torud) ja "büret"(joon. 2) (prantsuse büretist - pudel) on leitud J.L. Gay-Lussac (1778-1850), avaldatud 1824. Siin kirjeldas ta ka tiitrimisoperatsiooni sellisel kujul, nagu seda praegu tehakse.

Riis. 1. Pipetid Joon. 2. Büretid

1859. aasta osutus analüütilise keemia jaoks tähendusrikkaks. Just sel aastal töötasid G. Kirchhoff (1824-1887) ja R. Bunsen (1811-1899) välja spektraalanalüüsi ja muutsid selle praktiliseks analüütilise keemia meetodiks. Spektraalanalüüs oli instrumentaalsetest analüüsimeetoditest esimene, mis tähistas nende kiire arengu algust. Nende analüüsimeetodite kohta lisateabe saamiseks vaadake jaotist 8.

19. sajandi lõpus, 1894. aastal asus Saksa füüsikakeemik V.F. Ostwald avaldas raamatu analüütilise keemia teoreetilistest alustest, mille fundamentaalseks teooriaks oli elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooria, millel põhinevad siiani keemilised analüüsimeetodid.

Algas 20. sajandil (1903) tähistas vene botaaniku ja biokeemiku M.S. Kromatograafia fenomeni värvus, mis oli aluseks kromatograafilise meetodi erinevate variantide väljatöötamisele, mille areng kestab tänaseni.

Kahekümnendal sajandil analüütiline keemia arenes üsna edukalt. Toimus nii keemiliste kui instrumentaalsete analüüsimeetodite väljatöötamine. Instrumentaalmeetodite väljatöötamine oli tingitud ainulaadsete seadmete loomisest, mis võimaldavad salvestada analüüsitavate komponentide individuaalseid omadusi.

Vene teadlased on andnud suure panuse analüütilise keemia arengusse. Esiteks, N.A. Tananaeva, I.P. Alimarina, A.K. Babko, Yu.A. Zolotov ja paljud teised.

Analüütilise keemia areng on alati arvestanud kahe teguriga: arenev tööstus on kujundanud ühelt poolt probleemi, mis vajab lahendamist; teisalt teaduse avastused kohandusid analüütilise keemia probleemide lahendamiseks.

See suundumus jätkub tänapäevani. Analüüsis kasutatakse laialdaselt arvuteid ja lasereid, esile kerkivad uued analüüsimeetodid, juurutatakse automatiseerimist ja matematiseerimist, luuakse lokaalse mittepurustava, kaug-, pideva analüüsi meetodeid ja vahendeid.

1.2. Analüütilise keemia üldprobleemid

Analüütilise keemia üldülesanded:

1. Keemiliste ja füüsikalis-keemiliste analüüsimeetodite teooria arendamine, teaduslik põhjendamine, tehnikate ja uurimismeetodite arendamine ja täiustamine.

2. Ainete eraldamise meetodite ja mikrolisandite kontsentreerimise meetodite väljatöötamine.

3. Looduslike ainete, keskkonna, tehniliste materjalide jms analüüsimeetodite täiustamine ja arendamine.

4. Keemilis-analüütilise kontrolli tagamine erinevate keemia- ja sellega seotud teaduse, tööstuse ja tehnoloogia valdkondade uurimisprojektide läbiviimise protsessis.

5. Keemilis-tehnoloogiliste ja füüsikalis-keemiliste tootmisprotsesside hoidmine etteantud optimaalsel tasemel, mis põhineb tööstusliku tootmise kõigi osade süstemaatilisel keemilis-analüütilisel kontrollil.

6. Tehnoloogiliste protsesside automaatjuhtimise meetodite loomine, kombineerituna juhtimissüsteemidega, mis põhinevad elektrooniliste arvutus-, salvestus-, signaalimis-, blokeerimis- ja juhtimismasinate, instrumentide ja seadmete kasutamisel.

Eelnevast on näha, et analüütilise keemia võimalused on laiad. See võimaldab seda kasutada väga erinevate praktiliste probleemide lahendamiseks, sealhulgas toiduainetööstuses.

1.3. Analüütilise keemia roll toiduainetööstuses

Analüütilise keemia meetodid võimaldavad toiduainetööstuses lahendada järgmisi probleeme:

1. Määrake tooraine kvaliteet.

2. Kontrollige toidutootmise protsessi selle kõigis etappides.

3. Kontrolli toodete kvaliteeti.

4. Analüüsida tootmisjäätmeid nende kõrvaldamise (edaspidi kasutamise) eesmärgil.

5. Määrata tooraines ja toiduainetes inimorganismile mürgised (kahjulikud) ained.

1.4. Analüüsi meetod

Analüütiline keemia uurib analüüsimeetodeid, nende arendamise ja rakendamise erinevaid aspekte. Vastavalt autoriteetse rahvusvahelise keemiaorganisatsiooni IUPAC * soovitustele on analüüsimeetodiks aine analüüsi aluseks olevad põhimõtted, s.o. aine keemiliste osakeste häirimist põhjustava energia liik ja olemus. Analüüsi põhimõtte määravad omakorda loodusnähtused, millel põhinevad keemilised või füüsikalised protsessid.

Keemiaalases õppekirjanduses analüüsimeetodi määratlust reeglina ei anta. Aga kuna see on piisavalt oluline, tuleb see sõnastada. Meie arvates on kõige vastuvõetavam määratlus järgmine:

Analüüsimeetod on analüüsi läbiviimise reeglite ja tehnikate summa, mis võimaldab määrata ainete (süsteemide) keemilist koostist ja struktuuri.

1.5. Analüüsimeetodite klassifikatsioon

Analüütilises keemias on mitut tüüpi analüüsimeetodite klassifikatsiooni.

1.5.1. Klassifikatsioon analüüsitavate ainete (süsteemide) keemiliste ja füüsikaliste omaduste alusel

Selles klassifikatsioonis võetakse arvesse järgmisi analüüsimeetodite rühmi:

1. Keemilised analüüsimeetodid.

Sellesse analüüsimeetodite rühma kuuluvad meetodid, mille puhul analüüsi tulemused põhinevad ainete vahel toimuval keemilisel reaktsioonil. Reaktsiooni lõppedes registreeritakse ühe reaktsioonis osaleja ruumala või ühe reaktsiooniprodukti mass. Seejärel arvutatakse analüüsi tulemused.

2. Füüsikalised analüüsimeetodid.

Füüsikalised analüüsimeetodid põhinevad analüüsitavate ainete füüsikaliste omaduste mõõtmisel. Enamasti fikseerivad need meetodid optilisi, magnetilisi, elektrilisi ja termilisi omadusi.

3. Füüsikalised ja keemilised analüüsimeetodid.

Need põhinevad analüüsitava süsteemi mõne füüsikalise omaduse (parameetri) mõõtmisel, mis muutub selles toimuva keemilise reaktsiooni mõjul.

* IUPAC – Rahvusvaheline Puhta ja Rakenduskeemia Liit. Selle organisatsiooni liikmed on paljude riikide teadusasutused. Venemaa Teaduste Akadeemia (NSV Liidu Teaduste Akadeemia järglasena) on selle liige alates 1930. aastast.

Kaasaegses keemias nimetatakse füüsikalisi ja füüsikalis-keemilisi analüüsimeetodeid instrumentaalne analüüsimeetodid. "Instrumendiline" tähendab, et seda analüüsimeetodit saab läbi viia ainult "instrumendi" abil – seadmega, mis suudab salvestada ja hinnata füüsikalisi omadusi (üksikasju vt 8. jaos).

4. Eraldamise meetodid.

Komplekssete segude (ja see on enamus loodusobjektidest ja toiduainetest) analüüsimisel võib osutuda vajalikuks analüüt eraldada segavatest komponentidest.

Mõnikord on analüüsitavas lahuses määratud komponenti palju vähem, kui valitud analüüsimeetodiga saab määrata. Sel juhul tuleb enne selliste komponentide määramist need eelkontsentreerida.

kontsentratsioon- see on operatsioon, mille järel võib määratud komponendi kontsentratsioon tõusta n-lt 10 n korda.

Eraldamis- ja koondamisoperatsioonid on sageli kombineeritud. Analüüsitava süsteemi kontsentreerimisetapis võib selgelt ilmneda mõni omadus, mille fikseerimine võimaldab lahendada segus sisalduva analüüdi koguse probleemi. Analüüsimeetod võib alata eraldusoperatsiooniga, mõnikord hõlmab see ka keskendumist.

1.5.2. Klassifikatsioon aine massi või mahu alusel

analüüsiks võetud lahendus

Kaasaegsete analüüsimeetodite võimalusi demonstreeriv klassifikatsioon on toodud tabelis. 1. See põhineb analüüsimiseks võetud ainete massil või lahuse mahul.

Tabel 1

Analüüsimeetodite klassifikatsioon sõltuvalt aine massist

või analüüsiks võetud lahuse maht

1.6. Kvalitatiivne analüüs

Aine analüüsi võib teha selle kvalitatiivse või kvantitatiivse koostise kindlakstegemiseks. Vastavalt sellele eristatakse kvalitatiivset ja kvantitatiivset analüüsi.

Kvalitatiivse analüüsi ülesanne on tuvastada analüüsitava objekti keemiline koostis.

Analüüsitud objekt võib olla üksikaine (lihtne või väga keeruline, näiteks leib), samuti ainete segu. Objekti osana võivad selle erinevad komponendid huvi pakkuda. Võimalik on määrata, millistest ioonidest, elementidest, molekulidest, faasidest, aatomirühmadest analüüsitav objekt koosneb. Toidus on ioonid kõige sagedamini määratud, lihtsad või komplekssed ained, mis on kas kasulikud (Ca 2+, NaCl, rasv, valk jne) või inimorganismile kahjulikud (Cu 2+ , Pb 2+, pestitsiidid jne). ). Seda saab teha kahel viisil. tuvastamine ja avastus.

Identifitseerimine- uuritava keemilise ühendi identiteedi (identsuse) kindlakstegemine teadaoleva ainega (standardiga), võrreldes nende füüsikalisi ja keemilisi omadusi .

Selleks uuritakse eelnevalt antud võrdlusühendite teatud omadusi, mille olemasolu analüüsitavas objektis eeldatakse. Näiteks viiakse anorgaaniliste ainete uurimisel läbi keemilisi reaktsioone katioonide või anioonidega (need ioonid on standardid) või mõõdetakse orgaaniliste võrdlusainete füüsikalisi konstante. Seejärel tehke samad testid uuritava ühendiga ja võrrelge tulemusi.

Märkamine- teatud põhikomponentide, lisandite jms olemasolu kontrollimine analüüsitavas objektis. .

Kvalitatiivne keemiline analüüs põhineb enamasti analüüdi muutmisel mingiks uueks ühendiks, millel on iseloomulikud omadused: värvus, teatud füüsikaline olek, kristalne või amorfne struktuur, spetsiifiline lõhn jne. Neid iseloomulikke omadusi nimetatakse analüütilised omadused.

Keemilist reaktsiooni, mille käigus tekivad analüütilised märgid, nimetatakse kvaliteetne analüütiline reaktsioon.

Analüütilistes reaktsioonides kasutatavaid aineid nimetatakse reaktiivid või reaktiivid.

