Главная
Поиск. Виджеты сервисов
Назад в раздел
Статьи по данной теме

Разделы

Основной блог Авторские статьи Аккредитация лабораторий Система менеджмента Техника лабораторных работ Лаборатория. Авторский блог Эксперты на связи
Условия использования
Политика конфиденциальности
Документация
ООО «Линко» © 2025
Физико-химические (инструментальные) методы количественного анализа в лабораторной практике
Физико-химические (инструментальные) методы количественного анализа в лабораторной практике

Физико-химические (инструментальные) методы количественного анализа в лабораторной практике

Физико-химические методы получили широкое распространение и сейчас интенсивно развиваются. По сравнению с классическими химическими методами они отличаются меньшим пределом обнаружения, временем и трудоёмкостью.


Содержание

Сущность физико-химических методов
Сравнение физико-химических и химических методов
Классификация физико-химических методов:

Способы количественного определения инструментальными методами

Сущность физико-химических методов

Физико-химические методы анализа объединяют физические и химические методы. При проведении физико-химических методов результат химической реакции наблюдается по изменению физических свойств вещества или его раствора. Физико-химические методы получили широкое распространение при экспертизе потребительских товаров и сейчас интенсивно развиваются.

Физико-химические методы анализа стали применять позднее, чем химические методы анализа, когда была установлена и изучена связь между физическими свойствами веществ и их составом. Кроме того, деление методов на химические и инструментальные осуществляют на основе типа взаимодействия: в химических методах – взаимодействие вещества с веществом, в инструментальных – вещества с энергией. В зависимости от вида энергии в веществе происходит изменение энергетического состояния составляющих его частиц (атомов, молекул, ионов); при этом меняется физическое свойство, которое может быть использовано в качестве аналитического сигнала.

Инструментальные методы анализа – это основные методы современной аналитической химии.

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. 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.

Физико-химические методы характеризуются высокой чувствительностью и быстрым выполнением анализа.

Вернуться к содержанию

Сравнение физико-химических и химических методов

Точность физико-химических методов сильно колеблется в зависимости от метода. Наиболее высокой точностью (до 0,001%) обладает кулонометрия, основанная на измерении количества электричества, которое затрачивается на электрохимическое окисление или восстановление определяемых ионов или элементов. Большинство физико-химических методов имеют погрешность в пределах 2—5%, что превышает погрешность химических методов анализа. Однако, такое сравнение погрешностей не вполне корректно, так как оно относится к разным концентрационным областям. При небольшом содержании определяемого компонента (около 10—3% и менее) классические химические методы анализа вообще непригодны; при больших концентрациях физико-химические методы успешно соперничают с химическими методами. К числу существенных недостатков большинства физико-химических методов относится обязательное наличие эталонов и стандартных растворов.

По сравнению с классическими химическими методами ФХМА отличаются меньшим пределом обнаружения, временем и трудоёмкостью. ФХМА позволяют проводить анализ на расстоянии, автоматизировать процесс анализа и выполнять его без разрушения образца (недеструктивный анализ).

Вернуться к содержанию

Классификация по виду энергии возмущения и измеряемого свойства

ФХМА можно разделить на 4 группы:

1 группа – спектральные и другие оптические методы:

  • эмиссионно-атомная спектроскопия;
  • атомно-абсорбционная спектроскопия;
  • инфракрасная спектроскопия;
  • спектрофотометрия;
  • люминесценция и т. д.

2 группа – электрохимические методы:

  • кондуктометрия;
  • потенциометрия;
  • вольтамперометрия.

3 группа – хроматографические методы:

  • газовая хроматография;
  • газово-жидкостная хроматография;
  • жидкостно–распределительная хроматография;
  • тонкослойная хроматография;
  • ионообменная хроматография.

4 группа – тепловые методы:

  • термогравиметрия;
  • калориметрия;
  • энтальпииметрия;
  • дилатометрия.

Вернуться к содержанию

Классификация по способам определения

По способам определения различают прямые и косвенные ФХМА.

В прямых методах количество вещества находят непосредственным пересчётом измеренного аналитического сигнала в количество вещества (массу, концентрацию) с помощью уравнения связи.

В косвенных методах аналитический сигнал используется для установления конца химической реакции (как своеобразный индикатор), а количество определяемого вещества, вступившего в реакцию, находят с помощью закона эквивалентов, т.е. по уравнению, непосредственно не связанному с названием метода.

