Moddalarni fizikaviy va kimyoviy tadqiq qilish. Fizikaviy va kimyoviy tadqiqot usullarini qo'llash

Umumiy holda, moddaning tarkibini tahlil qilish ularning elementar, funktsional yoki molekulyar tarkibini aniqlashni anglatadi; ba'zi hollarda muhitning fazaviy tarkibini aniqlash zarur.

Kimyoviy-texnologik jarayonlarni boshqarishda ko'pincha molekulyar tarkibni aniqlash kerak bo'ladi. Moddalarni tahlil qilish vazifalari tahlil qilinayotgan aralashmaning ikkala tarkibiy qismi va uning ikki yoki undan ortiq tarkibiy qismlarining tarkibini aniqlash bilan bog'liq. Kompozitsiyani aniqlash uchun asboblar analizatorlar deyiladi. Aralashmaning tarkibida faqat bitta komponentning tarkibini aniqlashga mo'ljallangan analizatorlar ba'zan konsentrator deb ham ataladi.

To'liq aytganda, moddalar tarkibi namunaning alohida tarkibiy qismlari zarralari soni bilan tavsiflanadi va mollar soni, tarkibiy qismlarning massasi gramm yoki boshqa massa birliklari bilan ham ifodalanishi mumkin. Biroq, amaliy maqsadlar uchun kompozitsion konsentratsiyalar bilan ifodalanadi Dantarkibiy qismlar: kontsentratsiya miqdori nisbati sifatida tushuniladi tnamunadagi aniqlangan komponentning namunaning umumiy miqdoriga M:. Miqdorlar tva Mkomponentlarning zarracha sonlari bilan ma'lum bir tarzda bog'liq bo'lishi mumkin. Quyidagi konsentratsiya birliklari eng keng tarqalgan: suyuqliklar uchun - mg / sm 3; g / sm 3; og'irlik yoki hajm bo'yicha%; gazlar uchun - mg / m 3; g / m 3; hajmi bo'yicha%.

Moddalarning xossalari fizik yoki fizik-kimyoviy kattaliklarning (masalan, zichlik, yopishqoqlik, elektr o'tkazuvchanligi va boshqalar) raqamli qiymatlari bilan tavsiflanadi.

Analitik o'lchovlarni amalda bajarish analitikning tarkibi (uning tarkibiy qismlari kontsentratsiyasi) va uning fizik-fizik-kimyoviy parametrlarini tavsiflovchi qiymatlar o'rtasidagi bog'liqlikdan foydalanishga asoslangan:

qaerda - analitikning o'lchangan parametri; , , ..., -komponentlarning konsentratsiyasi; p- komponentlarning umumiy soni.

O'lchagan parametr turi bo'yicha analitik usullar (asboblar) muhitning optik, elektr, magnit, issiqlik, kinetik va mexanik xususiyatlarini aniqlashga asoslangan bo'lishi mumkin. O'lchangan parametrlar, masalan, nurlanishning spektral koeffitsientlari, nurlanishning yutilishi, tarqalishi va aks etishi, sinish koeffitsienti, dielektrik doimiy va magnit ta'sirchanligi, zichligi, yopishqoqligi va issiqlik o'tkazuvchanligi, akustik tebranishlarning bosimi va tarqalish tezligi va boshqalar. ushbu parametrlarning qiymatlarini aniqlashda yuqori aniqlik. Masalan, elektr o'tkazuvchanligi, zichligi, sinish ko'rsatkichi ularning qiymatlaridan 10 -4 -10 -5 gacha aniqlik bilan o'lchanishi mumkin.

Kompozitsiyani tahlil qilish har bir tahlil qilingan muhit uchun konsentratsiyani aniqlashga imkon beradigan, uni tavsiflovchi mustaqil parametrlarning minimal sonini o'rnatish mumkin degan taxminga asoslanadi. Biroq, haqiqiy ommaviy axborot vositalari uchun mustaqil parametrlarning to'liq tizimini topish juda qiyin vazifadir; shuning uchun amalda o'lchangan parametrlarning to'liq bo'lmagan tizimidan foydalaniladi va shuning uchun konsentratsiyalar xato bilan hisoblab chiqiladi.

Masalan, siz kontsentratsiyani aniqlashingiz kerak th komponent ... Texnologik jarayonlarni boshqarish va tartibga solish jarayonida tarkibiy qismlarning kontsentratsiyasidagi o'zgarishlar odatda kichik bo'lgani uchun funktsiya (1) tenglamada birinchi yaqinlashishda qo'shimchalar deb hisoblash mumkin. Keyin

(2)

qaerda
da
;
da
; - aniqlangan komponentning konsentratsiyasi; - tahlil qilinayotgan muhitdagi tarkibiy qismlarning o'rtacha tarkibi;
- mos keladigan tarkibiy qismlar tarkibining o'rtacha ko'rsatkichdan chetga chiqishi;
- o'zgarishdan kelib chiqqan o'lchov parametrining o'zgarishi
tarkibiy qismlarning konsentratsiyasi.