Kvalitatiivsed analüütilised reaktsioonid ja vastavalt nendes kasutatavad reagendid jagunevad olenevalt kasutusvaldkonnast rühmadeks (üldisteks), iseloomulikeks ja spetsiifilisteks.

Grupi reaktsioonid võimaldab eraldada rühmareagendi mõjul olevast keerulisest ainete segust terveid ioonirühmi, millel on sama analüütiline omadus. Näiteks ammooniumkarbonaat (NH 4) 2 CO 3 kuulub rühmareaktiivide hulka, kuna see moodustab Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+ ioonidega vees lahustumatuid valgeid karbonaate.

iseloomulik nimetatakse selliseid reaktsioone, milles osalevad reaktiivid, mis interakteeruvad ühe või väikese arvu ioonidega. Nende reaktsioonide analüütiline omadus väljendub enamasti iseloomulikus värvis. Näiteks dimetüülglüoksiim on iseloomulik reagent Ni 2+ ioonile (roosa sade) ja Fe 2+ ioonile (vees lahustuv punane ühend).

Kvalitatiivses analüüsis on kõige olulisemad spetsiifilised reaktsioonid. spetsiifiline reaktsioon antud ioonile on selline reaktsioon, mis võimaldab seda katsetingimustes tuvastada segus teiste ioonidega. Selline reaktsioon on näiteks ioonide tuvastamise reaktsioon, mis kulgeb kuumutamisel leelise toimel:

Eraldunud ammoniaaki saab tuvastada spetsiifilise, kergesti äratuntava lõhna ja muude omaduste järgi.

1.6.1. Reaktiivide kaubamärgid

Sõltuvalt reaktiivide konkreetsest kasutusalast on neile kehtestatud mitmeid nõudeid. Üks neist on lisandite koguse nõue.

Lisandite kogust keemilistes reaktiivides reguleerib spetsiaalne tehniline dokumentatsioon: riiklikud standardid (GOST), tehnilised kirjeldused (TU) jne Lisandite koostis võib olla erinev ja see on tavaliselt märgitud reaktiivi tehasesildile.

Keemilised reaktiivid klassifitseeritakse puhtusastme järgi. Sõltuvalt lisandite massiosast määratakse reagendile kaubamärk. Mõned reaktiivide kaubamärgid on esitatud tabelis. 2.

tabel 2

Reaktiivide kaubamärgid

Tavaliselt kasutatakse keemilise analüüsi praktikas reaktiive, mis vastavad kvalifikatsioonile "analüütiline puhtus" ja "keemiliselt puhas". Reaktiivide puhtus on märgitud reaktiivi originaalpakendi etiketile. Mõned tööstusharud kehtestavad reaktiivide jaoks oma täiendavad puhtuse kvalifikatsioonid.

1.6.2. Analüütiliste reaktsioonide läbiviimise meetodid

Võib läbi viia analüütilisi reaktsioone "märg" ja "kuiv" viise. Reaktsiooni läbiviimisel "märg" analüüdi ja vastavate reaktiivide koostoimel tekib lahuses. Selle rakendamiseks peab uuritav aine olema eelnevalt lahustatud. Lahustiks on tavaliselt vesi või, kui aine on vees lahustumatu, mõni muu lahusti. Liht- või kompleksioonide vahel toimuvad märjad reaktsioonid, seetõttu tuvastatakse nende rakendamisel need ioonid.

"Kuiv" reaktsioonide läbiviimise meetod tähendab, et uuritav aine ja reaktiivid võetakse tahkes olekus ning nendevaheline reaktsioon viiakse läbi kuumutades neid kõrgel temperatuuril.

"Kuival" viisil läbiviidavate reaktsioonide näideteks on leegi värvimise reaktsioonid teatud metallide sooladega, naatriumtetraboraadi (booraksi) värviliste pärlite (klaaside) moodustumine. või naatrium- ja ammooniumvesinikfosfaat, kui need sulatatakse teatud metallide sooladega, samuti uuritava tahke aine sulatamisel "räbustitega", näiteks: tahke Na 2 CO 3 ja K 2 CO 3 segud või Na 2 CO 3 ja KNO 3.

"Kuival" teel läbiviidavate reaktsioonide hulka kuulub ka reaktsioon, mis tekib uuritava tahke aine tritureerimisel mõne tahke reagendiga, mille tulemusena segu omandab värvuse.

1.6.3. Süstemaatiline analüüs

Objekti kvalitatiivset analüüsi saab läbi viia kahe erineva meetodiga.

Süstemaatiline analüüs - see on meetod kvalitatiivse analüüsi läbiviimiseks vastavalt skeemile, kui reaktiivide lisamise toimingute jada on rangelt määratletud.

1.6.4. Fraktsiooniline analüüs

Analüüsimeetod, mis põhineb selliste reaktsioonide kasutamisel, mida saab kasutada soovitud ioonide tuvastamiseks mis tahes järjestuses alglahuse üksikutes osades, s.o. ilma konkreetset ioonituvastusskeemi kasutamata, nimetatakse murdosa analüüs.

1.7. Kvantitatiivne analüüs

Kvantitatiivse analüüsi ülesanne on määrata analüüsitavas objektis konkreetse komponendi sisaldus (mass või kontsentratsioon).

Kvantitatiivse analüüsi olulised mõisted on mõisted "määratud aine" ja "töötav aine".

1.7.1. Määratav aine. töötav aine

Keemilist elementi, iooni, liht- või kompleksainet, mille sisaldus määratakse analüüsitava toote antud proovis, nimetatakse tavaliselt nn. "identifitseeritav aine" (O.V.).

Aine, millega see määramine läbi viiakse, nimetatakse tööaine (RV).

1.7.2. Analüütilises keemias kasutatava lahuse koostise väljendamise viisid

1. Kõige mugavam viis lahuse koostise väljendamiseks on kontsentratsioon . Kontsentratsioon on füüsikaline suurus (mõõtmeteta või mõõtmeteta), mis määrab lahuse, segu või sulatise kvantitatiivse koostise. Lahuse kvantitatiivse koostise kaalumisel peavad need enamasti silmas lahustunud aine koguse ja lahuse mahu suhet.

Kõige tavalisem on ekvivalentide molaarne kontsentratsioon. Selle sümbol, mis on kirjutatud näiteks väävelhappe jaoks, on C eq (H 2 SO 4), mõõtühik on mol / dm 3.

(1)

Kirjanduses on sellele kontsentratsioonile ka teisi nimetusi. Näiteks C (1/2H2SO4). Väävelhappe valemi ees olev fraktsioon näitab, milline molekuli (või iooni) osa on samaväärne. Seda nimetatakse ekvivalentsusteguriks, mida tähistatakse f ekv. H 2 SO 4 puhul f ekv = 1/2. Ekvivalentsustegur arvutatakse reaktsiooni stöhhiomeetria põhjal. Arvu, mis näitab, mitu ekvivalenti molekulis sisaldub, nimetatakse ekvivalentnumbriks ja seda tähistatakse Z*-ga. f ekv \u003d 1 / Z *, seetõttu tähistatakse ekvivalentide molaarset kontsentratsiooni ka järgmiselt: C (1 / Z * H 2 SO 4).

2. Analüütiliste laborite tingimustes, kui ühe arvutusvalemiga üksikute analüüside seeria tegemine võtab kaua aega, kasutatakse sageli parandustegurit ehk parandust K.

Kõige sagedamini viitab parandus tööainele. Koefitsient näitab, mitu korda erineb tööaine valmistatud lahuse kontsentratsioon ümardatud arvudes (0,1; 0,2; 0,5; 0,01; 0,02; 0,05) väljendatud kontsentratsioonist, millest üks võib olla arvutusvalemis:

. (2)

K kirjutatakse nelja kümnendkohaga arvudena. Kirjest: K \u003d 1,2100 kuni C eq (HCl) \u003d 0,0200 mol / dm 3 järeldub, et C eq (HCl) \u003d 0,0200 mol / dm 3 on HCl standardne molaarkontsentratsioon, siis arvutatakse tõene ekvivalendid. valemi järgi:

3. Tiiter on aine mass, mis sisaldub 1 cm 3 lahuse mahust.

Tiiter viitab enamasti tööaine lahusele.

(3)

Tiitri ühik on g/cm 3, tiiter arvutatakse kuuenda kümnendkoha täpsusega. Teades tööaine tiitrit, on võimalik arvutada selle lahuse ekvivalentide molaarkontsentratsioon.

(4)

4. Tööaine tiiter analüüdi järgi- see on määratava aine mass, mis on võrdne 1 cm 3 lahuses sisalduva tööaine massiga.

(5)

(6)

5. Soluudi massiosa on võrdne lahustunud aine A massi ja lahuse massi suhtega:

. (7)

6. Mahuosa lahustunud aine on võrdne lahustunud aine A mahu ja lahuse kogumahu suhtega:

. (8)

Massi- ja ruumalaosad on mõõtmeteta suurused. Kuid enamasti kirjutatakse massi- ja ruumalafraktsioonide arvutamise avaldised järgmiselt:

; (9)

. (10)

Sel juhul on w ja j ühikuks protsent.

Tähelepanu tuleks pöörata järgmistele asjaoludele:

1. Analüüsi tegemisel peab tööaine kontsentratsioon olema täpne ja väljendatud nelja kümnendkohaga arvuna, kui kontsentratsioon on molaarekvivalendid; või kuue kümnendkohaga arv, kui see on pealdis.

2. Kõigis analüütilises keemias kasutatavates arvutusvalemites on ruumalaühikuks cm 3. Kuna analüüsis ruumalade mõõtmiseks kasutatud klaasnõud võimaldavad mõõta mahtu 0,01 cm 3 täpsusega, tuleks just sellise täpsusega registreerida analüüsis osalevate analüütide ja tööainete lahuste ruumalasid väljendavad numbrid. .

1.7.3. Lahuste valmistamise meetodid

Enne lahenduse ettevalmistamisega jätkamist tuleks vastata järgmistele küsimustele.

1. Mis eesmärgil lahus valmistatakse (kasutamiseks RV-na, söötme teatud pH väärtuse loomiseks jne)?

2. Millisel kujul on kõige sobivam väljendada lahuse kontsentratsiooni (ekvivalendi molaarkontsentratsiooni, massifraktsiooni, tiitri jne kujul)?

3. Millise täpsusega, s.o. millise kümnendkohani tuleks määrata valitud kontsentratsiooni väljendav arv?

4. Millise koguse lahust tuleks valmistada?

5. Millist lahuse valmistamise meetodit tuleks kasutada, lähtudes aine olemusest (vedel või tahke, standardne või mittestandardne)?

Lahuse saab valmistada järgmistel viisidel:

1. Täpne haakeseade.

Kui a aine millest lahust valmistada, on standardne, st. vastab teatud (allpool loetletud) nõuetele, siis saab lahuse valmistada täpse proovi järgi. See tähendab, et proovi kaal arvutatakse ja mõõdetakse analüütilisel kaalul nelja kümnendkoha täpsusega.

