Fisies-chemiese navorsing as 'n tak van analitiese chemie word wyd gebruik in elke sfeer van die menslike lewe. Hulle laat jou toe om die eienskappe van 'n stof van belang te bestudeer deur die kwantitatiewe komponent van die komponente in die samestelling van die monster te bepaal.
Stofnavorsing
Wetenskaplike navorsing is die kennis van 'n objek of verskynsel om 'n sisteem van konsepte en kennis te verkry. Volgens die beginsel van aksie word die metodes wat gebruik word geklassifiseer in:
- empiries;
- organisatoriese;
- interpretative;
- metodes van kwalitatiewe en kwantitatiewe analise.
Empiriese navorsingsmetodes weerspieël die voorwerp wat bestudeer word vanaf die kant van eksterne manifestasies en sluit waarneming, meting, eksperiment, vergelyking in. Empiriese studie is gebaseer op betroubare feite en behels nie die skep van kunsmatige situasies vir ontleding nie.
Organisatoriese metodes - vergelykend, longitudinaal, kompleks. Die eerste impliseer 'n vergelyking van die toestande van 'n voorwerp wat op verskillende tye en onder verskillende toestande verkry is. Longitudinaal - waarneming van die voorwerpnavorsing oor 'n lang tydperk. Kompleks is 'n kombinasie van longitudinale en vergelykende metodes.
Interpretasiemetodes - geneties en struktureel. Die genetiese variant behels die studie van die ontwikkeling van 'n voorwerp vanaf die oomblik van sy voorkoms. Die strukturele metode bestudeer en beskryf die struktuur van 'n voorwerp.
Analitiese chemie handel oor metodes van kwalitatiewe en kwantitatiewe analise. Chemiese studies is daarop gemik om die samestelling van die voorwerp van studie te bepaal.
Kwantitatiewe ontledingsmetodes
Met behulp van kwantitatiewe analise in analitiese chemie word die samestelling van chemiese verbindings bepaal. Byna al die metodes wat gebruik word, is gebaseer op die studie van die afhanklikheid van die chemiese en fisiese eienskappe van 'n stof op die samestelling daarvan.
Kwantitatiewe ontleding is algemeen, volledig en gedeeltelik. Algemeen bepaal die hoeveelheid van alle bekende stowwe in die voorwerp wat bestudeer word, ongeag of hulle in die samestelling teenwoordig is of nie. 'n Volledige ontleding word onderskei deur die kwantitatiewe samestelling van die stowwe in die monster te vind. Die gedeeltelike opsie definieer die inhoud van slegs die komponente van belang in hierdie chemiese studie.
Afhangende van die metode van ontleding, is daar drie groepe metodes: chemies, fisies en fisies-chemies. Almal van hulle is gebaseer op 'n verandering in die fisiese of chemiese eienskappe van 'n stof.
Chemiese Navorsing
Hierdie metode is gemik op die bepaling van stowwe in verskeie chemikalieë wat kwantitatief voorkomreaksies. Laasgenoemde het eksterne manifestasies (verkleuring, vrystelling van gas, hitte, sediment). Hierdie metode word wyd gebruik in baie takke van die lewe van die moderne samelewing. Die chemiese navorsingslaboratorium is 'n moet-hê in die farmaseutiese, petrochemiese, konstruksie- en baie ander industrieë.
Daar is drie tipes chemiese navorsing. Gravimetrie, of gewigsanalise, is gebaseer op die verandering in die kwantitatiewe eienskappe van die toetsstof in die monster. Hierdie opsie is eenvoudig en gee akkurate resultate, maar is tydrowend. Met hierdie tipe chemiese navorsingsmetodes word die vereiste stof in die vorm van 'n neerslag of gas van die totale samestelling geskei. Dan word dit in 'n soliede onoplosbare fase gebring, gefiltreer, gewas, gedroog. Na hierdie prosedures word die komponent geweeg.
Titrimetrie is 'n volumetriese analise. Die studie van chemikalieë vind plaas deur die volume van 'n reagens te meet wat reageer met die stof wat bestudeer word. Die konsentrasie daarvan is vooraf bekend. Die reagensvolume word gemeet wanneer die ekwivalensiepunt bereik word. In gasontleding word die volume vrygestelde of geabsorbeerde gas bepaal.