Вернуться к содержанию

Классификация по использованию эталона

По способу количественных определений различают безэталонные и эталонные инструментальные методы анализа.

Безэталонные методы основаны на строгих закономерностях, формульное выражение которых позволяет пересчитать интенсивность измеренного аналитического сигнала непосредственно в количестве определяемого вещества с привлечением только табличных величин. В качестве такой закономерности может выступать, например, закон Фарадея, позволяющий по току и времени электролиза рассчитать количество определяемого вещества в растворе при кулонометрическом титровании. Безэталонных методов очень мало, поскольку каждое аналитическое определение представляет собой систему сложных процессов, в которых невозможно теоретически учесть влияние каждого из многочисленных действующих факторов на результат анализа. В связи с этим при анализах пользуются определёнными приёмами, позволяющими экспериментально учесть эти влияния.

Наиболее распространённым приёмом является применение эталонов, т.е. образцов веществ или материалов с точно известным содержанием определяемого элемента (или нескольких элементов). При проведении анализа измеряют определяемое вещество исследуемого образца и эталона, сравнивают полученные данные и по известному содержанию элемента в эталоне рассчитывают содержание этого элемента в анализируемом образце. Эталоны могут быть изготовлены промышленным способом (стандартные образцы) или приготовлены в лаборатории непосредственно перед проведением анализа (образцы сравнения). Если в качестве стандартных образцов применяют химически чистые вещества (примесей меньше 0,05%), то их называют стандартными веществами.

Вернуться к содержанию

Способы количественного определения инструментальными методами

На практике количественные определения инструментальными методами осуществляют по одному из трёх способов: градуировочная функция (стандартные серии), стандарты (сравнение) или стандартные добавки.

При работе по методу градуировочной функции с помощью стандартных веществ или стандартных образцов получают ряд образцов (или растворов), содержащих различные, но точно известные количества определяемого компонента. Иногда этот ряд называют стандартной серией. Затем проводят анализ этой стандартной серии и по полученным данным вычисляют значение чувствительности (в случае линейной градуировочной функции). После этого измеряют интенсивность аналитического сигнала в исследуемом объекте и вычисляют количество (массу, концентрацию) искомого компонента с помощью уравнения связи или находят по градуировочному графику.

Метод сравнения (стандартов) применим только для линейной градуировочной функции. Определение данного компонента проводят в стандартном образце (стандартном веществе), потом определяют в анализируемом объекте. Делением первого на второе вычисляют результат анализа.

Метод стандартных добавок применим тоже только к линейной градуировочной функции. В этом методе сначала проводят анализ навески исследуемого объекта, затем к навеске добавляют известное количество (массу, объём раствора) определяемого компонента и после анализа получают результат.

Вернуться к содержанию

Ссылка на источник

1 сентября 2021 г. 11:20

 4,6 К    1,6 К

Реклама

Общество с ограниченной ответственностью "Линко", ИНН 7203563403, ERID: 2VtzqvRpnC2

Почта Линко

Отправитель: Общество с ограниченной ответственностью "Линко"

Беспристрастность и конфиденциальность. Практикум по ГОСТ ISO/IEC 17025-2019

  • Стоимость за слушателя: 1 900 ₽.
  • Скидка: 60%.
  • Общение с лектором в форме деловой игры.

20 мая в 10 мск

Подробнее

Документы в ОРД-25 Наконец-то разъяснения. Как определять области технической компетенции лаборатории?

Под видео разместили транскрипт, где рассказали, как это сделать корректно и так, чтобы у экспертов по аккредитации не возникло никаких вопросов.


Документы в ОРД-25 Работать по системе менеджмента лаборатории должны отделы организации

Лаборатории часто забывают, что привлекаемый персонал влияет на их деятельность и не соблюдают эти требования. Кто к нему относится, как соблюсти требования.


Документы в ОРД-25 Можно ли использовать методики ГОСТов в связи с изменениями в 102-ФЗ?

Выделили главные мысли и выводы, цепочку рассуждений о применении национальных стандартов лабораториями. Новые публикации Росстандарта. Опубликованное разъяснение подтверждает, что методики измерений из ГОСТов, используемые в сфере госрегулирования, не...


Пересмотр методик измерений

Тема форума Линко Опубликованы методики измерений взамен действующих: ФЦАО информирует лаборатории

Ссылки на полезные материалы по теме, включая форму журнала лаборанта и этикетки, а также область применения методик и даты вступления в действие.