Standardainetele esitatavad nõuded on järgmised:

a) ainel peab olema kristalne struktuur ja see peab vastama teatud keemilisele valemile;

c) aine peab säilitamise ajal olema stabiilne tahkel kujul ja lahuses;

d) soovitav on aine suur molaarmassi ekvivalent.

2. Paranduskanalist.

Täpse proovi jaoks lahuse valmistamise meetodi variatsioon on fixanaalist lahuse valmistamise meetod. Täpse proovi rolli täidab klaasampullis olev aine täpne kogus. Tuleb meeles pidada, et ampullis olev aine võib olla standardne (vt lõige 1) ja mittestandardne. See asjaolu mõjutab fiksanaalidest valmistatud mittestandardsete ainete lahuste säilitamise meetodeid ja kestust.

FIXANAL(standardtiiter, normdoos) on suletud ampull, milles see on kuivas vormis või lahuse kujul, mis sisaldab 0,1000, 0,0500 või muu arvu aineekvivalente.

Vajaliku lahuse valmistamiseks purustatakse ampull üle lehtri, mis on varustatud spetsiaalse stantsimisseadmega (löök). Selle sisu kantakse kvantitatiivselt nõutava mahuga mõõtekolbi ja maht reguleeritakse destilleeritud veega rõngamärgini.

Täpse prooviga või fixanaalist valmistatud lahust nimetatakse tiitritud, standardne või standardlahendus I, sest selle kontsentratsioon pärast valmistamist on täpne. Kirjutage see nelja kümnendkohaga arvuna, kui see on ekvivalentide molaarne kontsentratsioon, ja kuue kümnendkohaga, kui see on pealkiri.

3. Ligikaudse kaalu järgi.

Kui aine, millest lahus valmistatakse, ei vasta standardainete nõuetele ja puudub sobiv fiksanaal, valmistatakse lahus ligikaudse kaalu järgi.

Arvutage aine mass, mis tuleb lahuse valmistamiseks võtta, võttes arvesse selle kontsentratsiooni ja mahtu. See mass kaalutakse tehnilistel kaaludel teise kümnendkoha täpsusega ja lahustatakse mõõtekolvis. Hankige ligikaudse kontsentratsiooniga lahus.

4. Lahjendades rohkem kontsentreeritud lahust.

Kui tööstus toodab ainet kontsentreeritud lahuse kujul (selge, et see on mittestandardne), siis saab selle väiksema kontsentratsiooniga lahust valmistada ainult kontsentreeritud lahuse lahjendamisel. Sellisel viisil lahuse valmistamisel tuleb meeles pidada, et lahustunud aine mass peab olema sama nii valmistatava lahuse mahus kui ka lahjendamiseks võetud kontsentreeritud lahuse osas. Teades valmistatava lahuse kontsentratsiooni ja mahtu, arvutage mõõdetava kontsentreeritud lahuse maht, võttes arvesse selle massiosa ja tihedust. Mõõtke mõõtesilindriga maht, valage mõõtekolbi, lahjendage destilleeritud veega märgini ja segage. Sel viisil valmistatud lahusel on ligikaudne kontsentratsioon.

Ligikaudse prooviga ja kontsentreeritud lahuse lahjendamisega valmistatud lahuste täpne kontsentratsioon määratakse gravimeetrilise või titrimeetrilise analüüsiga, mistõttu nende meetoditega valmistatud lahused pärast nende täpsete kontsentratsioonide määramist nimetatakse nn. fikseeritud tiitriga lahused, standardsed lahendused või standardlahendused II.

1.7.4. Valemid, mida kasutatakse lahuse valmistamiseks vajaliku aine massi arvutamiseks

Kui kuivainest A valmistatakse antud ekvivalentide või tiitri molaarse kontsentratsiooniga lahus, arvutatakse lahuse valmistamiseks võetava aine mass järgmiste valemite järgi:

; (11)

. (12)

Märge. Mahu mõõtühik on cm 3.

Aine massi arvutamine toimub sellise täpsusega, mis määratakse lahuse valmistamise meetodiga.

Lahjendusmeetodil lahuste valmistamisel kasutatavad arvutusvalemid määratakse saadava kontsentratsiooni tüübi ja lahjendatava kontsentratsiooni tüübi järgi.

1.7.5. Analüüsi skeem

Analüüsi põhinõue on, et saadud tulemused vastaksid komponentide tegelikule sisule. Analüüsi tulemused vastavad sellele nõudele ainult siis, kui kõik analüüsitoimingud sooritatakse õigesti, kindlas järjestuses.

1. Mis tahes analüütilise määramise esimene samm on analüüsi jaoks proovide võtmine. Reeglina võetakse keskmine proov.

Keskmine valim- see on kogu selle massiga võrreldes väike osa analüüsitavast objektist, mille keskmine koostis ja omadused on igas mõttes identsed (sama) keskmise koostisega.

Erinevat tüüpi toodete (tooraine, pooltooted, valmistooted erinevatest tööstusharudest) proovivõtumeetodid on üksteisest väga erinevad. Proovide võtmisel juhinduvad nad reeglitest, mida on üksikasjalikult kirjeldatud tehnilistes juhendites, GOST-ides ja seda tüüpi toodete analüüsi erijuhistes.

Sõltuvalt toote tüübist ja analüüsi tüübist võib proovi võtta teatud mahu või massina.

Proovide võtmine- see on väga vastutustundlik ja oluline analüüsi ettevalmistav toiming. Valesti valitud proov võib tulemusi täielikult moonutada, sellisel juhul on üldiselt mõttetu edasiste analüüsitoimingute tegemine.

2. Proovi ettevalmistamine analüüsiks. Analüüsiks võetud proovi ei valmistata alati mingil erilisel viisil. Näiteks jahu, leiva ja pagaritoodete niiskusesisalduse määramisel arbitraažimeetodil kaalutakse igast tootest teatud proov ja asetatakse see ahju. Kõige sagedamini tehakse analüüsiks proovi asjakohasel töötlemisel saadud lahused. Sel juhul taandub proovi analüüsiks ettevalmistamise ülesanne järgmisele. Proov läbib sellise töötluse, mille käigus säilitatakse analüüsitud komponendi kogus ja see läheb täielikult lahusesse. Sel juhul võib osutuda vajalikuks koos määratava komponendiga analüüsitavas proovis leiduda võivad võõrained.

Proovi ettevalmistamine analüüsiks, samuti proovide võtmine on kirjeldatud regulatiivses ja tehnilises dokumentatsioonis, mille järgi analüüsitakse toorainet, pooltooteid ja valmistooteid. Analüüsiks proovi ettevalmistamise protseduuris sisalduvatest keemilistest toimingutest võib nimetada ühe, mida kasutatakse sageli toiduainetööstuses tooraine, pooltoodete, valmistoodete proovide ettevalmistamisel - see on tuhastamine. operatsiooni.

Tuhastamine on toote (materjali) tuhaks muutmise protsess. Näiteks metalliioonide määramisel valmistatakse proov tuhastamise teel. Proov põletatakse teatud tingimustel. Ülejäänud tuhk lahustatakse sobivas lahustis. Saadakse lahus, mida analüüsitakse.

3. Analüütiliste andmete saamine. Analüüsi käigus mõjutab ettevalmistatud proovi reaktiivaine või mingi energia. See toob kaasa analüütiliste signaalide ilmnemise (värvimuutus, uue kiirguse ilmumine jne). Ilmunud signaal võib olla: a) registreeritud; b) arvestama hetkega, mil analüüsitavas süsteemis on vaja mõõta teatud parameetrit, näiteks tööaine mahtu.

4. Analüütiliste andmete töötlemine.

A) Saadud esmaseid analüütilisi andmeid kasutatakse analüüsi tulemuste arvutamiseks.

Analüütiliste andmete analüüsitulemusteks teisendamiseks on erinevaid viise.

1. Arvutusmeetod. Seda meetodit kasutatakse väga sageli näiteks kvantitatiivses keemilises analüüsis. Pärast analüüsi lõpetamist saadakse analüüdiga reaktsioonile kulunud tööaine maht. Seejärel asendatakse see maht sobivasse valemisse ja arvutatakse analüüsi tulemus - analüüdi mass või kontsentratsioon.

2. Kalibreerimismeetod (kalibreerimine) graafik.

3. Võrdlusmeetod.

4. Lisamise meetod.

5. Diferentsiaalmeetod.

Neid analüütiliste andmete töötlemise meetodeid kasutatakse instrumentaalsetes analüüsimeetodites, mille uurimise käigus on võimalik neid üksikasjalikult tundma õppida.

B) Saadud analüüsi tulemusi tuleb töödelda vastavalt matemaatilise statistika reeglitele, millest on juttu punktis 1.8.

5. Analüüsitulemuse sotsiaal-majandusliku tähtsuse määramine. See etapp on lõplik. Pärast analüüsi lõpetamist ja tulemuse saamist on vaja kindlaks teha vastavus toote kvaliteedi ja selle regulatiivse dokumentatsiooni nõuete vahel.

1.7.6. Analüüsi meetod ja tehnika

Selleks, et oleks võimalik liikuda mistahes analüütilise keemia meetodi teooriast konkreetse analüüsi teostamise meetodi juurde, on oluline eristada mõisteid "analüüsimeetod" ja "analüüsimeetod".

Analüüsimeetodi puhul tähendab see reeglite läbimõtlemist, mida järgides saab hankida analüütilisi andmeid ja neid tõlgendada (vt punkt 1.4).

Analüüsimeetod- see on kõigi analüüsi läbiviimiseks vajalike toimingute, sealhulgas proovide võtmise ja ettevalmistamise üksikasjalik kirjeldus (märkides ära kõigi uuritavate lahuste kontsentratsioonid).

Iga analüüsimeetodi praktilisel rakendamisel töötatakse välja palju analüüsimeetodeid. Need erinevad analüüsitavate objektide olemuse, proovide võtmise ja ettevalmistamise meetodi, üksikute analüüsioperatsioonide läbiviimise tingimuste jms poolest.

Näiteks kvantitatiivse analüüsi laboratoorses töötoas tehakse muuhulgas laboratoorseid töid "Fe 2+ permanganomeetriline määramine Mohri soolalahuses", "Cu 2+ jodomeetriline määramine", "Fe 2+ dikromatomeetriline määramine". Nende rakendamise meetodid on täiesti erinevad, kuid need põhinevad samal analüüsimeetodil "Redoksimeetria".

1.7.7. Analüüsimeetodite analüütilised omadused

Et meetodeid või analüüsimeetodeid saaks omavahel võrrelda või hinnata, mis mängib nende valikul olulist rolli, on igal meetodil ja meetodil oma analüütilised ja metroloogilised omadused. Analüütilised omadused hõlmavad järgmist: tundlikkuse koefitsient (tuvastuspiir), selektiivsus, kestus, jõudlus.

Avastamise piir(C min., p) on madalaim sisaldus, mille juures saab selle meetodi abil kindlaksmääratud komponendi olemasolu kindlaksmääratud usalduse tõenäosusega tuvastada. Usalduse tõenäosus - P on nende juhtude osakaal, mille korral tulemuse aritmeetiline keskmine teatud arvu määramiste korral jääb teatud piiridesse.

Analüütilises keemias kasutatakse reeglina usaldusnivoo P = 0,95 (95%).

