Класифікація, переваги і недоліки фізико-хімічних методів аналізу. Класифікація, переваги і недоліки фізико-хімічних методів аналізу



Дата конвертації27.12.2016
Розмір445 b.



Класифікація, переваги і недоліки фізико-хімічних методів аналізу.

  • Класифікація, переваги і недоліки фізико-хімічних методів аналізу.

  • Оптичні методи аналізу. Класифікація.

  • Основний закон світлопоглинання.

  • Походження електронних спектрів.

  • Фотометричний метод аналізу: суть, теоретичні основи, застосування у фармацевтичному аналізі.



Фізичні і фізико-хімічні методи аналізу базуються на застосуванні залежності між вимірюваними фізичними властивостями речовин та якісним і кількісним складом.

  • Фізичні і фізико-хімічні методи аналізу базуються на застосуванні залежності між вимірюваними фізичними властивостями речовин та якісним і кількісним складом.



Оптичні – базуються на вимірюванні оптичних властивостей речовин.

  • Оптичні – базуються на вимірюванні оптичних властивостей речовин.

  • Хроматографічні – базуються на застосуванні здатності різних речовин до вибіркової сорбції.

  • Електрохімічні – базуються на вимірюванні електрохімічних властивостей систем.

  • Радіометричні – базуються на вимірюванні радіоактивних властивостей речовин.

  • Термічні – базуються на вимірюванні теплових ефектів відповідних процесів.

  • Мас-спектрометричні – базуються на вивченні іонізованих фрагментів (“уламків”) речовин.

  • Кінетичні – базуються на вимірюванні залежності швидкості реакції від концентрації визначуваної речовини



Висока чутливість - низька межа виявлення (10-9 мкг) і визначення

  • Висока чутливість - низька межа виявлення (10-9 мкг) і визначення

  • Висока селективність

  • Експресність

  • Можливість автоматизації і комп’ютеризації

  • Можливість аналізу на відстані

  • Можливість аналізу без руйнування зразка

  • Можливість локального аналізу



Похибка визначення близько  5% (в окремих випадках до 20%), тоді як – 0,01-0,005 % для гравіметрії і 0,1-0,05 % для титриметрії

  • Похибка визначення близько  5% (в окремих випадках до 20%), тоді як – 0,01-0,005 % для гравіметрії і 0,1-0,05 % для титриметрії

  • Відтворюваність результатів в окремих методах гірша, ніж в класичних методах аналізу

  • Необхідність застосування еталонів, стандартів і стандартних розчинів, градуювання обладнання і побудови градуювальних графіків

  • Складність використовуваної апаратури, її висока вартість, висока вартість стандартних речовин



  • А) за досліджуваними об’єктами

  • Атомний спектральний аналіз

  • Молекулярний спектральний аналіз



Б) За природою взаємодії електромагнітного випромінювання з речовиною

  • Б) За природою взаємодії електромагнітного випромінювання з речовиною

  • 1. Абсорбційний аналіз

  • Атомно-абсорбційний аналіз

  • Молекулярний абсорбційний аналіз

  • Турбідиметричний аналіз

  • 2. Емісійний спектральний аналіз

  • Полуменева фотометрія

  • Люмінесцентний аналіз

  • Спектральний аналіз з використанням ефекту комбінаційного розсіювання світла



3. Інші методи

  • 3. Інші методи

  • Нефелометричний аналіз

  • Рефрактометричний аналіз

  • Поляриметричний аналіз

  • Інтерферометричний аналіз



В) За ділянкою використовуваного електромагнітного спектру:

  • В) За ділянкою використовуваного електромагнітного спектру:

  • Спектроскопія (спектрофотометрія) в УФ та видимій ділянках спектру

  • ІЧ- спектроскопія

  • Рентгенівська спектроскопія

  • Мікрохвильова спектроскопія



Г) за природою енергетичних переходів

  • Г) за природою енергетичних переходів

  • Електронні спектри

  • Коливальні спектри

  • Обертальні спектри







Кожен тонкий шар постійної товщини однорідного середовища поглинає однакову частку падаючого випромінювання

  • Кожен тонкий шар постійної товщини однорідного середовища поглинає однакову частку падаючого випромінювання

  • або:

  • Частка світлового потоку, поглинутого однорідним середовищем, прямо пропорційна товщині поглинаючого шару:



Частка поглинутого випромінювання пропорційна числу світпоглинаючих частинок в одиниці об’єму розчину, тобто концентрації

