Инструментальные (физические и физико-химические) методы анализа

          Лекция 7 ( Инструментальные (физические и физико-химические) методы анализа
Основаны на зависимости между измеряемыми свойствами веществ и их качественным и количественным составом.
Достоинства методов:
1. Низкий предел обнаружения (до 10-9 мкг) и малая предельная концентрация (до ~10-12 г/мл)определяемого вещества.
2. Высокая чувствительность.
3. Высокая селективность (избирательность) методов.
4. Малая продолжительность проведения анализов, возможность их автоматизации и компьютеризации.
Недостатки:
1. Иногда воспроизводимость результатов хуже, чем при использовании гравиметрии и титриметрии.
2. Погрешности определений часто составляют около ±5% (иногда до ±20%), а в химическом анализе они не превышают ±(0,1-0,5)%.
3. Сложность аппаратуры, ее высокая стоимость.
Оптические методы
основаны на измерении оптических свойств вещества (испускание, поглощение, рассеяние, отражение, преломление, поляризация света), которые проявляются при взаимодействии электромагнитного излучения с веществом.
Классификация
                           I) По изучаемым объектам
1) атомный спектральный анализ,
2) молекулярный спектральный анализ.

                          II) По характеру взаимодействия электромагнитного излучения с веществом  
1) Атомно-абсорбционный анализ измерение поглощения монохроматического излучения атомами определяемого вещества в газовой фазе после атомизации вещества.  
2) Молекулярный абсорбционный анализ - измерение светопоглощения молекулами или ионами изучаемого вещества.
3) Пламенная фотометрия основана на использовании газового пламени в качестве источника энергетического излучения.
4) Эмиссионный спектральный анализ - измерение интенсивности света, излучаемого веществом (атомами или ионами) при его энергетическом возбуждении (в плазме электрического разряда).
5) Люминесцентный анализ - измерение интенсивности излучения люминесценции, т.е. испускания излучения веществом под воздействием различных видов возбуждения.

6) Поляриметрический анализ основан на измерении величины угла вращения плоскости поляризации света оптически активными веществами.
7) Нефелометричестй анализ основан на измерении рассеивания света частицами света дисперсной системы (среды).
8) Рефрактометрический анализ основан на измерении показателя светопреломления веществ.
                          III) По области используемого электромагнитного спектра
1) Спектроскопия в ближней ультрафиолетовой (УФ) области - - винтервале длин волн 200-400 нм и в видимой области - 400-760 нм.
2) Инфракрасная спектроскопия, изучающая участок электромагнитного спектра в интервале 0,76-1000 мкм (1 мкм = 10-6 м).
3) Рентгеновская спектроскопия (изучает рентгеновские спектры);
4) Микроволновая спектроскопия, изучающая электромагнитное излучение с длинами волн от 10 до 10 см.
                          Законы светопоглощения
Первый закон (закон Бугера -Ламберта): доля светового потока, поглощенного однородной средой, прямо пропорциональна толщине поглощающего слоя:

Δl - поглощенная часть падающего светового потока I, l- толщина поглощающего слоя; k1 - коэффициент пропорциональности.
Второй закон (закон Бугера Бера): доля светового потока, поглощенного тонким слоем внутри однородной среды, пропорциональна концентрации светопоглощающих частиц: ,                                                                  где С концентрация, к2 - коэффициент пропорциональности. [pic 1][pic 2]