Лекція № 6
«Фізико – хімічні (інструментальні) методи дослідження»
Інструментальні методи аналізу з´явилися з розвитком електроніки та оптики. Ці методи мають істотну перевагу перед класичними за: чутливістю, специфічністю, ефективністю, можливістю виявляти дуже малі кількості неорганічних і органічних речовин.
| В основу фізико – хімічних методів аналізу покладено взаємозв’язок між складом хімічної системи і будь – яким її фізичним параметром, що змінюється в процесі хімічної реакції. |
1. Оптичні методи грунтуються на вимірюванні оптичних властивостей розчинів речовин.Поглинати світло можуть молекули та йони речовин. До таких методів відносять колориметрію, фотоколориметрію та спектрофотометрію. В основі цих методів лежать головним чином хімічні реакції утворення або руйнування забарвлених сполук. Такі реакції називають кольоровими. Фотометрію застосовують для визначення вмісту малих кількостей досліджуваної речовини в розчині (масою 1∙10-4 - 1∙10-6 г в об′ємі 50 -100 мл), які не можна визначити гравіметричним і титриметричними методами. Фотоелектроколориметрія (ФЕК). — визначення концентрації речовини в розчині за зміною сили струму в фотоелементі при попаданні на нього променя світла, який пройшов через досліджуваний розчин.При проходженні світлового потоку через забарвлену прозору рідину частина світла поглинається. Ступінь поглинання світла у багатьох випадках прямо пропорційний інтенсивності забарвлення розчину. Забарвлення розчину залежить від концентрації в ньому розчиненої речовини: чим більша концентрація, тим інтенсивніше забарвлення і тим більше світла поглинає розчин. Для цього порівнюють інтенсивність світла, що пройшло через досліджуваний забарвлений розчин, і світла, що пройшло через контрольну рідину — безбарвний розчинник досліджуваної речовини. За ступенем світлопоглинання визначають вміст речовини в розчині (концентрацію).Сила струму пропорційна світловому потоку, що падає на фотоелемент. Якщо на шляху світлового потоку кладуть кювету з розчином, який поглинає або розсіює світло, то на фотоелемент падає менше променів. Сила струму в ланцюгу зменшується, на що вказує відхилення стрілки амперметра. За зміною сили струму можна визначити концентрацію досліджуваної сполуки.На вимірюванні світлопоглинання ґрунтується визначення концентрації прозорих забарвлених розчинів 2. Електрохімічні методи аналізу ґрунтуються на дослідженні процесів, що відбуваються в розчинах електролітів або на поверхні занурених у них електродів. Наприклад, потенціометрію застосовують для визначення різних фізико – хімічних параметрів, виходячи з даних про електрорушійу силу досліджуваного гальванічного елемента. У потенціометричних вимірюваннях використовують різні електроди для вимірювання кислотності рН розчинів; для визначення вмісту йонів Натрію, амоніаку.
Сучасні фізико – хімічні методи дослідження широко використовують у клінічних, санітарно – гігієнічних та контрольно – аналітичних лабораторіях Для оцінки якості питної води в ній визначають вміст амоніаку, йонів Феруму (ІІ) та (ІІІ), важких металів, нітритів. Нефелометрію застосовують для оцінки забрудненості повітря, визначаючи вміст у ньому катіонів Плюмбуму і Меркурію.
Тестові завдання для самостійної роботи
«Фізико – хімічні методи дослідження»
1. Фізико – хімічні методи аналізу передбачають використання хімічних реакцій, перебіг яких супроводжується зміною фізичних властивостей: А. Кольору В. Інтенсивності забарвлення С. Значення електропровідності D. Всі відповіді вірні
2. До фізико – хімічних (інструментальних) методів аналізу відносяться: А. Оптичні В. Електрохімічні С. Хроматографічні D. Всі відповіді правильні
3. Інструментальні методи аналізу ґрунтуються на залежності фізико – хімічних властивостей речовин від: А. Чутливості вимірювального приладу В. Фізико – хімічних параметрів навколишнього середовища С. Вмісту досліджуваної речовини в досліджуваній пробі D. Природи досліджуваної речовини
4. В санітарно – гігієнічних дослідженнях інструментальні методи дослідження застосовують для : А. Визначення в питній воді вмісту амоніаку В. Визначення в питній воді йонів важких металів С. Визначення в питній воді нітритів D. Всі відповіді вірні
5. Метод кількісного аналізу, що грунтується на порівнянні інтенсивності забарвлення розчину досліджувальної речовини з розчином відомої концентрації цієї самої речовини, називається: А Нефелометрія В Колориметрія С Поляриметрія D Рефрактометрія
6. Електрохімічні методи кількісного аналізу ґрунтуються на дослідженні процесів, що відбуваються у:
Розчинах неелектролітів С. Розчинах електролітів
Забарвлених розчинах D. Кристалічних речовинах
7. Вимірювання електрорушійної сили ЕРС відповідного гальванічного елементу лежить в основі методів:
A. Фотометричних B. Потенціометричних C. Хроматографічних D. Інша відповідь