(2) tenglamadan kerakli qiymatni aniqlash mumkin

Demak, konsentratsiyani aniqlaydigan analizatorning ko'rsatkichlari bitta tarkibiy qism, ma'lum darajada tarkibidagi o'zgarishlarga bog'liq atrof-muhitning boshqa tarkibiy qismlari. Ushbu bog'liqlik qanchalik zaif bo'lsa, ya'ni atamaning nisbiy qiymatlari shunchalik kichik bo'ladi
, konsentratsiyani aniqlashning selektivligi qanchalik baland bo'lsa va tahlilning aniqligi.

Tahlilning selektivligi avtomatik analizatorning muhim xususiyatlaridan biridir.

Amalda, namunaning fizik yoki fizik-kimyoviy parametrlarini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash orqali komponentni tanlab aniqlashni ta'minlaydigan analitik usullarni tanlash juda cheklangan. Amaldagi analitik usullarning ko'pchiligining selektivligi tahlil qilinayotgan namunaning dastlabki faol ta'sirga duchor bo'lganligi va shu bilan u sifat jihatidan o'zgarishi bilan belgilanadi. Namuna ta'sirining natijasi, masalan, uning agregatli yoki fazaviy holatining o'zgarishi, ionlanish, namunani fazoviy yoki makon-vaqt ajratish, boyitish, tarkibini o'zgartirish bo'lishi mumkin. Namunani o'zgartirgandan so'ng uning fizikaviy yoki fizik-kimyoviy ko'rsatkichlari o'lchanadi. Bunday holda, turli xil namunaviy parametrlarni o'lchash uni bir xil turdagi dastlabki transformatsiyalar bilan birlashtirilishi mumkin. Masalan, tahlil qilishning xromatografik usulida tahlil qilingan aralash xromatografik kolonnada tarkibiy qismlarga bo'linadi, so'ngra tashuvchi gaz tarkibidagi tarkibiy qismlarning konsentratsiyasi yo zichlikni, yoki issiqlik o'tkazuvchanligini yoki ionlash samaradorligini va boshqalarni o'lchash yo'li bilan aniqlanadi.

Analitik usullar (analizatorlar) o'rtasidagi aloqani o'rnatish va analitik asboblarda ularning o'rnini aniqlash uchun ularning tasniflari uchun turli xil variantlardan foydalaniladi. Tasniflash maqsadlariga qarab analitik vositalarni, masalan, quyidagi mezonlarga ko'ra tasniflash mumkin: ishlash printsipi (tahlil usuli); tahlil qilinadigan muhitning xususiyatlari; aniqlangan komponentlar soni bo'yicha; ijro etish; chiqish signalini birlashtirish usuli; o'lchov natijalarini chiqarish usuli.

Tasniflashning boshqa belgilari ham mumkin. Namunaning dastlabki o'zgarishini hisobga olgan holda, analizatorlarni ikki o'lchovli to'plam doirasida ishlash tamoyili bo'yicha tasniflash maqsadga muvofiq ko'rinadi. Ushbu yondashuv bilan analitik usullar va asboblar namunani o'zgartirish usuli va o'lchangan fizik parametr bilan tavsiflanishi mumkin, ya'ni tasniflash jadvali, go'yo ikkita koordinatali o'qga ega bo'lishi kerak: birida tahlil qilinayotgan namunani konvertatsiya qilish usullari, ikkinchisida - konvertatsiya qilingan namunaning o'lchangan fizik parametrlari turlari.

Eng oddiy holatda, tahlilni namunani o'zgartirmasdan amalga oshirish mumkin, bunda tahlil qilingan aralashmaning tarkibi to'g'ridan-to'g'ri o'lchangan parametr bo'yicha baholanishi mumkin.

Namunaning o'lchangan parametrlari mexanik (tovush tezligi va singishi, zichlik), issiqlik va kinetik (o'ziga xos issiqlik, issiqlik o'tkazuvchanligi, yopishqoqlik), elektr va magnit (o'tkazuvchanlik, potentsial, dielektrik doimiyligi, magnit sezuvchanlik), optik (yutilish, aks ettirish, sinishi va tarqalishi, nurlanish intensivligi, magneto-optik aylanuvchanligi).

Mexanik parametrlarni o'lchash (tezlik va tovush yutish) akustik tahlil usullarining asosini tashkil etadi. Kalorimetriya, termokonduktometriya va viskometriya usullari issiqlik va kinetik parametrlarni - o'ziga xos issiqlik, issiqlik o'tkazuvchanligi va yopishqoqligini o'lchashga asoslangan. Tahlil usullarining muhim guruhi elektr va magnit parametrlarini o'lchashga asoslangan: o'tkazuvchanlikni o'lchash bo'yicha - konduktorometriya, potentsial - potansiyometriya (pH-ve-try), polarografiya, dielektrik doimiy - dielektrik-kometa, magnit sezgirlik - magnetomekanik tahlil usullari.

