Лекція №3

Тема: Розрахунок параметрів чутливості аналітичної реакції

4. Чутливість реакцій – це найменша маса речовини, або йона, яка може бути відкрита даним реактивом.

Параметри (величини) чутливості аналітичної реакції:

а) відкриваний мінімум або абсолютна чутливість (m(х)) – це найменша маса речовини (йона), яка може бути відкрита дією даного реактиву за певних умов.

Одиниці вимірювання:

• мікрограм, мкг (1мкг=10^-6г)

• нанограм, нг (1нг=10^-9г)

• пікограм, пг (1пг=10^-12г)

чим менший відкриваний мінімум, тим вища чутливість реакції.

б) Гранична або найменша концентрація С_гран – це відношення однієї масової частини визначуваного йона до найбільшої маси розчинника, вираженої в тих же одиницях. Оскільки розчинник вода, то масу води у грамах заміняють на кубічні сантиметри (мілілітри) г/см³, г/мл.

в) Граничне розбавлення V_гран. – величина, обернена граничній концентрації:

, см³/г

Граничне розбавлення показує, в якому найбільшому об’ємі водного розчину (в кубічних сантиметрах або мілілітрах) міститься визначуваний йон масою 1г.

Наприклад, при відкритті К⁺ - іона за допомогою Na₃[Co(NO₃)₆] чутливість реакції характеризується граничною концентрацією 1:50000 г/см³, а граничне розбавлення 5000 см³/г, тобто катіон К⁺ масою 1г можна відкрити в 50 дм³ води (у 50 л води).

г) Мінімальний об’єм граничного розбавленого розчину V_min – це об’єм розчину, який містить відкриваний мінімум. Цей об’єм розраховується.

Приклад. Відкриваний мінімум для К⁺ - іона за реакцією з Na₃[Co(NO₂)₆] m(К⁺)=4 мкг. Граничне розбавлення 50000 см³/г. знайти мінімальний об’єм.

Дано: З визначення граничного розбавлення можна записати:

m(K⁺)=4мкг 1г=10⁶мкг міститься в 5·10⁴см³

V^гран.=50000 см³/г 4мкг- V_min, см³

V_min -? V_min = 5·10⁴·4/10⁶=0,2 см³

Отже, загальна формула обчислення V_min

д) Границя виявлення (ГВ) – це найменша маса йона у грамах, яка міститься в 1см³ досліджуваного розчину.

е) Показник чутливості (pD) – це від’ємний десятковий логарифм границі виявлення. В якісному аналізі використовують реакції з С_гран. від 1:10³ до 1:5·10⁷ г/см³, тобто ГВ=1·10^-3-2·10^-8г/см³

Реакція більш чутлива, чим менші m(x) і значення ГВ та більші pD і V_гран.

Приклад. Обчислити граничне V_гран. Розбавлення, границю виявлення, граничну концентрацію і показник чутливості pD, якщо NH₄⁺ - іон масою 2,5·10^-3 мкг можна виявити у розчині об’ємом 0,05 см³.

Дано: 1) розрахуємо V_гран. з формули

V_min =0,05 см³

m(NH₄⁺ )=2,5·10^-3 мкг 2) гранична концентрація

V_гран. -?, ГВ-?, 3) границя виявлення

ГВ(NH₄⁺)=1г :2·10⁷см³=5·10^-8 г/см³

С_гран.-?, pD-? 4) pD=-lgГВ, pD(NH₄⁺)=-lg5·10^-8 =7,3

Чутливість аналітичної реакції – величина непостійна і залежить від умов проведення реакції. Умови, які впливають на чутливість аналітичної реакції:

1. достатня концентрація реактиву і аналізованої речовини у розчині;

2. наявність відповідного рН середовища;

3. дотримання температурного режиму;

4. достатній об’єм розчину аналізованої речовини;

5. послідовність додавання реактивів;

6. товщина шару розчину;

7. метод виконання реакції і спостереження результатів реакції;

8. ефект реакції;

9. присутність домішок;

10. наявність специфічного і селективного реактиву.

Способи підвищення чутливості аналітичної реакції:

1. збільшення концентрації визначуваної речовини у розчині, який аналізують, і реактиву який додають (концентрацію речовини збільшують шляхом випарювання розчину, осадження у вигляді осаду з наступним розчиненням цього осаду в невеликому об’ємі розчинника);

2. створення умов для прискорення утворення осаду (охолодження, внесення центрів кристалізації, додавання органічного розчинника);

3. зменшення розчинності осаду при додаванні органічних неелектролітів (етанолу, бензолу);

4. усунення впливу заважаючих йонів (маскування) при зв’язуванні їх у комплексні сполуки;

5. Вилучення йонів-домішок з розчину.