ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ Точность анализа из "Практическое руководство по неорганическому анализу" За последние пятьдесят лет в области развития методов определения элементов и выяснения теоретических основ аналитических методов достигнуты крупные успехи. Многие элементы как сами по себе, так п в простейших соединениях могут быть определены с большоГ) точностью. Однако приходится сознаться, что для анализа более или менее сложных смесей, в которых обычно встречаются элементы, до сих пор еще не выработано методов, на точность и правильность которых можно было бы вполне положиться, т. е., иными словами, методы разделения элементов в основном остаются до сих пор неизменными, а новейшие методы их определения в отношении селективных возможностей мало чем отличаются от старых. Так, 1гапример, известны точные условия для определения алюминия путем осаждения его аммиаком, но перед аналитиком все же стоит задача отделить сначала алюминий от тех разнообразных элементов, в смеси с которыми он обычно встречается и которые также осаждаются аммиаком. [c.19] При беспристрастном разборе большинства имеющихся в печати трудов, посвященных методам определения элементов, видно, что большая часть этих методов разработана на основании опытов, проведенных с чистыми растворами, и очень мало или совсем не говорится о том, каким образом можно применять эти методы и какие результаты получаются при анализе более или менее сложных продуктов, в состав которых эти элементы обычно входят. Вообще, как правило, не имеется недостатка в удовлетворительных методах для анализа чистых соединений, но, с другой стороны, чувствуется большая потребность в развитии количественных способов разделения и определения соединений, входящих в состав сложных смесей. Так, например, точное определение ниобия, которое не представляет трудности в случае его чистых соединений, делается совершенно невозможным, когда этот элемент встречается вместе с танталом. Поэтому в настоящей книге основное внимание уделяется не описанию способов, которые с уверенностью могут быть применены только в специальных случаях, а приготовлению растворов, в которых потом будет произведено то или иное определение. Вполне очевидно, что если бы было возможно разработать метод анализа, пригодный для любых случаев, то он был бы слишком громоздким. [c.20] Применяемый в книге в параграфах под заголовком Общие замечания термин обычный метод анализа относится к общему способу проведения анализа, при котором пробу разлагают, упаривают полученный раствор с соляной кислотой для выделения кремнекислоты и последовательно осаждают затем аммиаком, оксалатом аммония и двузамещенным фосфатом аммония—для выделения группы НзОд, окиси кальция и окиси магния. [c.20] Аналитическая химия подразделяется на два больших раздела—качественный и количественный анализы. Как показывают названия, задачей первого является установление качественного состава вещества, задачей второго—определение относительного количественного содержания в нем каждой составной части. Иногда количественный анализ определяют, как приложение качественного анализа на практике. Это можно признать справедливым только условно, так как цели качественного и количественного анализа совершенно различны. В одном случае целью аналитика является выделение той или иной составной части в количестве, достаточном для ее идентификации, тогда как в другом случае он должен полностью отделить всю эту составную часть от сопровождающих ее веществ. Кроме того, в качественном анализе не имеет значения, вступают ли вещества в реакцию в стехиометрических отношениях или нет и имеет ли конечный продукт реакции определенный состав. По этой причине многие реакции, применяющиеся в качественном анализе, совершенно непригодны для целей количественного анализа или требуют значительного уточнения условий их проведения. [c.23] Если какую-нибудь составную часть надо определить в веществе, состав которого неизвестен, то в соответствующих местах хода анализа надо путем качественных испытаний установить, не присутствуют ли элементы, которые могут помешать определению. Эти качественные испытания в одних случаях должны предшествовать определению (например, перед определением марганца висмутатным методом надо проверить, нет ли в растворе кобальта), в других—они следуют за определением (например, после прокаливания и взвешивания осадка, полученного добавлением аммиака, исследуют, нет ли в этом прокаленном осадке иных веществ, помимо предполагавшихся). Производить полный качественный анализ перед выполнением полного количественного анализа редко имеет смысл. Обычно выбирают метод анализа, который дает возможность выделить естественные группы элементов, а затем или производят дальнейшие разделения и определения внутри каждой группы (так поступают, например, с группой элементов, выделенных сероводородом из кислого раствора), или лее всю выделенную группу взвешивают и уже после этого определяют ее составные части, как, например, при выделении щелочных металлов методом Смита. [c.23] Иногда условия таковы, что весь анализ можно сделать по стандартной методике. В этом случае выполнение анализа становится механическим и он может быть сделан лицом, не имеющим специальной химической подготовки. Нет ничего особенно трудного или непонятного в таких операциях, как взвешивание, измерение, титрование, осаждение, фильтрование или промывание и прокаливание осадков. Несомненно, что в такой работе высокая точность достигается большой практической сноровкой, а последняя не требует специального химического образования, нужны лишь способности и навык. [c.24] Механические детали количественного анализа разработаны вполне удовлетворительно, чего нельзя сказать о химической стороне дела. Другими словами, весы, разновесы, объемно-аналитические приборы, реактивы, стеклянные, фарфоровые и платиновые изделия, приборы для фильтрования, горелки, сушильные шкафы, печи и даже методы определения отдельных элементов—все это для обычных целей мало нуждается в улучшении. Но методы количественного разделения элементов далеки от совершенства. Большая часть плохих определений получается из-за применения неверных или неточных методов анализа, а не из-за ошибок, допущенных при взвешивании, отмеривании и тому подобных операциях. Мы не хотим умалить значения тщательности в выполнении анализа, но следует более обращать внимание на то, что взвешивают, чем на то, как проводится взвешивание . [c.24] При обсуждении результатов химического