Лекция № 2. Стадии аналитического процесса

 

Решение аналитической задачи осуществляется путем выполнения анализа вещества. По терминологии ИЮПАК анализом [‡] называют процедуру получения опытным путем данных о химическом составе вещества.

Независимо от выбранного метода проведение каждого анализа складывается из следующих стадий:

 

1) отбор пробы (пробоотбор);

2) подготовка пробы (пробоподготовка);

3) измерение (определение);

4) обработка и оценка результатов измерений.

 

Объект исследования

Отбор пробы

Подготовка пробы

Изме-рение

Обработка данных

→

Информация

 

└ Метод анализа ─┘ └─────────── Методика анализа ────┘

Рис1. Схематическое изображение аналитического процесса.

Отбор проб

Проведение химического анализа начинают с отбора и подготовки пробы к анализу. Следует отметить, что все стадии анализа связаны между собой. Так, тщательно измеренный аналитический сигнал не дает правильной информации осодержании определяемого компонента, если неправильно проведен отбор или подготовка пробы к анализу. Погрешность при отборе пробы часто опреде­ляет общую точность определения компонента и делает бессмысленным ис­пользование высокоточных методов. В свою очередь отбор и подготовка пробы зависят не только от природы анализируемого объекта, но и от способа изме­рения аналитического сигнала. Приемы и порядок отбора пробы и ее подготов­ки настолько важны при проведении химического анализа, что обычно предпи­сываются Государственным стандартом (ГОСТ).

Рассмотрим основные правила отбора проб:

· Результат может быть правильным только в том случае, если проба достаточно представительна, то есть точно отражает состав материала, из которого она была отобрана. Чем больше материала отобрано для пробы, тем она представительней. Однако с очень большой пробой трудно работать, это увеличивает время анализа и расходы на него. Таким образом, отбирать пробу нужно так, чтобы она была представительной и не очень большой.

· Оптимальная масса пробы обусловлена неоднородностью анализируемого объекта, размером частиц, с которых начинается неоднородность, и требованиями к точности анализа.

· Для обеспечения представительности пробы необходимо обеспечить однородность партии. Если сформировать однородную партию не удается, то следует использовать расслоение партии на однородные части.

· При отборе проб учитывают агрегатное состояние объекта.

· Должно выполняться условие по единообразию способов отбора проб: случайный отбор, периодический, шахматный, многоступенчатый отбор, отбор «вслепую», систематический отбор.

· Один из факторов, который нужно учитывать при выборе способа отбора пробы – возможность изменения состава объекта и содержания определяемого компонента во времени. Например, переменный состав воды в реке, изменение концентрации компонентов в пищевых продуктах и т.д.

Подготовка пробы к анализу

 

Как правило, главное в этой стадии – это усреднение и растворение пробы.

· Начальную пробу (генеральную) гомогенезируют и усредняют методом квартования до такого количества, которое используется для анализа (лабораторная проба).

· Растворение пробы, сопровождается переводом определяемого компонента в раствор. Различают „мокрое” и „сухое” озоление.

Стадия измерения

 

Энергетическое или вещественное воздействие на пробу приводит к появлению динамических сигналов (изменение окраски, фазовые превращения и т.п.).

На заключительном этапе измерения аналитические сигналы регистрируют тем или иным способом и получают регистрограммы, фотографии, наборы чисел и т.д. Для выражения связи между результатами анализа и измерительными данными используют обычно следующие способы:

1)Табличное сопоставление (качественный анализ) – схема хода химического систематического анализа).

2)Графическое представление – для решения задач количественного анализа. Это кривые и диаграммы титрования, различные градуировочные графики.

3)Функциональные уравнения.

Полученное цифровое значение подставляют в формулу, например, в уравнение титрования:

V₁H₁=V₂H₂;

H₁= V₂H₂ /V₁