Физико-химические методы анализа в экологии. (Лекция 1)

1.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
АНАЛИЗА В ЭКОЛОГИИ
(Лекция 1)
1

2.

Аналитическая химия - это наука о методах
определения химического состава веществ.
Интенсивные свойства не зависят от количества вещества и не
обладают свойством аддитивности (способностью суммироваться).
Экстенсивные свойства зависят от количества вещества и обладают
свойством аддитивности.
2

3.

Аналитический сигнал – это любое свойство вещества,
которое можно использовать для установления
качественного или количественного состава объекта.
Химические реакции различных типов (кислотно-основные, окислительновосстановительные, комплексообразования)
Различные процессы (осаждение, растворение, экстракция)
Различные свойства анализируемых веществ или продуктов реакции
(химические, физические, биологические)
3

4.

4

5.

5

6.

Классификация методов аналитической химии по принципу
получения аналитического сигнала
Химические
методы анализа
Физические
методы анализа
Биологические
методы анализа
Комбинированных
(переходных) методов
анализа
6

7.

Классификация комбинированных (переходных) методов
анализа
Физико-химические
методы анализа
Биофизические
методы анализа
Биохимические
методы анализа
7

8.

Классификация инструментальных методов анализа
Спектральные и другие
оптические методы
анализа
Электрохимические
методы анализа
Хроматографические
методы анализа
8

9.

Спектральные и другие оптические методы анализа
Оптические
методы
Спектрофотометрия
Фотометрический
метод
Спектроскопия
9

10.

Электрохимические методы анализа
Потенциометрический
анализ
Полярографический анализ
Кондуктометрический анализ
Электрогравиметрический
анализ
Кулонометрический анализ
10

11.

Хроматографические методы анализа
Ионообменная
хроматография
Газожидкостная
хроматография
Газоадсорбционная
хроматография
Распределительная
хроматография
11

12.

12

13.

Метод градуировочного графика
Метод градуировочного графика – это графический приём нахождения неизвестной
концентрации (Сх) по величине аналитического сигнала пробы (Iх).
13

14.

Метод стандартов (метод молярного свойства)
Метод стандартов – это расчётный приём нахождения неизвестной концентрации.
14

15.

Метод добавок
Сущность метода добавок заключается в том, что сначала измеряют АС пробы (Iх), а
затем – АС той же пробы с добавкой стандартного раствора определяемого вещества
(Iх+ст).
15

16.

Критерии выбора метода анализа
Способность
метода
обеспечивать
непосредственное
и специфичное
измерение
аналитического
сигнала
определяемого
вещества
Чувствительность
методики
определения и
прибора,
оптимальность
диапазона рабочих
концентраций,
истинность предела
обнаружения
аналита в пробе,
информативность
методики
определения
Влияние
мешающих
компонентов в
пробе и факторов
окружающей
среды
Возможность
автоматизации и
определения
контроля
качества
измерений
16

17.

Характеристика основных лабораторно-инструментальных
методов, применяемых в экологическом анализе
№
Аналитический метод
Метрологические качества
Предел
обнаружения, %
Точность,%
Основные определяемые
компоненты
Достоинства и
недостатки
Точны и надежны, но
длительны и
низкочувствительны
1. Химические методы
1.1
Гравиметрия
1 – 10 мкг
0,1
Макрокомпоненты
1.2
Титриметрия
10-6 моль/л
1,0
Макро- и мезокомпоненты
2. Физико-химические методы
2.1
Полярография (вольтамперометрия)
10-5 – 10-3
3,0
Металлы (до следовых
количеств)
Специфичны, но
среднечувствительны
2.2
Физико-химическая титриметрия
(электро-, редокс-. рН-, радио-,
оптико- и т.д.)
10-6 – 10-4
0,3 – 1,0
Широкий круг элементов и
соединений
Традиционно широкая
распространенность
2.3
Молекулярная спектроскопия
(фотоколориметрия,
спектрофотометрия в видимой и
УФ областях), хемилюминометрия
10-7 – 10-5
5 - 10
Микрокомпоненты (в т.ч.
следы металлов),
органические соединения
Просты и традиционно
широко применяемы
17

18.

Стадии аналитического процесса
Отбор пробы (пробоотбор)
Подготовка пробы (пробоподготовка)
Измерение (определение)
Обработка и оценка результатов измерений
Схематическое изображение аналитического процесса
Объект
исследования
Отбор пробы
Подготовка
пробы
Измерение
Обработка
Информация
Метод анализа
Методика анализа
18

19.

19

20.

20

21.

21