5. Оптические методы:

1. Спектральный анализ - изучает эмиссионное илиатомное электромагнитное излучение. Каждый химический элемент имеет свой спектр испускания. Изучается с помощью специальных приборов, которые позволяют получать узкие спектральные линии. Каждый химический элемент имеет свой спектр. Так можно определять качественный и количественный элементарный химический состав вещества.

2. Адсорбционная спектроскопия: ультрафиолетовая сп., видимая сп., ИК-сп., рентгеноскопия, гамма-скопия , ЭПР-скопия, ЯМР-скопия . В основе адсорбционной сп. лежит взаимодействие квантов с веществом. Чаще встречается фотометрические методы: фотоколометрические, фотометрические, спектрофотометрические. Основан на измерении света вещества по которому определяется содержание вещества в пробе.

Фотоколометрический метод основан на определении интенсивности окрашивания по сравнению со стандартным. Производится визуально.

Фотометричесикй метод – определение светопоглощения производится с помощью фотоэлемента, т.е. используется диапазон длин волн ЭМИ.

Спектрофотометрический анализ – используется спектрофотометры, которые позволяют измерять светопоглощение при монохроматич. определённой длины волны света.

Сравнение: спектрофотометрия как физический метод используется для измерения концентрации веществ по их спектропоглощению. Физико-химические методы. Используется хим. реакция. Определяемое вещество с помощью реактивов в результате хим. реакции превращается в окрашиваемое соединение . анализ обладает чувствительностью 1-0,001 % .

Также используется люминисцентный анализ.

6.электрохимические методы

Электровесовой метод . Определённое вещество выделяет электролиз чаще на катоде. Электрод взвешивают до и после и по окончании опыта для обнаружения разницы в весе. Этот метод используется широко. Характеризуется высокой прочностью, однако полное осаждение требует длительного электролиза.

Потенциометрическое титрование. Основано на титровании раствора определённого вещества.

Потенциометрия. Измерение ЭДС, концентрации катионов и анионов.

Амперометрическое титрование. Это титрование можно рассматривать как вариант потенциометрического титрования , отличающегося тем, что в нём применятеся микроэлемент. Применяется , когда трудно подобрать индикатор и электрод.

Полярографиеский анализ. Для определения концентрации вещества.

Кондуктометрическое титрование с помощью прибора кондуктометра.

Недостатки: присутствие посторонних элементов увеличивающих электропроводность, что уменьшает чувствительность и прочность.

32.Рефрактометрия (от лат. refractus - преломленный и греч. metreo - измеряю) - метод анализа, основанный на явлении преломления света при прохождении из одной среды в другую. Преломление света, то есть изменение его первоначального направления, обусловлено различной скоростью распределения света в различных средах.

Рефрактометрический метод является одним из самых про­стых физико-химических методов анализа с затратой очень не­больших количеств анализируемого вещества и проводится за очень короткое время. В фармацевтическом анализе этот метод применяется для идентификации лекарственных веществ, уста­новления их чистоты и количественного анализа.

Рефрактометрический метод анализа основан на измерении показателя преломления анализируемого вещества. Показатель преломления - одно из основных физических свойств вещества: индивидуальное вещество, свободное от примесей, характери­зуется определенным показателем преломления. Когда луч све­та переходит из одной прозрачной среды в другую, на границе сред направление его изменяется - луч преломляется.

При этом отношение синуса угла падения луча (α) к синусу угла преломления (β) для двух соприкасающихся сред есть величина постоянная, называемая показателем преломления (n).

Показатель преломления также равен отношению скоростей распространения света в этих средах:

Физический смысл показателя преломления n закл-ся в том, что он определяется отношением скорости света в вакууме к скорости света в данной среде n=c/v(скорость).

Величина показателя прелом­ления зависит от природы веще­ства, длины световой волны, кон­центрации раствора, температу­ры.

Определение показателя пре­ломления производят с помощью специального прибора, называемого рефрактометром. На прак­тике применяются рефрактометры различных систем: лабора­торный- РЛ, универсальный - РЛУ и др.

Показатель преломления обычно измеряют при 20 °С и дли­не волны 589,3 нм линии D спектра натрия (n_D²⁰). Пределы из­мерения показателей преломления 1,3-1,7.

33. Принцип работы на рефрактометрах основан на определении показателя преломления методом предельного угла (угол пол­ного отражения света)  (рис.2).

