Введение. Основы спектрального анализа (ОСА)

Основы спектрального анализа (ОСА)

Спектральный анализ – большой раздел аналитической химии.

Аналитическая химия – это наука об определении качественного и количественного химического состава и структуры молекул.

Химическим анализ выполняют ХИМИКИ АНАЛИТИКИ -специалисты по анализу образцов:

· почвы, воды, воздуха;

· образцов растительного и животного происхождения;

· продуктов питания;

· промышленных товаров;

· газообразных, жидких и твердых загрязнений окружающей среды и т.д.

Выполняя анализ химик аналитик определяет:

· какие элементы (молекулы каких веществ) входят в состав анализируемой пробы (КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ)

· в каких концентрациях содержатся элементы (вещества) в анализируемой пробе (КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ)

Например, зимой в городах для борьбы с гололедом улицы посыпают соляными смесями (CaCl₂, NaCl, песок...)

В результате в поверхностных слоях почвы повышается концентрация ионов хлора (Cl^-).

При превышении концентрации Cl^- предельнодопустимой концентрации (ПДК) проявляются токсичные свойства хлора, почва оказывается зараженной, гибнут многие виды деревьев, кустарников...

Поэтому задача определения содержания СаCl₂, NaCl и др. хлоридов очень важна...

Определить содержание Cl^- можно химическими методами анализа, например гравиметрическим...

Химический анализ - состав пробы определяют проводя химические реакции, сопровождающиеся аналитическим эффектом (выделяется газ, выпадает осадок, изменяется цвет раствора...)

· Cl^- осаждают... NaCl + AgNO₃ = AgCl¯ + NaNO₃

· осадок отфильтровывают...

· взвешивают... и по массе рассчитывают содержание хлора в анализируемом образце

Химические методы химического анализа не всегда отвечают современным требованиям науки и производства.

Например, в производстве полупроводников, и материалов электронной промышленности требуется определение малых концентраций, (10^-7 - 10^-8 %).

Современная технология требует быстрых и точных методов контроля сырья, полупродуктов и готовой продукции. Например, скоростную плавку стали удалось внедрить только после того, как научились быстро анализировать сталь по ходу плавки.

Многие научные исследования, например космические, нуждаются в автоматических методах анализа.

Все большее значение приобретают физико-химические и физические методы анализа.

Рисунок 1

Современная химико-аналитическая лаборатория

Определить содержание Cl^- можно физико-химическими методами анализа, например:

· измеряя изменение электропроводности раствора при осаждении Cl^-

Измерения проводят на ионометре (рН-метре) с помощью ионоселективного электрода...

Физико-химический анализ - состав пробы определяют, проводя химические реакции и измеряя изменившуюся физическую величину (электропроводность, абсорбционность, интенсивность рассеянного излучения...)

Физический анализ - состав пробы определяют измеряя физические константы (показатель преломления, вязкость, длины волн, частоты, энергию... испускаемого, поглощаемого, рассеянного излучения)

Среди физических методов наибольшее распространение получили спектральные методы анализа.

Спектральный анализ - это физический метод анализа основанный на способности вещества (атомов, ионов, молекул) испускать, поглощать и рассеивать электромагнитное излучение (ЭМИ) – свет

Спектральный анализ - большой раздел аналитической химии.

С помощью методов спектрального анализа можно:

· установить атомный и молекулярный состав анализируемого образца;

· выполнить полный анализ и анализ на заданные элементы;

· провести локальный, дистанционный и неповреждающий анализ.

Содержание хлоридов кальция и натрия можно определить с помощью спектрального анализа, измеряя интенсивность спектральных линий кальция, натрия...

Спектральный анализ выполняется с помощью приборов. Поэтому, его относят к инструментальным методам анализа.