Количественный анализ его методы их описание. Современные инструментальные методы анализа

Глава I. Количественный анализ

1.1. Количественный анализ — классические методы
Количественный анализ — это область аналитической химии, занимающаяся определением содержания составляющих исследуемого соединения или смеси. Методы, применяемые в этом типе анализа, можно разделить на две основные группы: классические и инструментальные. В случае классических методов, также известных как химические, требуются различные реакции, и определение выполняют с помощью масс или объемов. А инструментальные методы позволяют применять измерительные приборы, использующие зависимость различных физико-химических величин от концентрации анализируемого вещества.
Количественный анализ — классические методы
Обычно используемые классические анализы — это массовые и объемные методы. Первый заключается в определении массы представляющей интерес составляющей. А второй метод позволяет определять состав на основании измерения объема растворов вступающих в реакцию веществ известной и неизвестной концентрации.
Взвешенная составляющая может быть получена из смеси двумя способами — химическим путем посредством осаждения или разделения с выделением летучих веществ либо физическим путем посредством центрифугирования или же сушки. Массу испытываемого вещества можно получить непосредственно или косвенно. Если получить не представляющее интерес с физической точки зрения соединение, а лишь составляющую, высвобождающуюся в стехиометрическом соотношении с исследуемым соединением, то также можно рассчитать его массу. На практике чаще всего применяют методы осаждения, которые позволяют выполнять непосредственное взвешивание высушенного осадка исследуемого соединения. Тем не менее, для применения этого метода необходимо выполнить несколько требований. Используемый осадок должен иметь низкую растворимость, строго определенный химический состав и соответствующую структуру. В случае загрязненных осадков их необходимо очистить, что в свою очередь легче сделать в случае крупных кристаллов. Примеры показаний массы:

1. 
   Определение процентного содержания сухой массы, применяемой при анализе веществ растительного и животного происхождения, пищевых продуктов и лекарственных средств.
   
2. 
   Определение влажности почвы.
   
3. 
   Определение содержания кристаллической воды и определение совокупной формулы гидратной соли, например, для FeSO₄7H₂O.
   
4. 
   Определение железа в виде осадка Fe₂O₃.
   
5. 
   Определение потери массы после сушки пищевых добавок.
   

Методы этого типа основаны на зависимости объемов участвующих в реакции веществ, одна концентрация которых нам известна. Благодаря этому можно легко рассчитать массу или концентрацию определяемого вещества. Важно, чтобы химические реакции, которые мы используем, были быстрыми и количественными. Это означает, что не должно быть побочных реакций. Объемные анализы на практике сводятся к титрованию, и схема обычно очень похожа. Точно отмеренное количество исследуемого вещества переносят в коническую колбу, а затем из бюретки постепенно вводят титрант, т. е. раствор для титрования известной концентрации. Другое обозначение титранта — стандартный раствор, поскольку известен его точный титр (концентрация). Наиболее важным моментом любого титрования является получение PK, являющейся конечной точкой титрования. Обычно это возможно благодаря добавлению соответствующего индикатора, который меняет цвет в момент завершения реакции. Однако в случае потенциометрического титрования наблюдается явный скачок потенциала. Исходя из типа реакции, протекающей при анализе, объемное определение можно разделить на следующие четыре типа.

1.