АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Сынаманы ыдырату (ажырату), еріту

Читайте также:
  1. B) Жанама тамыр
  2. Бет, 47 есеп. 6 страница
  3. Билет №2
  4. Болжамы
  5. Болжамы
  6. Гидроциклондар
  7. Глоссарий
  8. Джон Перкинс
  9. Есептер
  10. Жалпы схемасы
  11. ІА,ІІА, ША, 1УА топша элементтері
  12. КЕББМ АЛМАТЫ МЕНЕДЖМЕНТ УНИВЕРСИТЕТІ

Бұл операцияны жүргізу кезінде сынаманың барлық анықталатын компоненттерiн түгелдей ерiтiндiге ауыстыруға тырысып және еріту кезіндегі қыздыруды немесе тағы да басқа операцияларды орындағанда компоненттерді жоғалтып алмау керек.

Қатты заттың нақты үлгісін еріту үшiн әдетте сынаманы минералды қышқылдармен құм немесе су моншасында қыздыру арқылы өңдейді. Көбінесе қышқылдар қоспасы, мысалы «патша сұйығы» (концентрленген тұз және азот қышқылдарының қоспасы) немесе қышқыл мен тотықтырғыштың (сутегiнiң асқын тотығы мен бромның) қоспасы немесе (кейде) қышқыл­дар мен тотықсыздандырғыш қоспасы жиi қолданылады. Сынаманың негiзгi компоненттері алдын-ала алынған мәлiметтерден белгiлі болғанда ерiткiштi таңдау оңай болады. Мысалы, көптеген сульфидті кендерді өңдеуде алдымен тұз қышқылын қосып қыздырады, содан соң азот қышқылымен тұз қышқылының жаңа үлесiн қосады. Ыдыратуды көбінесе сынамаға күкірт қышқылын қосып қыздырумен аяқтайды. Кеннің құрамындағы қорғасын, мыс және тағы басқа да металдар осылайша анықталады. Егер де күкiрттi анықтау қажет болса, онда сульфидті сулфатқа дейін тотықтыру үшін және күкірттің өзін күкіртті сутек түрінде жоғалтпас үшін сынаманы концентрлі азот қышқылы түтінімен, кейде бромның қоспасымен өңдейді.

Сурьма, мышьяк, германий және кейбір басқа элементтерді анықтауда бастапқы сынаманы тұз қышқылымен өңдемеуге және тұзқышқылды ерiтiндiлерді қыздырмауға тырысады. Егер бұл элементтердi анализдеуді қыздырусыз жүргізу мүмкін болмаса, онда хлоридтердің ұшып кетуінен туындайтын шығынды болдырмас үшін керi тоназытқышты қолданады.



Еріту кезінде сирегірек қышқылдардың тотықсыздандырғыштық қасиеттерін де қолданады. Бұндай жағдай, яғни тұз (хлорлы сутек) қышқылын қолдану пиролюзиттi (МnO2) және тағы басқа да тотыққан кендерді ерітуде қолданылады. Бұнда пиролюзиттiң нақты үлгісін тұз (хлорсутек) қышқылымен бос хлордың бөлінуі тоқтағанша өңдейді. Сынаманың құрамында табиғи органикалық қосылыстардың болуы бейорганикалық анализдің жүруін қиындатады. Органикалық заттар анықталатын элементтермен комплекстер түзуі мүмкін, бұндай комплекстер тұнбаның түзілуіне кедергi келтiреді немесе басқа да аналитикалық операциялардың тиiмдiлiгін төмендетеді. Сонымен, анализді жүргізу үшін әдетте сынаманың органикалық бөлігін толық бұзу қажет болады. Бұзуды«құрғақ» немесе «ылғалды» әдiстермен жүзеге асырады. «Құрғақ» әдіске сынаманы от жалынында, муфелді пеште, түтікті пеште құрыштап қыздыру, оттек ағынында немесе «жарылғышта» өртеу жатады. Ылғалды әдіс бойынша өртеу кезінде сынаманы ұзақ уақыт бойы концентрлі азот қышқылымен немесе азот қышқылы мен күкірт қышқылының қоспаларымен, кейде тотықтырғыш (хлорат, перманганат және тағы басқалар) қоса отырып өңдейді.

‡агрузка...

Кейбiр материалдарды, мысалы, силикаттарды, отқа төзiмдi түрлi тау жыныстары мен тағы басқаларын ыдырату кезінде сынаманы толық еріту үшін оны тек ерiткiшпен өңдеу жеткiлiксiз болады. Мұндай жағдайда сынаманы ыдырату (ажырату) үшін әр түрлi балқытқыштар арқылы балқытуды қолданады. Қарапайым балқытқыш ретінде сiлтiлiк металдардың қосылыстарын, яғни олардың карбонаттарын, бораттарын, пероксидтерді, гидроксидтерді және тағы да басқа сiлтiлiк балқытқыштарды немесе гидросульфаттарды, пиросульфаттарды және одан да басқа қышқылдық балқытқыштарды қолданады. Балқыту кезінде әдетте анализденетін зат ыдырайды, бұл кезде сынама компоненттері ауадағы оттегiмен тотығады. Балқытқыштың тотықтырғыштық әсерiн күшейту үшiн оған кейде нитраттар, хлораттар немесе басқа да тотықтырғыштарды қосады.

Балқытқышты таңдау анализденетін сынаманың құрамына байланысты болады. Силикаттар, фосфаттар және тағы да басқа тотыққан минералдарды әдетте натрий карбонаты немесе натрий мен калий карбонаттарының қоспасымен балқытады. Танталаттарды, ниобаттарды және көптеген оксидтерді пиро­сульфатпен балқытады. Бұлардан да басқа балқытқыштарды қолданады. Кейде оксидпен немесе қорғасын карбонатымен, висмуттың негізгі нитратымен, бор қышқылымен және т.б. балқыту тиiмдi болады. Сынаманы ыдыратуға көп жағдайда аралас тәсiлдерді қолдануға тура келедi – алдымен алынған сынаманы қыздырады және қышқылмен өңдейді, содан соң ерiмей қалған қалдықты қолайлы балқытқышпен балқытады. Балқытылғаннан кейін сынама массасы суда немесе сұйытылған минералды қышқылдарда оңай ериді.

 

1.4. Бөлу және концентрлеу

Анализденетін сынамада анықталатын компонентпен қатар бөгде немесе кедергi жасайтын заттар болады, олар қажетті элементтi тiкелей анықтауда қиындық туғызады.

