Физика-химиялык изилдөөлөр аналитикалык химиянын бир тармагы катары адам жашоосунун бардык чөйрөсүндө кеңири колдонулат. Алар үлгүнүн курамындагы компоненттердин сандык компонентин аныктоо аркылуу кызыктырган заттын касиеттерин изилдөөгө мүмкүндүк берет.
Затты изилдөө
Илимий изилдөө – бул түшүнүктөрдүн жана билимдердин системасын алуу үчүн объект же кубулуш жөнүндө билим. Иш-аракет принцибине ылайык колдонулган ыкмалар төмөнкүлөргө бөлүнөт:
- эмпирикалык;
- уюштуруучулук;
- чечмелөөчү;
- сапаттык жана сандык анализдин ыкмалары.
Эмпирикалык изилдөө методдору изилденүүчү объектти сырткы көрүнүштөр жагынан чагылдырат жана байкоону, өлчөөнү, экспериментти, салыштырууну камтыйт. Эмпирикалык изилдөө ишенимдүү фактыларга негизделген жана талдоо үчүн жасалма кырдаалдарды түзүүнү камтыбайт.
Уюштуруу ыкмалары - салыштырма, узунунан, комплекстүү. Биринчиси ар кандай убакта жана ар кандай шарттарда алынган объекттин абалын салыштырууну билдирет. Узундук - объектке байкоо жүргүзүүузак убакыт бою изилдөө. Татаал узунунан жана салыштырма ыкмалардын айкалышы.
Чечмелөө ыкмалары - генетикалык жана структуралык. Генетикалык вариант объекттин пайда болгон учурдан тартып өнүгүшүн изилдөөнү камтыйт. Структуралык метод объекттин структурасын изилдеп, сүрөттөйт.
Аналитикалык химия сапаттык жана сандык анализдин ыкмалары менен алектенет. Химиялык изилдөөлөр изилдөө объектинин курамын аныктоого багытталган.
Сандык талдоо ыкмалары
Аналитикалык химияда сандык анализдин жардамы менен химиялык кошулмалардын курамы аныкталат. Колдонулган дээрлик бардык ыкмалар заттын химиялык жана физикалык касиеттеринин анын курамына көз карандылыгын изилдөөгө негизделген.
Сандык анализ жалпы, толук жана жарым-жартылай. Жалпы изилденүүчү объекттеги бардык белгилүү заттардын курамында бар же жок экендигине карабастан, алардын өлчөмүн аныктайт. Толук анализ үлгүдөгү заттардын сандык курамын табуу менен айырмаланат. Жарым-жартылай опция бул химиялык изилдөөдө кызыктырган компоненттердин гана мазмунун аныктайт.
Талдоо ыкмасына жараша методдор үч топко бөлүнөт: химиялык, физикалык жана физикалык-химиялык. Алардын баары заттын физикалык же химиялык касиеттеринин өзгөрүшүнө негизделген.
Химиялык изилдөө
Бул ыкма ар кандай сандык химиялык курамындагы заттарды аныктоого багытталган.реакциялар. Акыркысы тышкы көрүнүштөргө ээ (түсүнүн өзгөрүшү, газдын чыгышы, жылуулук, чөкмө). Бул ыкма азыркы коомдун турмушунун көптөгөн тармактарында кеңири колдонулат. Химиялык изилдөө лабораториясы фармацевтика, нефтехимия, курулуш жана башка көптөгөн тармактарда сөзсүз болушу керек.
Химиялык изилдөөнүн үч түрү бар. Гравиметрия же салмактын анализи үлгүдөгү сыналуучу заттын сандык мүнөздөмөлөрүнүн өзгөрүшүнө негизделет. Бул параметр жөнөкөй жана так натыйжаларды берет, бирок көп убакытты талап кылат. Химиялык изилдөө ыкмаларынын бул түрү менен керектүү зат жалпы составдан чөкмө же газ түрүндө бөлүнөт. Андан кийин ал катуу эрибеген фазага алынып, чыпкаланат, жуулат, кургатылат. Бул процедуралардан кийин компонент таразага тартылат.
Титриметрия – көлөмдүк анализ. Химиялык заттарды изилдөө изилденүүчү зат менен реакцияга кирүүчү реагенттин көлөмүн өлчөө жолу менен ишке ашат. Анын концентрациясы алдын ала белгилүү. Реагенттин көлөмү эквиваленттүү чекке жеткенде өлчөнөт. Газды анализдөөдө бөлүнүп чыккан же жутулган газдын көлөмү аныкталат.
Мындан тышкары, химиялык моделди изилдөө көп колдонулат. Башкача айтканда, изилденип жаткан объекттин аналогу түзүлөт, аны изилдөөгө ыңгайлуу.