Тема форума Линко Пересмотрена методика определения цветности воды: есть существенные изменения

Добавили ссылки на полезные материалы и запись вебинара, а также основные изменения в методике и перечень необходимого оборудования.


Дополнение к сервису «Линко Сличи»

Уже доступно
Делаем Вашу жизнь проще
Загрузите ОА и отдыхайте

Регулярно выходят новые решения о признании эквивалентности стандартов. Проверить свою ОА теперь можно автоматически

Поиск эквивалентных методик

Как это работает?

1. Загружаете на сервис ОА из Конфигуратора.

2. На странице с Вашей областью аккредитации выберите вкладку "Эквивалентность" в правом меню.

3. Сервис выдаст результат: есть в Вашей области стандарты, признанные эквивалентными или нет.

4. Полученную область с найденными программами можно скачать в формате для Excel.

К сервису

Курсы и семинары. Весна и лето 2025



19 мая 9:00 мск

Бесплатный вебинар

Основные понятия метрологии

Записаться







При обучении на курсах Вы получите
удостоверение о ПК

Удостоверение о повышении квалификации является государственным документом, имеет юридическую силу и подтверждает факт успешного обучения по выбранной программе.

Лицензия № Л035-01215-72/00958262 подтверждает право вести образовательную деятельность.

Отправить заявку очень просто: сделайте это в один клик с платформы или напишите на почту: info@linco.spb.ru

Документы в ОРД-25 Разработка и утверждение внутренних документов в лаборатории. Необходимые полномочия

Свежий взгляд на процедуру начинается с разработки, раскрывает нюансы согласования и подводные камни утверждения документов. Раздел, посвященный полномочиям и компетенциям, необходимым для разработки документов, заставит задуматься и позволит улучшить процессы в Вашей лаборатории. Разберем важность выбора лиц, ответственных за утверждение внутренних документов, для наделения вводимых в действие документа юридической силой.


Новые рекомендации и правила

Тема форума Линко Для лабораторий выпущены новые рекомендации по отбору проб

Добавили ссылки на полезные материалы и запись вебинара, а также область применения рекомендаций и перечень необходимого оборудования. Общий порядок контроля содержания загрязняющих веществ в промвыбросах.


Тема форума Линко Новые требования в области радиационной безопасности отменяют ряд санитарных правил

Мы подкрепили тему ссылками на методики, добавили полезные материалы и запись вебинара, новые требования и перечень документов, утративших силу.


Линко Практикум

Могут принять участие 2‑10 сотрудников Вашей лаборатории или можете участвовать сами.


Небольшая лекция позволит вспомнить материал или получить новые знания. Работайте в группе с преподавателем в формате практики, чтобы закрепить теоретический материал и лучше понять его применение в реальных ситуациях.


Выберите любую тему для участия

Выбрать Практикум

Документы в ОРД-25 Учет и контроль условий эксплуатации оборудования в испытательной лаборатории

Рекомендации по ведению реестра условий эксплуатации оборудования и проверке условий окружающей среды. Как оптимизировать учет требований к условиям эксплуатации.


Контроль качества и безопасности

Тема форума Линко Лаборатории будут идентифицировать химпродукцию по новому техрегламенту

Мы подкрепили тему ссылками на стандарты, добавили полезные материалы и запись вебинара, а также указали основные требования техрегламента и его актуальный статус.


Тема форума Линко Введение в действие техрегламента снова перенесли. На этот раз на 1 января 2026 года

Ссылки на полезные материалы по теме и запись бесплатного вебинара, а также предстоящие уточнения в техрегламенте и закрепленные в нем требования.


Чат. Линко Форум. Лаборатории

Наш Телеграм чат для Лабораторий. Тысячи специалистов общаются вместе, задают вопросы и получают ответы. Множество рубрик, материалов, документов и ценных ссылок. Богатый источник данных. Этот инструмент подойдет Вам.

Присоединиться

Весенние семинарские дни

9,91 балла
Учебный центр Линко получил 717 оценок и отзывов за год

Линко Практикумы

ГОСТ ISO/IEC 17025-2019

Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

Выберите любую тему для участия

Выбрать Практикум

Подробные статьи

Пройдите простую регистрацию, чтобы получить доступ к материалам.

Регистрация Вход

Центр информации

Поддержка пользователей, быстрая обратная связь по работе сервисов Линко.

Написать