Егер ерiтiндiден бiрнеше компоненттi анықтау керек болса, онда аналитикалық міндеттің орындалуы да қиындай түседі. Анализденетін компоненттi күрделi қоспалардан бөліп алу үшін әртүрлi бөлу әдiстерін қолданады. Бөлу әдісін анықталатын қосылыс пен кедергi келтіретін элементтердің физика-химиялық қасиеттерiне байланысты таңдайды. Тәжiрибеде бөлудің химиялық, физика-химиялық және физикалық әдiстері қолданылады. Бөлудің химиялық әдiстерi заттардың ерiгiштiктерінің әртүрлi болуына және тұнба алу реакциялары мен аз еритiн қосылыстардың еруiне негiзделген. Кедергi келтіретін компоненттердi қолайлы лигандпен берік комплексті қосылысқа айналдыру арқылы олардың әсерін бүркемелеу өте тиімді тәсіл болып табылады. Бұл кезде анықталатын компонент комплекс түзбейді немесе комплекс түзілген жағдайдың өзінде оның тұрақтылығы өте төмен болады. Мысалы, темiр (III) әдетте фторидпен жиi бүркемеленеді.

Тәжiрибеде бөлудiң экстракция, ионды алмасу, хромато­графия, электрохимиялық процестер және т.б. сияқты тәсілдері кеңінен қолданылады.

Бөлу әдiсін микромөлшерлерді концентрлеуде де қолдана­ды. Осы кезде алынған концентраттағы анықталатын компо­ненттiң құрамы бiрнеше рет артады, сөйтіп анықтау шегі айтарлықтай төмендейді.

1.5. Сандық өлшемдер

Сандық өлшемдерде аналитикалық сигналдың қанықтығын анықтайды, яғни анализденетін компоненттiң құрамына немесе мөлшеріне байланысты болатын қасиетінің сандық мәні өлшенеді. Гравиметриялық анализде аналитикалық сигналдың қанықтығы ретінде кептірілген немесе құрышталған тұнбаның массасы алынады, ал титриметрияда – реакцияға жұмсалған ерiтiндiнiң көлемi, фотометрияда – ерiтiндi түсінің қанықтығы (оптикалық тығыздық) және тағы басқалар алынады. Сандық өлшем нәтижелерi бойынша сынамадағы анықталатын элемент­тiң құрамын байланыс теңдеуiн қолданып есептейді. Байланыс теңдеуi аналитикалық сигналдың қанықтығы (өлшенетiн шама) мен анализденетін компоненттiң құрамы немесе саны арасын­дағы сандық байланысты көрсетедi:

P=f(c)

Р – аналитикалық сигналдың қанықтығы; с – концентрация. Функционалдық байланыстың түрі аналитикалық сигналдың ерекшелiктерiмен анықталады. Байланыс түзу сызықты, лога­рифмдiк және т.б. болуы мүмкін. Байланыс теңдеуі ретiнде теориялық негізі бар қатынастарды да, сонымен қатар сигнал қанықтығы мен концентрация арсындағы эмпирикалық жолмен табылған қатынастарды да қолдануға болады.

Талдау нәтижелерін есептеу –бұл анализдің қорытынды кезеңі. Нәтижелерді есептеу жеңіл теңдеулерді қолдануға негiзделген және айтарлықтай қиыншылықтар тудырмайды. Дегенмен, бұл кезең үлкен ұқыптылықты талап етеді, өйткені есептеудегі қатеде басқа анализ операцияларын орындаудағы ұқыпсыздық, дұрыс орындамау және немқұрайлылықтар жалған нәтижеге әкеледі. Анализ нәтижесін есептеумен қатар, алынған мәндердің де қателерін есептеу қажет, өйткенi кез келген өлшеу нәтижесінің қатесі анықталып, белгілі болған кезде ғана оның нақты құндылығы болады.

 

Бақылау сұрақтары мен жаттығулар

1. Қандай сынаманы негізгі деп атайды және оларға қандай талаптар қойылады?

2. Орта сынама деген не? Қатты және металдық үлгiнің орта сынамасын қалай алады?

3. Кварттау деген не? Оны қандай мақсатпен қолданады?

4. Анализденетін сынаманы ерітіндіге айналдырудың қандай негізгі әдiстерi бар? Анализ кезінде сынаманы еріту әрдайым керек пе?

5. Қандай жүйелерді анализдеген кезде ерiтiндiнi керi тоназытқышты қолдану арқылы қыздырады?

6. Бейорганикалық анализді жүргізген кезде сынаманың органикалық бөлігін қандай әдістермен жояды?

7. Қандай жағдайда сынаманы балқытады? Аналитикалық лабораторияларда қандай балқытқыштарды қолданады?

8. Аналитикалық сигналдың қанықтығы деген не?

9. Қандай сынаманы анализдеген кезде тотықтырғыштық қасиеті бар қышқылдарды қолданады?

10. Неліктен кейбір жағдайларда анализге алынатын сынаманы еріту анализдің өзін орындауға қарағанда маңыздырақ болады?


ТАРАУ


Аналитикалық химияның метрологиялық негіздері

Метрология (грекше metron – өлшеу және logos – ұғым, ілім, ғылым) – өлшеу туралы, өлшеудің әдіс-тәсілдері туралы ғылым. Метрологияның әртүрлі ғылым салаларындағы, соның ішінде химиялық анализдегі маңызы өте зор. Химиялық анализ метрологиясы стандарттауда, өнеркәсіпті интенсивтендіруде, өнімнің сапасын жоғарылатуда, қоршаған ортаны қорғауда және т.б. маңызды орын алады.

Химиялық анализ – күрделі және көп сатылы үдеріс. Кез-келген нысанның анализін мынадай кезеңдерге бөлуге болады: мақсатты айқындау, әдіс пен анализ жобасын таңдау, сынаманы таңдау, сынаманы анализге дайындау, өлшеу жүргізу, өлшеу нәтижелерін өңдеу. Мұндай бөлу шартты: әрбір кезең салыстырмалы түрде күрделі болуы және көптеген жеке сатылардан тұруы мүмкін. Осы тарауда біз химиялық анализ әдісін таңдау мен өлшеу нәтижелерін өңдеуді, сонымен бірге «өлшеу» кезеңінің кейбір жалпы ережелерін қарастырамыз.

Химиялық анализдің негізгі мақсаты – зат мөлшерін анықтау, сондықтан, анализ кезеңдерін қарастырудан бұрын осы оқулықта қолданылатын зат мөлшерінің өлшем бірліктері мен концентрацияны белгілеу жолдарын келтірсек.