  • Частка поглинутого випромінювання пропорційна числу світпоглинаючих частинок в одиниці об’єму розчину, тобто концентрації



Зменшення інтенсивності світла, яке пройшло через шар світлопоглинаючої речовини пропорційне концентрації цієї речовини і товщині шару

  • Зменшення інтенсивності світла, яке пройшло через шар світлопоглинаючої речовини пропорційне концентрації цієї речовини і товщині шару



Коефіцієнт пропускання Т (або пропускання)

  • Коефіцієнт пропускання Т (або пропускання)

  • Оптична густина А





Оптична густина розчину пропорційна концентрації світлопоглинаючої речовини і товщині шару

  • Оптична густина розчину пропорційна концентрації світлопоглинаючої речовини і товщині шару



Поглинання світла якою-небудь речовиною не залежить від присутності в розчині інших речовин

  • Поглинання світла якою-небудь речовиною не залежить від присутності в розчині інших речовин





НЕмонохроматичність світла:

  • НЕмонохроматичність світла:

  • A = lС.

  • НЕпаралельність світлового променя.

  • Температура.

  • НЕ однакові показники заломлення розчинів.

  • НЕпропорційність фотоструму та інтенсивності світлового потоку



розведення розчину (чим більший надлишок реагенту, тим менше відхилення від закону);

  • розведення розчину (чим більший надлишок реагенту, тим менше відхилення від закону);

  • рН середовища: стан іону металу

  • стійкість комплексних іонів

  • конкуруючі реакції за ліганд

  • конкуруючі реакції за комплексоутворювач

  • реакції полімеризації, дисоціації

  • перебіг ox-red реакцій



Розподіл по частотах (або довжинах хвиль) значень молярного коефіцієнта поглинання називається спектром поглинання.

  • Розподіл по частотах (або довжинах хвиль) значень молярного коефіцієнта поглинання називається спектром поглинання.







Поява смуг поглинання зумовлена дискретністю енергетичних станів частинок, які поглинають, і квантовою природою електромагнітного випромінювання

  • Поява смуг поглинання зумовлена дискретністю енергетичних станів частинок, які поглинають, і квантовою природою електромагнітного випромінювання



Молекулярно-абсорбційні методи базуються на вимірюванні поглинання молекулами (або іонами) речовини електромагнітного випромінювання оптичного діапазону:

  • Молекулярно-абсорбційні методи базуються на вимірюванні поглинання молекулами (або іонами) речовини електромагнітного випромінювання оптичного діапазону:

  • колориметрія -

  • фотоколориметрія -

  • спектрофотометрія -

  • УФ- ділянка спектру (100-200 до 380-400 нм)

  • Видима ділянка спектру (380-400 до 780-800 нм)





джерело світла

  • джерело світла

  • система лінз

  • монохроматизатор світла

  • кювети

  • приймач світла







Вибір аналітичної довжини хвилі (мах)

  • Вибір аналітичної довжини хвилі (мах)

  • Вибір світлофільтра (при фотометричному визначенні)

  • Вибір області вимірюваних оптичних густин

  • Аоптим= 0.435

  • мінімальна похибка вимірювання оптичної густини при

  • А = 0.6 – 0.7

  • НЕ можливо вимірювати оптичні густини

  • 2 < А < 0.03

  • Вибір товщини шару - не більше 5 см

  • А =  l C

  • Спосіб перетворення визначуваного компонента у фотометровану сполуку



А =  l C

  • А =  l C

  • Cmin = Аmin /  l

  • А = 0.01

  • l = 1 cм

  •  = 1000

  • тоді Сmin = 10-5 моль/л



індивідуальних особливостей фотометричної реакції або фотометрованої сполуки

  • індивідуальних особливостей фотометричної реакції або фотометрованої сполуки

  • характеристик використовуваного приладу (звичайно складає 1 – 2 % відносних)



1. Метод градуювального графіка

  • 1. Метод градуювального графіка

  • !!! метод можна застосовувати якщо:

  • склади стандартного і випробовуваного розчинів є близькі

  • інтервал концентрацій на градуювальному графіку повинен охоплювати область визначуваних концентрацій



2. Метод порівняння (метод одного стандарту)

  • 2. Метод порівняння (метод одного стандарту)

  • !! метод можна застосовувати якщо:

  • якщо залежність склад – властивість є строго прямолінійною і проходить через початок координат