анализа пользуются терминами точность и воспроизводимость , часто заменяя одно слово другим, что недопустимо, так как воспроизводимость является мерой того, как повторяются результаты при многократном проведении определения одним способом, а точность говорит о правильности полученных результатов, т. е. об их соответствии действительному содержанию. Аналитик заинтересован и в том, ив другом, ибо его результаты должны быть достаточно точными для той цели, для какой анализ проводится, и он не может достигнуть этой точности, если нет воспроизводимости, тем более, что ему часто приходится давать результат на основании лишь одного определения и редко на основании более чем трех параллельных определений. Работник, получающий результаты анализа, заинтересован только в их точности и только в той точности, которая достаточна для его целей. Точность может быть равна лишь 10% относительным при определении фосфора или серы в некоторых сталях или доходить до 0,01 % относительного при определении основного металла в чистых металлах или при определении атомных весов. Если достаточна малая точность, принимать особые меры для достижения высокой точности—пустая трата времени. [c.25] Найти воспроизводимость того или иного метода легко, независимо от того, применяется ли он для анализа данного вещества одним аналитиком или группой квалифицированных аналитиков надо только собрать результаты и обработать их подходящими статистическими методами . Если речь идет об оценке этих результатов, то величина воспроизводимости лишь указывает, чего можно ожидать при применении данного метода к данному материалу. Если этот метод подходит для анализа данного материала, то полученная средняя цифра будет близка к истинному значению, и найденную воспроизводимость метода можно принять за точность его. Но в том случае, когда метод не подходит для анализа данного материала, получение идентичных или близких результатов указывает лишь на высокую воспроизводимость метода, зря потраченные усилия и неверную информацию того лица, для которого этот анализ производился (если только аналитик не имеет возможности найти поправку, на которую надо помножить полученные результаты, чтобы увеличить их точность). Другими словами, если мы переходим от воспроизводимости к точности, то должны иметь в виду не только полученные результаты, но и то, какой материал анализировался и какой применялся метод анализа. [c.25] То же можно сказать и в отношении объемных определений. Если объемное определение молибдена основано на восстановлении его цинком и титровании стандартным раствором перманганата, то такие вещества, как нитраты, мышьяк, вольфрам, ниобий, которые не восстанавливаются доопределенной степени окисления,должны быть предварительно удалены. Такие элементы, как железо, хром, титан, ванадий, надо или удалить или точно определить, чтобы можно было внести на их присутствие соответствующую поправку. [c.26] В большинстве анализов само определение элемента является конечной ступенью после ряда проведенных операций. К ошибке определения прибавляются поэтому все ошибки, накопленные с начала анализа. Кроме того, имеются еще ошибки от недостаточно полного удаления веществ, мешающих конечному определению. Накопляющиеся с начала анализа шибки могут быть случайными ошибками из-за плохо выполненных отдельных операций или же ошибками, свойственными процессам, применявшимся при предварительной обработке. Первых ошибок можно избежать, вторых—нельзя. Понятно, что ошибка в конечном результате анализа зависит также и от состава исследуемого материала. Фосфор в ферровольфраме нельзя определить с такой же точностью, как в ферросилиции. [c.26] Следует помнить, что литературные данные о точности аналитических методов часто показывают только, чего можно ожидать при применении этих методов для анализа чистых солей. Но определить тот или иной компонент в смесях, в каких он обычно встречается, так же точно, как его определяют в чистых солях, в большинстве случаев невозможно. При анализе чистых солей аналитик имеет дело с реакциями одного вещества, при анализе смесей—он сталкивается с реакциями ряда веществ. Приближение к предельной точности, которое может быть достигнуто опытным аналитиком, в значительной мере зависит от того, сколько времени последний может уделить анализу и насколько полно может быть отделена определяемая составная часть от веществ, мешающих ее определению данным методом, или от того, насколько точно может быть учтено влияние на результат анализа тех элементов, которые не были или не могут быть отделены. Дополнительная работа, которую приходится выполнять при проведении таких анализов, в действительности представляет собой отчасти работу по приготовлению чистой соли, по которой устанавливалась вероятная точность метода. Но в этом отношении следует помнить, что производство чистых солей, при котором не имеет значения потеря небольшого количества вещества, значительно быстрее и проще, чем превращение всего определяемого компонента в чистую соль, как это необходимо в количественном анализе. [c.26] В общем можно сказать, что наиболее вероятное значение содержания какого-нибудь компонента можно установить только после очень тщательного его определения методами, возможно более отличающимися один от другого . [c.27] При оценке результатов следует учитывать не только полученные цифры, но и то, какими методами эти цифры получены, какие другие ком- юненты входили в состав анализированного вещества и какова сумма результатов определения всех компонентов, если был выполнен полный анализ. Если анализ проводился двумя или несколькими аналитиками, надо учитывать и личные их способности, если они известны. Здесь снова встречаются затруднения, ибо ни в коей мере нельзя быть уверенным, что аналитик, имеющий большой опыт в одном типе анализа, окажется так же искусен, впервые выполняя совершенно новый для него вид определения или исследуя новый, незнакомый ему материал В этом заключается слабая сторона многих так называемых арбитражных анализов. Такой анализ будет хорош только в том случае, если арбитр так же хорошо знаком с методом анализа и так же опытен в применении его именно к данному объекту анализа, как и тот аналитик, который дал вначале более правильный результат. Арбитр должен быть также очень осторожным и вдумчивым, потому что часто необходимость в арбитражном анализе возникает вследствие необычных условий, которые были обнаружены одним из аналитиков, по остались незамеченными другими. [c.27] Вернуться к основной статье