Tahlil qilinayotgan namunaning optik parametrlarini to'g'ridan-to'g'ri o'lchashga asoslangan tahlil usullari analitik amaliyotda keng qo'llaniladi: assimilyatsiya koeffitsienti - yutilish-optik, sinishi ko'rsatkichi - refraktometriya, optik faollik koeffitsienti - polarimetriya, tarqalish koeffitsienti - nefelometriya, turbidimetriya.

Tahlil paytida namunani qo'shimcha yo'naltirilgan o'zgartirish, analitik o'lchovning tanlanganligini oshirishga imkon beradi. Namunani aylantirish uchun fizik va kimyoviy usullardan foydalanish mumkin. Agar namunaga ta'siri uning fizik xususiyatlarining sezilarli o'zgarishiga olib keladigan bo'lsa, namuna tarkibi o'zgarishsiz qolsa, bunday o'zgarish fizik deb ataladi. Agar namunadagi ta'sir uning tarkibida sezilarli o'zgarishlarga olib keladigan bo'lsa, unda bunday o'zgarish kimyoviy deb nomlanadi.

Analitik asbobsozlikda ishlatiladigan transformatsiyaning fizik usullariga quyidagilar kiradi: ionlanish (qo'zg'alish), agregatsiya holatining o'zgarishi, fazoviy va (yoki) vaqtni ajratish, boyitish (sorbsiya, ekstraktsiya). Namunaning kimyoviy o'zgarishi kimyoviy reaktsiyalar asosida amalga oshiriladi. Masalan, namunani oldindan ionlash orqali kompozitsiyani ionlangan gazda sodir bo'ladigan jarayonlar bilan bog'lash mumkin. Ionlangan gazning o'tkazuvchanligini keyingi o'lchov bilan ionlashning kombinatsiyasi tahlilning ionlash usullarining asosini tashkil etadi va optik parametrlarni o'lchash bilan ionlanishning kombinatsiyasi atom yutilish spektrofotometriyasining asosidir. Xromatografiya va mass-spektrometriya usullari namunani fazoviy va vaqtincha qismlarga ajratishga, so'ngra issiqlik o'tkazuvchanligini, elektr o'tkazuvchanligini yoki optik parametrlarini o'lchashga asoslangan.

Rang effektini o'lchash (optik parametrlar) bilan kimyoviy reaktsiya fotokolorimetrik usullarning asosini tashkil qiladi, dastlabki kimyoviy reaktsiya, keyin issiqlik effektini (o'ziga xos issiqlik) o'lchash termokimyaning asosini tashkil etadi va masalan, o'tkazilgan namunadagi elektr parametrlarini o'lchash bilan birlashtirilgan dastlabki kimyoviy reaktsiya elektrokimyoviy asosdir. tahlil usullari.

Kimyoviy sanoatda suyuqliklarning konsentratsiyasini (tarkibini) va xususiyatlarini avtomatik boshqarish bilan quyidagi tahlil usullari eng ko'p qo'llaniladi (GOST 16851-71 bo'yicha tasnif): namunani oldindan konversiyasiz - konduktometrik, potansiyometrik, polarografik, dielektrik, optik (refraktometrik, yutilish, lyuminestsent, polarizatsiya) , turbidimetrik, nefelometrik), harorat tushkunligining kattaligi bo'yicha, to'yingan bug 'bosimi bilan, radioizotop, mexanik (zichlik), kinetik (yopishqoqlik); namunaning dastlabki o'zgarishi bilan - titrimetrik.

Gazlarni avtomatik tahlil qilish uchun: namunani oldindan konversiyasiz (GOST 13320-81 bo'yicha tasniflash) - yutilish-optik (infraqizil va ultrabinafsha yutish), termokonduktometrik, termomagnitik, pnevmatik; namunani oldindan konvertatsiya qilish bilan - elektrokimyoviy (konduktometrik, koulometrik, polarografik, potansiyometrik), termokimyoviy, fotokolorimetrik, alanga ionizatsiyasi, aerozol ionizatsiyasi, xromatografik, mass-spektrometrik. Keyingi taqdimotda yuqoridagi tasnif qabul qilingan. Yuqoridagi tasnifdan namlik o'lchagichlari tanlanadi, ularning maqsadi uchun maxsus raadelga birlashtiriladi.

Spektral tahlil moddaning kimyoviy tarkibini tahlil qilishning asosiy usullaridan biridir. Uning spektrini o'rganish asosida uning tarkibini tahlil qilish. Spektral tahlil - har xil tadqiqotlarda qo'llaniladi. Uning yordami bilan kimyoviy elementlarning kompleksi topildi: He, Ga, Cs. quyosh atmosferasida. Shuningdek, Rb, In va XI, Quyosh va boshqa osmon jismlarining tarkibi aniqlanadi.

