ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Краткие сведения о математической обработке экспериментальных данных, И. П. Калинкин из "Физико-химические методы анализа Издание 2" Овладение физико-химическими методами анализа невозможно без соответствующего лабораторного практикума. Такой практикум должен проводиться на современном уровне как в отношении инструментальной техники, так и в отношении выбора объектов и методов обработки экспериментальных данных. Между тем, пособий к такого рода практикуму до сих пор нет. Настоящее руководство, написанное авторским коллективом преподавателей кафедр аналитической химии Ленинградского технологического института имени Ленсовета и Ивановского химико-технического института, имеет целью в какой-то мере устранить этот пробел. [c.9] В руководстве также описаны лабораторные работы по различным видам хроматографии, соосаждению, сорбционным методам и цементации. Эти современные методы разделения и концентрирования веществ часто применяют при определениях малых концентраций. [c.10] Учитывая ограниченность литературы по теории физико-химических методов анализа, авторы руководства сочли необходимым предпослать каждой группе работ небольшое введение, в котором изложены основные теоретические положения, указаны границы применимости и возможности метода, расчетные формулы, особенности определения и т. д. [c.10] В книге имеется глава, в которой изложены общие принципы математической обработки экспериментальных данных. В конце соответствующих глав приведен список использованной литературы. Книга снабжена большим числом таблиц (характеристика чувствительности различных конкретных методов анализа, спектральные линии, некоторые физико-химические константы рассматриваемых в практикуме веществ и т. д.). [c.10] Описанные в руководстве работы проверены в студенческих практикумах наших институтов. [c.10] Авторы выражают глубокую благодарность всем сотрудникам кафедр аналитической химии Ленинградского технологического института имени Ленсовета и Ивановского химико-технологического института, принимавшим участие в постановке и проверке описанных работ в лабораториях и их критическом обсуждении. [c.10] Авторы благодарят также коллектив сотрудников кафедры аналитической химии Московского государственного университета, профессора Горьковского государственного университета И.М. Ко-ренмана за ряд ценаых указаний, сделанных при просмотре рукописи. [c.10] Существуют и другие методы анализа, напрнмер биологические. К последним можно отнести метод определения содержания сероводорода в воздухе по изменению интенсивности свечения некоторых бактерий, а также метод анализа некоторых веществ, основанный на наблюдении за движением мелких червей, гибнущих после добавления известной дозы этих веществ. Физико-химические и физические методы, главным образом в зарубежной литературе, называют инструментальными [4], так как они обычно требуют применения приборов, измерительных инструментов [5]. На первый взгляд, разные методы хи.мического анализа не имеют между собой ничего общего, настолько различны 1х приемы, аппаратура и применение. На самом же деле принцип определения химического состава любыми методами один и тот же состав веш ества определяется по его свойствам. Дело в том, что каждое вещество, отличающееся от других веществ своим составом и строением, обладает некоторыми индивидуальными, только ему одному присущими свойствами. Например, спектры испускания, поглощения и отражения веществом излучений имеют характерный для каждого вещества вид. По растворимости и форме кристаллов также можно узнать данное вещество. [c.11] Таким образом, мы всегда принимаем суммарный сигнал X[где X — значение сигнала анализируемого вещества Хф — значение общего сигнала всех сопутствующих и окружающих веществ, т. е. фон, создаваемый этими веществами для того сигнала (свойства), который мы измеряем]. [c.12] Когда количество определяемого вещества в анализируемом образце достаточно велико, все. другие вещества данной совокупности веществ мы считаем примесями. Если же оно мало, то само данное вещество рассматривается как иримесь, а при содержании его 10 %—как следы. [c.12] И в том, и в другом случае нас интересует концентрация анализируемого вещества, т. е. его содержание в единице объема исследуемого раствора, смеси газов и т. п. [c.12] Концентрацию веществ определяют, пользуясь тем, что между ней и величиной исходящих от вещества (или поглощаемых им) сигналов всегда существует зависимость. Зиая эту зависимость, можно находить концентрацию данного вещества по величине того или иного сигнала, указывающего на его присутствие. Например, по зависимости интенсивности излучения атомов щелочных, щелочноземельных и редкоземельных элементов в пламени газовой горелки от концентрации их в растворе, распыляемом в этом пламени, определяют содержание данных элементов в растворе. [c.12] Главными критериями для оценки методов анализа служат чувствительность и точность определений. При выборе метода анализа принимают в расчет также производительность, простоту выполнения определений, стоимость оборудования и т. п. [c.12] Значение Хф складывается из сигналов сопутствующих и окружающих веществ. [c.13] При использовании измерительных приборов, усилителей и другой аппаратуры в них возникают так называемые шумы — сигналы, не имеющие отношения к изучаемому веществу, но накладывающиеся на его собственные сигналы. Эти шумы увеличивают значение Хф, т. е. величину фона, на котором производится измерение сигнала X. [c.13] Чтобы определить значение А ф, измеряют сигнал в холостом опыте, который проводят точно так же, как определение концентрации вещества принятым методом, но без этого вещества. В методах, основанных на измерении уменьшения сигнала (например, при поглощении веществом излучения, посылаемого от какого-нибудь источника), холостой опыт служит для измерения в нем уменьшения сигнала, не зависящего от анализируемого вещества. Это необходимо для определения величины X. [c.13] Полезный сигнал можно измерить обычными методами, например визуально, если он по крайней мере на 2% интенсивнее фона. Так, окрашенное пятно на бумаге различимо на глаз только тогда, когда оно поглощает на 2% больше света, чем сама бумага. Заметим, что пока глаз чувствительнее многих приборов. [c.13] Но можно надеяться, что чувствительность аналитических определений в ближайшее время резко возрастет. На это указывает развитие квантовой электроники. Открывается перспектива применения квантовых усилителей, отличающихся низким уровнем шумов. Вообще, ослабление фона и, в особенности, уменьшение колебаний интенсивности фона во время измерений — один из продуктивных путей увеличения чувствительности аналитических ле-тодов. Использование квантовых генераторов существенно расширяет возможности спектральных методов анализа. [c.13] Освоение эффекта Мёссбауэра позволило проводить измерения Б пределах 15-го знака. Метод основан на взаимодействии в определенных условиях гамма-квантов с атомными ядрами. Возможность использования этого достижения в химическом анализе уже показана на примере определения олова. Теоретически оправдано применение данного метода для аналитического определения следующих элементов железа, никеля, цинка, германия, мышьяка,, рутения, сурьмы, теллура, иода, ксенона, цезия, гафния, тантала, вольфрама, рения, осмия, иридия, платины, золота, таллия, многих лантанидов и актинидов. [c.13] Отдельные современные методы достигли чувствительности 10 %, например некоторые хроматографические методы. [c.14] Вернуться к основной статье