 

2.1. Зат мөлшерінің өлшем бірліктері және

концентрацияны өрнектеу жолдары

Зат мөлшерінің өлшем бірліктері.Моль.Зат мөлшерінің өлшем бірлігі ретінде бір моль қабылданған. Бұл 0,012 кг көміртегінде қанша атом болса, сонша шартты бөлшегі , яғни құрамында 6,02045·1023 шартты бөлшегі бар зат мөлшері. Шартты бөлшек молекула, ион, электрон немесе бөлшектер тобы (мысалы, функционалды топ, молекуланың бөлігі, ассоциат, радикал және т.б.) болуы мүмкін. Бір сөзбен айтқанда, шартты бөлшек – кез-келген дискретті материалды бірлік. Кейбір шартты бөлшектер шын мәнінде кездесетін болса (Н2 молекуласы, IO3-), кейбіреуі шартты түрде болады (ерітіндідегі NaCl молекуласы, молекуланың жартысы, ерітіндідегі протон саны). Сондықтан шартты бөлшектердің «моль» бірлігі қолайлы және әдетте микрообъектілердің мөлшерін өрнектеу үшін қолданылады.

Заттың моль санын n символымен белгілейді. n(H+)=1,0·10-6 жазылуы 6,02·1023·10-6 протонды білдіреді; n(HCl)=0,01 моль – HCl шартты бөлшектерінің 6,02·1023·0,01 молі; n(1/5KMnO4)= =0,05 моль – 1/5KMnO4 шартты бөлшектерінің 6,02·1023·0,05 молі; n(e)=1 моль – 6,02·1023 электрон. Химиялық анализ практикасында мұндай мәлімет сирек қажет болады.

Молярлы масса (М) – бұл 1 моль заттың массасы. Егер массасы m зат берілген болса, онда М=m/n. Молярлы массаның өлшем бірлігі г·моль-1. Саны жағынан молярлы масса салыстырмалы молекулалық массаға тең, яғни бөлшектегі барлық атомдардың қосынды массасының көміртегі атомының 1/12 массасына қатынасына тең. Салыстырмалы молекулалық масса – мөлшерсіз шама, оны элементтердің атомдық массаларының кестесі бойынша оңай есептеуге болады.

Молярлы көлем (V0) – бұл қалыпты жағдайдағы 1 моль заттың көлемі. Әдетте бұл шаманы газдар үшін қолданады, бұл жағдайда V0=22,4 л·моль-1.

Молярлы заряд (Q) – бұл 1 моль заттың жалпы заряды. Бір зарядты бөлшектер үшін Q=96485 Кл·моль-1 (число Фарадея, F), z – зарядты бөлшектер үшін Q=zF.

Концентрацияны белгілеу жолдары.Аналитикалық химияда көбінесе заттың белгілі бір көлемдегі мөлшерімен, яғни концентрациясымен жұмыс істеу керек болады. Әсіресе бұл ерітіндідегі заттар үшін маңызды. Көлемнің өлшем бірлігі 1 литрге (л) тең болатын кубты метр (м3) немесе кубты дециметр (дм3).

Молярлы концентрация с – еріген заттың моль санының ерітінді көлеміне қатынасы. Бұл термин шартты бірліктердің кез-келген түріне (атомдар, иондар, молекулалар, молекула­лардың бөлігі және т.б.) қатысты. Молярлы концентрация (моль·дм-3 немесе моль·л-1) – бұл 1 литр ерітіндідегі еріген заттың моль санын (молін) өрнектейді және көбінесе М деп белгіленеді. Мысалы, с(HCl)=0,1 моль·л-1 немесе с(HCl)=0,1 М; с(1/5KMnO4)=0,05 моль·л-1 немесе 0,05М (1/5KMnO4) .

Сонымен, молярлы концентрация – М: 1 дм3 (л) ерітіндідегі еріген заттың моль саны – nA немесе 1 см3(л) ерітіндідегі заттың ммоль саны: ; . Бұндағы М(х) – молярлық масса, яғни 1 мольдің массасы. ; А заты үшін . Мысалы: 0,2М H2SO4:

Бір мольдің массасы: M(H2SO4)=98,08 г/моль. ; 0,2 моль/л . 98,08г/моль=19,6 г/л

Шартты бірліктердің молярлы концентрациясын бұрын нормальды концентрация деп атайтын және N деп белгілейтін.Қазіргі кезде бұл терминді көп қолданбайды. Нормальды концентрация – N: 1дм3 (л) ерітіндіде еріген заттың моль-эквивалент саны (nэ) немесе 1см3 (мл) ерітіндіде еріген заттың ммоль-эквивалент саны.

Эквивалент. Қосылыстағы шартты бірліктер арасында стехиометриялық деп аталатын белгілі қатынастар болады. Мысалы, NaCl молекуласында натрийдің бір атомына хлордың бір атомы келеді, Na2CO3 молекуласында екі протон бір CO32- бөлшегімен байланысқан. Реакцияланушы бөлшектер арасында да стехиометриялық қатынас орнайды, мысалы:

 

aA+bB cC+dD

 

реакциясында А затының a шартты бөлшегі В затының b шартты бөлшегімен реакцияға түседі. Осыған сәйкес, шарты орындалған кезде А затының бір бөлшегі В затының b/а бөлшектеріне эквивалентті. b/а қатынасын В затының эквива­лент факторы деп атайды және fэкв(В) деп белгілейді. Мысалы:

 

2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI

 

реакциясында fэкв(I2)=1/2, ал эквивалент 1/2 I2 бөлшегі болып табылады.

Қышқылды – негіздік реакцияларда эквивалент – осы реакцияда сутегінің бір ионымен байланысатын, оны ауысты­ратын немесе бөліп шығаратын шартты бөлшек. Тотығу – тотық­сыздану реакцияларында эквивалент – осы реакцияда бір электронды қосып алатын немесе беріп жіберетін шартты бөлшек.

Реакцияға байланысты бір заттың эквиваленті әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы:

 

HCl+Na2CO3 NaHCO3+NaCl

 

реакциясында натрий карбонатының эквиваленті – Na2CO3 шартты бөлшегі (fэкв=1). Ал

 

HCl+Na2CO3 2NaCl+H2CO3

 

реакциясында fэкв(Na2CO3)=1/2, ал эквивалент 1/2 Na2CO3 шартты бөлшегі болып табылады.