Qo'llash sohalari

Spektral ekspertiza, tarqatilgan:

1. Metallurgiya;
2. Geologiya;
3. Kimyo;
4. Mineralogiya;
5. Astrofizika;
6. Biologiya;
7. tibbiyot va boshqalar.

O'rganilayotgan ob'ektlarda o'rnatilgan moddalarning eng kichik miqdorini (10 - MS gacha) topishga imkon beradi.Spektral tahlil sifat va miqdoriy bo'linadi.

Usullari

Moddaning kimyoviy tarkibini aniqlashning spektrga asoslangan usuli spektral tahlilning asosidir. Chiziqli spektrlar xuddi inson barmoq izlari yoki qor parchalari naqshlari singari o'ziga xos xususiyatga ega. Barmoq terisidagi naqshlarning o'ziga xosligi jinoyatchini izlash uchun katta afzallikdir. Shuning uchun har bir spektrning o'ziga xos xususiyatlaridan kelib chiqib, moddaning kimyoviy tarkibini tahlil qilish orqali organizmning kimyoviy tarkibini aniqlash mumkin. Uning element massasi 10 - 10 g dan oshmasa ham, spektral analiz yordamida uni murakkab modda tarkibida aniqlash mumkin. Bu juda sezgir usul.

Emissiya spektral tahlili

Emissiya spektral tahlili - moddaning emissiya spektridan kimyoviy tarkibini aniqlashning bir qator usullari. Moddaning kimyoviy tarkibini aniqlash uslubining asosi - spektral tekshirish, emissiya spektrlari va yutilish spektrlaridagi naqshlarga asoslangan. Ushbu usul sizga moddaning milligramdan milliondan birini aniqlashga imkon beradi.

Analitik kimyoni sub'ekt sifatida belgilashga muvofiq sifatli va miqdoriy tekshirish usullari mavjud, ularning maqsadi moddaning kimyoviy tarkibini o'rnatish usullarini shakllantirishdir. Moddani aniqlash usullari sifatli organik tahlil davomida o'ta muhim ahamiyatga ega bo'ladi.

Har qanday moddalarning bug'larining chiziqli spektri bilan uning tarkibida qaysi kimyoviy elementlar mavjudligini aniqlash mumkin, chunki har qanday kimyoviy element nurlanishning shaxsiy o'ziga xos spektriga ega. Moddaning kimyoviy tarkibini aniqlashning bu usuli sifatli spektral tahlil deb ataladi.

Rentgen spektrini tahlil qilish

Kimyoviy moddalarni aniqlashda rentgen spektral analiz deb nomlangan yana bir usul mavjud. Rentgen-spektral analiz moddaning rentgen nurlari bilan nurlanishida faollashishiga asoslanadi, jarayon ikkilamchi yoki lyuminestsent deb ataladi. Va shuningdek, yuqori energiyali elektronlar bilan nurlanish paytida faollashish mumkin, bu holda jarayon to'g'ridan-to'g'ri qo'zg'alish deb ataladi. Chuqurroq ichki elektron qatlamlarida elektronlarning harakatlanishi natijasida rentgen chiziqlari paydo bo'ladi.

Vulf-Bragg formulasi ma'lum masofa d bo'lgan mashhur strukturaning kristalidan foydalanib, rentgen nurlari tarkibidagi to'lqin uzunliklarini o'rnatishga imkon beradi. Bu aniqlash usulining asosidir. O'rganilayotgan modda tezkor elektronlar bilan bombardimon qilinadi. U, masalan, yig'iladigan rentgen naychasining anodiga joylashtirilgan, shundan so'ng u ma'lum tuzilish kristaliga tushadigan xarakterli rentgen nurlarini chiqaradi. Olingan difraktsiya naqshini suratga olgandan so'ng, burchaklar o'lchanadi va mos keladigan to'lqin uzunliklari formuladan foydalanib hisoblanadi.

Qabullar

Hozirgi vaqtda kimyoviy tahlilning barcha usullari ikkita texnikaga asoslangan. Belgilangan konsentratsiyani fizik qabul qilish yoki kimyoviy qabul qilishda uning o'lchov birligi bilan taqqoslash:

Jismoniy

Fizik usul komponentning miqdoriy birligini standart bilan korrelyatsiya qilish usuliga asoslanadi, bu uning moddiy namunadagi tarkibiga bog'liq bo'lgan jismoniy xususiyatini o'lchaydi. "Xususiyatning to'yinganligi - namunadagi tarkibiy qismning tarkibi" funktsional bog'liqligi, o'rnatilayotgan komponentga muvofiq berilgan jismoniy xususiyatni o'lchash vositasini kalibrlash usuli bilan aniqlanadi. Kalibrlash grafigidan koordinatalarda qurilgan miqdoriy munosabatlar olinadi: "jismoniy xususiyatning to'yinganligi - o'rnatilgan komponentning kontsentratsiyasi".