Teisisõnu, P on juhusliku vea esinemise tõenäosus. See näitab, kui paljud katsed 100-st annavad tulemusi, mida peetakse analüüsi määratud täpsuse piires õigeks. P = 0,95–95 100-st.

Analüüsi selektiivsus iseloomustab selle komponendi määramise võimalust võõrainete juuresolekul.

Mitmekülgsus- võimalus tuvastada ühest proovist korraga palju komponente.

Analüüsi kestus- selle rakendamiseks kulunud aeg.

Analüüsi jõudlus– paralleelproovide arv, mida saab analüüsida ajaühikus.

1.7.8. Analüüsimeetodite metroloogilised omadused

Hinnates analüüsimeetodeid või -tehnikaid mõõtmisteaduse – metroloogia – seisukohalt, märgitakse ära järgmised omadused: määratud sisude intervall, korrektsus (täpsus), reprodutseeritavus, konvergents.

Määratud sisu intervall- see on selle tehnikaga ette nähtud ala, kus paiknevad komponentide määratud koguste väärtused. Samas on kombeks ka märkida määratud sisalduse alumine piir(C n) - määratud sisalduse väikseim väärtus, mis piirab määratud sisalduse vahemikku.

Analüüsi õigsus (täpsus).- on saadud tulemuste lähedus määratud väärtuse tegelikule väärtusele.

Tulemuste reprodutseeritavus ja konvergents analüüs määratakse korduvate analüüsitulemuste hajuvuse ja juhuslike vigade olemasolu järgi.

Lähenemine iseloomustab tulemuste hajumist katse fikseeritud tingimustes ja reprodutseeritavus- katse muutuvates tingimustes.

Kõik meetodi või analüüsimeetodi analüütilised ja metroloogilised omadused on esitatud nende juhistes.

Metroloogilised omadused saadakse korduvate analüüside seeriate tulemuste töötlemisel. Nende arvutamise valemid on toodud punktis 1.8.2. Need on sarnased analüüsitulemuste staatiliseks töötlemiseks kasutatavate valemitega.

1.8. Vead (vead) analüüsis

Ükskõik kui hoolikalt üht või teist kvantitatiivset määramist läbi ei viida, erineb saadud tulemus reeglina mõnevõrra määratud komponendi tegelikust sisaldusest, s.t. analüüsi tulemus saadakse alati mingi ebatäpsusega – viga.

Mõõtmisvead liigitatakse süstemaatiliseks (kindlaks), juhuslikuks (ebakindlaks) ja jämedaks või puudulikuks.

Süstemaatilised vead- need on vead, mis on püsiva väärtusega või varieeruvad vastavalt teatud seadusele. Need võivad olla metoodilised, olenevalt kasutatava analüüsimeetodi eripärast. Need võivad sõltuda kasutatud instrumentidest ja reaktiividest, analüütiliste toimingute ebaõigest või ebapiisavalt hoolikast sooritamisest, analüüsi teostava isiku individuaalsetest omadustest. Süstemaatilisi vigu on raske märgata, kuna need on püsivad ja ilmnevad korduva määramise käigus. Seda tüüpi vigade vältimiseks on vaja kõrvaldada nende allikas või teha mõõtmistulemusse asjakohane parandus.

Juhuslikud vead nimetatakse vigadeks, mis on määramata suuruse ja märgiga, mille igaühe välimuses ei täheldata seaduspärasust.

Juhuslikud vead esinevad igas mõõtmises, sealhulgas analüütilises määramises, olenemata sellest, kui hoolikalt see on tehtud. Nende olemasolu väljendub selles, et ühe või teise komponendi korduvad määramised antud proovis sama meetodiga annavad tavaliselt veidi erinevaid tulemusi.

Erinevalt süstemaatilistest vigadest ei saa juhuslikke vigu arvesse võtta ega kõrvaldada paranduste sisseviimisega. Paralleelsete määramiste arvu suurendamisega saab neid aga oluliselt vähendada. Juhuslike vigade mõju analüüsi tulemusele saab teoreetiliselt arvesse võtta selle komponendi paralleelse määramise seerias saadud tulemuste töötlemisel matemaatilise statistika meetoditega.

Kättesaadavus jämedad vead või igatseb väljendub selles, et suhteliselt tihedate tulemuste hulgas on täheldatud üht või mitut väärtust, mis eristuvad üldseeriast märkimisväärselt. Kui vahe on nii suur, et võib rääkida jämedast veast, siis see mõõtmine läheb kohe kõrvale. Enamasti ei saa aga ainult üldseeriast “väljahüppamise” põhjal seda muud tulemust kohe ebaõigeks tunnistada ja seetõttu on vaja täiendavaid uuringuid.

On võimalusi, kui täiendavaid uuringuid pole mõtet teha ja samal ajal ei ole soovitav kasutada analüüsi üldtulemuse arvutamiseks valesid andmeid. Sel juhul tehakse jämedate vigade või möödalaskmiste olemasolu kindlaks vastavalt matemaatilise statistika kriteeriumidele.

Selliseid kriteeriume on teada mitu. Lihtsaim neist on Q-test.

1.8.1. Raskete vigade (vtted) olemasolu kindlaksmääramine

Keemilises analüüsis määratakse komponendi sisaldus proovis reeglina väikese arvu paralleelsete määramiste abil (n £ 3). Sel juhul definitsioonide vigade arvutamiseks kasutavad nad väikese arvu definitsioonide jaoks välja töötatud matemaatilise statistika meetodeid. Selle väikese arvu määramiste tulemusi peetakse juhuslikult valitud - proovide võtmine- kõigist üldpopulatsiooni mõeldavatest tulemustest antud tingimustel.

Väikeste proovide puhul mõõtmiste arvuga n<10 определение грубых погрешностей можно оценивать при помощи variatsioonivahemik Q-kriteeriumi järgi. Selleks tehke suhe:

kus X 1 - kahtlaselt eristatav analüüsi tulemus;

X 2 - ühe definitsiooni tulemus, väärtuselt lähim X 1-le;

R - variatsioonivahemik - erinevus mõõtmiste seeria suurima ja väikseima väärtuse vahel, st. R = X max. - X min.

Arvutatud Q väärtust võrreldakse Q tabeliväärtusega (p, f). Jämevea olemasolu on tõestatud, kui Q > Q(p, f).

Jäme veana tunnistatud tulemus jäetakse edasisest kaalumisest välja.

Q-kriteerium ei ole ainus näitaja, mille väärtuse põhjal saab otsustada jämevea olemasolu üle, kuid see arvutatakse kiiremini kui teised, sest. võimaldab teil kohe kõrvaldada jämedad vead ilma muid arvutusi tegemata.

Ülejäänud kaks kriteeriumi on täpsemad, kuid nõuavad vea täielikku arvutamist, s.t. jämevea olemasolu saab väita ainult analüüsitulemuste täieliku matemaatilise töötlemise läbi.

Samuti saab tuvastada jämedaid vigu:

A) standardhälve. Tulemus X i tunnistatakse jämedaks veaks ja jäetakse kõrvale, kui

. (14)

B) Otsese mõõtmise täpsus. Tulemus X i jäetakse kõrvale, kui

. (15)

Märkidega näidatud koguste kohta , vt jaotist 1.8.2.

1.8.2. Analüüsitulemuste statistiline töötlemine

Tulemuste statistilisel töötlemisel on kaks peamist ülesannet.

Esimene ülesanne on esitada definitsioonide tulemus kompaktsel kujul.

Teine ülesanne on hinnata saadud tulemuste usaldusväärsust, s.o. nende vastavuse määr määratud komponendi tegelikule sisaldusele proovis. See probleem lahendatakse analüüsi reprodutseeritavuse ja täpsuse arvutamisega allolevate valemite abil.

Nagu juba märgitud, iseloomustab reprodutseeritavus korduvate analüüsitulemuste hajumist ja selle määrab juhuslike vigade olemasolu. Analüüsi reprodutseeritavust hinnatakse standardhälbe, suhtelise standardhälbe, dispersiooni väärtustega.

Andmete üldine hajuvuskarakteristik määratakse standardhälbe S väärtusega.

(16)

Mõnikord määratakse analüüsi reprodutseeritavuse hindamisel suhteline standardhälve Sr.

Standardhälbe ühik on sama, mis määratava suuruse keskmine ehk tegelik väärtus m.

Analüüsi meetod või tehnika on seda paremini reprodutseeritav, seda väiksemad on nende absoluutsed (S) ja suhtelised (Sr) hälbed.

Analüüsiandmete hajuvus keskmise kohta arvutatakse dispersioonina S 2 .

(18)

Esitatud valemites: Xi - analüüsi käigus saadud koguse individuaalne väärtus; - kõigi mõõtmiste puhul saadud tulemuste aritmeetiline keskmine; n on mõõtmiste arv; i = 1…n.

Analüüsi õigsust või täpsust iseloomustab p, f keskmise väärtuse usaldusvahemik. See on ala, mille piires süstemaatiliste vigade puudumisel leitakse mõõdetud suuruse tegelik väärtus usaldustõenäosusega P.

, (19)

kus p, f - usaldusvahemik, st. usalduspiirid, mille piires võib olla määratud suuruse X väärtus.

Selles valemis on t p, f Studenti koefitsient; f on vabadusastmete arv; f = n-1; P on usaldusnivoo (vt 1.7.7); t p, f - antud tabel.

Aritmeetilise keskmise standardhälve. (kakskümmend)

Usaldusvahemik arvutatakse kas absoluutse veana samades ühikutes, milles analüüsi tulemus on väljendatud, või suhtelise veana DX o (%):

. (21)

Seetõttu võib analüüsi tulemust esitada järgmiselt:

. (23)

Analüüsitulemuste töötlemine on oluliselt lihtsustatud, kui analüüside (kontrollproovide või standardproovide) tegemisel on teada analüüdi tegelik sisaldus (m). Arvutage absoluutsed (DX) ja suhtelised (DX o, %) vead.

DX \u003d X - m (24)

(25)

1.8.3. Tehtud analüüsi kahe keskmise tulemuse võrdlus

erinevaid meetodeid

Praktikas tuleb ette olukordi, kus objekti on vaja analüüsida erinevate meetoditega, erinevates laborites, erinevate analüütikute poolt. Nendel juhtudel erinevad keskmised tulemused üksteisest. Mõlemad tulemused iseloomustavad soovitud koguse tegeliku väärtuse mõningast lähendamist. Selgitamaks, kas mõlemat tulemust saab usaldada, tehakse kindlaks, kas nende erinevus on statistiliselt oluline, s.t. "liiga suur. Soovitud väärtuse keskmisi väärtusi peetakse ühilduvateks, kui need kuuluvad samasse üldkogumisse. Seda saab lahendada näiteks Fisheri kriteeriumiga (F-kriteerium).

kus on erinevate analüüsiseeriate jaoks arvutatud dispersioonid.

F ex - on alati suurem kui üks, sest see on võrdne suurema ja väiksema dispersiooni suhtega. F ex arvutatud väärtust võrreldakse F tabeli tabeliväärtusega. (usaldustõenäosus P ja vabadusastmete arv f eksperimentaalsete ja tabeliväärtuste jaoks peaksid olema samad).