Заттар бір бірімен өздерінің эквиваленттеріне байланысты реакцияласады – бұны Дальтонның еселік қатынас заңы дейді. Бұл заң аналитикалық химияда барлық сандық есептеулерде қолданылады, әсіресе титриметриялық анализ әдістерінің негізін құрайды. Практика жүзінде жеке эквиваленттермен немесе химиялық актпен ғана емес, бөлшектердің үлкен бірлігімен жұмыс істейді. Бұл жағдайда заттар арасындағы стехиометриялық қатынастар заттар мөлшерінің мольдік қатынасы түрінде болады:

 

n(A):n(B)=a:b.

 

Эквиваленттік фактор – берілген реакцияда реальды зат­тың қандай үлесі 1 сутегі атомына (не 1 -ға) эквивалентті екенін көрсететін сан. Эквиваленттік фактор мына теңдеу бойынша анықталады: .

Мысалы, мына реакция бойынша NaOH-тың эквиваленттік факторы бірге тең.

Басқа да мысалдар келтірсек:

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O немесе

H2SO4+NaOH= Na2SO4+H2O

H2SO4- тің моль×экв – ге тең болады, яғни ;

1моль×эквиваленттің массасы мына теңдеумен анықталады: Mэ(А) = fэкв(А)×М(А).

fэкв мәні жүретін әрбір химиялық реакцияның теңдеуіне байланысты анықталады:

H3PO4+NaOH=NaН2PO4+H2O;

H3PO4+2NaOH=Na2HPO4+2H2O; ;

H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2O; ;

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2CO3;

Концентрацияны өрнектеудің басқа да әдістерін қарастырсақ.

Массалық концентрация – еріген зат массасының mS ерітін­ді көлеміне V қатынасы, массалық концентрацияның өлшем бірлігі кг·дм-3 немесе кг·л-1, сонымен бірге еселік бөлшектік бірліктер. Бір миллилитрдегі заттың грамымен өрнектелген массалық концентрацияны титр деп атайды. Классикалық анализ әдісінің бірі титриметрияның аталуы осы терминмен байланысты.

Титр – T әрпімен белгіленеді, оның өлшем бірлігі: мг/мл немесе г/мл. Ерітінді титрі мына теңдеумен анықталады: ; Бұндағы, m – еріген заттың массасы, v – ерітіндінің көлемі.

Молярлы концентрация: бұндағы М(А) – молярлы масса, яғни 1 мольдің массасы. Осыдан

Сонда: ;

Яғни титрді молярлы концентрация арқылы да табуға болады. Осы сияқты, титрді нормальды концентрация арқылы да табу жолы бар. екенін білеміз.

Олай болса:

немесе ;

 

Титрі белгілі болған жағдайда M не N – концентрацияларды да осы теңдеуден табуға болады.

 

;

 

Кей жағдайда жұмысшы ерітіндінің анықтайтын зат арқылы титрі – Tж/А беріледі, бұл анықтайтын заттың 1 мл жұмысшы ерітіндімен (титрантпен) әрекеттесетін грамм мөлшері.

Мыс: ; ; ;

немесе . Олай болса:

;

Яғни жалпы түрде:

;

 

Көлемдік концентрация – еріген заттың көлемінің ерітінді көлеміне қатынасы.

Көп жағдайда ерітіндінің немесе басқа нысанның құрамын заттың жалпы мөлшеріндегі компоненттің үлесі түрінде өрнектейді. Өрнектеудің мұндай жолының қолайлы болуы нысанның агрегатты күйіне тәуелді еместігінде. «Үлес» компонент бөлшектері санының нысан бөлшектерінің жалпы санына қатынасын білдіреді. Таңдап алынған бірлікке байланысты молярлы (α), массалық (ω), көлемдік (φ) үлес деп бөлінеді:

.

 

Үлесті пайызбен көрсетеді. Пайызбен көрсетілген массалық үлесті проценттік (пайыздық) концентрация деп атайды. Проценттік концентрация С%; ω% – деп белгіленеді. Заттың өте аз мөлшерін бағалау үшін миллиондық үлесті – ppm, миллиардтық үлесті – ppb, триллиондық үлесті – ppt қолданған қолайлы.

Бір мысал келтірсек. 1 литр итмұрын тұнбасындағы аскорбин қышқылының құрамы 5,5 мг. Аскорбин қышқылының құрамын массалық үлеспен көрсету керек.

Ерітіндідегі аскорбин қышқылының массалық үлесін (1 литрдің массасы 103 грамм екенін ескере отырып) табамыз:

 

.

 

Бұл сан есептеуге қолайсыз. Оны ppm немесе млн-1 бірлігіне ауыстырамыз:

5,5 10-6 106 = 5,5 млн-1.

 

Моляльдық – ерітіндінің масса бірлігіндегі (1кг) зат мөл­шері. Моляльдықтың ерекшілігі температураға тәуелсіздігінде. Бірақ аналитикалық химияда бұл бірлікті сирек қолданады.

 

2.2. Анализ әдісін таңдау

Анлиз әдісін таңдай отырып, ең алдымен анализдің мақсатын, сонымен бірге қандай мәселелерді шешу керектігін жете білу керек, қолдануға болатын әдістердің артық­шылықтары мен кемшіліктерін бағалау қажет. Химиялық ана­лиз­де шешілетін мәселелер күрделі және алуан түрлі.

Қандай да бір әдісті таңдау кезінде назар аударуға тиісті факторларды қарастырудан бұрын, әдіс пен әдістеме түсінік­терін талқылап алған дұрыс. Әдіс – бұл нақты нысан (объекті) мен анықталатын затқа қатыссыз анализдің негізін құрайтын принциптер жиынтығы; әдістеме – белгілі бір нысанды (объектіні) анализдеуге қажетті барлық шарттар мен операциялардың толық жазбасы. Мысалы, гравиметриялық анализ әдісінің негізін құрамында анықталатын компонент болатын қосылыс­тың массасын анықтау құрайды. Компонентті гравиметриялық әдіспен анықтаудың әдістемесіне мыналар кіреді: аз еритін қосылысты тұнбаға түсіру жағдайларын, тұнбаны ерітіндіден бөліп алу жолын, тұндырылған заттарды өлшеуге қолайлы, яғни тұнбаның өлшенетін түріне ауыстыруды сипаттап жазу. Нақты нысандағы компонентті анықтаудың әдістемесіне сынаманы таңдап алу мен оны анализге дайындау операциялары да кіреді (мысалы, үлгіні қолайлы ерітіндіде еріту және анықтауға кедергі келтіретін заттардың әсерін жою). Әдіс пен әдістемені таңдау кезінде назар аударатын негізгі факторларды қарастырсақ.

