Краткая характеристика электрохимических методов анализа
Потенциометрия.Метод основан на протекании электродной реакции. Под потенциометрией понимают измерение небольших равновесных напряжений, которые возникают между электродами. Прямая потенциометрия состоит в измерении активностей веществ, определяются Н+ , К+, Na+ , окислительно-восстановительный потенциал (ОВП).
Потенциометрическое титрование.Метод состоит в определении эквивалентной точки при титровании, измеряя изменение потенциала индикаторного электрода в зависимости от добавляемого количества титранта. При этом необходим подходящий электрод для оценки изменения хотя бы одного вида ионов из числа, участвующих в реакции. Применяется для определения буферноети почв, констант диссоциации и констант основности, количества элементов.
Вольтамперометрия и вольтамперометрическое титрование, полярография.Под вольтамперометрией понимают совокупность методов исследования вольтамперных кривых и их зависимостей от электродных реакций и концентраций. Если такие исследования проводят при помощи капельного ртутного электрода, то это полярография. Метод используется в почвоведении для определения количества микроэлементов, изучения комплексообразования.
Кондуктометрия и кондуктометрическое титрование.Методы основаны на том, что электропроводность раствора при известных условиях пропорциональна концентрации электролита. Пользуясь методом титрования, основанным на изменении электропроводности, можно с достаточной точностью построить кондуктометрические кривые титрования. В почвоведении используется для определения степени засоленности, количества SО42-, для определения констант диссоциации и основности.
|
|
|
Краткая характеристика оптических методов исследования
(адсорбционная спектрофотометрия).
Электрофотоколориметрия –определение содержания вещества по поглощению им широкополосного (20–40 нм) полихроматического света в интервале видимой области (400–700 нм). Все окрашенные соединения оптически активны, то есть, непропорционально поглощают световую энергию разных длин волн. Чем больше концентрация вещества в растворе, тем меньше проходит света через кювету с раствором. Область света выделяется светофильтрами.
Спектрофотометрия – определение концентрации вещества по светопоглощению растворов в узком пучке монохроматического света (1–5 нм). Для выделения узкого пучка используется дифракционная решетка. На два порядка точнее, чем фотоколориметрия.
Ультрафиолетовая спектроскопия.Принцип метода аналогичен методу электрофотоколориметрии – изучение проводится в ультрафиолетовой области спектра 400–200 нм. Применяется для изучения оптических свойств органических веществ, служит добавочным диагностическим признаком строения органических соединений.
|
|
|
Инфракрасная спектроскопия.Принцип метода аналогичен предыдущим, но изучение проводится в инфракрасной области спектра 700 нм–
1 мк. Применяется для изучения оптических свойств органических веществ почвы, идентификации функциональных групп, идентификации вторичных минералов, оценки прочности связи отдельных группировок почвенно-поглощающего комплекса (ППК) и воды, количественного определения отдельных группировок.
Пламенная фотометрия.Принцип состоит в сравнении интенсивности спектров испускания элементов, содержащихся в исследуемом растворе, с интенсивностью спектров испускания этих элементов в растворах с известной концентрацией в таких же условиях. В пламя горючей смеси впрыскивается испытуемый раствор в виде аэрозоля. Атомы возбуждаются в воздушно-ацетиленовом (2300°С–3150°С) или пропан-бутановом пламени (температурой 1600–1900°С. Возбуждение атомов длится недолго (10-7–10-9 с), затем атомы возвращаются в невозбужденное состояние, а избыток ранее поглощенной энергии излучается в виде квантов определенной длины волны. Испускание атомов измеряется с помощью фотоэлемента и усилителя. Возбуждаются линии только наиболее низкой энергии. Используется для определения К, Na, Li (в пропан-бутановом пламени) и реже – Са, Mg и Ва (в ацетиленовом пламени). Точность определения – до 0,5–1,0 %.