Kimyoviy

Kimyoviy texnika komponent miqdori birligini standart bilan o'zaro bog'lash usulida qo'llaniladi. Bunda kimyoviy o'zaro ta'sirlarda komponent miqdori yoki massasining saqlanish qonunlaridan foydalaniladi. Kimyoviy o'zaro ta'sirlar kimyoviy birikmalarning kimyoviy xususiyatlariga asoslanadi. Moddaning namunasida kerakli komponentni aniqlash uchun belgilangan talablarga javob beradigan kimyoviy reaksiya amalga oshiriladi va ma'lum bir kimyoviy reaksiyada ishtirok etadigan tarkibiy qismlarning hajmi yoki massasi o'lchanadi. Miqdoriy nisbatlar olinadi, keyin ma'lum bir kimyoviy reaktsiya uchun komponentning ekvivalentlari soni yoki massaning saqlanish qonuni qayd etiladi.

Qurilmalar

Moddaning fizikaviy va kimyoviy tarkibini tahlil qilish uchun asboblar:

1. Gaz analizatorlari;
2. Bug'lar va gazlarning maksimal ruxsat etilgan va portlovchi kontsentratsiyasiga qadar signalizatsiya moslamalari;
3. Suyuq eritmalar uchun kontsentratsiya o'lchagichlari;
4. Zichlik o'lchagichlari;
5. Tuzli metr;
6. Namlik o'lchagichlari va maqsadga muvofiqligi va to'liqligi bilan o'xshash boshqa qurilmalar.

Vaqt o'tishi bilan tahlil qilinadigan ob'ektlar doirasi ko'paymoqda va tahlilning tezligi va aniqligi oshadi. Spektral tahlil moddaning atom kimyoviy tarkibini aniqlashning eng muhim vositalaridan biriga aylanmoqda.

Miqdoriy spektral tahlil uchun har yili qurilmalarning tobora ko'proq komplekslari paydo bo'ladi. Ular, shuningdek, eng zamonaviy uskunalar turlari va spektrlarni ro'yxatdan o'tkazish usullarini ishlab chiqaradilar. Spektral laboratoriyalar dastlab mashinasozlik, metallurgiya, so'ngra sanoatning boshqa sohalarida tashkil etilgan. Tahlilning tezligi va sodiqligi vaqt o'tishi bilan o'sib boradi. Bundan tashqari, tahlil qilinadigan ob'ektlarning ko'lami kengaymoqda. Spektral tahlil moddaning atom kimyoviy tarkibini aniqlashning asosiy vositalaridan biriga aylanmoqda.

Ishlaydi Nashr 09.03.2004

"ASBOB-USKUNALAR, AVTOMATIK VAZITALAR VA KOMPYUTER ASBOB-USKUNALARI. ASBOB-USKUNALARNI O'RNATISH UCHUN DAVLAT ELEMENTAL BAHMAT SIFATLARI. TO'PLAM N 11. GESNM-2001-11) (Rossiya Federatsiyasi Davlat qurilish qo'mitasining 05.28.2001 y. 53.2004-sonli qarori bilan tasdiqlangan).

Bo'lim 2. Moddaning fizik-kimyoviy tarkibini tahlil qilish uchun moslamalar va maxsus moslamalar

Kirish ko'rsatmalari

1. Ushbu bo'limda moddaning fizikaviy va kimyoviy tarkibini tahlil qilish uchun asboblarga gaz analizatorlari, bug 'va gazlarning ruxsat etilgan maksimal kontsentratsiyali signalizatsiya moslamalari, suyuq eritmalar uchun konsentratsiya o'lchagichlari, densitometrlar, salinometrlar, namlik o'lchagichlari va maqsadlari va to'liqligi bilan o'xshash qurilmalar kiradi.

2. Bir-biridan alohida buyurtma qilingan va ta'minlangan PH-o'lchagichlarning suvosti datchiklari va transduserlari uchun ushbu kitobning 2-bo'limining normalari qo'llanilishi kerak.

3. Stavkalarda asboblarning to'liq to'plamini (datchiklar, o'lchash birliklari, ikkilamchi asboblar, displey birliklari, yordamchi qurilmalar) o'rnatish xarajatlari hisobga olinadi.

4. Standartlarni qo'llashda to'plamlarning murakkablik toifasining quyidagi xususiyatlarini hisobga olish kerak:

I toifa - bitta transduserdan (qabul qilgich, o'lchov birligi) va ko'rsatkich birligidan (ikkilamchi qurilma, signalizatsiya moslamasi) iborat to'plam. To'plamga bitta yoki ikkita eng oddiy yordamchi qurilmalar (quvvat yoki oqim stabilizatori, filtr va boshqalar) kirishi mumkin;

II toifa - ikkita transduser blokidan (qabul qiluvchi va boshqarish bloki, birlamchi va normalizatsiya qiluvchi transduserlar va boshqalar) yoki bitta transduserdan va yordamchi qurilmalar to'plamidan iborat to'plam (masalan, sovutgich, oqim stimulyatori, filtr tarkibidagi namunalarni tayyorlash moslamalari to'plami) va boshqalar), shuningdek ko'rsatkichlar birligi;

5. Narxlar o'rnatish xarajatlarini o'z ichiga olmaydi:

gESNm N 8 "Elektr qurilmalari" to'plamiga va ushbu To'plamning 4 va 8 bo'limlari normalariga muvofiq belgilanadigan aloqa liniyalari va simlarni ulash;

oqim datchiklari, 11-02-012-jadvalga muvofiq belgilanadi.