Физикалык изилдөө
Тийиштүү реакцияларды жүргүзүүгө негизделген химиялык изилдөөлөрдөн айырмаланып, анализдин физикалык ыкмалары заттардын бирдей касиеттерине негизделген. Алар үчүнжүргүзүү үчүн атайын аппараттар керек. Методдун маңызы радиациянын таасиринен заттын мүнөздөмөлөрүнүн өзгөрүшүн өлчөө болуп саналат. Физикалык текшерүүнүн негизги ыкмалары рефрактометрия, поляриметрия, флюориметрия.
Рефрактометрия рефрактометрди колдонуу менен жүргүзүлөт. Методдун маңызы бир чөйрөдөн экинчи чөйрөгө өткөн жарыктын сынышын изилдөөгө келтирилген. Бул учурда бурчту өзгөртүү орто компоненттеринин касиеттерине жараша болот. Демек, чөйрөнүн курамын жана анын түзүлүшүн аныктоого болот.
Поляриметрия – кээ бир заттардын сызыктуу поляризацияланган жарыктын термелүү тегиздигин айландыруу жөндөмүн колдонгон оптикалык изилдөө ыкмасы.
Флюориметрия үчүн монохроматтык нурланууну пайда кылган лазер жана сымап лампалары колдонулат. Кээ бир заттар флуоресценцияга жөндөмдүү (сортулган нурланууну сиңирип, бөлүп чыгарат). Флуоресценциянын интенсивдүүлүгүнүн негизинде заттын сандык аныктоосу жөнүндө корутунду чыгарылат.
Физика-химиялык изилдөө
Физика-химиялык изилдөө ыкмалары ар кандай химиялык реакциялардын таасири астында заттын физикалык касиеттеринин өзгөрүшүн каттайт. Алар изилденүүчү объекттин физикалык мүнөздөмөлөрүнүн анын химиялык курамына түз көз карандылыгына негизделет. Бул методдор кээ бир өлчөө приборлорун колдонууну талап кылат. Эреже катары, байкоо жылуулук өткөрүмдүүлүк, электр өткөрүмдүүлүк, жарыкты жутуу, кайноо жана эрүү температурасы боюнча жүргүзүлөт.
Заттын физикалык-химиялык изилдөөлөрүжогорку тактыгына жана натыйжаларды алуу ылдамдыгына байланыштуу кеңири колдонулат. Заманбап дүйнөдө IT технологиялардын өнүгүшүнө байланыштуу химиялык ыкмаларды колдонуу кыйын болуп калды. Физика-химиялык методдор тамак-аш өнөр жайында, айыл чарбасында, соттук экспертизада колдонулат.
Физикалык жана химиялык методдор менен химиялык ыкмалардын негизги айырмачылыктарынын бири – реакциянын аягы (эквиваленттүү чекит) визуалдык түрдө эмес, өлчөөчү приборлор аркылуу табылышы.
Физика-химиялык изилдөөлөрдүн негизги ыкмалары болуп спектрдик, электрохимиялык, термикалык жана хроматографиялык методдор эсептелет.
Заттарды анализдөөнүн спектрдик ыкмалары
Талдоонун спектрдик ыкмаларынын негизин объекттин электромагниттик нурлануу менен өз ара аракеттенүүсү түзөт. Акыркылардын жутулушу, чагылышы жана чачырылышы изилденет. Методдун дагы бир аталышы - оптикалык. Бул сапаттык жана сандык изилдөөлөрдүн жыйындысы. Спектралдык анализ заттын химиялык курамын, компоненттеринин түзүлүшүн, магнит талаасын жана башка мүнөздөмөлөрүн баалоого мүмкүндүк берет.
Усулдун маңызы заттын жарыкка реакция кылган резонанстык жыштыктарын аныктоодо турат. Алар ар бир компонент үчүн жекече болуп саналат. Спектроскоптун жардамы менен сиз спектрдеги сызыктарды көрүп, заттын курамын аныктай аласыз. Спектрдик сызыктардын интенсивдүүлүгү сандык мүнөздөмөсү жөнүндө түшүнүк берет. Спектралдык ыкмалардын классификациясы спектрдин түрүнө жана изилдөөнүн максатына негизделген.
Эмиссия ыкмасыэмиссиянын спектрлерин изилдөөгө мүмкүндүк берет жана заттын курамы жөнүндө маалымат берет. Маалыматтарды алуу үчүн ал электр жаасы разрядына дуушар болот. Бул ыкманын бир варианты жалын фотометриясы болуп саналат. Абсорбциялык спектрлер абсорбциялык ыкма менен изилденет. Жогорудагы варианттар заттын сапаттык анализине тиешелүү.
