Fysisk-kemiske karakterisering af stoffer

Fysisk og kemisk forskning som retningen af analytisk kemi er blevet meget udbredt i alle områder af menneskelig aktivitet. De tillader dig at udforske stoffets egenskaber af interesse, bestemme den kvantitative del af komponenterne i prøven.

undervisningsmaterialer

Videnskabelig forskning er den erkendelse af et objekt eller fænomen for at opnå et system af begreber og viden. Det transporterende princip af de anvendte metoder er klassificeret i:

• empirisk;
• organisation;
• fortolkende;
• Metoderne til kvalitativ og kvantitativ analyse.

Empiriske forskningsteknikker afspejler objektet under undersøgelse af de eksterne manifestationer og omfatte overvågning, måling, et eksperiment, sammenligning. Den empiriske undersøgelse er baseret på pålidelige fakta og ikke indebærer oprettelsen af kunstige situationer for analyse.

Organisatoriske metoder - komparativ, langsgående, kompleks. Første organ ved en sammenligning af tilstandene af objektet taget på forskellige tidspunkter og under forskellige betingelser fra hinanden. Longitudinal - observation af genstanden for undersøgelsen i en længere periode. Komplekset er et aggregat langsgående og komparative metoder.

Fortolkende teknikker - genetisk og strukturel. Genetisk variant omfatter undersøgelse af objektet siden dens begyndelse. Strukturel metode undersøger og beskriver en indretning objekt.

Metoder til kvalitative og kvantitative analyse omhandler analytisk kemi. Kemiske undersøgelser med henblik på at bestemme sammensætningen af forskning objekt.

Kvantitative analysemetoder

Ved hjælp af kvantitativ analyse af sammensætningen af de kemiske forbindelser, der er defineret i analytisk kemi. Næsten alle de metoder, der anvendes i undersøgelsen er bygget efter de kemiske og fysiske egenskaber af stoffet på dens sammensætning.

Kvantitativ analyse er en total, komplet og delvis. Samlet bestemmer antallet af alle kendte stoffer til det objekt, der undersøges, uanset om de er til stede i sammensætningen eller ikke. Fuldstændig analyse finde forskellige kvantitative sammensætning af stoffer i prøven. Delvis udførelsesform bestemmer indholdet af kun komponenterne af interesse i studiet af kemiske stoffer.

Afhængig af analysemetoden er der tre grupper af metoder: kemiske, fysiske og fysisk-kemiske. Alle er baseret på ændringer i de fysiske eller kemiske egenskaber ved stoffet.

kemiske undersøgelser

Denne metode til formål at identificere stoffer kvantitativt i forskellige kemiske reaktioner forekommer. Sidstnævnte har ydre manifestationer (farveskift, gasudvikling, varme, bundfald). Denne metode er meget udbredt i mange områder af livet i det moderne samfund. Laboratorium kemisk forskning er nødvendigvis er til stede i den farmaceutiske, petrokemiske, byggeindustrien og mange andre.

kan identificeres tre typer af kemisk forskning. Gravimetri, eller gravimetrisk analyse baseret på de kvantitative egenskaber ved ændring af en analyt i en prøve. Denne indstilling er enkel og giver præcise resultater, men er tidskrævende. I denne type kemiske metoder til undersøgelse ønsket stof frigives fra den samlede sammensætning af et bundfald eller en gas. Den blev derefter bragt til en fast uopløselig fase, filtreres, vaskes og tørres. Efter disse procedurer vejet komponent.

Titrimetri er tredimensional analyse. Forsknings- Chemicals sker ved at måle mængden af reagens, som reagerer med analytten. Dens koncentration er kendt på forhånd. Volumenet af reagens måles, når ækvivalenspunktet. Når gasanalyse eller bestemme mængden af den absorberede valgte gas.

Desuden er forskningen ofte brugt kemiske modeller. Det vil sige, at skabe en analog af objektet, der undersøges, mere praktisk at studere.

Fysik forskning

Modsætning kemisk forskning baseret på udførelse af disse reaktioner, fysiske analysemetoder baseret på egenskaberne af lignende stoffer. For deres gennemførelse kræver specialudstyr. Fremgangsmåden består i at måle ændringer i egenskaber af stoffet forårsaget af stråling. De vigtigste metoder til fysisk undersøgelse er refraktometri, polarimetri, fluorimetri.

Refraktometriske udføres under anvendelse af et refraktometer. Fremgangsmåden reducerer til studiet af brydning af lys, der passerer fra et medium til et andet. Ændring af vinkel for dette afhænger af egenskaberne for de mellemstore komponenter. Derfor bliver det muligt at identificere sammensætningen af mediet og dets struktur.

Polarimetri er en optisk undersøgelse, hvor der anvendes evnen hos visse stoffer for at rotere oscillation af lineært polariseret lys plan.

Fluorimetri at bruge lasere og kviksølvlamper, der producerer monokromatisk stråling. Nogle stoffer er i stand fluoristsentirovat (optage og frigive den absorberede stråling). Den konkluderer, at kvantitativ bestemmelse af stoffer baseret på fluorescensintensitet.

Fysisk og kemisk forskning

Fysiske og kemiske forskning metoder registrere ændringer i de fysiske egenskaber af stof under påvirkning af forskellige kemiske reaktioner. De er baseret på den direkte afhængighed af de fysiske karakteristika af objektet på den kemiske sammensætning. Disse metoder kræver brug af visse instrumenter. Typisk observation udført for varmeledningsevne, elektrisk ledningsevne, lysabsorption, kogepunkt og smeltning.