  • концентрація стандартного і випробуваного розчину максимально близькі і величини аналітичних сигналів максимально наближені один до другого

  • склади стандартного і випробовуваного розчинів є близькі





3. Метод молярного або питомого показника поглинання

  • 3. Метод молярного або питомого показника поглинання

  • !! метод можна застосовувати якщо:

  • спостерігається строга лінійність залежності склад – аналітичний сигнал

  • аналітичний прилад витримує вимоги метрологічної повірки





4. Метод добавок

  • 4. Метод добавок

  • !!! метод можна застосовувати, якщо:

  • необхідно враховувати заважаючий вплив сторон-ніх компонентів проби на аналітичний сигнал визначуваної речовини



Ідентифікація і встановлення тотожності лікарських засобів

  • Ідентифікація і встановлення тотожності лікарських засобів

  • Кількісне визначення вмісту речовини

  • Перевірка чистоти

  • Експрес-контроль фальсифікованих ліків

  • Дослідження будови нових субстанцій



Оптична густина будь-якої суміші, яка містить обмежене число забарвлених (чи безбарвних, але оптично активних) компонентів, які хімічно не взаємодіють один з одним, рівна сумі оптичних густин компонентів суміші при цій же довжині хвилі:

  • Оптична густина будь-якої суміші, яка містить обмежене число забарвлених (чи безбарвних, але оптично активних) компонентів, які хімічно не взаємодіють один з одним, рівна сумі оптичних густин компонентів суміші при цій же довжині хвилі:















Щоб відносна похибка С/С була найменша, значення оптичних густин повинні лежати в інтервалі 0,3-1, а відношення

  • Щоб відносна похибка С/С була найменша, значення оптичних густин повинні лежати в інтервалі 0,3-1, а відношення

  • повинні бути максимальними





В даному випадку при довжині хвилі 1 за виміряною оптичною густиною А звичайним способом розраховують концентрацію першої речовини:

  • В даному випадку при довжині хвилі 1 за виміряною оптичною густиною А звичайним способом розраховують концентрацію першої речовини:







Диференціальну спектрофотометрію застосовують для:

  • Диференціальну спектрофотометрію застосовують для:

  • підвищення відтворюваності результатів аналізу при визначенні великих кількостей речовин;

  • для усунення стороннього впливу інших компонентів і виключення поглинання реактивів.





оптичні густини досліджуваного і стандартного розчинів вимірюють не по відношенню до чистого розчинника з практично нульовою оптичною густиною, а по відношенню до розчину визначуваного компонента з концентрацією С0, близькою до концентрації досліджуваного розчину

  • оптичні густини досліджуваного і стандартного розчинів вимірюють не по відношенню до чистого розчинника з практично нульовою оптичною густиною, а по відношенню до розчину визначуваного компонента з концентрацією С0, близькою до концентрації досліджуваного розчину



Відношення інтенсивностей

  • Відношення інтенсивностей

  • називається умовним коефіцієнтом пропускання





  • Виміряна експериментально оптична густина представляє собою різницю оптичних густин досліджуваного розчину і розчину порівняння.



Кількісний аналіз:



Значне розширення межі (границі) визначуваних вмістів в область високих концентрацій

  • Значне розширення межі (границі) визначуваних вмістів в область високих концентрацій

  • Відносна похибка методу складає 0,05-0,2 %, що є значно нижче ніж в звичайній спектрофотометрії



це гібридний метод аналізу, який полягає в поєднанні екстракції (як методу виділення, розділення і концентрування) та спектрофотометрії

  • це гібридний метод аналізу, який полягає в поєднанні екстракції (як методу виділення, розділення і концентрування) та спектрофотометрії



аналізують складну суміш

  • аналізують складну суміш

  • визначають речовину, що мало розчиняється у воді, але добре розчиняється у вибраному органічному розчиннику

  • визначають речовину, що знаходиться у досліджуваному об’єкті в малій кількості

  • визначають домішки в присутності основних компонентів

  • безпосереднє визначення досліджуваного компонента є неможливим (повне перекривання кривих світло-поглинання)

  • визначають безколірні речовини (застосовують забарвлений екстракційний реагент)



Фотометричні реакції утворення забарвлених комплексних сполук металів:

  • Фотометричні реакції утворення забарвлених комплексних сполук металів:

  • Pb2+ + 2H2Dz = Pb(HDz)2 + 2H+

  • ext. в CHCl3

  • або CCl4

  • max= 520 нм (= 7104)



Фотометричні реакції утворення іонних асоціатів

  • Фотометричні реакції утворення іонних асоціатів

  • [SbCl6]- + R+ = R+[SbCl6]-

  • ext. в толуол

  • чи бензол

  • R – кислотний або основний барвник

  • max= 660 нм (= 5104)



При використанні екстракційно-фотометричного методу аналізу необхідно, щоб екстракція відбувалась із ступенем вилучення R=99,9%.