Võrreldes F ex ja F tabelivalikud on võimalikud.

A) F ex > F vahekaart. Erinevused on olulised ja vaadeldavad valimid erinevad reprodutseeritavuse poolest.

B) Kui F ex on oluliselt väiksem kui F tabel, siis on reprodutseeritavuse erinevus juhuslik ja mõlemad dispersioonid on mõlema valimi sama üldpopulatsiooni dispersiooni ligikaudsed hinnangud.

Kui dispersioonide erinevus ei ole oluline, saab teada, kas erinevate meetoditega saadud analüüsi keskmistes tulemustes on statistiliselt oluline erinevus. Selleks kasutage Studenti koefitsienti t p, f. Arvutage kaalutud keskmine standardhälve ja t ex.

; (27)

(28)

kus on võrreldud proovide keskmised tulemused;

n 1, n 2 - esimese ja teise proovi mõõtmiste arv.

Võrrelge t ex tabeliga t vabadusastmete arvuga f = n 1 +n 2 -2.

Kui samal ajal on t ex > t tabel, siis on lahknevus oluline, valimid ei kuulu samasse üldkogumisse ja iga proovi tegelikud väärtused on erinevad. Kui t ex< t табл, можно все данные рассматривать как единую выборочную совокупность для (n 1 +n 2) результатов.

TESTIKÜSIMUSED

1. Mida analüütiline keemia uurib?

2. Mis on analüüsimeetod?

3. Milliseid analüüsimeetodite rühmi käsitleb analüütiline keemia?

4. Milliseid meetodeid saab kasutada kvalitatiivse analüüsi läbiviimiseks?

5. Mis on analüütilised omadused? Mis need olla võivad?

6. Mis on reaktiiv?

7. Milliseid reaktiive on vaja süstemaatilise analüüsi tegemiseks?

8. Mis on murdosaanalüüs? Milliseid reaktiive on selle rakendamiseks vaja?

9. Mida tähendavad tähed “keemiliselt puhas”, “ch.d.a.”? kemikaali etiketil?

10. Mis on kvantitatiivse analüüsi ülesanne?

11.Mis on tööaine?

12. Millistel viisidel saab valmistada tööaine lahust?

13. Mis on standardaine?

14. Mida tähendavad mõisted I standardlahus, II standardlahus?

15. Mis on tööaine tiiter ja tiiter analüüdi järgi?

16. Kuidas on lühidalt näidatud ekvivalentide molaarne kontsentratsioon?

4.2. KROMATOGRAAFILISED MEETODID

4.3. KEEMILISED MEETODID

4.4. ELEKTROKEEMILISED MEETODID

4.5. SPEKTROSKOOPILISED MEETODID

4.6. MASSISPEKTROMEETRILISED MEETODID

4.7. RADIOAKTIIVSUSEL PÕHINEVAD ANALÜÜSI MEETODID

4.8. TERMILISED MEETODID

4.9. BIOLOOGILISED ANALÜÜSIMEETODID

5. KOKKUVÕTE

6. KASUTATUD KIRJANDUSE LOETELU

SISSEJUHATUS

Keemiline analüüs on vahend tootmise ja toodete kvaliteedi jälgimiseks paljudes rahvamajanduse sektorites. Maavarade uurimine põhineb erineval määral analüüsi tulemustel. Analüüs on peamine keskkonnareostuse seire vahend. Muldade, väetiste, sööda ja põllumajandussaaduste keemilise koostise väljaselgitamine on oluline agrotööstuskompleksi normaalseks toimimiseks. Keemiline analüüs on meditsiinidiagnostikas ja biotehnoloogias asendamatu. Paljude teaduste areng sõltub keemilise analüüsi tasemest, labori varustatusest meetodite, instrumentide ja reagentidega.

Keemilise analüüsi teaduslikuks aluseks on analüütiline keemia, teadus, mis on sajandeid olnud keemia osa ja mõnikord ka põhiosa.

Analüütiline keemia on ainete keemilise koostise ja osaliselt nende keemilise struktuuri määramise teadus. Analüütilise keemia meetodid võimaldavad vastata küsimustele, millest aine koosneb, milliseid komponente selle koostis sisaldab. Need meetodid võimaldavad sageli välja selgitada, millisel kujul antud komponent aines esineb, näiteks elemendi oksüdatsiooniastme määramiseks. Mõnikord on võimalik hinnata komponentide ruumilist paigutust.

Meetodite väljatöötamisel tuleb sageli laenata ideid seotud teadusvaldkondadest ja kohandada neid oma eesmärkidega. Analüütilise keemia ülesanne hõlmab meetodite teoreetiliste aluste väljatöötamist, nende rakendatavuse piiride kehtestamist, metroloogiliste ja muude tunnuste hindamist, erinevate objektide analüüsi meetodite loomist.

Analüüsimeetodid ja -vahendid muutuvad pidevalt: kaasatakse uusi lähenemisviise, kasutatakse uusi põhimõtteid ja nähtusi, sageli kaugematest teadmiste valdkondadest.

Analüüsimeetodi all mõistetakse üsna universaalset ja teoreetiliselt põhjendatud meetodit koostise määramiseks, sõltumata määratavast komponendist ja analüüsitavast objektist. Rääkides analüüsimeetodist, peavad nad silmas aluspõhimõtet, koostise ja mis tahes mõõdetud omaduse vahelise seose kvantitatiivset väljendust; valitud rakendustehnikad, sealhulgas häirete tuvastamine ja kõrvaldamine; seadmed praktiliseks rakendamiseks ja meetodid mõõtmistulemuste töötlemiseks. Analüüsi metoodika on antud objekti analüüsi detailne kirjeldus valitud meetodil.

Analüütilisel keemial kui teadmistevaldkonnal on kolm funktsiooni:

1. analüüsi üldküsimuste lahendamine,

2. analüütiliste meetodite arendamine;

3. analüüsi spetsiifiliste probleemide lahendamine.

Seda saab ka eristada kvalitatiivne ja kvantitatiivne analüüsid. Esimene otsustab küsimuse, milliseid komponente analüüsitav objekt sisaldab, teine ​​annab teavet kõigi või üksikute komponentide kvantitatiivse sisu kohta.

2. MEETODITE KLASSIFIKATSIOON

Kõik olemasolevad analüütilise keemia meetodid võib jagada proovivõtu, proovide lagundamise, komponentide eraldamise, tuvastamise (identifitseerimise) ja määramise meetoditeks. On hübriidmeetodeid, mis ühendavad eraldamise ja määratluse. Tuvastamis- ja määratlusmeetoditel on palju ühist.

Määramismeetodid on kõige olulisemad. Neid saab klassifitseerida vastavalt mõõdetava omaduse olemusele või vastava signaali registreerimisviisile. Määramise meetodid jagunevad keemiline , füüsiline ja bioloogiline. Keemilised meetodid põhinevad keemilistel (sh elektrokeemilistel) reaktsioonidel. See hõlmab meetodeid, mida nimetatakse füüsikalis-keemilisteks. Füüsikalised meetodid põhinevad füüsikalistel nähtustel ja protsessidel, bioloogilised meetodid põhinevad elu nähtusel.

Peamised nõuded analüütilise keemia meetoditele on: tulemuste korrektsus ja hea reprodutseeritavus, vajalike komponentide madal avastamispiir, selektiivsus, kiirus, analüüsi lihtsus ja selle automatiseerimise võimalus.

Analüüsimeetodi valikul on vaja selgelt teada analüüsi eesmärki, lahendamist vajavaid ülesandeid ning hinnata olemasolevate analüüsimeetodite eeliseid ja puudusi.

3. ANALÜÜTILINE SIGNAAL

Pärast proovi valimist ja ettevalmistamist algab keemilise analüüsi etapp, mille käigus tuvastatakse komponent või määratakse selle kogus. Sel eesmärgil nad mõõdavad analüütiline signaal. Enamiku meetodite puhul on analüütiline signaal füüsikalise suuruse mõõtmiste keskmine analüüsi lõppfaasis, mis on funktsionaalselt seotud analüüdi sisaldusega.

Kui on vaja mõnda komponenti tuvastada, siis see tavaliselt fikseeritakse välimus analüütiline signaal - sademe ilmumine, värvus, jooned spektris jne. Analüütilise signaali ilmumine tuleb usaldusväärselt registreerida. Komponendi koguse määramisel mõõdetakse seda suurusjärk analüütiline signaal - setete mass, voolutugevus, spektrijoone intensiivsus jne.

4. ANALÜÜTILISE KEEMIA MEETODID

4.1. MAKSMISE, ERALDAMISE JA KONTSENTREERIMISE MEETODID

Maskeerimine.

Maskeerimine on keemilise reaktsiooni pärssimine või täielik mahasurumine ainete juuresolekul, mis võivad muuta selle suunda või kiirust. Sel juhul uut faasi ei moodustata. Maskeerimist on kahte tüüpi – termodünaamiline (tasakaaluline) ja kineetiline (mittetasakaaluline). Termodünaamilise maskeerimise korral luuakse tingimused, mille korral tinglikku reaktsioonikonstanti vähendatakse sedavõrd, et reaktsioon kulgeb ebaoluliselt. Maskeeritud komponendi kontsentratsioon muutub analüütilise signaali usaldusväärseks fikseerimiseks ebapiisavaks. Kineetiline maskeerimine põhineb maskeeritava ja analüüdi reaktsioonikiiruste erinevuse suurendamisel sama reagendiga.

Eraldamine ja keskendumine.

Eraldamise ja kontsentreerimise vajadus võib olla tingitud järgmistest teguritest: proov sisaldab komponente, mis segavad määramist; analüüdi kontsentratsioon on alla meetodi avastamispiiri; määratavad komponendid on proovis ebaühtlaselt jaotunud; instrumentide kalibreerimiseks puuduvad standardnäidised; proov on väga mürgine, radioaktiivne ja kallis.

Eraldamine- see on toiming (protsess), mille tulemusena eraldatakse algsegu moodustavad komponendid üksteisest.

kontsentratsioon- see on toiming (protsess), mille tulemusena suureneb mikrokomponentide kontsentratsiooni või koguse ja makrokomponendi kontsentratsiooni või koguse suhe.

Sademed ja kaassade.

Anorgaaniliste ainete eraldamiseks kasutatakse tavaliselt sadet. Mikrokomponentide sadestamine orgaaniliste reagentidega ja eriti nende koossadestamine annab kõrge kontsentratsiooniteguri. Neid meetodeid kasutatakse koos määramismeetoditega, mis on loodud tahketest proovidest analüütilise signaali saamiseks.

Sadestamise teel eraldamine põhineb ühendite erineval lahustuvusel, peamiselt vesilahustes.

Kaassadestamine on mikrokomponendi jaotumine lahuse ja sademe vahel.

Ekstraheerimine.

Ekstraheerimine on füüsikalis-keemiline protsess aine jaotamiseks kahe faasi vahel, kõige sagedamini kahe segunematu vedeliku vahel. See on ka massiülekande protsess keemiliste reaktsioonidega.

