Физико-химические принципы основных методов анализа

Гравиметрия (весовой анализ) - основывается на выделении и взвешивании труднорастворимого соединения определяемого элемента. Например, железо (III) осаждают из раствора аммиаком в виде гидроксида, последний отфильтровывают на беззольном фильтре, прокаливают в муфельной печи до оксида железа (III), который и взвешивают:

Fe+3 + Na(OH) = Fe(OH)3 miQ Fe203.

Осаждение должно проводиться так, чтобы другие элементы полностью оставались в растворе, что достигается подбором селективного осадителя или «маскировкой» примесей (переводом их в неосаждаемые формы).

Титрование (титриметрический анализ) основывается на постепенном добавлении к исследуемому раствору некоторого реагента до достижения эквивалентности, которая определяется с помощью индикаторов или приборов.

Например, для определения концентрации кислоты к ее раствору добавляют раствор щелочи до pH = 7, что фиксируется с помощью индикатора, который изменяет свою окраску при pH, близком к 7, или рН-метра.

По тому же принципу определяют концентрации окислителя (его титруют восстановителем), ионов тяжелых металлов (их титруют комплексообразователями) и т. п. Во всех случаях существуют подходящие индикаторы или приборы, позволяющие определять точку эквивалентности.

Расчет концентрации в любом варианте ведется на основе уравнения

C,F, = C2F2,

где С] и С2 - концентрации первого и второго растворов (одна из них известна); V\ и F2 - их объемы.

Спектрофотометрия основывается на измерении интенсивности поглощения или испускания излучения в той или иной части спектра (видимой, УФ, ИК и т. д.), которое обусловлено переходом атома, иона или молекулы в возбужденное состояние или из такового в нормальное. Для этого используются спектрофотометры различных конструкций.

Перед определением концентрации спектрофотометр калибруется, т. е. определяются его показания при использовании растворов с точно известными концентрациями, на основании чего строится калибровочный график - зависимость показания прибора от концентрации, по которому и находят концентрацию исследуемого раствора.

Нейтронно-активационный анализ основывается на измерении радиоактивности изучаемой пробы после ее облучения потоком нейтронов. Количество определяемого элемента находят путем сравнения радиоактивности изучаемой пробы с радиоактивностью эталона, облученного в тех же условиях.