Компоненттің құрамы.Анализ әдісін таңдау кезінде анық­талатын немесе ашылатын компоненттің мүмкін болатын мөлшерін ескеру қажет. Әсіресе үлгідегі компоненттің пайыз­дық құрамын, анализденетін ерітіндідегі концентрациясын ғана емес, анализге алуға болатын заттың мөлшерін де бағалаған маңызды.

Анықталатын компоненттің концентрациясы мен анализге берілетін үлгінің мөлшері кең аралықта өзгеруі мүмкін. Мыстың, никельдің, хромның өз құймаларындағы құрамы ондаған пайызды, ал кендер мен басқа металдардың құймаларындағы құрамы оннан бір және жүзден бір пайызды құрауы мүмкін. Сонымен бірге осы металдардың өсімдіктер мен тірі организм­дердегі, тамақ өнімдеріндегі құрамын – бен, ал өте таза заттарда – аралықтарында анықтау қажет. Анализге алынатын үлгінің мөлшері бір жағдайларда шектелмеуі мүмкін, ал басқа жағдайларда (қанның, биомассалардың, космостық нысандардың анализінде) өте аз мөлшерде (миллиграмм немесе тіпті миллиграмның үлестері) болады.

Әдістің немесе әдістеменің сезімталдығы осы әдіс пен осы әдістеме арқылы анықтауға немесе ашуға болатын минимальды зат мөлшерімен анықталады. 2.1 – суретте кейбір анализ әдіс­тері­нің сезімталдықтарының салыстырмалы сипаттамасы беріл­ген. Анықталатын мөлшердің төменгі шегі әдістің мүмкіндік­терін және бірқатар заттарды анықтаған кезде қол жететін ең жақсы нәтижені көрсетеді.

2.1 – сурет. Кейбір анализ әдістері үшін компоненттердің анықталатын мөлшерлерінің төменгі шегі (-lgQ,z)

Әдістің таңдамалылығы.Анализ жүргізген кезде әртүрлі нысандармен – өнеркәсіп және ауылшаруашылығы өнімдерімен, қоршаған орта нысандарымен, космостық нысандармен, қол­өнер өнімдерімен және т.б. жұмыс істейді. Осы кезде анализ әдісі мен әдістемесін таңдау анализдің мақсатымен ғана емес, сонымен бірге үлгінің қасиеттері және ерекшеліктерімен де анықталады. Анализденетін нысанның физикалық қасиеттерін: агрегаттық күйін, ұшқыштығын, гигроскопиялығын, механика­лық төзімділігін және т.б. ескеру қажет. Анализ әдісін таңдаған кезде үлгінің химиялық қасиеттерін білу және оларды ескеру өте маңызды. Көп жағдайда анализденетін нысанның матрицасы деп аталатын үлгінің түпкі негізінің химиялық қасиеттерін; үлгінің сапалық химиялық құрамын; анықталатын компоненттің және онымен бірге жүретін қоспалардың химиялық қасиеттерін білу және ескеру қажет.

Анализденетін нысанның түпкі негізінің және болжанған компоненттерінің химиялық қасиеттерін біле отырып, мүмкін болатын кедергілерді бағалай отырып, мүмкіндігінше ең таңда­малы әдісті, яғни берілген жағдайларда бірге жүретін басқа компоненттердің келтіретін кедергі әсерінсіз қажетті компонетті анықтауға немесе ашуға болатын әдісті таңдап алады. Химиялық әдебиетте «таңдамалылық» терминімен бірге «селек­тивтік» термині қолданылады. Егер әдістемелер немесе қолданылатын реакциялар тек қана бір компонентті табуға немесе анықтауға мүмкіндік беретін болса, оларды спецификалық деп атайды.

Компонентті анықтау немесе ашудың негізін құрайтын әдістің, әдістеменің және жеке реакцияның таңдамалылығы туралы айтуға болады. Ионометрия, атомды – абсорбциялық және ферментативті әдістер жоғары таңдамалылығымен сипатталады. Әдістемелердің негізін құрайтын көптеген реакциялардың да таңдамалылығы өте жоғары. Мысалы, кейбір органикалық реагенттермен комплексті қосылыстардың түзілуі, ферментативті және электрохимиялық реакциялар. Йодтың крахмалмен немесе аммоний ионын ашуда қолданылатын құрамында аммоний бар заттардың сілтілермен амииак газын бөле жүретін реакциясы да спецификалық реакциялар.

Химиялық анализдің әдістемесін анализ жүргізу шарттарын (ортаның рН, реагенттердің концентрациясы, еріткіш және т.б.) өзгерте отырып; кедергі жасаушы компоненттердің әсерін оларды реакцияға қабілетсіз түрге ауыстыра отырып бүркемелеу немесе оларды негізгі компоненттен бөле отырып (тұндыру, экстракция, хромотография) оның таңдамалылығын арттыруға болады. Жоғары таңдамалы әдістеменің мысалы ретінде құрыш­тағы никельді оның диметилглиоксиммен түзетін аз еритін комплексті қосылысы түрінде тұндырып гравиметриялық әдіс­пен анықтауды келтіруге болады. Тұндыруды әлсіз аммиакты ортада жүргізеді, темірді шарап немесе лимон қышқылымен бүркемелейді.

Әдістер мен әдістемелерді қарастыра отырып,олардың әмбебаптығы – көптеген компоненттерді анықтау және ашу мүмкіндігі туралы айту керек. Әсіресе бір сынамадан бірден көптеген компонентті анықтау немесе ашу мүмкіндігі болуы­ның, яғни көпкомпонентті жүйелердің анализін жүргізудің мәні өте зор. Әдістің жоғары таңдамалылығы және оның әмбебаптығы бір- біріне қайшы келмейді: көптеген әмбебап анализ әдістері жеке компоненттерді анықтаудың жоғары таңдамалылығымен ерекшеленеді, мысалы, хромотография, вольтамперометрияның кейбір түрлері, атомды-эмиссионды спектроскопия сияқты әдістер. Атомды-эмиссионды спектро­скопия әдістерімен индуктивті байланысқан плазма мен квантометрлерді қолдана отырып бір сынамадан (бөлусіз) әртүрлі 25-30 элементтерді анықтауға болады.

Анализ дәлдігі – бұл әдістің немесе әдістеменің дұрыстығы мен қайталанымдылығын біріктіретін жиынтық сипаттама. Жоғары дәлдік туралы айтқанда нәтижелердің дұрыс және анализ мәліметтерінің шашырауы аз екендігі туралы сөз болады. Дәлдікті жиі анықтаудың пайызбен көрсетілген салыстырмалы қателігімен сипаттайды.