Ekstraheerimismeetodid sobivad kontsentreerimiseks, mikro- või makrokomponentide ekstraheerimiseks, komponentide individuaalseks ja rühmaks eraldamiseks erinevate tööstus- ja loodusobjektide analüüsimisel. Meetod on lihtne ja kiire teostatav, tagab kõrge eraldamise ja kontsentreerimise efektiivsuse ning ühildub erinevate määramismeetoditega. Ekstraheerimine võimaldab uurida ainete olekut lahuses erinevates tingimustes, määrata füüsikalis-keemilisi omadusi.

Sorptsioon.

Sorptsiooni kasutatakse hästi ainete eraldamiseks ja kontsentreerimiseks. Sorptsioonimeetodid tagavad tavaliselt hea eraldamise selektiivsuse ja kõrge kontsentratsioonitegurite väärtuse.

Sorptsioon- gaaside, aurude ja lahustunud ainete absorptsiooni protsess tahkel kandjal (sorbendid) tahkete või vedelate absorberite abil.

Elektrolüütiline eraldamine ja tsementeerimine.

Kõige tavalisem elektrolüüsimeetod, mille käigus eraldatud või kontsentreeritud aine eraldatakse tahketele elektroodidele elementaarses olekus või mingi ühendi kujul. Elektrolüütiline isolatsioon (elektrolüüs) mis põhineb aine sadestusel elektrivoolu toimel kontrollitud potentsiaaliga. Metallide katoodsadestamise levinuim variant. Elektroodi materjaliks võib olla süsinik, plaatina, hõbe, vask, volfram jne.

elektroforees põhineb erineva laengu, kuju ja suurusega osakeste liikumiskiiruste erinevustel elektriväljas. Liikumiskiirus sõltub laengust, väljatugevusest ja osakeste raadiusest. Elektroforeesi on kahte tüüpi: frontaalne (lihtne) ja tsoon (kandjal). Esimesel juhul asetatakse elektrolüüdilahusega torusse väike kogus lahust, mis sisaldab eraldatavaid komponente. Teisel juhul toimub liikumine stabiliseerivas keskkonnas, mis hoiab osakesed paigal pärast elektrivälja väljalülitamist.

meetod vuukimine seisneb komponentide (tavaliselt väikestes kogustes) redutseerimises piisavalt negatiivse potentsiaaliga metallidel või elektronegatiivsete metallide almagaamadel. Tsementeerimisel toimub samaaegselt kaks protsessi: katoodne (komponendi eraldumine) ja anoodne (tsementeeriva metalli lahustumine).

Tema kui teaduse teema on olemasolevate analüüsimeetodite täiustamine ja uute analüüsimeetodite väljatöötamine, nende praktiline rakendamine, analüüsimeetodite teoreetiliste aluste uurimine.

Sõltuvalt ülesandest jagatakse analüütiline keemia kvalitatiivseks analüüsiks, mille eesmärk on kindlaks teha, kas mida või milline aine, millisel kujul see valimis on, ja kvantitatiivne analüüs, mille eesmärk on määrata Kui palju antud aine (elemendid, ioonid, molekulaarsed vormid jne) on proovis.

Materiaalsete objektide elementaarse koostise määramist nimetatakse elementaaranalüüs. Keemiliste ühendite ja nende segude struktuuri kehtestamist molekulaarsel tasemel nimetatakse molekulaarne analüüs. Üks keemiliste ühendite molekulaaranalüüsi liike on struktuurianalüüs, mille eesmärk on uurida ainete ruumilist aatomstruktuuri, määrata empiirilisi valemeid, molekulmassi jne. Analüütilise keemia ülesannete hulka kuulub orgaaniliste, anorgaaniliste ja biokeemiliste objektide omaduste määramine. Orgaaniliste ühendite analüüsi funktsionaalrühmade kaupa nimetatakse funktsionaalne analüüs.

Lugu

Analüütiline keemia on eksisteerinud ajast, mil eksisteeris keemia selle tänapäevases tähenduses ja paljud selles kasutatud tehnikad pärinevad veelgi varasemast ajast, alkeemia ajastust, mille üheks põhiülesandeks oli just erinevate ainete koostise määramine. looduslikud ained ja nende vastastikuse muutumise protsesside uurimine. Kuid kogu keemia kui terviku arenguga on oluliselt paranenud ka selles kasutatavad töömeetodid ning analüütilise keemia kui keemia ühe abiosakonna puht abistava tähtsuse kõrval on analüütilisel keemial praegu ka täiesti iseseisev keemiateadmiste osakond väga tõsiste ja oluliste teoreetiliste küsimustega. Väga oluline mõju analüütilise keemia arengule oli kaasaegne füüsikaline keemia, mis rikastas seda mitmete täiesti uute töömeetodite ja teoreetiliste alustega, mis hõlmavad lahenduste õpetust (vt.), elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooriat, massitegevus (vt Keemiline tasakaal) ja kogu keemilise afiinsuse õpetus.

Analüütilise keemia meetodid

Analüütilise keemia meetodite võrdlus

Agregaat traditsioonilised meetodid aine koostise määramist selle järjestikuse keemilise lagunemise teel nimetati "märgkeemiaks" ("märganalüüs"). Need meetodid on suhteliselt madala täpsusega, nõuavad suhteliselt madalat analüütikute kvalifikatsiooni ja on nüüdseks peaaegu täielikult asendatud kaasaegsete meetoditega. instrumentaalsed meetodid(optiline, massispektromeetriline, elektrokeemiline, kromatograafia ja muud füüsikalised ja keemilised meetodid) aine koostise määramine. Märgkeemial on aga spektromeetriliste meetodite ees oma eelis – see võimaldab standardiseeritud protseduuride (süstemaatilise analüüsi) abil vahetult määrata elementide nagu raud (Fe + 2, Fe + 3), titaan jne koostist ja erinevaid oksüdatsiooniastmeid.

Analüütilised meetodid võib jagada bruto- ja lokaalseteks. Analüüsi jämedad meetodid nõuavad tavaliselt eraldatud üksikasjalikku ainet (esindav valim). Kohalikud meetodid määrata proovis endas väikeses koguses aine koostist, mis võimaldab koostada proovi keemiliste omaduste jaotumise "kaardid" selle pinnal ja/või sügavuses. Samuti tuleks esile tuua meetodid otsene analüüs, see tähendab, et ei ole seotud proovi esialgse ettevalmistamisega. Proovide ettevalmistamine on sageli vajalik (nt purustamine, eelkontsentreerimine või eraldamine). Proovide koostamisel, tulemuste tõlgendamisel, analüüside arvu hindamisel kasutatakse statistilisi meetodeid.

Kvalitatiivsed keemilise analüüsi meetodid

Mis tahes aine kvalitatiivse koostise määramiseks on vaja uurida selle omadusi, mis analüütilise keemia seisukohast võivad olla kahte tüüpi: aine kui sellise omadused ja omadused keemilistes muundumistes.

Esimeste hulka kuuluvad: inimese füüsiline olek (tahke, vedelik, gaas), selle struktuur tahkes olekus (amorfne või kristalne aine), värvus, lõhn, maitse jne tunded, mille olemust on võimalik kindlaks teha. aine. Enamasti on vaja antud aine ümber kujundada mõneks uueks, millel on selgelt väljendatud iseloomulikud omadused, kasutades selleks spetsiaalselt valitud ühendeid, mida nimetatakse reaktiivideks.

Analüütilises keemias kasutatavad reaktsioonid on äärmiselt mitmekesised ja sõltuvad uuritava aine füüsikalistest omadustest ja koostise keerukusastmest. Juhul, kui ilmselgelt puhas homogeenne keemiline ühend läheb keemilisele analüüsile, toimub töö suhteliselt lihtsalt ja kiiresti; kui tegemist on mitme keemilise ühendi seguga, muutub selle analüüsi küsimus seetõttu keerulisemaks ning tööde tegemisel tuleb kinni pidada kindlast kindlast süsteemist, et mitte jätta tähelepanuta üksikut sisenevat elementi. ainet. Analüütilises keemias on kahte tüüpi reaktsioone: märja tee reaktsioonid(lahustes) ja kuivad reaktsioonid..

Reaktsioonid lahustes

Kvalitatiivses keemilises analüüsis kasutatakse lahustes ainult selliseid reaktsioone, mis on inimese meelega kergesti tajutavad, ja reaktsiooni toimumise hetke tunneb ära üks järgmistest nähtustest:

1. vees lahustumatu sademe moodustumine,
2. lahuse värvi muutmine
3. gaasi vabastamine.

Sademed keemilise analüüsi reaktsioonides oleneb mõne vees mittelahustuva aine tekkest; Kui baariumisoola lahusele lisatakse näiteks väävelhapet või selle vees lahustuvat soola, tekib baariumsulfaadi valge pulbriline sade:

BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d 2HCl + BaSO 4 ↓

Pidades meeles, et mõned teised metallid, näiteks plii, mis on võimelised moodustama lahustumatut sulfaatsoola PbSO 4, võivad väävelhappe toimel anda sarnase reaktsiooni valge sademe moodustumisel, et olla täiesti kindel, et see on see. või see metall, on vaja toota rohkem kontrollreaktsioone, allutades reaktsiooni käigus tekkinud sademele asjakohase uuringu.

Sademete moodustumise reaktsiooni edukaks läbiviimiseks on lisaks sobiva reagendi valikule vaja järgida ka mitmeid väga olulisi tingimusi, mis puudutavad uuritava soola ja reaktiivi lahuste tugevust, osakaalu. mõlemad, temperatuur, interaktsiooni kestus jne. Keemiliste reaktsioonide analüüsis tekkivate sadenete arvestamisel tuleb pöörata tähelepanu nende välimusele ehk värvile, struktuurile (amorfsed ja kristalsed sademed) jne, samuti nende omadused seoses kuumutamise, hapete või leeliste vms mõjuga neile Nõrkade lahuste vastasmõjul on mõnikord vaja oodata sademe teket kuni 24-48 tundi, eeldusel et neid hoitakse teatud temperatuuril teatud temperatuur.

Sademete moodustumise reaktsiooni, sõltumata selle kvalitatiivsest tähtsusest keemilises analüüsis, kasutatakse sageli teatud elementide eraldamiseks üksteisest. Selleks töödeldakse kahe või enama elemendi ühendeid sisaldavat lahust sobiva reagendiga, mis suudab osa neist lahustumatuteks ühenditeks muuta, ja seejärel eraldatakse moodustunud sade lahusest (filtraadist) filtreerimise teel, uurides neid täiendavalt eraldi. Kui võtame näiteks kaaliumkloriidi ja baariumkloriidi soolad ja lisame neile väävelhapet, siis moodustub baariumsulfaadi BaSO 4 lahustumatu sade ja vees lahustuv kaaliumsulfaat K 2 SO 4, mida saab filtreerimisega eraldada. . Vees lahustumatu aine sademe lahusest eraldamisel tuleb esmalt jälgida, et see saaks sobiva struktuuri, mis võimaldab filtreerimistööd raskusteta läbi viia ning seejärel pärast filtrile kogumist on vaja seda põhjalikult pesta võõrlisanditest. W. Ostwaldi uuringute järgi tuleb silmas pidada, et teatud koguse vee kasutamisel pesemiseks on otstarbekam setet pesta mitu korda väikeste portsjonite veega kui vastupidi - suurte portsjonite puhul mitu korda. . Mis puutub elemendi lahustumatu sademe kujul eraldamise reaktsiooni enda õnnestumisse, siis W. Ostwald leidis lahendusteooria põhjal, et lahustumatu sademe kujul oleva elemendi piisavalt täielikuks eraldamiseks. sade, on alati vaja võtta sadestamiseks kasutatud reaktiivi liig.