|
|
|
Атомный адсорбционный спектрофотометрический анализ.В основе метода лежит распыление анализируемого раствора в пламя, но измерению подлежат не интенсивность излучения определяемого элемента, а степень поглощения атомами исследуемого элемента излучения стандартного источника света. Для наблюдения атомной абсорбции определяемый элемент переводят в атомный пар. В методе может применяться и высокотемпературное пламя, где могут возбуждаться спектры элементов с низкими потенциалами возбуждения. По сравнению с пламенной фотометрией, не мешает наложение излучения сопутствующих элементов и естественное излучение пламени, а также образование труднодиссоциирующих соединений. Применяется для количественного определения более 60 элементов. Часто определяют содержание микроэлементов (В, Mn, Zn, Cu, Mo, Co), а также ультрамикроэлементов и токсических (Ni Cr, Sn, Se, Hg, As, Pb, Cd) в экологических исследованиях. Принцип действия заключается в том, что излучение лампы с полым катодом или парами определяемого металла, проходя через абсорбционную ячейку-пламя, попадает на монохроматор, выделяющий аналитическую линию элемента и фиксируется фотоувеличителем. В зависимости от концентрации определяемого элемента изменяется степень поглощения первоначальной энергии излучения источника.
|
|
|
Атомно-эмиссионный анализ с использованием индуктивно связанной плазмы – основан на возбуждении атомов элементов в высокотемпературной среде ионизированного инертного газа (плазме) с последующей регистрацией интенсивности спектров их излучения (эмиссий). Позволяет одновременный количественный анализ от 20 до 40 элементов в пробе с использованием сканирующего или многоканального монохроматора.
Рентгеноспектральный анализ.Принцип метода основан на том, что эмиссионные линии характерны для вещества, применяемого в качестве мишени в рентгеновской трубке (рентгеноспектральный анализ) и на том, что при воздействии рентгеновских лучей на вещество возникает вторичное излучение с образующимся спектром, идентичным спектру, получаемому при бомбардировке электронами. Применяется для определения элементов с содержанием от 0,1%. В геохимии определяются Са, Fe, Mn, Ba, Mg.
Рентгеноструктурный анализ.В связи с тем, что диапазон длин волн рентгеновских лучей того же порядка величин, что и внутриатомные и внутримолекулярные расстояния твердых веществ, то те кристаллы, атомы и молекулы которых ориентированы в геометрическую правильную кристаллическую решетку, могут применяться в качестве дифракционной решетки для диспергирования полихроматических пучков рентгеновских лучей в монохроматорах.
Метод применяется для определения кристаллической структуры, состава вторичных минералов, а также для идентификации веществ и определения состава смесей.
Флуориметрия.Возбужденная светом молекула может сообщить необходимую энергию для индуцирования фотохимической реакции. Однако часть молекул остается в возбужденном состоянии короткое время, в течение которого они теряют небольшую часть своей энергии, а затем возвращаются в первоначальное основное состояние, испуская излучение. В разбавленных растворах интенсивность излучения прямопропорциональна концентрации.
Радиоактивационный методоснован на образовании в определяемом веществе искусственных радиоактивных изотопов и последующем измерении их радиоактивности. Искусственные радиоактивные изотопы получаются в результате ядерной реакции при облучении исследуемого образца в реакторе, на ускорителе или с помощью другого источника ядерных частиц. Анализ обладает крайне высокой чувствительностью (до 10-17 г); применяется для количественного определения элементов.
Метод термографииоснован на том, что при нагревании веществ протекают определенные характеристические экзотермические и эндотермические реакции. Изменение температуры вещества при нагревании, по сравнению со стационарным, выражается в виде термограммы, пики которой служат диагностическим признаком. Для количественных расчетов учитывают интенсивность пиков и потери в весе при этих же температурах. Метод применяется для определения энергии активации реакций, характеристики органических веществ почвы, определения вторичных минералов, оценки степени связи воды в почве.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1473; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!