Физик-химические методы анализа, их классификация и основные приёмы

Физико-химические методы анализа (ФХМА) основаны на использовании зависимости физических свойств веществ (например, светопоглощения, электрической проводимости и т.д.) от их химического состава. Иногда в литературе от ФХМА отделяют физические методы анализа, подчёркивая тем самым, что в ФХМА используется химическая реакция, а в физических - нет. Физические методы анализа и ФХМА, главным образом в западной литературе, называют инструментальными, так как они обычно требуют применения приборов, измерительных инструментов. Инструментальные методы анализа в основном имеют свою собственную теорию, отличную от теории методов химического (классического) анализа (титриметрии и гравиметрии). Базисом этой теории является взаимодействие вещества с потоком энергии.

При использовании ФХМА для получения информации о химическом составе вещества исследуемый образец подвергают воздействию какого-либо вида энергии. В зависимости от вида энергии в веществе происходит изменение энергетического состояния составляющих его частиц (молекул, ионов, атомов), выражающееся в изменении того или иного свойства (например окраски, магнитных свойств и т.п.). Регистрируя изменение этого свойства как аналитический сигнал, получают информацию о качественном и количественном составе исследуемого объекта или о его структуре.

По виду энергии возмущения и измеряемого свойства (аналитического сигнала) ФХМА можно классифицировать следующим образом (табл.2.1.1).

Кроме перечисленных в таблице существует множество других частных ФХМА, не подпадающих под данную классификацию.

Наибольшее практическое применение имеют оптические, хроматографические и потенциометрические методы анализа.

Таблица 2.1.1.

Вид энергии возмущения Измеряемое свойство Название метода Название группы методов Поток электронов (эле-ктрохимические реак-ции в растворах и на электродах) Напряжение, потенциал Потенциометрия Электрохимические Ток поляризации электродов Вольтамперо - метрия, полярография Сила тока Амперометрия Сопротивление, проводимость Кондуктометрия Импеданс (сопротивление переменному току, ёмкость) Осциллометрия, высокочастотная кондуктометрия Количество электричества Кулонометрия Масса продукта электрохимической реакции Электрограви-метрия Диэлектрическая проницаемость Диэлкометрия Электромагнитное излучение Длина волны и интенсивность спектральной линии в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой частях спектра =10-3...10-8 м Оптические методы (ИК - спектро-скопия, атомно-эмиссионный анализ, атомно-абсорбционный анализ, фотомет-рия, люминис - центный анализ, турбидиметрия, нефелометрия) Спектральные То же, в рентгеновской области спектра =10-8...10-11 м Рентгеновская фотоэлектронная, оже-спектроско-пия Времена релаксации и химический сдвиг Спектроскопия ядерномагнитного (ЯМР) и электронного парамагнитного (ЭПР) резонанса Теплота Температура Термический анализ Тепловые Термограви - метрия Количество теплоты Калориметрия Энтальпия Термометрический анализ (энтальпиметрия) Механические свойства Дилатометрия Энергия химических и физических (Ван-дер-Ваальсо-вые силы) взаимодействий Электропроводность Теплопроводность Ток ионизации Газовая, жидкостная, осадочная, ионообменная, гельпроникающая хроматографии Хроматографические

По сравнению с классическими химическими методами ФХМА отличаются меньшим пределом обнаружения, временем и трудоёмкостью. ............