Lahuse värvi muutmine on üks väga olulisi tunnuseid keemilise analüüsi reaktsioonides ja on väga oluline, eriti seoses oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsessidega, samuti töös keemiliste indikaatoritega (vt allpool - alkalimeetria ja happemeetria).

Näited värvireaktsioonid kvalitatiivses keemilises analüüsis võib kasutada järgmist: kaaliumtiotsüanaat KCNS annab raudoksiidi sooladega iseloomuliku veripunase värvuse; raudoksiidi sooladega ei anna sama reagent midagi. Kui raud(III)kloriidi FeCl2 lahusele, mis on kergelt rohekas, lisatakse oksüdeerivat ainet, näiteks kloorivett, muutub lahus kollaseks raudkloriidi moodustumise tõttu, mis on selle metalli kõrgeim oksüdatsiooniaste. Kui võtta oranž kaaliumdikromaat K 2 Cr 2 O 7 ja lisada sellele lahuses veidi väävelhapet ja mõnda redutseerijat, näiteks veinialkoholi, muutub oranž värvus tumeroheliseks, mis vastab madalaima väävelhappe moodustumisele. kroomi oksüdatsiooniaste soola kujul kroomsulfaat Cr 3 (SO 4) 3.

Sõltuvalt keemilise analüüsi käigust tuleb selles sageli läbi viia need oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsessid. Olulisemad oksüdeerivad ained on: halogeenid, lämmastikhape, vesinikperoksiid, kaaliumpermanganaat, kaaliumdikromaat; olulisemad redutseerivad ained on: vesinik isoleerimise ajal, vesiniksulfiid, väävelhape, tinakloriid, vesinikjodiid.

Väljalaskvad reaktsioonid kvaliteetse keemilise analüüsi valmistamisel kasutatavates lahustes pole neil enamasti iseseisvat tähtsust ja need on abireaktsioonid; kõige sagedamini peate kokku puutuma süsinikdioksiidi CO 2 eraldumisega - hapete toimel süsisooladele, vesiniksulfiidile - sulfiidmetallide lagunemisel hapetega jne.

Reaktsioonid kuival teel

Neid reaktsioone kasutatakse keemilises analüüsis, peamiselt nn. "eelkatse" sademete puhtuse, kontrollimisreaktsioonide ja mineraalide uurimisel. Kõige olulisemad sedalaadi reaktsioonid seisnevad aine testimises seoses:

1. selle sulavus kuumutamisel,
2. võimalus värvida gaasipõleti mittehelendav leek,
3. volatiilsus kuumutamisel,
4. oksüdeerumise ja redutseerimise võime.

Nende testide tegemiseks kasutatakse enamikul juhtudel gaasipõleti mittevalgustavat leeki. Valgustusgaasi (vesinik, süsinikoksiid, rabagaas jt süsivesinikud) põhikomponendid on redutseerivad ained, kuid selle põletamisel õhus (vt Põlemine) tekib leek, mille erinevates osades on võimalik leida tingimusi. vajalik redutseerimiseks või oksüdeerimiseks ja võrdne kuumutamisega enam-vähem kõrgele temperatuurile.

Sulavuse test See viiakse läbi peamiselt mineraalide uurimisel, mille jaoks viiakse nende väga väike fragment, mis on tugevdatud õhukese plaatinatraadiga, leegi kõrgeima temperatuuriga ossa ja seejärel jälgitakse luubi abil. kui ümarad on valimi servad.

Leegi värvi test toodetakse väikese seepiaproovi sisestamisel plaatinatraadile väike proov ainest esmalt leegi põhja ja seejärel selle kõrgeima temperatuuriga ossa.

Volatiilsuse test See saadakse aine proovi kuumutamisel katsesilindris või ühest otsast suletud klaastorus ning lenduvad ained muutuvad aurudeks, mis seejärel kondenseeruvad külmemas osas.

Kuivoksüdatsioon ja redutseerimine saab valmistada sulatatud booraksi pallides ( 2 4 7 + 10 2 ) Uuritav aine sisestatakse väikeses koguses pallidesse, mis on saadud nende soolade sulatamisel plaatinatraadil, ja seejärel kuumutatakse neid leegi oksüdeerivas või redutseerivas osas. . Taastamist saab teha mitmel muul viisil, nimelt: kuumutamine soodaga söestunud pulga peal, kuumutamine klaastorus metallidega - naatrium, kaalium või magneesium, kuumutamine söes puhumistoruga, lihtne kuumutamine.

Elementide klassifikatsioon

Analüütilises keemias omaks võetud elementide klassifikatsioon põhineb nende samal jaotusel, mis on tavaks üldkeemias - metallideks ja mittemetallideks (metalloidideks), kusjuures viimaseid käsitletakse kõige sagedamini vastavate hapete kujul. Süstemaatilise kvalitatiivse analüüsi tegemiseks jagatakse kõik need elementide klassid omakorda rühmadeks, millel on mõned ühised rühmatunnused.

Metallid analüütilises keemias jagunevad need kahte osakonda, mis omakorda jagunevad viide rühma:

1. Metallid, mille väävliühendid on vees lahustuvad- selle osakonna metallide jaotus rühmadesse põhineb nende süsiniksoolade omadustel. 1. rühm: kaalium, naatrium, rubiidium, tseesium, liitium. Väävliühendid ja nende süsiniksoolad lahustuvad vees. Kõigi selle rühma metallide lahustumatute ühendite kujul sadestamiseks pole ühist reaktiivi. 2. rühm: baarium, strontsium, kaltsium, magneesium. Väävliühendid lahustuvad vees, süsihappesoolad on lahustumatud. Tavaline reagent, mis sadestab kõik selle rühma metallid lahustumatute ühendite kujul, on ammooniumkarbonaat.
2. Metallid, mille väävliühendid on vees lahustumatud- selle osakonna jagamiseks kolme rühma kasutavad nad oma väävliühendite ja nõrkade hapete ja ammooniumsulfiidi suhet. 3. rühm: alumiinium , kroom , raud , mangaan , tsink , nikkel , koobalt .

Alumiinium ja kroom ei moodusta vee toimel väävliühendeid; ülejäänud metallid moodustavad väävliühendeid, mis, nagu nende oksiidid, lahustuvad nõrkades hapetes. Happelisest lahusest vesiniksulfiid neid ei sadesta, ammooniumsulfiid aga oksiide või väävliühendeid. Ammooniumsulfiid on selle rühma jaoks tavaline reagent ja selle väävliühendite liig ei lahustu. 4. rühm: hõbe, plii, vismut, vask, pallaadium, roodium, ruteenium, osmium. Väävliühendid ei lahustu nõrkades hapetes ja sadestuvad vesiniksulfiidi toimel happelises lahuses; nad ei lahustu ka ammooniumsulfiidis. Vesiniksulfiid on selle rühma jaoks tavaline reaktiiv. 5. rühm: tina, arseen, antimon, kuld, plaatina. Väävliühendid ei lahustu ka nõrkades hapetes ja sadestuvad happelisest lahusest vesiniksulfiidi toimel. Kuid need lahustuvad ammooniumsulfiidis ja moodustavad sellega vees lahustuvaid sulfasooli.

Mittemetallid (metalloidid) tuleb keemilises analüüsis avastada alati nende moodustatud hapete või nende vastavate soolade kujul. Hapete rühmadeks jagamise aluseks on nende baariumi- ja hõbedasoolade omadused seoses nende lahustuvusega vees ja osaliselt hapetes. Baariumkloriid on 1. rühma tavaline reagent, hõbenitraat nitraadilahuses - 2. rühma jaoks on vees lahustuvad 3. rühma hapete baariumi- ja hõbedasoolad. 1. rühm: neutraalses lahuses sadestab baariumkloriid lahustumatud soolad; hõbeda soolad ei lahustu vees, kuid lahustuvad lämmastikhappes. Nende hulka kuuluvad happed: kroom-, väävel-, väävel-, vesi-, süsi-, räni-, väävel-, fluorosilikhape (hapetes lahustumatud baariumisoolad), arseen ja arseen. 2. rühm: lämmastikhappega hapendatud lahuses sadestub hõbenitraat. Nende hulka kuuluvad happed: vesinikkloriid, vesinikbromiid ja vesinikjodiid, vesiniktsüaniid, vesiniksulfiid, raud ja raudtsüaniid ja jood. 3. rühm: lämmastikhape ja kloorhape, mida ei sadesta ei hõbenitraat ega baariumkloriid.

Siiski tuleb meeles pidada, et hapete jaoks näidatud reaktiivid ei ole üldised reaktiivid, mida saaks kasutada hapete rühmadesse eraldamiseks. Need reagendid võivad anda ainult viite happelise või muu rühma olemasolule ja iga üksiku happe avastamiseks tuleb kasutada nende konkreetseid reaktsioone. Ülaltoodud metallide ja mittemetallide (metalloidide) klassifikatsioon analüütilise keemia otstarbel võeti kasutusele vene koolis ja laborites (N. A. Menshutkini järgi), Lääne-Euroopa laborites võeti kasutusele teine ​​klassifikatsioon, mis põhines siiski sisuliselt samal. põhimõtteid.

Reaktsioonide teoreetilised alused

Kvalitatiivse keemilise analüüsi reaktsioonide teoreetilisi aluseid lahustes tuleb otsida, nagu juba eespool märgitud, lahuste ja keemilise afiinsuse üld- ja füüsikalise keemia osakondadest. Üks esimesi, olulisemaid küsimusi on kõigi mineraalide olek vesilahustes, milles elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooria kohaselt dissotsieeruvad ioonideks kõik soolade, hapete ja leeliste klassidesse kuuluvad ained. Seetõttu ei toimu kõik keemilise analüüsi reaktsioonid mitte tervete ühendite molekulide, vaid nende ioonide vahel. Näiteks naatriumkloriidi NaCl ja hõbenitraadi AgNO 3 reaktsioon toimub vastavalt võrrandile:

Na + + Cl - + Ag + + (NO 3) - = AgCl↓ + Na + + (NO 3) - naatriumioon + kloriidioon + hõbeioon + lämmastikhappe anioon = lahustumatu sool + lämmastikhappe anioon

Järelikult ei ole hõbenitraat naatriumkloriidi ega vesinikkloriidhappe reaktiiv, vaid ainult klooriioonide jaoks. Seega tuleb iga lahuses oleva soola puhul analüütilise keemia seisukohalt eraldi käsitleda selle katiooni (metalliiooni) ja aniooni (happejääki). Vaba happe puhul tuleb arvesse võtta vesinikioone ja aniooni; lõpuks iga leelise jaoks metallikatioon ja hüdroksüülanioon. Ja sisuliselt on kvalitatiivse keemilise analüüsi kõige olulisem ülesanne uurida erinevate ioonide reaktsioone ning nende avamise ja üksteisest eraldamise viise.

