- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Институт холода и биотехнологий
- •Методы и средства аналитических измерений Учебное пособие
- •Санкт-Петербург
- •1. Классификация методов анализа
- •Терминоэлементы аналитических методов
- •2. Аналитические методы измерений
- •2.1. Анализ на основе химических реакций
- •2.2. Анализ на основе электрохимических реакций
- •2.2.1. Виды анализа на основе неспецифических электродных процессов
- •2.2.2. Виды анализа на основе специфических электродных процессов
- •2.2.3. Виды анализа на основе свойств двойного электрического слоя
- •2.3. Анализ на основе термических процессов
- •2.4. Анализ на основе взаимодействия с электромагнитным или корпускулярным излучением
- •2.4.1. Виды анализа на основе упругих и квазиупругих взаимодействий
- •2.4.2. Виды анализа на основе молекулярной спектроскопии
- •2.4.3. Виды анализа атомных спектров
- •3. Аналитические методы и методы разделения
- •3.1. Аналитические методы
- •3.2. Методы разделения
- •Классификация методов разделения
- •Хроматографические методы
- •4. Теплофизические методы
- •4.1. Термофизические методы для анализа состава вещества
- •4.2. Теплофизические методы для измерения влажности вещества
- •5. Электрохимические и электрические методы
- •5.1. Кондуктометрический метод
- •5.2. Диэлькометрический метод
- •5.3. Полярографический метод
- •5.4. Потенциометрический метод
- •Ионоселективные электроды
- •5.5. Измерение рН жидкостей
- •Индикаторы
- •5.6. Ионометрия
- •5.7. Основы капиллярного электрофореза
- •6. Методы, основанные на взаимодействии вещества и электромагнитного излучения
- •6.1. Методы спектрального анализа. Спектроскопия
- •6.2. Оптические методы
- •6.2.1. Рефрактометрические методы
- •6.2.2. Интерферометры
- •6.3. Фотометрический метод
- •6.4. Фурье-спектрометры
- •6.5. Оптические датчики
- •6.6. Радиометрические методы
- •6.6.1. Релаксационные методы ядерного магнитного резонанса
- •6.6.2. Методы квадрупольного резонанса
- •6.6.3. Масс-спектрометрия
- •6.6.4. Масс-спектрометрический метод
- •6.6.5. Методы электронного парамагнитного резонанса
- •6.6.6. Метод протонного магнитного резонанса
- •7. Биологические методы
- •7.1. Биосенсоры
- •Биологические элементы и преобразователи
- •7.2. Биоэлементы
- •7.3. Преобразователи
- •7.4. Люминесцентный метод
- •8. Акустические методы
- •Содержание
- •Институт холода и биотехнологий
- •Методы и средства аналитических измерений Учебное пособие
2.2. Анализ на основе электрохимических реакций
Анализ основан на исследовании реакций на электродах или процессов между электродами.
В зависимости от природы протекания этих реакций различают следующие виды анализа.
2.2.1. Виды анализа на основе неспецифических электродных процессов
Кондуктометрия – измерение электропроводности или сопротивления растворов.
Осциллометрия – измерение импеданса сопротивления переменному току или, соответственно, проводимости по переменному току ячейки.
Диэлькометрия – измерение диэлектрической проницаемости с помощью переменного высокочастотного напряжения.
2.2.2. Виды анализа на основе специфических электродных процессов
Потенциометрия – измерение электродных потенциалов, а по ним активности составных частей растворов практически без затрат тока.
Вольтамперометрия – измерение степени поляризации электродов в присутствии деполяризаторов.
Полярография – определение природы и количества деполяризаторов по кривым ток–напряжение с помощью капельного ртутного электрода.
Амперометрия – измерение предельного коэффициента диффузионного тока при постоянном потенциале.
Вольтаметрия – измерение электродных потенциалов при постоянной силе внешнего тока.
Хронопотенциометрия – измерение изменения потенциала электрода, через который проходит ток, как функции времени.
Кулонометрия – измерение количества электричества, необходимого для количественных электрохимических реакций.
Электрогравиметрия – измерение массы электроосажденных металлов или их нерастворимых соединений при пропускании постоянного тока через анализируемый раствор.
2.2.3. Виды анализа на основе свойств двойного электрического слоя
Электросорбционный – измерение емкости двойного слоя, воз-никающего вследствие адсорбции и десорбции поверхностно-актив-ных веществ и связанного с этим появления емкостного тока.
2.3. Анализ на основе термических процессов
Анализ основан на процессах, сопровождающихся изменениями энтальпии. Различают следующие виды анализа.
Калориметрия (энтальпиметрия) – измерение количества ве-щества или других эквивалентных характеристик по разности значений температуры, соответствующей изменениям энтальпии.
Термический – измерение температуры пробы в зависимости от количества подводимого или отводимого тепла.
Термогравиметрия – измерение изменений массы пробы в зависимости от температуры.
Термомеханический – измерение механических свойств пробы под влиянием теплового воздействия.
Катарометрия – измерение теплопроводности газовых смесей как функции состава.
Из данной группы методов практическое применение получила только дилатометрия, основанная на измерении изменения линейных или объемных размеров образца.
2.4. Анализ на основе взаимодействия с электромагнитным или корпускулярным излучением
Взаимодействие электромагнитного или корпускулярного излучения с частицами образца может быть упругим или неупругим. Взаимодействия первого рода лежат в основе оптических волновых явлений и вызывают изменение направления распространения электромагнитных волн или энергетически эквивалентных частиц, кинетическая энергия которых остается, однако, неизменной. За исключением рефрактометрических методов, все остальные методы основаны на использовании отражения в широком смысле слова.
При неупругих взаимодействиях определенный объем энергии между излучением и частицами исследуемого образца протекает на основе квантово-оптических процессов. В результате в ходе измерения получают сигналы, которые в регистрируемом спектре располагаются в соответствии с их энергией. При этом в любом случае речь идет об ограниченной части электромагнитного спектра, охватывающего чрезвычайно широкую область энергии.