Анализдің дәлдігіне қойылатын талаптар әдетте анализдің міндеті және мақсаттарымен, нысанның табиғатымен анық­талады. Үнемі жоғары дәлдікке ұмтылу міндетті емес. Мысалы, көптеген металлургиялық және химиялық өндірістердің ағымды бақылауы кезінде компоненттерді анықтауды 10-15% қателік­пен жүргізуге болады. Негізгі компоненттің де және зиянды қоспалардың да құрамын нақты білу маңызды болған жағдайда (мысалы, фармацевтикалық және тамақ өнеркәсібінде), қателік 0,1-1% – дан жоғары болмау керек. Жартылай өткізгіштер үшін анықтаудың қателігі 0,1% – дан, мүмкін болса 0,01% – дан төмен болу керек, өйткені бұл қосылыстардың физикалық қасиеттері олардың стехиометриялық құрамына тәуелді.

Гравиметриялық және титриметриялық әдістерді айтарлық­тай дәл деуге болады, әдетте олардың дәлдігі сәйкесінше 0,05-0,2 және 0,1-0,5% болады. Заманауи әдістердің ішінде кулоно­метриялық әдіс әлдеқайда дәлірек. Бүл әдіс компоненттерді 0,001-0,01% қателікпен анықтауға мүмкіндік береді.

Әдетте химиялық анализдің дәлдігіне талаптарды технолог­тар, геологтар, медиктер, физиктер және т.б. қояды. Ал химик-аналитиктердің анализ жүргізген кезде қандай да бір дәлдікке жету қажеттілігі туралы өзіндік түсініктері болуы керек. Анық­тау­дың жоғары дәлдігін жөнсіз талап ету химиялық анализді ұзартады және қымбатқа түсіреді. Компоненттер қатарын анық­тау дәлдігін 2 ден 0,2 %-ға жеткізгенде анализ уақыты 20 ретке артады. Дәлдікке деген талапты арттыру көбінесе күрделі және қымбат құралдарды қолдануды қажет етеді. Сонымен, дәлдігі жоғарырақ әдісті немесе дәлдігі төменірек әдісті таңдау зерттеушіден (әсіресе массалық химиялық анализ жүргізген кезде) жан-жақтылықты талап етеді.

Аналитикалық қызмет қамтамасыз ететін дәлдік мынадай болуы мүмкін: 1) болжамдалатын; 2) қажетті; 3) стандартталған; 4) іске асырылатын.

1. Болжамдалатын немесе ғылыми-негізделген дәлдік – бұл егер компоненттер мөлшерінің шектері, мысалы, өндірісте, зерттеу сатысында алынған деректерге сай көрсетілсе, аналитик дәлдігі де осындай шама болуын қамтамасыз етуі керек. Мысалы, белгілі бір элементтің өнімдегі мөлшерін 0,015%-н аспайтын шекте ұстану дұрыс екендігі анықталған десек. Аналитикалық қызмет анализ нәтижелерінің дәлдігін компонент мөлшерінің шектерін, зерттеу сатысында көрсетілген шекара­ларының дәлдігін ескере отырып қамтамасыз ету керек.

2. Қажетті немесе талап етілетін дәлдік. Жоғарыдағы мысалға қайта оралсақ; технологтар белгілі бір элементтің шекті мөлшерінің 0,015%-н аспайтын өнімді шығара алмай тек, шегі 0,025%-н аспайтын өнім шығаруы мүмкін. Дәл осы соңғы мәнді стандарт енгізу қажет болуы мүмкін. Өнімнің осы немесе басқа партиясының стандарт (немесе жеткізуші мен тұтынушының арасындағы келісім) бойынша сараптауына мүмкіндік беретін дәлдік.

3. Өлшеулердің стандартталған (нормативтік) дәлдігі дегеніміз, нормативті құжаттарда бекітілген дәлдік. Бұлардың құрамында анализ нәтижелерінің дәлдігін реттейтін, толық­тылығы әртүрлі, нормативтер бар.

4. Анализдің белгілі бір жағдайында іске асырыла алатын дәлдігі.

Егер бүкіл циклды басынан аяғына дейін, затты зерттеуден бастап оның өндірілуі мен қолданылуына дейін қарастырсақ, онда қолайлы күйі ретінде, дәлдіктердің барлық түрлері жақын болатын шамасы алынады: болжамдалатыны (затты зерттеу сатысында), қажеттісі (заттарға қойылатын талаптарды талқылаудың мәліметтері бойынша), стандартталғаны (норма­тив­тік-техникалық құжаттарда бекітілген) және іске асыры­латыны. Уәкілетті жақтардың өздеріне, мысалы, өндіруші мен тұтынушының арасындағы келісімі бойынша, іс жүзінде, сапалық химиялық анализ әдістемелерінің практикалық қолданылуын ескеріп, қол жеткізуге болатын дәлдіктің деңгейі негізінде, қателердің нормаларын орнатуға рұқсат етіледі.

Әдістің экспресстігі (тез орындалуы). Анализ әдісін немесе әдістеме таңдаған кезде қойылатын талаптардың бірі ретінде экспресстікті, яғни анализдің тез орындалуын айтуға болады. Кейде анализ мақсаты бойынша эксперсс әдісті таңдау қажет болады. Мысалы, құрыштың 15-30 минутқа созылатын конвертерлі балқуы кезінде элементтердің мөлшерін бірнеше рет анықтайды, яғни анализ бірнеше минутқа ғана созылуы керек. Хирургиялық операциялар жасаған кезде, бірнеше минут ішінде аурудың қанындағы немесе тканьдағы биологиялық активті қосылыстың (мочевина, глюкоза, дәрілік препарат және т.б.) концентрациясын анықтау қажеттігі туындайды.

Анализді өте тез орындауға мүмкіндік беретін әдістер бар. Мысалы, атомды-эмиссионды спектроскопия әдістері кванто­метрлерді қолдана отырып, бірнеше секунд ішінде 15-20 элементті анықтауға мүмкіндік береді; ионометрия әдісінде ион-селективті,оның ішінде ферментті электродтарды қолданады, мұндай электродтар компоненттің құрамын 0,5-1 минут ішінде анықтайды.

Анализдің құны.Әдісті таңдау кезінде, әсіресе сериялық және массалық анализдер жүргізген кезде химиялық анализдің құны үлкен роль атқарады. Химиялық анализ құнына қолда­нылатын құралдың, реактивтердің, аналитиктің жұмыс уақыты­ның құны және кейде анализденетін сынаманың құны кіреді.