Meter: o'rnatilgan

Analitik kimyo yo'nalishi sifatida fizik-kimyoviy tadqiqotlar inson hayotining har bir sohasida keng qo'llanilishini topdi. Ular namunadagi tarkibiy qismlarning miqdoriy qismini aniqlash orqali sizni qiziqtiradigan moddaning xususiyatlarini o'rganishga imkon beradi.

Moddalarni o'rganish

Ilmiy tadqiqot - bu tushunchalar va bilimlar tizimini olish uchun ob'ekt yoki hodisani bilish. Faoliyat printsipiga ko'ra ishlatiladigan usullar quyidagicha tasniflanadi:

• empirik;
• tashkiliy;
• izohlovchi;
• sifat va miqdoriy tahlil usullari.

Empirik tadqiqot usullari o'rganilayotgan ob'ektni tashqi ko'rinishlardan aks ettiradi va kuzatish, o'lchash, tajriba, taqqoslashni o'z ichiga oladi. Empirik tadqiqotlar ishonchli faktlarga asoslanadi va tahlil qilish uchun sun'iy vaziyatlar yaratishni o'z ichiga olmaydi.

Tashkiliy usullar - qiyosiy, bo'ylama, murakkab. Birinchisi, ob'ektning har xil vaqtda va har xil sharoitda olingan holatini taqqoslashni nazarda tutadi. Uzunlamasına - o'rganilayotgan ob'ektni uzoq vaqt davomida kuzatish. Kompleks - bu bo'ylama va qiyosiy usullarning kombinatsiyasi.

Interpretatsiya usullari - genetik va tarkibiy. Genetik variant ob'ekt paydo bo'lgan paytdan boshlab uning rivojlanishini o'rganishni o'z ichiga oladi. Strukturaviy usul ob'ektning tuzilishini tekshiradi va tavsiflaydi.

Analitik kimyo sifatli va miqdoriy tahlil usullari bilan shug'ullanadi. Kimyoviy tadqiqotlar tadqiqot ob'ekti tarkibini aniqlashga qaratilgan.

Miqdoriy tahlil usullari

Analitik kimyoda miqdoriy tahlil yordamida kimyoviy birikmalar tarkibi aniqlanadi. Amaldagi deyarli barcha usullar moddaning kimyoviy va fizik xususiyatlarining uning tarkibiga bog'liqligini o'rganishga asoslangan.

Miqdoriy tahlil umumiy, to'liq va qisman bo'lishi mumkin. Jami, o'rganilayotgan ob'ektdagi barcha ma'lum moddalarning miqdorini, ularning tarkibida bo'lishidan qat'i nazar, aniqlaydi. To'liq tahlil namunadagi moddalarning miqdoriy tarkibini topish bilan ajralib turadi. Qisman variant faqat ma'lum bir kimyoviy tadqiqotga qiziqadigan tarkibiy qismlarning tarkibini aniqlaydi.

Tahlil usuliga qarab uchta usul guruhi mavjud: kimyoviy, fizikaviy va fizik-kimyoviy. Ularning barchasi moddaning fizik yoki kimyoviy xususiyatlarining o'zgarishiga asoslangan.

Kimyoviy tadqiqotlar

Ushbu usul turli miqdordagi kimyoviy reaktsiyalarda moddalarni aniqlashga qaratilgan. Ikkinchisi tashqi ko'rinishga ega (rang o'zgarishi, gaz, issiqlik, cho'kindi). Ushbu usul zamonaviy jamiyat hayotining ko'plab sohalarida keng qo'llaniladi. Kimyoviy tadqiqot laboratoriyasi farmatsevtika, neft-kimyo, qurilish sanoatida va boshqa ko'plab sohalarda bo'lishi shart.

Kimyoviy tadqiqotlarning uch turi mavjud. Gravimetriya yoki vaznni tahlil qilish namunadagi tekshirilayotgan moddaning miqdoriy xususiyatlarining o'zgarishiga asoslanadi. Ushbu parametr sodda va aniq, ammo ko'p vaqt talab etadi. Ushbu turdagi kimyoviy tadqiqot usullari bilan kerakli moddalar cho'kma yoki gaz shaklida umumiy tarkibdan ajralib chiqadi. Keyin u qattiq erimaydigan fazaga keltiriladi, suziladi, yuviladi, quritiladi. Ushbu protseduralarni amalga oshirgandan so'ng, komponent o'lchanadi.