Главной деталью реф­рактометра является измерительная призма из оптического стекла, показатель преломления которого известен. Входная грань измерительной призмы, соприкасающаяся с исследуемым веществом, служит границей раздела, на которой происходит преломление и полное внутреннее отражение луча. Через вы­ходную грань измерительной призмы в зрительную трубу на­блюдают преломление или отражение света.

Луч света попадает на призму, на которую наносится слой исследуемой жидкости, преломляясь в ней рассеивается. При этом рассеянные лучи распр-ся во всех направлениях, в том числе параллельно измерительной призме. Далее эти лучи пройдя сквозь эту призму попадают в отсчетное устройство. Если граница свет-тень оказалась окрашенной и размытой, то с помощью компенсатора добиться четкой черно-белой границы. Путем поворота спец рычага необ-мо совместить границу свет-тень с маркером отчетного устройства, при этом маркер показывает на встроенной шкале непосредственно значение коэф-та преломления.

Конструкция рефрактометра РПЛ-3:

1-корпус, 2-штатив, 3-вспомогательная откидная призма с матовой нижней гранью, 4-измерительная призма, 5-рукоятка отчетного устройства, 6-окуляр, 7- рукоятка компенсатора, 8-луч света.( попадает на призму из окна или от спец-го осветителя.

34.Дипольный момент–важ.молекул. константа, хар-щая электр. симметрию мол-лы.Знание вел-ны дип.мом.необходимо для из природы химсвязи, оценки прочности дон-акцепт.и межмолекул.св., для квантово-хим. расчетов. По величине дипольного момента мож. судить об изомерии и конформации органсоединений, конфигурации координац. узлов комплексов, о взаимном вл. атомов и св.в мол.

Величина электрического дипольного момента(μ) опред.соотношением: ,где l - радиус-вектор, напр.от центра тяжести(-)электр.зарядак центру тяжести (+)заряда, абсолют. вел.каж.заряда q. Принято изм.дипмом.в ед. Дебая: 1 D = 1·10-18 эл.-ст.ед.В системе единиц СИ 1D= 3.34·10-30 Кл*м. Причиной появ.дип.мом. явл.:1–это разл. в природе состав молекулу атомов. В простейшем случае для двухатомной молμ = 0,если она сост. из 2одинак.атомов. Это относится к H₂, O₂, N₂ и т.д. В двухатомной мол. с атом. Разн. природы прояв.пост. дип.мом,т.к., вследст.разн.электроотрицательности,харак.спос-сть ат.оттягивать электроплотность,появл.асимметрия электр. плотности.2– раз. гибрид.сос-ния орбиталей атомов.например, для связи H-Cl, образ.1s-орбит.Н и 3p-орбитальюCl, вслед.разл. формы s- и p-орбиталей, центр тяжести заряда перекрывания смещен в сторону Нна ΔL, засч. чего возн. допол., т.н.гомеополярный дип.мом.

 

Сх.происхождения гомеополярного диполя.

Мол.HCl, HBr, HI им.пост. дип.мом= соответственно,1.95 D, 0.79 D, 0.40 D. Др.вклады в сумдип. мом.возн.из-за асимметрии связ.и несвяз. атомных орбиталей вслед. их гибр-ции. Так, дипмом.NH3=1.46 D,в осн.обуслов. мом.несвяз. пары е азота. Мол.рефракция-это произв.мол. массы М на удел.рефракцию R,т.е. молек.рефракция=MR. Удельная рефракция R вычисл.на основ.эксперим. опр.показ.преломления и плотности. Мол.рефракция яв.аддитивным (суммарным) св-вом,она=сумме атом.реф-ций эл.,вход.в состав мол-лы. При этом ат.ре-ции нек.эл-ов, напр.»О», им.разл.вел-ны в завис.от того, как св.дан. атом:атом «О», вход.в состав гидроксил. группы -О-Н и в состав эфира R-О-R,буд. Им.разл. ат. рефракцию. Наличие в мол.2-ых и 3-ыхсв.увел.мол.рефракцию на опр.вел-у. Пок.преломления-решающ.физ. конст.- явл.пок. чистоты в-ва. Опред.пок. прелом.произв.при пом.рефрактометров. Рефрактометры дол.обесп. точность опред. пок.преломления не менее чем до 0,0005при t=20 С и длине волны линии D спектра Na(589,3 нм)  Точность пок.рефрактометров пров. по дистил.воде или эталонным жидкостям. Реф-ция не зав.от t, поскольку умен.пок.прелом. при повыш.t ком-тся одновр. Умен.пло-ти. Рефракция не зав. также от агр.с-ния в-ва.