Boonop word chemiese modelnavorsing dikwels gebruik. Dit wil sê, 'n analoog van die voorwerp wat bestudeer word, word geskep, wat geriefliker is om te bestudeer.
Fisiese Navorsing
Anders as chemiese navorsing gebaseer op die uitvoering van gepaste reaksies, is fisiese metodes van ontleding gebaseer op dieselfde eienskappe van stowwe. Vir hulleuit te voer vereis spesiale toestelle. Die essensie van die metode is om veranderinge in die eienskappe van 'n stof wat deur die werking van bestraling veroorsaak word, te meet. Die hoofmetodes van fisiese ondersoek is refraktometrie, polarimetrie, fluorimetrie.
Refraktometrie word uitgevoer met behulp van 'n refraktometer. Die essensie van die metode word gereduseer tot die studie van die breking van lig wat van een medium na 'n ander beweeg. Die verandering van die hoek in hierdie geval hang af van die eienskappe van die medium komponente. Daarom word dit moontlik om die samestelling van die medium en sy struktuur te identifiseer.
Polarimetrie is 'n optiese navorsingsmetode wat die vermoë van sekere stowwe gebruik om die ossillasievlak van lineêr gepolariseerde lig te draai.
Vir fluorimetrie word lasers en kwiklampe gebruik, wat monochromatiese straling skep. Sommige stowwe is in staat tot fluoressensie (absorbeer en gee die geabsorbeerde straling af). Op grond van die intensiteit van fluoressensie word 'n gevolgtrekking gemaak oor die kwantitatiewe bepaling van die stof.
Fisiese en chemiese navorsing
Fisies-chemiese navorsingsmetodes registreer veranderinge in die fisiese eienskappe van 'n stof onder die invloed van verskeie chemiese reaksies. Hulle is gebaseer op die direkte afhanklikheid van die fisiese eienskappe van die voorwerp wat bestudeer word op die chemiese samestelling daarvan. Hierdie metodes vereis die gebruik van sommige meetinstrumente. As 'n reël word die waarneming uitgevoer vir termiese geleidingsvermoë, elektriese geleidingsvermoë, ligabsorpsie, kookpunt en smeltpunt.
Fisies-chemiese studies van materieword wyd gebruik as gevolg van hul hoë akkuraatheid en spoed om resultate te verkry. In die moderne wêreld, as gevolg van die ontwikkeling van IT-tegnologie, het chemiese metodes moeilik geword om toe te pas. Fisies-chemiese metodes word in die voedselindustrie, landbou, forensika gebruik.
Een van die belangrikste verskille tussen fisiese en chemiese metodes en chemiese metodes is dat die einde van die reaksie (die ekwivalensiepunt) met behulp van meetinstrumente gevind word, en nie visueel nie.
Die hoofmetodes van fisiese en chemiese navorsing word beskou as spektrale, elektrochemiese, termiese en chromatografiese metodes.
Spektrale metodes van stofontleding
Die basis van spektrale metodes van analise is die interaksie van 'n voorwerp met elektromagnetiese straling. Die absorpsie, refleksie en verstrooiing van laasgenoemde word bestudeer. Nog 'n naam vir die metode is opties. Dit is 'n kombinasie van kwalitatiewe en kwantitatiewe navorsing. Spektrale analise laat jou toe om die chemiese samestelling, struktuur van komponente, magnetiese veld en ander kenmerke van 'n stof te evalueer.
Die kern van die metode is om die resonante frekwensies te bepaal waarteen die stof op lig reageer. Hulle is streng individueel vir elke komponent. Met 'n spektroskoop kan jy die lyne op die spektrum sien en die bestanddele van 'n stof bepaal. Die intensiteit van die spektrale lyne gee 'n idee van die kwantitatiewe eienskap. Die klassifikasie van spektrale metodes is gebaseer op die tipe spektrum en die doel van die studie.
Emissiemetodelaat jou toe om die emissiespektra te bestudeer en gee inligting oor die samestelling van die stof. Om data te verkry, word dit aan 'n elektriese boogontlading onderwerp. 'n Variasie van hierdie metode is vlamfotometrie. Die absorpsiespektra word deur die absorpsiemetode bestudeer. Bogenoemde opsies verwys na die kwalitatiewe ontleding van die stof.