Viimase eesmärgi saavutamiseks muudetakse ioonid sobivate reagentide toimel lahustumatuteks ühenditeks, mis sadestuvad lahusest sademete kujul või eraldatakse lahustest gaaside kujul. Samas elektrolüütilise dissotsiatsiooni teoorias tuleb otsida keemiliste indikaatorite toimele seletusi, mis leiavad sageli rakendust keemilises analüüsis. W. Ostwaldi teooria kohaselt kuuluvad kõik keemilised näitajad suhteliselt nõrkade hapete hulka, mis on vesilahustes osaliselt dissotsieerunud. Veelgi enam, mõnel neist on värvitud terved molekulid ja värvilised anioonid, teistel, vastupidi, värvilised molekulid ja värvitu anioon või erinevat värvi anioon; hapete vabade vesinikioonide või leeliste hüdroksüülioonide mõjul võivad keemilised indikaatorid muuta nende dissotsiatsiooniastet ja samal ajal nende värvi. Kõige olulisemad näitajad on:

1. Metüüloranž, mis vabade vesinikioonide juuresolekul (happereaktsioon) annab roosa ja neutraalsete soolade või leeliste juuresolekul kollase värvuse;
2. Fenoolftaleiin - hüdroksüülioonide juuresolekul (leeliseline reaktsioon) annab iseloomuliku punase värvuse ja neutraalsete soolade või hapete juuresolekul on värvitu;
3. Lakmus - hapete mõjul muutub see punaseks ja leeliste mõjul siniseks ja lõpuks,
4. Kurkumiin - leeliste mõjul muutub pruuniks ja hapete juuresolekul omandab uuesti kollase värvuse.

Keemilistel indikaatoritel on väga oluline rakendus keemilises massianalüüsis (vt allpool). Kvalitatiivse keemilise analüüsi reaktsioonides kohtab sageli ka hüdrolüüsi nähtust ehk soolade lagunemist vee mõjul ning vesilahus omandab enam-vähem tugeva aluselise või happelise reaktsiooni.

Kvalitatiivse keemilise analüüsi edenemine

Kvalitatiivses keemilises analüüsis on oluline mitte ainult kindlaks teha, millised elemendid või ühendid sisalduvad antud aine koostises, vaid ka seda, kui suures suhtelises koguses need koostisosad on. Selleks tuleb alati lähtuda teatud analüüdi kogustest (enamasti piisab 0,5-1 grammi võtmisest) ja analüüsi käigus võrrelda üksikute sademete suurust omavahel. Samuti on vaja kasutada teatud tugevusega reaktiivide lahuseid, nimelt: normaalne, poolnormaalne, kümnendik normaalsest.

Iga kvalitatiivne keemiline analüüs on jagatud kolme ossa:

1. eelkatse,
2. metallide (katioonide) avastamine,
3. mittemetallide (metalloidide) või hapete (anioonide) avastamine.

Seoses analüüdi olemusega võib esineda neli juhtumit:

1. tahke mittemetalliline aine,
2. tahke aine metalli või metallisulami kujul,
3. vedelik (lahus)

Analüüsimisel tahke mittemetalliline aine kõigepealt viiakse läbi välisuuring ja mikroskoopiline uuring, samuti eelkatse eeltoodud analüüsimeetoditega kuivas vormis. Aine proov lahustatakse olenevalt selle olemusest ühes järgmistest lahustitest: vesi, vesinikkloriidhape, lämmastikhape ja aqua regia (vesinikkloriid- ja lämmastikhappe segu). Ained, mis ei suuda lahustuda üheski näidatud lahustis, viiakse lahusesse mõne erimeetodi abil, näiteks: sulatamine sooda või kaaliumkloriidiga, keetmine soodalahusega, kuumutamine teatud hapetega jne. Saadud lahusega viiakse läbi süstemaatiline analüüs metallide ja hapete esialgse isoleerimisega rühmade kaupa ja nende edasise jagamisega eraldi elementideks, kasutades nende endi spetsiifilisi reaktsioone.

Analüüsimisel metallisulam teatud proov sellest lahustatakse lämmastikhappes (harvadel juhtudel vees) ja saadud lahus aurutatakse kuivaks, misjärel tahke jääk lahustatakse vees ja analüüsitakse süstemaatiliselt.

Kui aine on vedel Kõigepealt juhitakse tähelepanu selle värvile, lõhnale ja reaktsioonile lakmusele (happeline, aluseline, neutraalne). Veendumaks, et lahuses pole tahkeid aineid, aurustatakse väike osa vedelikust plaatinaplaadil või kellaklaasil. Pärast neid eelkatseid apaliseeritakse vedelik tavapäraste meetoditega.

Analüüs gaasid toodetud mõne kvantitatiivses analüüsis näidatud spetsiaalse meetodi abil.

Kvantitatiivse keemilise analüüsi meetodid

Kvantitatiivse keemilise analüüsi eesmärk on määrata kindlaks keemilise ühendi või segu üksikute koostisosade suhteline kogus. Selles kasutatavad meetodid sõltuvad aine omadustest ja koostisest ning seetõttu peab kvantitatiivsele keemilisele analüüsile alati eelnema kvalitatiivne keemiline analüüs.

Kvantitatiivse analüüsi tegemiseks saab kasutada kahte erinevat meetodit: gravimeetrilist ja mahulist. Kaalumeetodiga eraldatakse määratavad kehad võimalusel teadaoleva keemilise koostisega lahustumatute või raskesti lahustuvate ühendite kujul ning määratakse nende mass, mille põhjal on võimalik leida nende kogus. soovitud element arvutuse teel. Mahuanalüüsis mõõdetakse analüüsiks kasutatud tiitritud (teatud koguses reaktiivi sisaldavate) lahuste mahtusid. Lisaks erinevad mitmed kvantitatiivse keemilise analüüsi erimeetodid, nimelt:

1. elektrolüütiline, mis põhineb üksikute metallide eraldamisel elektrolüüsi teel,
2. kolorimeetriline, mis saadakse antud lahuse värvi intensiivsuse võrdlemisel teatud tugevusega lahuse värviga,
3. orgaaniline analüüs, mis seisneb orgaanilise aine põletamises süsinikdioksiidiks CO 2 ja veeks H 2 0 ning nende suhtelise süsiniku ja vesiniku sisalduse määramises aines,
4. gaasianalüüs, mis seisneb gaaside või nende segude kvalitatiivse ja kvantitatiivse koostise määramises mõne erimeetodi abil.

Väga eriline rühm on meditsiiniline keemiline analüüs, mis hõlmab mitmeid erinevaid meetodeid vere, uriini ja muude inimkeha jääkainete uurimiseks.

Kaalutud kvantitatiivne keemiline analüüs

Kaalu kvantitatiivse keemilise analüüsi meetodeid on kahte tüüpi: otsene analüüsimeetod ja kaudse (kaudse) analüüsi meetod. Esimesel juhul eraldatakse määratav komponent mõne lahustumatu ühendi kujul ja määratakse viimase kaal. Kaudne analüüs põhineb asjaolul, et kahe või enama sama keemilise töötlusega aine massimuutused muutuvad ebavõrdselt. Omades näiteks kaaliumkloriidi ja naatriumnitraadi segu, saab neist esimese määrata otseanalüüsiga, sadestades kloori hõbekloriidina ja kaaludes. Kui on kaalium- ja naatriumkloriidi soolade segu, saab nende suhte määrata kaudsel meetodil, sadestades kogu kloori hõbekloriidina ja määrates selle massi, millele järgneb arvutus.

Mahuline keemiline analüüs

Elektrolüüsi analüüs

Kolorimeetrilised meetodid

Elementaarorgaaniline analüüs

Gaasianalüüs

Analüütilise keemia meetodite klassifikatsioon

• Elementanalüüsi meetodid
  • Röntgenikiirguse spektraalanalüüs (röntgenikiirguse fluorestsents)
  • Neutronite aktiveerimise analüüs ( Inglise) (vt radioaktiivset analüüsi)
  • Auger-elektronspektromeetria (EOS) ( Inglise); vaata Augeri efekti
  • Analüütiline aatomspektromeetria on meetodite kogum, mis põhineb analüüsitud proovide muutmisel üksikute vabade aatomite olekusse, mille kontsentratsioonid mõõdetakse seejärel spektroskoopiliselt (mõnikord hõlmab see ka röntgenfluorestsentsanalüüsi, kuigi see ei põhine proovi pihustamisel ja ei ole seotud aatomiauru spektroskoopiaga).
    • MS - massispektromeetria koos aatomiioonide masside registreerimisega
      • ICP-MS – induktiivselt sidestatud plasma massispektromeetria (vt massispektromeetria induktiivselt seotud plasma)
      • LA-ICP-MS - massispektromeetria induktiivsidestatud plasma ja laserablatsiooniga
      • LIMS – lasersädememassispektromeetria; vaata laserablatsiooni (kaubandusliku rakendamise näide: LAMAS-10M)
      • SIMS – sekundaarne ioonide massispektromeetria (SIMS)
      • TIMS – termilise ionisatsiooni massispektromeetria (TIMS)
      • Osakeste kiirendi suure energiaga massispektromeetria (AMS)
    • AAS – aatomabsorptsioonspektromeetria
      • ETA-AAS – aatomabsorptsioonspektromeetria elektrotermilise pihustusega (vt aatomabsorptsioonspektromeetrid)
      • CVR – resonaatori vaibumisaja spektroskoopia (CRDS)
      • VRLS - intracavity laser spectroscopy
    • AES – aatomiemissioonispektromeetria
      • säde ja kaar kui kiirgusallikad (vt sädelahendus; elektrikaar)
      • ICP-AES – induktiivselt sidestatud plasma aatomiemissioonispektromeetria
      • LIES – lasersädemete emissioonispektromeetria (LIBS või LIPS); vaata laserablatsiooni
    • APS – aatomi fluorestsentsspektromeetria (vt fluorestsents)
      • ICP-AFS – induktiivselt seotud plasma a(Bairdi seadmed)
      • LAFS – laseri
      • Õõneskatoodiga APS (kaubanduslik näide: AI3300)
    • AIS – a
      • LAIS (LIIS) - laseri aatomionisatsioon ehk laserintensiivsusega ionisatsioonispektroskoopia (ingl. Laser Enhanced Ionisation, LEI )
      • RIMS – laserresonantsionisatsiooni massispektromeetria
      • OG – optogalvaaniline (LOGS – laser optogalvaaniline spektroskoopia)

• Muud analüüsimeetodid
  • titrimeetria, mahuanalüüs
  • kaaluanalüüs - gravimeetria, elektrogravimeetria
  • molekulaarsete gaaside ja kondenseerunud aine spektrofotomeetria (tavaliselt neeldumine).
    • elektronspektromeetria (nähtav spekter ja UV-spektromeetria); vaata elektronspektroskoopiat
    • vibratsioonispektromeetria (IR spektromeetria); vaata vibratsioonispektroskoopiat
  • Ramani spektroskoopia; vaata Ramani efekti
  • luminestsentsanalüüs
  • massispektromeetria molekulaarsete ja kobarioonide, radikaalide masside registreerimisega
  • ioonide liikuvuse spektromeetria (