Сандык спектрдик анализ изилденүүчү объекттин спектрдик сызыгынын интенсивдүүлүгүн жана белгилүү концентрациядагы затты салыштырат. Бул ыкмаларга атомдук абсорбция, атомдук флуоресценция жана люминесценция анализдери, турбидиметрия, нефелометрия кирет.
Заттардын электрохимиялык анализинин негиздери
Электрохимиялык анализ затты изилдөө үчүн электролизди колдонот. Реакциялар электроддордо суу эритмесинде жүргүзүлөт. Жеткиликтүү мүнөздөмөлөрдүн бири өлчөө керек. Изилдөө электрохимиялык клеткада жүргүзүлөт. Бул электролиттер (иондук өткөргүчтүгү бар заттар), электроддор (электрондук өткөргүчтүгү бар заттар) салынган идиш. Электроддор жана электролиттер бири-бири менен өз ара аракеттенишет. Бул учурда ток сырттан берилет.
Электрохимиялык ыкмалардын классификациясы
Физикалык жана химиялык изилдөөлөр негизделген кубулуштардын негизинде электрохимиялык ыкмаларды классификациялаңыз. Бул бөтөн потенциалы бар жана жок ыкмалар.
Кондуктометрия аналитикалык ыкма жана электр өткөргүчтүгүн өлчөйт G. Кондуктометрикалык талдоо көбүнчө өзгөрмө токту колдонот. Кондуктометрдик титрлөө – көбүрөөкжалпы изилдөө ыкмасы. Бул ыкма сууну химиялык изилдөө үчүн колдонулуучу көчмө кондуктометрлерди жасоо үчүн негиз болуп саналат.
Потенциометрияны жүргүзүүдө реверсивдүү гальваникалык элементтин EMF өлчөнөт. Кулометрия ыкмасы электролиз учурунда сарпталган электр энергиясынын көлөмүн аныктайт. Вольтамметрия токтун чоңдугунун колдонулуучу потенциалга көз карандылыгын изилдейт.
Заттарды анализдөөнүн термикалык ыкмалары
Термикалык анализ температуранын таасири астында заттын физикалык касиеттеринин өзгөрүшүн аныктоого багытталган. Бул сыноо ыкмалары кыска убакыттын ичинде жана изилденген үлгүнүн аз көлөмү менен аткарылат.
Термогравиметрия – температуранын таасири астында нерсенин массасынын өзгөрүшүн каттоону эсепке алган термикалык анализдин ыкмаларынын бири. Бул ыкма эң тактардын бири болуп эсептелет.
Мындан тышкары, жылуулук изилдөө ыкмаларына заттын жылуулук сыйымдуулугун аныктоочу калориметрия, жылуулук сыйымдуулугун изилдөөнүн негизинде энтальпиметрия кирет. Алардын арасында температуранын таасири астында үлгү көлөмүнүн өзгөрүшүн чагылдырган дилатометрияны да кошуу керек.
Заттарды анализдөөнүн хроматографиялык ыкмалары
Хроматография ыкмасы – заттарды бөлүү ыкмасы. Хроматографиянын көптөгөн түрлөрү бар, алардын негизгилери: газ, бөлүштүрүү, редокс, тундурма, ион алмашуу.
Сыноо үлгүсүндөгү компоненттер кыймылдуу жана кыймылсыз болуп бөлүнгөнфазалары. Биринчи учурда, биз суюктуктар же газдар жөнүндө сөз болуп жатат. Стационардык фаза сорбент - катуу зат. Үлгү компоненттери кыймылдуу фазада стационардык фаза боюнча жылат. Компоненттердин акыркы фазадан өтүү ылдамдыгы жана убактысы боюнча алардын физикалык касиеттери бааланат.
Физикалык жана химиялык изилдөө ыкмаларын колдонуу
Физикалык жана химиялык методдордун эң маанилүү багыты санитардык-химиялык жана соттук-химиялык изилдөөлөр болуп саналат. Алардын айрым айырмачылыктары бар. Биринчи учурда, кабыл алынган гигиеналык стандарттар аткарылган анализди баалоо үчүн колдонулат. Алар министрликтер тарабынан белгиленет. Санитардык-химиялык изилдөөлөр эпидемиологиялык кызмат тарабынан белгиленген тартипте жүргүзүлөт. Процесс тамак-аш азыктарынын касиеттерин туураган экологиялык моделдерди колдонот. Алар ошондой эле үлгүнүн иштөө шарттарын кайра чыгарышат.
Соттук-химиялык изилдөө адамдын организминдеги наркотикалык, күчтүү таасир берүүчү заттарды жана ууларды, тамак-аш азыктарын, дары-дармектерди сандык аныктоого багытталган. Экспертиза соттун токтомуна ылайык жүргүзүлөт.
