Требования, предъявляемые к реакциям в количественном анализе

Классификация методов количественного анализа

Количественный анализ

Задача количественного анализа в общих чертах состоит в получении необходимых количественных данных об отдельных составных частях системы, т.е. количественном определении в анализируемом образце содержания основного компонента, составных частей или примесей.

Количественный анализ вещества — это экспериментальное определение (измерение) концентрации (количества) химических элементов (соединений) или их форм в анализируемом веществе, выраженное в виде границ доверительного интервала или числа с указанием стандартного отклонения.

Количественный анализ широко применяется в контроле (мониторинге) загрязнения объектов окружающей среды, техническом, фармацевтическом и иных видах анализа.

Обычно методы количественного анализа классифицируют следующим образом: химические, физико-химические, физические, биологические и «смешенные».

Химические методы анализа включают гравиметрические (весовые) и титриметрические (объемные) методы.

Гравиметрические методы основаны на точном измерении массы определяемого компонента пробы, отделенного от остальных компонентов системы, причем или в элементном виде (т.е. в устойчивой форме данного химического элемента) или в виде соединения с точно известным составом.

Гравиметрические методы обладают простотой выполнения, высокой точностью и воспроизводимостью, однако как правило низкочувствительны, довольно трудоемки и продолжительны.

Титриметрические методы основаны на измерении объема или массы реагента (титранта), затраченных на реакцию с определяемым веществом (анализ, основанный на титровании). Эти методы обладают простотой, высокой точностью и воспроизводимостью, однако также низкочувствительны и в большинстве случаев требуют применения дополнительных реактивов – индикаторов для определения конца титрования.

Физико-химические и физические (инструментальные) методы анализа включают оптические, хроматографические, электро­химические и некоторые другие (например, радиометрические, термические, масс-спектрометрические, пикнометрические, ультразвуковые и т.д.).

К достоинствам этих инструментальных методов анализа относятся: их высокая чувствительность, т.е. низкие предел обнаружения (1—10^-9 мкг) и предельная концентрация (до ~10^-15 г/мл) определяемого вещества; часто высокая селективность (можно определять составные компоненты смеси без их разделения и выделения); быстрота проведения анализов, возможность их автоматизации и компьютеризации; объективность результатов, не зависящих от состояния оператора.

К недостаткам следует отнести сравнительно большую ошибку определения (порядка ~5%; в ряде случаев — до 20%, в то время как при химическом анализе ошибка определения обычно составляет ~0,1—0,5%), а также сложность самой применяемой аппаратуры и ее высокую стоимость.

Биологические методы анализа обычно не рассматриваются в курсе аналитической химии (они изучаются в курсах фармакологии, биохимии, биологии). Но в мониторинге окружающей среды они находят все большее применение, в частности методы био­индикации (определение уровней загрязнения по реакции биологических тест-организмов). Главным их недостатком является низкая специфичность, а преимуществом – часто довольно высокая чувствительность (для биохимических, ферментных методов).

Смешанные (гибридные) методы – это сочетание вышеописанных, причем они часто оказываются самыми эффективными (например, хроматомасс-спектрометрия), но и самыми дорогими.

Химические аналитические реакции, применяемые в количественном анализе, должны отвечать определенным требованиям, важнейшими из которых являются следующие.

а) Реакции должны протекать быстро, до конца, по возможности, — проходить при комнатной температуре.

б) Исходные вещества, вступающие в реакцию, должны реагировать в строго определенных количественных соотношениях (стехиометрически) и без побочных процессов.

в) Примеси не должны мешать проведению количественного анализа.

Эти общие требования конкретизируются, дополняются и уточняются при использовании различных методов и конкретных методик химического количественного анализа.

Дата добавления: 2014-12-26