Әдістердің құны құралмен жабдықталулары бойынша әртүрлі болады. Титриметриялық, гравиметриялық, потенцио­метриялық әдістер неғұрлым арзанырақ. Құны жоғары құрал­дар, мысалы, вольтамперометрияда, спектрофотометрияда, люминесценцияда, атомдық абсорбцияда қолданылады. Анализ­дің нейтронды-активациялы әдісінде, масс-спектрометрияда, ЯМР- мен ЭПР-спектроскопияда, индуктивті байланысқан плазма­лы атомды- эмиссионды спектроскопияда қолданылатын құралдардың құны әлдеқайда жоғары.

Анализдің құнын бағалай отырып реактивтердің бағасы мен қол жетімділігін; химик-аналитиктің қажетті біліктілігі мен оның бір компонентті анықтауға немесе ашуға жұмсайтын уақытын; әсіресе анализденетін нысан материалының өзі қымбат болған жағдайда (платиналық металдардың, алтынның құймалары мен кесектері) анализденетін сынаманың массасын да ескеру қажет.

Анализді автоматтандыру. Біртекті массалық анализдерді жүргізген кезде анализді автоматтандыруға мүмкіндік беретін әдісті таңдау керек. Анализді автоматтандыру көптеген қолмен жасалатын, қиын операцияларды авоматтандырып, аналитиктің жұмысын жеңілдетеді, сонымен бірге жекелеген операция­лардың қатесін төмендетуге, анализ жүргізу жылдамдығын жоғарылатуға, анализ құнын төмендетуге, анализді қашықтық­тан жүргізуге мүмкіндік береді.

Анализдің заманауи әдістерінде автоматтандыруға ұмтылу тенденциясы артып келеді. Анализді автоматтандыру үлкен шығын шығарғанымен, оны қолдану өндірісті автоматтандыру үдерісімен және өнім сапасын бақылауға деген талаптардың өсуімен негізделген.

Анализ әдістеріне қойылатын басқа талаптар. Анализ мақсаттары әдіс пен әдістемені таңдаған кезде ескерілетін жоғарыда келтірілген факторлардан басқа, әдіске басқа да спецификалы талаптар қоюы мүмкін. Мысалы, анализді үлгіні бұзбай жүргізу (деструктивті емес анализ) қолөнер өнімдеріне, археологиялық нысандарға, сот экспертизасының нысандарына зерттеген кезде қолданылады. Мұндай жағдайларда, жиі анализді рентгенфлуоресцентті және ядролы-физикалық әдістерді қолдана отырып жүргізеді.

Металл кесектерінің микрофазаларын, дақтарды, геология­лық және археологиялық үлгілердің химиялық анализі кезінде; пленкалардың қабатты анализі кезінде; қолжазбалардағы, сот экспертизасының нысандарындағы дақтар мен штрихтардың құрамын анықтаған кезде локальды анализ қажет болады. Мұндай анализ кезінде әдістің жаңа сипаттамасын – кеңістіктік таралу мүмкіндігін енгізеді, яғни үлгінің жақын орналасқан бөлшектерін ажырату қабілеті. Кеңістіктік таралу мүмкіндігі анализ кезінде бұзылатын ауданның диаметрі және тереңдігімен анықталады. Локальды анализдің заманауи әдістері қол жеткізе­тін ең жоғары кеңістіктік тарлу мүмкіндігі беттік қабат бойынша 1мкм, ал тереңдік бойынша 1нм-ге дейін болады. Локальды анализде рентгенспектралды әдістерді (электронды-зондты микроанализатор), лазерлі қоздырылған атомды-эмиссионды спектралды әдістерді, масс-спектрометрияны қолданады.

Заманауи аналитикалық химияның маңызды мақсаттарының бірі – химиялық анализді қашықтықтан жүргізу (дистанционды анализ). Мұндай мәселе космос нысандарын анализ­деген кезде, әлемдік мұхиттың түбін зерттегенде, радиоактивті немес адам денсаулығына зиянды басқа да заттарды зерттеген кезде туындайды. Қашықтықтан анализ жүргізу мәселесін жиі ядролы-физикалық, массспектрометриялық және басқа әдістерді қолдану арқылы шешеді.

 

2.3. Аналитикалық сигнал, оны өлшеу

Үлгіні таңдау мен дайындау кезеңінен кейін химиялық анализдің келесі кезеңі басталады. Бұл кезеңде компонентті ашуды немесе оның мөлшерін анықтауды жүзеге асырады. Ол үшін аналитикалық сигналды өлшейді. Жекелеген жағдайларда құрамды тікелей анықтау мүмкін болады. Мысал үшін, грави­метриялық әдісте кейде анықталатын компоненттің массасын тікелей өлшейді, мысалы элементарлы күкірттің немесе көміртегінің. Ал көптеген әдістерде анализдің соңғы кезеңінде аналитикалық сигнал ретінде анықталатын компоненттің құрамымен функционалды байланысқан физикалық шаманың орташа өлшемін алады. Бұл ток күші, жүйенің ЭҚК, оптикалық тығыздық, сәулелені қанықтығы (интенсивтігі) және т.б. болуы мүмкін.

Қандай да бір компонентті табу қажет болған жағдайда әдетте аналитикалық сигналдың – тұнбаның, бояудың және спектрдегі сызықтың пайда болуын тіркейді. Компоненттің мөлшерін анықтаған кезде аналитикалық сигналдың шамасы – тұнбаның массасы, ток күші, спектр сызығының қанықтығы (интенсивтігі) өлшенеді. Одан кейін аналитикалық сигнал – құрам фукционалды тәуелділігін: y=f(x) қолдана отырып компонент құрамын есептейді. Аналитикалық сигнал – құрам фукционалды тәуелділігін: y=f(x) есептеу әдісімен немесе тәжірибелік жолмен анықтайды және оны формула, таблица немесе график түрінде де беруге болады. Бұл кезде құрам анықталатын компоненттің абсолютті мөлшерімен, яғни мольмен, масса бірліктерімен немесе соған сәйкес концентрациямен беріледі.