Titrimetriya - bu volumetrik tahlil. Kimyoviy moddalarni o'rganish o'rganilayotgan moddalar bilan reaksiyaga kirishadigan reaktiv hajmini o'lchash yo'li bilan amalga oshiriladi. Uning kontsentratsiyasi oldindan ma'lum. Reaktiv hajmi ekvivalentlik nuqtasiga yetganda o'lchanadi. Gaz tahlili chiqadigan yoki yutilgan gaz hajmini aniqlaydi.

Bundan tashqari, kimyoviy model tadqiqotlari ko'pincha qo'llaniladi. Ya'ni o'rganish uchun qulayroq bo'lgan o'rganilayotgan ob'ektning analogi yaratiladi.

Jismoniy tadqiqotlar

Tegishli reaktsiyalarni o'tkazishga asoslangan kimyoviy tadqiqotlardan farqli o'laroq, fizik tahlil usullari bir xil nomdagi moddalarning xususiyatlariga asoslangan. Ular uchun maxsus moslamalar kerak. Usulning mohiyati nurlanish ta'sirida vujudga keladigan xususiyatlarning o'zgarishini o'lchashdan iborat. Fizik tadqiqotlarni o'tkazishning asosiy usullari bu refraktometriya, polarimetriya, ftorimetriya.

Refraktometriya refraktometr yordamida amalga oshiriladi. Usulning mohiyati yorug'likning bir muhitdan boshqasiga o'tishini sinishini o'rganishdir. Burchakning o'zgarishi atrof-muhit tarkibiy qismlarining xususiyatlariga bog'liq. Shuning uchun muhit tarkibini va uning tuzilishini aniqlash mumkin bo'ladi.

Polarimetriya - bu ma'lum moddalarning chiziqli qutblangan nurning tebranish tekisligini aylantirish qobiliyatidan foydalanadi.

Fluorimetrda monoxromatik nurlanish hosil qiluvchi lazer va simob lampalar ishlatiladi. Ba'zi moddalar lyuminestsentatsiyaga qodir (so'rilgan nurlanishni yutadi va beradi). Floresan intensivligi asosida moddaning miqdoriy aniqlanishi to'g'risida xulosa qilinadi.

Fizikaviy va kimyoviy tadqiqotlar

Fizik-kimyoviy tadqiqotlar usullari turli xil kimyoviy reaktsiyalar ta'sirida moddaning fizik xususiyatlarining o'zgarishini qayd etadi. Ular o'rganilayotgan ob'ektning fizik xususiyatlarining kimyoviy tarkibiga bevosita bog'liqligiga asoslanadi. Ushbu usullar ba'zi o'lchov vositalaridan foydalanishni talab qiladi. Qoida tariqasida kuzatish issiqlik o'tkazuvchanligi, elektr o'tkazuvchanligi, yorug'likni yutish, qaynash va erish nuqtalari bo'yicha amalga oshiriladi.

Natija olishning yuqori aniqligi va tezligi tufayli moddani fizik-kimyoviy tadqiqotlar keng tarqalgan. Zamonaviy dunyoda, rivojlanish tufayli usullarni qo'llash qiyinlashdi. Fizik-kimyoviy usullar oziq-ovqat sanoati, qishloq xo'jaligi va sud ekspertizasida qo'llaniladi.

Fizik-kimyoviy usullarning kimyoviy usullardan asosiy farqlaridan biri shundaki, reaktsiyaning oxiri (ekvivalentlik nuqtasi) ingl.

Fizikaviy va kimyoviy tadqiqotlarning asosiy usullari spektral, elektrokimyoviy, termal va xromatografik usullar deb hisoblanadi.

Moddalarni tahlil qilishning spektral usullari

Spektral tahlil usullari ob'ektning elektromagnit nurlanish bilan o'zaro ta'siriga asoslangan. Ikkinchisining yutilishi, aks etishi, tarqalishi tekshiriladi. Usulning yana bir nomi optikdir. Bu sifatli va miqdoriy tadqiqotlar to'plamidir. Spektral tahlil moddaning kimyoviy tarkibini, tarkibiy qismlarining tuzilishini, magnit maydonini va boshqa xususiyatlarini baholashga imkon beradi.

Usulning mohiyati moddaning nurga ta'sir ko'rsatadigan rezonans chastotalarini aniqlashdan iborat. Ular har bir komponent uchun qat'iy individualdir. Spektroskop yordamida siz spektrdagi chiziqlarni ko'rishingiz va moddaning tarkibiy qismlarini aniqlashingiz mumkin. Spektral chiziqlarning intensivligi miqdoriy xarakteristikasi to'g'risida tasavvur beradi. Spektral usullarning tasnifi spektr turiga va o'rganish maqsadlariga asoslanadi.

Emissiya usuli emissiya spektrlarini o'rganishga imkon beradi va moddaning tarkibi to'g'risida ma'lumot beradi. Ma'lumotlarni olish uchun u elektr yoyli razryadga uchraydi. Ushbu usulning o'zgarishi olov fotometriyasidir. Absorbsiya spektrlari yutilish usuli bilan tekshiriladi. Yuqoridagi variantlar moddaning sifatli tahliliga ishora qiladi.