Kwantitatiewe spektrale analise vergelyk die intensiteit van die spektrale lyn van die voorwerp wat bestudeer word en 'n stof met bekende konsentrasie. Hierdie metodes sluit in atoomabsorpsie, atoomfluoressensie- en luminesensie-ontledings, troebelheid, nefelometrie.
Grondbeginsels van elektrochemiese ontleding van stowwe
Elektrochemiese analise gebruik elektrolise om 'n stof te bestudeer. Reaksies word uitgevoer in 'n waterige oplossing op elektrodes. Een van die beskikbare kenmerke moet gemeet word. Die studie word in 'n elektrochemiese sel uitgevoer. Dit is 'n houer waarin elektroliete (stowwe met ioniese geleidingsvermoë), elektrodes (stowwe met elektroniese geleidingsvermoë) geplaas word. Elektrodes en elektroliete is in wisselwerking met mekaar. In hierdie geval word die stroom van buite af voorsien.
Klassifikasie van elektrochemiese metodes
Klassifiseer elektrochemiese metodes gebaseer op die verskynsels waarop fisiese en chemiese studies gebaseer is. Dit is metodes met en sonder vreemde potensiaal.
Geleidingsmetrie is 'n analitiese metode en meet elektriese geleiding G. Geleidometriese analise gebruik gewoonlik wisselstroom. Konduktometriese titrasie – meeralgemene navorsingsmetode. Hierdie metode is die basis vir die vervaardiging van draagbare konduktometers wat gebruik word vir chemiese studies van water.
Wanneer potensiometrie uitgevoer word, word die EMK van 'n omkeerbare galvaniese sel gemeet. Die coulometrie-metode bepaal die hoeveelheid elektrisiteit wat tydens elektrolise verbruik word. Voltammetrie ondersoek die afhanklikheid van die grootte van die stroom op die toegepaste potensiaal.
Termiese metodes van stofontleding
Termiese analise is daarop gemik om die verandering in die fisiese eienskappe van 'n stof onder die invloed van temperatuur te bepaal. Hierdie toetsmetodes word binne 'n kort tydperk en met 'n klein hoeveelheid van die bestudeerde monster uitgevoer.
Termogravimetrie is een van die metodes van termiese analise, wat verantwoordelik is vir die registrasie van veranderinge in die massa van 'n voorwerp onder die invloed van temperatuur. Hierdie metode word as een van die akkuraatste beskou.
Boonop sluit termiese navorsingsmetodes kalorimetrie in, wat die hittekapasiteit van 'n stof bepaal, entalpimetrie, gebaseer op die studie van hittekapasiteit. Ook onder hulle moet dilatometrie toegeskryf word, wat die verandering in die volume van die monster onder die invloed van temperatuur vasvang.
Chromatografiese metodes vir die ontleding van stowwe
Die chromatografiemetode is 'n manier om stowwe te skei. Daar is baie soorte chromatografie, die belangrikste is: gas, verspreiding, redoks, neerslag, ioonuitruiling.
Die komponente in die toetsmonster word geskei tussen bewegende en stilstaandefases. In die eerste geval praat ons van vloeistowwe of gasse. Die stilstaande fase is 'n sorbens - 'n vaste stof. Die monsterkomponente beweeg in die mobiele fase langs die stilstaande fase. Deur die spoed en tyd van deurgang van die komponente deur die laaste fase, word hul fisiese eienskappe beoordeel.
Toepassing van fisiese en chemiese navorsingsmetodes
Die belangrikste gebied van fisiese en chemiese metodes is sanitêre-chemiese en forensies-chemiese navorsing. Hulle het 'n paar verskille. In die eerste geval word aanvaarde higiëniese standaarde gebruik om die ontleding wat uitgevoer is, te evalueer. Hulle word deur die ministeries opgestel. Sanitêre-chemiese navorsing word uitgevoer in ooreenstemming met die prosedure wat deur die epidemiologiese diens vasgestel is. Die proses gebruik omgewingsmodelle wat die eienskappe van voedselprodukte naboots. Hulle reproduseer ook die bedryfstoestande van die monster.
Forensiese chemiese navorsing is gemik op die kwantitatiewe opsporing van narkotiese, kragtige stowwe en gifstowwe in die menslike liggaam, voedselprodukte, medikasie. Die ondersoek word volgens 'n hofbevel uitgevoer.
