В зависимости от свойств анализируемой среды и явлений, протекающих в ней, иначе говоря, в зависимости от принципа можно выделить: - химические методы, основанные на протекании химических реакций; - термические методы, основанные на молекулярно-тепловых свойствах или термических процессах и явлениях; - электроаналитические методы, основанные на взаимодействии вещества с электрическим полем и электрохимических процессах, протекающих в них; 3 - магнитные методы, основанные на взаимодействии вещества с магнитным полем и магнитных свойствах сред; - методы, основанные на взаимодействии вещества с электромагнитным и/или корпускулярным (потоком частиц) излучением (в т.ч. спектроскопические методы); - хроматографические методы, основанные на явлении динамической сорбции. <...> Электроаналитические методы 1.1 Теоретические основы электроаналитических методов Электроаналитические методы относятся к наиболее ранним инструментальным методам анализа, которые получили свое развитие в начале 20 века. <...> В электроаналитических методах используется принцип возбуждения вещества электрическим полем. <...> Рисунок 2 - Классификация электроаналитических методов 5 Такими процессами могут быть: - воздействия, сопровождающиеся электродной реакцией с переносом электронов (электрохимической реакцией); - воздействия без электродной реакции (без переноса электронов). <...> Измеряемыми величинами (измерительнымыми сигналами), из которых можно почерпнуть информацию о природе и количестве, а в особых случаях и о строении веществ, являются такие электрические параметры, как: сила тока, потенциал электрода, количество электричества, электрическая проводимость и т.п. <...> Рисунок 3 - Электрохимическая ячейка Механизм переноса электричества в разных участках электрической цепи различен: 1) в металлических проводниках электричество переносят электроны; 2) в растворе (ионном проводнике) – ионы; 3) на поверхности электродов цепь замыкается <...>
Аналитическая_химия_физико-химические_и_физические_методы_анализа.pdf
УДК 543
ББК 24.4 А64
Мовчан Н.И.
Аналитическая химия : физико-химические и физические методы
анализа : учебное пособие / Н.И. Мовчан [и др.]; М-во образ. и науки России,
Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : изд-во КНИТУ, 2013. – 236 с.
ISBN 978-5-7882-1454-2
Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями ФГОС
ВПО третьего поколения и рабочими программами КНИТУ по дисциплинам
«Аналитическая химия и ФХМА», «Аналитическая химия» и «Физикохимический
анализ».
Учебное пособие имеет производственную направленность и содержит
разделы, посвященные аналитическому контролю производства, организации
работы аналитической службы на предприятиях, особенностям анализа
профильных групп объектов. Вместе с тем значительное место в нем уделено
ознакомлению с фундаментальными основами науки, описанию принципов,
обусловливающих разнообразные физико-химические и физические методы
анализа. Учебное пособие
отвечает
современному
содержанию
аналитической химии науки и практики работы аналитических служб.
Предназначено для студентов и аспирантов технологических
специальностей.
Подготовлено на кафедре аналитической химии, сертификации и
менеджмента качества.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского
национального исследовательского технологического университета
Рецензенты: зав кафедрой химии и экологии КНИТУ (КАИ)
д-р хим. наук, проф. Ю.А. Тунакова
д-р хим. наук, проф. кафедры
аналит. химии КФУ Л.Г. Шайдарова
ISBN 978-5-7882-1454-2 © Мовчан Н.И., Горбунова Т.С., Евгеньева И.И.,
Романова Р.Г., 2013
© Казанский национальный исследовательский
технологический университет, 2013
2
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
АНАЛИЗА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Стр.
3
1 Электроаналитические методы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1 Теоретические основы электроаналитических методов 5
1.2 Метод потенциометрии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Аналитическое применение метода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.3 Метод вольамперометрии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Классическая (постояннотоковая) полярография . . . . . . . 41
Современные разновидности полярографии. . . . . . . . . . . . 53
1.4. Метод кулонометрии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
1.5.Метод кондуктометрии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Вопросы для самопроверки к разделу 5.1. . . . . . . . . . . . 71
2 Оптические методы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
2.1 Теоретические основы оптических методов. . . . . . . . . . . . 73
2.2 Абсорбционная спектроскопия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Молекулярная абсорбционная спектроскопия в УФ- и
видимой областях. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Молекулярная абсорбционная спектроскопия в
ИК- области. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Область применения и основные характеристики метода
молекулярной абсорбционной спектроскопии. . . . . . . . . . 104
Атомная абсорбционная спектроскопия. . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.3 Эмиссионная спектроскопия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
2.4 Флуоресцентная спектроскопия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
2.5 Спектроскопия рассеяния. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Вопросы для самопроверки к разделам 2.1-2.5 . . . . . 127
2.6 Рентгеновская и электронная спектроскопия. . . . . . . . . . . 128
2.7 Дифрактометрические методы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
2.8 Рефрактометрические методы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Вопросы для самопроверки к разделам 2.6-2.8. . . . .
3 Масс-спектрометрический метод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Вопросы для самопроверки к разделу 3 . . . . . . . . . . .
143
158
4 Магнитные методы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
233
Стр.233
Стр.
5 Хроматографические методы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.1Теоретические основы хроматографических процессов 170
5.2 Газовая (газожидкостная) хроматография. . . . . . . . . . . . . 187
5.3 Жидкостная хроматография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
5.4 Тонкослойная хроматография. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Вопросы для самопроверки к разделу 5. . . . . . . . . . . . . . 211
6 Кинетические методы анализа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Вопросы для самопроверки к разделу 6. . . . . . . . . . . . . . 231
Список использованной литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
234
Стр.234