Miqdoriy spektral tahlil o'rganilayotgan ob'ekt va ma'lum konsentratsiyali moddaning spektral chizig'i intensivligini taqqoslaydi. Ushbu usullarga atom yutilish, atom lyuminestsentsiya va lyuminesans tahlillari, turbidimetriya, nefelometriya kiradi.

Moddalarni elektrokimyoviy tahlil qilish asoslari

Elektrokimyoviy analizda moddani tekshirish uchun elektroliz ishlatiladi. Reaksiyalar elektrodlarda suvli eritmada amalga oshiriladi. Mavjud xususiyatlardan biri o'lchovga bog'liq. Tadqiqot elektrokimyoviy hujayrada amalga oshiriladi. Bu elektrolitlar (ion o'tkazuvchanligi bo'lgan moddalar), elektrodlar (elektron o'tkazuvchanligi bo'lgan moddalar) joylashtirilgan idish. Elektrodlar va elektrolitlar o'zaro ta'sir o'tkazadilar. Bunday holda, oqim tashqi tomondan ta'minlanadi.

Elektrokimyoviy usullarning tasnifi

Elektrokimyoviy usullar fizik-kimyoviy tadqiqotlar asoslanadigan hodisalar asosida tasniflanadi. Bular begona potentsialni tatbiq etish usullari va ularsiz.

Konduktometriya - bu elektr o'tkazuvchanligini o'lchaydigan analitik usul G. Konduktometrik tahlil odatda o'zgaruvchan tokdan foydalanadi. Konduktometrik titrlash keng tarqalgan tadqiqot usuli hisoblanadi. Ushbu usul suvni kimyoviy o'rganish uchun ishlatiladigan ko'chma o'tkazgichlarni ishlab chiqarish uchun asosdir.

Potansiyometriyani o'tkazishda qaytariladigan galvanik elementning EMF o'lchanadi. Kulometriya usuli elektroliz paytida sarflangan elektr miqdorini o'lchaydi. Voltammetriya joriy qiymatning qo'yilgan potentsialga bog'liqligini tekshiradi.

Moddalarni tahlil qilishning termal usullari

Issiqlik tahlili moddaning harorat ta'sirida fizik xususiyatlarining o'zgarishini aniqlashga qaratilgan. Ushbu tadqiqot usullari qisqa vaqt ichida va o'rganilgan namunaning oz miqdori bilan amalga oshiriladi.

Termogravimetriya - bu issiqlik tahlilining usullaridan biri bo'lib, u harorat ta'sirida ob'ekt massasining o'zgarishini ro'yxatga oladi. Ushbu usul eng to'g'ri usullardan biri hisoblanadi.

Bundan tashqari, issiqlik tadqiqot usullari tarkibiga moddaning issiqlik sig‘imini aniqlaydigan kalorimetriya va issiqlik sig‘imini o‘rganishga asoslangan entalpimetriya kiradi. Ular shuningdek, harorat ta'sirida namuna hajmining o'zgarishini qayd etadigan dilatometriyani ham o'z ichiga oladi.

Moddalarni tahlil qilishning xromatografik usullari

Xromatografiya - bu moddalarni ajratish usuli. Ularning asosiylari ko'p: gaz, taqsimot, oksidlanish-qaytarilish, cho'kindi, ion almashinuvchi.

Sinov namunasidagi tarkibiy qismlar mobil va statsionar fazalar o'rtasida ajratilgan. Birinchi holda, biz suyuqlik yoki gazlar haqida gapiramiz. Statsionar faza sorbent - qattiq moddadir. Namunaviy komponentlar harakatsiz faza bo'ylab harakatsiz fazada harakatlanadi. Komponentlarning oxirgi fazadan o'tish tezligi va vaqtiga ko'ra ularning fizik xususiyatlari baholanadi.

Fizikaviy va kimyoviy tadqiqot usullarini qo'llash

Fizikaviy va kimyoviy usullarning eng muhim yo'nalishi sanitariya-kimyoviy va sud-kimyoviy tadqiqotlardir. Ularning ba'zi bir farqlari bor. Birinchi holda, o'tkazilgan tahlilni baholash uchun qabul qilingan gigiena standartlari qo'llaniladi. Ular vazirliklar tomonidan o'rnatiladi. Sanitariya-kimyoviy tadqiqotlar epidemiologiya xizmati tomonidan belgilangan tartibda amalga oshiriladi. Jarayonda oziq-ovqat xususiyatlarini taqlid qiluvchi media modellari qo'llaniladi. Ular shuningdek namunaning ishlash sharoitlarini ko'paytiradi.

Sud-kimyoviy tadqiqotlar inson tanasida, oziq-ovqat mahsulotlarida, dori-darmonlarda giyohvandlik, kuchli moddalar va zaharlarni miqdoriy aniqlashga qaratilgan. Ekspertiza sud qarori bilan amalga oshiriladi.