Требования к методам аналитической химии.
Классификация АХ по количеству анализируемого вещества.
Классификация методов АХ по способу выполнения реакции.
Классификация методов определения
(Золотов Ю. А. Очерки аналитической химии)
Методы аналитической химии делятся на химические (гравиметрические и титриметрические), базируются на химических реакциях, сопорвождающихся аналитическим сигналом, отличаются простотой и высокой точностью.
Физико – химические методы анализа – проводится химическая реакция и измеряется физическое свойство (например, интенсивность окраски). Физико – химические методы анализа делятся на две большие группы: электрохимические (потенциометрия, полярография, амперометрия, кулонометрия, электрогравимеитрия) и фотометрические методы (фотоколориметрия, спектрофотометрия, люминесценция).
Физические методы основаны на физических явлениях (атомно – эмиссионный спектральный анализ, атомно – абсорбционный анализ и др.). Химические реакции не проводятся, измеряется физическое свойство (например, окрашивание пламени летучими солями).
В физико – химических и физических методах анализа аналитический сигнал получают и регистрируют с помощью специальной аппаратуры. Физико – химические и физические методы - это инструментальные методы анализа.
Биологические методы анализаоснованы на явлениях жизни. В качестве фиксируемого свойства используются жизненно – поведенческие функции (способности к росту, размножению, функционированию). Носителями этих свойств являются живые организмы, их органы и ткани. Например, регистрируя изменение скорости и траектории движения, выживаемость дрозофил определяют наличие пестицидов в воде, экстрактов из почв. На организме или отдельных изолированных органах и тканях лягушки проверяют физиологическую активность многих фармацевтических препаратов. Использование живых организмов в качестве аналитических индикаторов носит название «биотестирование».Если в качестве аналитических индикаторов используется растения, то метод называется «биоиндикация». В основе этого метода лежит фиксация морфологических отклонений растений от нормы под действием загрязнителей. Например, изменение окраски листьев (хлороз – пожелтение, некроз – омертвение). Существует специальная шкала некрозов. По ней оценивают степень загрязнения конкретной местности.
В основном это методы обнаружения: реакции сухимпутём (образование окрашенных перлов, окрашивание пламени летучими солями) – пирохимические реакции. Реакции методом растирания. Анализ мокрымпутём – между веществами в растворах. Они проводятся пробирочным методом, капельным, микрокристаллоскопическим.
Макрометод – 0,1 – 1 г.
Полумикрометод 0,01 – 0,1 г.
Микрометод 0,001 – 0,01г.
Ультрамикрометод 10-3 - 10-6 г.
Субмикрометод 10-7 – 10-9 г.
Меняется техника эксперимента при переходе от одного метода к другому. Например, в полумикрометоде анализа работают с меньшими количествами, следовательно меньше отравляются, экономичность и экспрессность.
- Увеличение точности анализа (правильность, прецизионность).
- Высокая чувствительность (низкий предел обнаружения компонентов, определение микроколичеств).
- Высокая избирательность.
- Разработка экспрессных методов анализа.
- Простота анализа (т. е. будет дешевле).
- Возможность автоматизации.
- Локальность определения, т. е. проведение анализа в определённой части объекта.
- Дистанционный анализ (без непосредственного контакта с анализируемым объектом).
- Анализ без разрушения образца (археология).
- Экономичность определений (особенно при массовых анализах).
- Математизация анализа.
Выбор метода анализа.
Метод– это совокупность принципов, положенных в основу анализа безопасности к конкретному объекту и определяемому веществу.
Методика – подробное описание всех условий и операций проведения анализа определяемого объекта.
Выбор метода анализа зависит от поставленной задачи, от содержания компонента в объекте (содержание меди в растениях, живых организмах, пищевых продуктах составляет (10-5 – 10-7 ) % , в этом случае надо выбирать более чувствительные методы, например, ФХМА и физические. Содержание меди в сплавах на медной основе составляет десятки процентов.
Чувствительность метода или методики определяется тем минимальным количеством вещества или минимальной концентрацией, которые можно обнаружить или определить данным методом, по данной методике с определенной доверительной вероятностью.
Количественная характеристика чувствительности – предел обнаружения
Смин – предел обнаружения.
Сн - нижний предел определяемой концентрации.
Избирательность– если образец сложный, наряду с определяемым компонентом много сопутствующих элементов, выбирают более избирательный метод: т.е. метод, с помощью которого в данных условиях можно обнаружить или определить нужные компоненты без помех со стороны других присутствующих компонентов.
Высшая мера избирательности – специфичность. Метод позволяет определить только один компонент в присутствии других.
Специфичным может быть метод, методика, реакция.
Пути повышения избирательности:
- идут по пути создания условий анализа (изменение рН, концентрации реагентов, растворитель).
- маскирование – устранение влияния мешающих компонентов, переведением их в нереакционноспособную форму.
[Fe F6]3- - маскирование железа
- отделение мешающих ионов (осаждение, экстракция).
Методика может бытьуниверсальной: т.е. позволяющая обнаружить или определить многие компоненты одновременно из одной пробы (Метод хроматографии позволяет разделить многие компоненты).
При выборе метода анализа важна стоимость анализа, наиболее дешевые химические методы. Дорогие - физико-химические и физические.
Точность анализа: правильность и прецизионность (сходимость и воспроизводимость).
Высокая точность: метод правильный и разброс данных анализа незначительный.