  • При використанні екстракційно-фотометричного методу аналізу необхідно, щоб екстракція відбувалась із ступенем вилучення R=99,9%.

  • Це досягається вибором:

  • розчинника-екстрагента

  • екстракційного реагента

  • фотометричної реакції

  • хімічних факторів екстракції (рН, іонна сила, склад розчину)



Висока чутливість, завдяки:

  • Висока чутливість, завдяки:

  • - високим молярним коефіцієнтам поглинання екстрагованих комплексів

  • - концентруванню розчину через екстракцію

  • Висока селективність, завдяки попередньому розділенню, виділенню визначуваного компонента із суміші

  • Експресність, порівняно з класичними методами осадження

  • Відносна простота апаратурного оформлення (ділильна лійка, спектрофотометр)



визначення багатьох іонів металів (комплексоутворювачів)

  • визначення багатьох іонів металів (комплексоутворювачів)

  • визначення багатьох речовин, нерозчинних у воді (триметопрім в складі Бісептолу)

  • визначення домішок в субстанціях та лікарських засобах (саліцилова кислота в ацетилсаліциловій)

  • визначення біологічно-активних речовин в препаратах рослинного походження (серцеві глікозиди, алкалоїди, флавоноїди, компоненти ефірних олій)



метод титриметричного аналізу, який полягає в застосуванні фотометрії або спектрофотометрії для встановлення к.т.т.

  • метод титриметричного аналізу, який полягає в застосуванні фотометрії або спектрофотометрії для встановлення к.т.т.

  • Метод базується на встановленні к.т.т за різкою зміною оптичної густини розчину в т.е.





Умовою застосування титриметричної реакції в спектрофотометрії є лінійність залежності оптична густина - концентрація

  • Умовою застосування титриметричної реакції в спектрофотометрії є лінійність залежності оптична густина - концентрація

  • А =  l C



Для спектрофотометричного титрування застосовують реакції:

  • Для спектрофотометричного титрування застосовують реакції:

  • Кислотно-основні

  • Комплексоутворення

  • Окиснювально-відновні



Об’єм титранту, що пішов на титрування, розраховують:

  • Об’єм титранту, що пішов на титрування, розраховують:

  • за кривою титрування

  • розв'язанням системи рівнянь:



Криві спектрофотометричного титрування можуть мати різну форму в залежності від того, який із компонентів реакції поглинає при вибраній довжині хвилі:

  • Криві спектрофотометричного титрування можуть мати різну форму в залежності від того, який із компонентів реакції поглинає при вибраній довжині хвилі:

  • А + В  АВ

  • Зміна оптичної густини розчину визначається значеннями молярних коефіцієнтів поглинання







Спектрофотометричне титрування може застосовуватись, коли:

  • Спектрофотометричне титрування може застосовуватись, коли:

  • або титрант, або визначувана речовина або продукт реакції поглинають;

  • титрант, визначувана речовина і продукт реакції не поглинають тоді необхідні індикатори (речовини, які самі не поглинають, але утворюють забарвлені сполуки з титрантом, визначуваною речовиною чи продуктом реакції)



Оскільки в процесі титрування відбувається розбавлення розчину в кюветі, то для врахування збільшення об'єму розчину необхідно будувати криві фотометричного титрування у координатах Авипр. – С

  • Оскільки в процесі титрування відбувається розбавлення розчину в кюветі, то для врахування збільшення об'єму розчину необхідно будувати криві фотометричного титрування у координатах Авипр. – С



Вища селективність і можливе визначення декількох компонентів проби

  • Вища селективність і можливе визначення декількох компонентів проби

  • Можливе титрування забарвлених розчинів

  • Вища чутливість у порівнянні з класичними титриметричними методами

  • Можливе застосування реакцій, які не закінчуються в т.е. або які мають невисокі константи рівноваги

  • Більш висока точність, ніж в класичній спектрофотометрії






База даних захищена авторським правом ©pres.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка