Физико-химические и физические методы анализа

Физические методы анализа основаны на проявлении характеристических физических свойств аналитов, использующихся как при их идентификации, так и при количественных определениях.

Физико-химические методы анализа основаны на сочетании химических реакций аналитов с последующей регистрацией их характеристических физических свойств, т.е. определяемое вещество с помощью химической реакции переводят в такую аналитическую форму, в которой оно проявляет характеристическое физическое свойство, очень чувствительное к малейшим изменениям состава или концентрации. Регистрируемую при этом физическую величину, функционально связанную с концентрацией или содержанием аналита, называют аналитическим сигналом.

В основе большинства физических и физико-химических методов анализа при количественных определениях лежит четко выраженная зависимость величины аналитического сигнала (Y) от концентрации (с) аналита: Y = f (с). В аналитической практике это уравнение связи используют в таких интервалах концентраций, где эта зависимость имеет линейный характер или ее постулируют:

Y = Кс или Y = Кс ± b,

где K и b – эмпирические коэффициенты, определяемые экспериментально.

Эта зависимость Y=f(с) и составляет количественную основу ФХМА.

В различных группах ФХМА используется разная физическая природа аналитического сигнала Y, но принципиальная количественная основа у них одинаковая: Y = f (с).

Большинство ФХМА являются относительными и требуют предварительного установления функциональной зависимости используемого аналитического сигнала от концентрации определяемого вещества по стандартным растворам (образцам) с известным содержанием анализируемых компонентов.

Основное назначение ФХМА – определение малых содержаний аналита (10^–4 –10^–10 %) в различных природных и производственных материалах, хотя отдельные варианты некоторых ФХМА можно использовать для определения и значительных содержаний аналитов (~0,1 %).

Погрешности (ошибки) ФХМА удобно иллюстрировать кривой Сэндела (рис. 1.2). Чем меньше определяемое содержание, тем больше относительная погрешность. И только, когда определяемое содержание превышает 10–15 - кратный предел обнаружения (m), погрешность (Δ, %) перестаёт зависеть от массы аналита и определяется инструментальными и случайными погрешностями используемого метода анализа.

Рисунок 1.2 – Зависимость погрешности (Δ, %) определения от определяемого содержания: m – предел обнаружения (см. с.15).