41. Электрофорез в полиакриламидном геле (сокр. электрофорез в ПААГ, ПААГ электрофорез; англ. PAGE, Polyacrylamide Gel Electrophoresis) — метод молекулярной биологии и биохимии, используемый для разделения белков и нуклеиновых кислот, основанный на движении заряженных биологических макромолекул в постоянном электрическом поле. Разделение в полиакриламидном геле происходит за счёт различий заряда разделяемых молекул и отличий молекулярных масс, а также от конфигурации молекул. Разделяют т. н. неденатурирующий, или нативный ПААГ-электрофорез (при котором разделяемые биологические макромолекулы в процессе электрофореза остаются в нативном состоянии) и денатурирующий ПААГ-электрофорез (при котором пробы предварительно денатурируют, в случае нуклеиновых кислот используют непродолжительное нагревание пробы с формамидом либо глиоксалем, для денатурации белков обычно используют кипячение пробы в буфере, содержащем сильный ионный детергент (обычно додецилсульфат натрия) и агент, разрушающий четвертичную структуру белка за счёт разрушения дисульфидных мостиков между глобулами белка и внутри полипептидной цепи — бета-меркаптоэтанолом). В процессе денатурирующего ПААГ-электрофореза молекулы сохраняются в денатурированном состоянии за счёт наличия в геле хаотропных агентов (обычно мочевины) в случае ПААГ-электрофореза нуклеиновых кислот и белков и наличия ионных (например додецилсульфата натрия, цетилтриметиламмоний бромида) и неионных (например tween-20) детергентов.

• В случае электрофореза белков в полиакриламидном геле метод обычно используют в модификации Леммли (Laemmli)^[1]

• Также электрофорез в полиакриламидном геле применяют для разделения коротких фрагментов нуклеиновых кислот, например, ДНК-электрофорез, например, при секвенировании по Сэнгеру. Кроме этого, ПААГ-электрофорез применяют для визуализации в методах ПДРФ и ПЦР методе.

• Различают также т. н. диск-электрофорез (от англ. discontinious), при котором в геле в процессе электрофоретического разделения белков на границе между концентрирующим и разделяющим гелями создаётся градиент pH, за счёт чего достигается лучшее разделение белковых молекул.

4.ФХМИ

Все ФХМ подразделяются на 3 группы:

-оптические

-электрохимические

-хроматографические

Главной особенностью этих методов является оч высокая чувствительность и точность.

Чувствительность этих методов

• К оптическим методам относятся : спектральный анализ, адсорбционная спектроскопия,фотометрия,фотоколометрия, спектрофотометрия,люминисцентный анализ.

• К электрохим. Отн.:электровесовой анализ,потенциометрическое титрование , потенциоменрия,амперометрическое титрование,полярографический анализ, кондуктометрическое титрование

• Хроматографические методы: ионообменная хр., газовая или газожидкостная хр., жидкостнораспределительная хр., гель-хр., хр. по сродству, хр. на бумаге и т.д.

• др. методы: масс-спектральный, радиометричекие, метод изотропной метки.

29.Основ цель рентгеноструктурного анализа(Р.А) кристаллов закл-ся в том, чтобы путем соотв-го рассмотрения картины рассеяния рентг лучей получить изоб-е структуры, рассеивающей рентг лучи. Эта задача решается в два этапа: сначала измеряют интенсивности излучения, рассеянного объектом, после чего путем преобразования картины рассеяния получают изображение. В аналогичном оптическом случае, когда объект, рассеивающий свет, наблюдают с помощью микроскопа. 2-м аспектом Р.А. кристаллов явл прецизионное измерение межатомных расстояний и углов между направлениями химических связей.Из изложенного следует, что рентгеноструктурный анализ кристаллов далеко не всегда дает правильное представление о строении соответствующих индивидуальных молекул или ионов.Закон Брэгга Вульфа определяет зависимость угла отраж-я рентг лучей(α) от длины волны излучения(λ) и межплоск-го расстояния, от кот-го происх отражение,-явл-ся основным законом дифракции рентг лучей в кристалле.Если исп-ть монохроматич изл-е, тоЗ.Брегга Вульфа м/записать:2 d/n sin α=λ, где n- порядок отражения.