Инструментальные методы анализа 1 Классификация методов 2 Аналитический

Инструментальные методы анализа 1. Классификация методов. 2. Аналитический сигнал. 3. Чувствительность методов. 4. Фон и способы его снижения. 5. Предел обнаружения.

Классификация инструментальных методов анализа Электрохимические -потенциометрия -вольтамперометрия Спектроскопические -атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС) -атомно-эмиссионная спектроскопия (АЭС) -молекулярно-абсорбционная спектроскопия ( спектрофотометрия) -молекулярно-эмиссионная спектроскопия (люминесценция )

Хроматографические Газо-жидкостная Жидкостно-жидкостная Газо-твердофазная (газо-адсорбционная) Жидкостно-твердофазная (жидкостно-адсорбционная) ГЖХ ЖЖХ (ВЭЖХ) ГАХ ЖАХ

Современные аналитические приборы Иономеры

Приборы для вольтамперометрического анализа Инверсионная вольтамперометрия

Оптические приборы ИК-спектрометр

ААС СФ-2000 Спектры чистого компонента и пробы

Спектр пробы АЭС

Хроматографы Газовый хроматограф Жидкостной хроматограф

Идентификация веществ в инструментальных метода Не все инструментальные методы могут быть использованы для идентификации веществ Годятся: Вольтамперометрия АЭС Спектроскопия в ИК-области Низкотемпературная люминесценция Хроматография Это связано с селективностью формируемого аналитического сигнала.

Вольтамперометрия Качественная характеристика – потенциал полуволны, Е 1/2 М 1 I М 2 М 3 I Е 1/2 Е Е 1/2 Идентификация ионов металлов возможна, если ΔЕ 1/2 > 0, 2 в Е 1/2 Е

Атомно-эмиссионная спектроскопия Спектр каждого атома индивидуален, поэтому по спектрам испускания проводят качественный элементный анализ. Идентификация элементов в донных отложениях Методом АЭС можно идентифицировать в пробе более 10 элементов Проблема – наложения линий разных элементов

Спектроскопия в ИК-области Качественный анализ – устанавливают наличие в в молекуле анализируемого вещества определенных функциональных группструктурно-групповой (функциональный) анализ. ИК-спектр фенола

Хроматография Качественная характеристика – время удерживания, t. R -время от начала ввода пробы до выхода максимума хроматографического пика I t. R (2) t, мин t. R (3) Проблема – наложения хроматографических пиков разных компонентов за счет близости времен удерживания

Количественный анализ в инструментальных методах I t, мин I I Е λ

Аналитический сигнал - некоторое измеряемое свойство системы, функционально связанное с концентрацией только определяемого компонента (аналита) I = f (CX) Первичный Вторичный ∆Е= f (p. C) Е = E 0 +0, 059/n lg C потенциометрия I=f (C) вольтамперометрия АЭС I = a. Cb спектрофотометрия I = I 0 k. C Id = k. C lg I = lg a + b lg C A = lg(I 0/I) = k. C

Зависимость аналитического сигнала от содержания Х называют градуировочной функцией. спектрофотометрия I I Первичныйсветопропускание Вторичный – оптическая плотность С С lg I I I p. C потенциометрия АЭС lg C С люминесценция

Чувствительность методик Первая производная градуировочной функции Чувствительность К = d. I/d. C = ∆I /∆C C 3 I C 2 I C 1 I λ 2 ∆I λ 1 Λ, нм λ 1 ∆I λ 2 Cmin 1 Cmin 2 ∆C 1 C ∆C 2 C

Cелективность I I Х У λ 2 λ 1 C X λ 1 KX I (λ 1) = k. CX + k. CY λ 3 Λ, нм CY λ 1 KY C Коэффициент селективности КS KS = KX / KY

Фон. Источники фона Фон – аналитический сигнал в отсутствие аналита Х Фоновый сигнал – I 0 Измеряемый сигнал I = IX+I 0 Источники фона 1. Примеси, дающие в тех же условиях свой аналитический сигнал 2. Примеси аналита, попавшие в пробу в ходе пробоподготовки 3. Сам процесс измерения сигнала

Способы снижения фона. 1. Маскирование мешающих примесей, переход к другим условиям измерения аналитического сигала (смена р. Н, длины волны, потенциала и пр. ) 2. Проведение «холостого» опыта с последующим вычитанием IХОЛ из аналитического сигнала пробы 3. Стабилизация работы прибора

Предел обнаружения - Сmin -Минимальное содержание компонента в пробе, которое достоверно можно определить по данной методике. В инструментальных методах Сmin зависит от уровня фона. Сmin – такое содержание Х, при котором аналитический сигнал достоверно (P= 0, 95) превышает уровень фона. Критерий Кайзера: Imin = I 0 + 3 S где S – стандартное отклонение фона

Достоверный сигнал Недостоверный сигнал 3 S <3 S I Сmin = (Imin – I 0)/K = 3 S/ K Imin 3 S Io С min С

Пределы обнаружения, характерные для некоторых аналитических методов метод Титриметрия Потенциометрия Предел обнаружения, СМ 10 -2 - 10 -3 10 -5 – 10 -7 Вольтамперометрия 10 -6 – 10 -10 Атомно-эмиссионный 10 -3 – 10 -5 Атомно-абсорбционый Спектрофотометрия Люминесценция 10 -5 – 10 -7 10 -6 – 10 -10