Особенности и области применения физико-химических методов анализа

Особенности и области применения физико-химических методов анализа

• Особенности методов физико-химического анализа и области применения Все методы анализа основаны на зависимости физико-химических свойств вещества, называемого аналитическим сигналом или просто сигналом, от природы вещества и его содержания в анализируемой пробе.

• В классических методах химического анализа в качестве такой характеристики используется масса осадка (гравиметрический метод) или количество реагента, расходуемого в реакции (анализ титрования). Однако химический анализ не смог удовлетворить требования различных практик, особенно в результате достижений науки и техники и развития науки, техники и новых областей в национальной экономике.

Черная и цветная металлургия, машиностроение, энергетика, химическая промышленность, другие традиционные отрасли, развитие атомной энергетики в мирных целях, развитие ракетостроения и освоения космоса, развитие полупроводниковой промышленности, электроники, компьютеров, национальной промышленности и энергетики Людмила Фирмаль

Стало очень важным для потенциала Чистый и сверхчистый материал в технике. Развитие этих и других отраслей промышленности ставит задачи аналитической химии, которые снижают пределы обнаружения до 10-5 … 10 до 0%. Только когда содержание так называемых «запрещенных» примесей не превышает 10-5%, жаропрочный сплав сохраняет свои свойства.

При использовании в качестве конструкционного материала в ядерной технике цирконий может принимать примеси гафния с примерно одинаковым содержанием. (Цирконий был изначально ошибочно отвергнут как конструкционный материал для этой отрасли из-за загрязнения гафнием). Для материалов полупроводниковой промышленности (кремний, германий и т. Д.) Допускаются даже более низкие загрязнители (до 10%, прибл.%).

Свойства металлов значительно меняются, а содержание примесей составляет 10-5% или менее. Например, хром и бериллий являются податливыми и пластичными, а вольфрам и цирконий являются пластичными, а не хрупкими. Измерение таких второстепенных компонентов гравиметрическими методами или методами титрования невозможно на практике, и этот тип аналитической проблемы может быть решен просто с использованием метода физико-химического анализа с гораздо более низким пределом обнаружения.

Другой важной особенностью физико-химического анализа является его быстрота и высокая скорость получения результатов. Благодаря новейшим автоматическим квантификаторам вы можете получить результаты буквально через несколько минут после того, как образец поступит в лабораторию. Своевременная информация о составе сырья, степени химического перераспределения и т. Д.

• Позволяет инженерам активно вмешиваться в процесс и вносить необходимые корректировки. Выражающая сила анализа также очень важна в металлургической промышленности, и в зависимости от результатов анализа состав стали можно регулировать в процессе плавки. Во многих случаях сокращение времени плавки, в зависимости от скорости анализа, может иметь значительные экономические выгоды и снизить энергозатраты и другие затраты.

Дистанционный анализ возможен физико-химическими методами. Ярким примером является анализ лунного грунта, выполненный непосредственно на лунном зонде рентгеновским флуоресцентным прибором, определение состава атмосферы, окружающей планету Венера.

Например, высокая радиоактивность, токсичность и анализ глубоководных вод и другие подобные аналитические проблемы. Людмила Фирмаль

Многие инструменты, используемые в физико-химических методах анализа, могут автоматизировать процесс анализа или некоторые его этапы. Автоматический газоанализатор контролирует состав шахтного воздуха. В металлургической промышленности широко используются высокоавтоматические оптические и рентгеновские квантификаторы. Большая часть газохроматографического анализа в нефтехимической, коксохимической и других отраслях промышленности автоматизирована.

Во многих случаях физико-химические аналитические устройства используются непосредственно в качестве датчиков для соответствующих сигналов во время производства, например, при регулировании pH раствора или регулировании концентрации компонента. Анализы с использованием некоторых физико-химических методов могут быть выполнены без разрушения анализируемого образца (неразрушающий анализ).

Это очень важно для некоторых отраслей промышленности, криминалистики и медицины. Неразрушающий анализ — это рентгеновская флуоресценция, радиоактивность и другие методы. Во многих случаях на самом деле интересно не общее содержание элементов в образце, а распределение всей поверхности образца (так называемый локальный анализ), которое определяет элементы в определенных «точках» образца.

Этот анализ важен в науке о металле и в других областях, где состав отдельных включений определяет качество материала, а также в минералогии и нефтехимии. Графин, судебная медицина, археология и др. Локальный анализ проводится методом рентгеновской спектроскопии. Электроны собираются с очень узким пучком (электронный зонд) диаметром 1 мкм или менее и передаются в нужную точку образца.

Содержание элемента в «точке» определяется характеристиками рентгеновских лучей, которые появляются. Лазерная микроспектроскопия также используется для локального анализа. Использование компьютеров в аналитической химии перспективно не только для расчета аналитических и статистических результатов, но и для решения других аналитических задач.

С помощью компьютера вы можете более надежно разделять сигналы анализа и анализировать дублированные сигналы более четко. Компьютеры, встроенные в спектрофотометры и другие аналитические устройства, значительно расширяют возможности этих устройств.

Средняя ошибка физико-химического анализа составляет от 2 до 5%, что превышает ошибки традиционных методов анализа. Однако эти сравнения ошибок не совсем корректны, поскольку они относятся к разным областям концентрации. Классические методы химического анализа, как правило, неадекватны из-за небольшого содержания компонентов (менее 10-3%), а физико-химические методы конкурируют с методами химического анализа при высоких концентрациях, таких как кулонометрия.

Метод также более точный. Следует также отметить, что аналитические ошибки, связанные с физико-химическими методами, имеют тенденцию к снижению из-за создания точных аналитических инструментов и разработки более сложных аналитических методов. Однако важность химического анализа не была потеряна.

Они необходимы, когда высокое содержание требует высокой точности и не имеет значительного временного ограничения (например, анализ конечного продукта, арбитражный анализ, создание стандартов). Существенным недостатком большинства физико-химических методов является то, что для их коммерциализации требуются стандарты, стандартные решения и графики калибровки.

Смотрите также:

Решение задач по аналитической химии

Ванадатометрия	Основные физико-химические методы анализа
Задачи по окислительно-восстановительному титрованию	Основные приемы, используемые в физико-химических методах анализа