Аналитикалық сигналды өлшеген кезде анықталатын компоненттің құрамының функциясы болатын тиімді аналити­калық сигналдың және фонның аналитикалық сигналының болуын ескереді. Фонның аналитикалық сигналы анықталатын компонент құрамында және ерітіндіде қоспалардың, еріткіштегі және үлгі матрицасындағы кедергі келтіретін компоненттердің, сонымен бірге өлшегіш құралдардағы «шулардың» болуымен түсіндіріледі. Бұл шулардың анықталатын компонентке ешқандай қатысы жоқ, бірақ оның аналитикалық сигналына қабаттасады. Аналитиктің мақсаты фонның аналитикалық сигналының шамасын максималды түрде азайту және ең бастысы оның ауытқуын минималды ету. Әдетте фонның аналитикалық сигналын бос тәжірибе жүргізу арқылы ескереді. Бос тәжірибеде анықталатын компоненттен басқа қоспалардың барлығы болады, тек анықталатын компонент қана болмайды. Осылайша химиялық анализдің барлық кезеңдерінен құрамында анықталатын компонент жоқ үлгі өткізіледі. Ал тиімді аналитикалық сигнал өлшенген аналитикалық сигнал мен фонның аналитикалық сигналының айырмасына тең болады.

Аналитикалық сигнал мен компонент құрамының арасында­ғы тәуелділікті негізге ала отырып, анықталатын компоненттің концентрациясын табады. Әдетте бұл кезде градуирленген график, стандарттар және қоспалар әдістерін қолданады.

 
У У4 Ух У3   У2   У1        
С1 С2 С3 Сх С4 С, М

 

 


2.2- сурет.

Градуирленген график әдісі.

Градуирленген график әдісі көбірек таралған. Бұл кезде аналитикалық сигнал–компонент құрамы координаттарында анықталатын компоненттің әртүрлі және дәл белгілі құрамдағы салыстырмалы үлгілерін қолдана отырып, график тұрғызады. Одан кейін, анализденетін үлгідегі аналитикалық сигналдың шамасын өлшеп, анықталатын компоненттің құрамын градуирленген график бойынша табады (2.2- сурет).

Стандарттар әдісінде компоненттің құрамы белгілі салыстыру үлгісіндегі (эталонды үлгі) және анализденетін сынамадағы аналитикалық сигнал өлшенеді: yэт=Scэт және yх=Scх, мұндағы S – пропорционалдық коэффициент. Егер бірдей жағдайларда анықталған S шамасы алдын-ала белгілі болса, онда схх/S формуласы бойынша есептеу жүргізуге болады. Әдетте yэт/yх=cэтх қатынасын қолданады, бұдан:

 

сх=yхcэт/yэт

 

Кейде екі эталонды үлгі қолданады, олардың біреуінде компоненттің құрамы анализденетін сынамадағы болжанған құрамнан аз, екіншісінде көп. Стандарттар әдісінің бұл вариантын кейде шектелген ерітінділер әдісі деп те атайды. Анықталатын компоненттің құрамын мына формуламен есептейді:

эт,2эт,1)(ухэт,1) уэт,2эт,1


сх=cэт,1+

Компоненттің аз мөлшерін анықтаған кезде үлгі матрицасы­ның аналитикалық сигналға әсерін ескеру қажет болған жағдайларда көбінесе қоспалар әдісінің есептеу және графиктік тәсілдерін қолданады.

Құрамды есептеу әдісімен анықтаған кезде анализденетін сынаманың ерітіндісінен екі аликвот алады. Олардың біреуіне анықталатын компоненттің құрамы белгілі қоспасын қосады. Екі сынамадағы аналитикалық сигналды өлшейді – ух және ух+қоспа. Анықталатын компоненттің белгісіз концентрациясын мына формуламен есептейді:

ухVқоспасқоспа ух+қоспаVқоспа+(ух+қоспах)V


сх=

 

мұндағы Vқоспа және сқоспа қосылған қоспаның көлемі мен концентрациясы, V – анализденетін сынаманың аликвоты.

Компонент мөлщерін графиктік әдіспен анықтаған кезде анализденетін сынаманың n аликвотын алады: 1, 2, 3,... n. Содан соң 2, 3,...n аликвоттарына анықталатын компоненттің белгілі мөлшерін біртіндеп көбейетіндей етіп қосады.

У      
Сх
С1 С2 С3 С

 

 


2.3-сурет. Қоспа әдісі.

 

Барлық аликвоттарда аналитикалық сигналды өлшейді және аналитикалық сигнал–анықталатын компонент мөлшері координатында, қоспасыз аликвоттағы анықталатын компоненттің мөлшерін(1-ші аликвот) шартты түрде нөл деп алып график тұрғызады. Алынған түзуді абсцисса осімен қиылысқанға дейін экстраполяциялау арқылы координаттың шартты нөлінің сол жағында орналасқан кесіндіні алады. Ол кесіндінің таңдап алынған масштабындағы және өлшеу бірлігіндегі шамасы анықталатын компоненттің іздеп отырған мөлшеріне (сх) сәйкес келеді (2.3-сурет).

Стандарттар әдісі мен қоспа әдісі пропорционалды градуирленген функция үшін қолдануға жарамды. Градуирленген график әдісінде сызықты және сызықты емес аналитикалық сигнал-мөлшер функциясы жарамды. Соңғы жағдайда экспериментальды мәліметтердің саны көбірек болуы керек және компонент мөлшерін анықтау нәтижесінің дәлдігі төмендеу болады.

Экспериментальды мәліметтерді толығырақ қанағаттандыратын градуирленген графикті тұрғызу үшін ең кіші квадраттар әдісін қолданады.

Химиялық анализде жиі анықталатын мөлшерлердің диапазонын, яғни берілген әдістемемен қарастырылған мәндер аумағын анықтау үшін тұрғызылған түзу сызықты градуирленген графиктерді қолданады.

Компоненттің белгісіз мөлшерін анықтайтын барлық әдістерде y=Sx функционалды тәуелділігін қолданады. Сезімталдық коэффициенті S (кейде оны жай ғана сезімталдық деп атайды) аналитикалық сигналдың компонент мөлшеріне сәйкес келуін сипаттайды. Сезімталдық коэффициенті – бұл берілген белгілі мөлшердегі градуирленген функцияның бірінші туындысының мәні. Түзусызықты градуирленген графиктер үшін – бұл түзудің көлбеу бұрышының тангенсі (2.2-сурет):

 

 

Сезімталдық коэффициенті S неғұрлым үлкен болған сайын, бірдей аналитикалық сигнал алу арқылы анықтауға және ашуға болатын компоненттердің мөлшері соғұрлым аз болады. S жоғары болған сайын аналитикалық сигналды дәлірек өлшеуге болады және заттың бірдей мөлшерін дәлірек анықтауға болады. Сондықтан химиялық анализдің жаңа әдісін немесе әдістемесін жасаған кезде зерттеуші, сезімталдық коэффициентті жоғарылату үшін концентрлеу, құралдарды жетілдіру, жаңа реагенттерді жасау сияқты әртүрлі тәсілдерді қолданады.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.095 сек.)