Fysisk-kemiske undersøgelser af stof i vid udstrækning anvendes på grund af sin høje nøjagtighed og hastighed opnå resultater. I dagens verden som følge af udviklingen af IT-teknologier kemiske metoder har det været vanskeligt at anvende. Fysisk-kemiske metoder, der anvendes i fødevareindustrien, landbrug, retsvidenskab.

En af de vigtigste forskelle i fysisk-kemiske metoder til kemisk er, at afslutningen af reaktionen (ækvivalenspunktet) findes ved at måle indretninger, ikke visuelt.

De vigtigste metoder til fysisk og kemisk forskning anses for at være spektrale, elektrokemiske, termiske og kromatografiske metoder.

Spektrale analyseteknikker stoffer

I fremgangsmåder baseret på spektralanalyse af genstanden baseret på interaktionen med elektromagnetisk stråling. Absorption, refleksion, spredning sidst. Et andet navn for den metode - optisk. Det er et sæt af kvalitativ og kvantitativ forskning. Spektralanalyse gør det muligt at vurdere den kemiske sammensætning, struktur komponenter, et magnetfelt og andre egenskaber af stoffet.

Den består i at fastlægge resonansfrekvenserne ved hvilken materialet reagerer på lys. De er strengt individuelle for hver komponent. Med hjælp fra spektroskopet kan se linjerne i spektret og fastslår, hvilke elementer af stoffet. Intensiteten af de spektrale linier giver en idé om den kvantitative karakterisering. Klassificeringen af spektrale række metoder er typen og formålet med undersøgelsen.

Emission fremgangsmåde tillader os at studere emissionsspektrene og giver information om sammensætningen af stoffet. For dataene underkastes en elektrisk bueudladning. En variation af denne metode er flammefotometri. Absorptionsspektre undersøges absorption metode. Ovenstående muligheder er kvalitativ analyse af stoffer.

Kvantitativ analyse sammenligner spektrale intensitet af den spektrale linje i testobjektet og et stof med kendt koncentration. Sådanne fremgangsmåder bør omfatte atomabsorption atomare fluorescerende og luminescerende assays, turbidimetri, nephelometri.

Baserer elektrokemisk analyse af stoffer

Elektrokemisk analyse bruger elektrolyse for at studere stof. Reaktionerne udføres i en vandig opløsning på elektroderne. Måling til at være en af de tilgængelige funktioner. En undersøgelse gennemført i en elektrokemisk celle. Dette fartøj, som er placeret i en elektrolyt (ionleder materiale), elektroder (elektronisk ledende materiale). Elektroder og elektrolytter interagere. Når denne strøm leveres udefra.

Klassifikation af elektrokemiske metoder

Elektrokemiske metoder klassificeres på grundlag af fænomener, som er baseret på fysisk-kemiske undersøgelser. Denne metode med indførelsen af et fremmed bygning og uden.

Konduktometri er en analytisk metode måler den elektriske ledningsevne og G. Når konduktometrisk assay anvendes generelt vekselstrøm. Ledningsevnetitrering titrering - en fælles forskning metode. Denne metode er baseret på produktionen af bærbare conductometers anvendes til kemiske vand undersøgelser.

Ved udførelse potentiometri målt EMF reversibel elektrokemisk celle. coulometri metode bestemmer mængden af elektricitet, der forbruges under elektrolyse. Voltammetri undersøger afhængighed af den aktuelle værdi af den fastsatte kapacitet.

Termiske analysemetoder stoffer

Termisk analyse formål at identificere ændringer i de fysiske egenskaber af et stof ved hjælp af varme. Disse undersøgelsesmetoder udføres i et kort tidsrum og med en lille mængde af den undersøgte prøve.

Termogravimetri - en af metoderne til termisk analyse, som tegner sig for registrering af massen af et objekt ændringer som følge af temperatur. Denne fremgangsmåde anses for at være en af de mest præcise.

Desuden termiske undersøgelsesmetoder indbefatter kalorimetri bestemmer varmekapaciteten af stoffet entalpimetriya baseret på den specifikke varme af undersøgelsen. Desuden bør en af dem blive henvist dilatometer som fikserer prøvevolumenet ændring som følge af temperaturen.

Kromatografiske metoder til analyse af stoffer

kromatografiske fremgangsmåde er en fremgangsmåde til adskillelse af stoffer. Der findes mange former for kromatografi, de store dem: gas, distribution, redox, sedimentering, ionbyttende.

Komponenterne i prøven er opdelt mellem mobile og stationære faser. I det første tilfælde er der tale om væsker eller gasser. Den stationære fase er en sorbent - fast stof. Prøvekomponenterne i den mobile fase bevæges langs stationære. Hastighed og tidspunkt for passage af komponenter gennem slutfasen af dømme af deres fysiske egenskaber.

Brugen af fysiske og kemiske metoder til forskning

Den vigtigste retning af fysiske og kemiske metoder er den sanitære-kemiske og retsmedicinsk kemisk forskning. De har nogle forskelle. I det første tilfælde, for evalueringen af analysen anvendte hygiejniske standarder, der er vedtaget. De er sat af ministeriet. Sanitær-kemisk forskning udføres som foreskrevet af den epidemiologiske tjeneste. Processen anvendte model medier der efterligner egenskaberne af fødevareprodukter. de også reproducere driftsbetingelserne for prøven.

Forensic kemisk undersøgelse har til formål at kvantitativt identificere stoffer, hårde stoffer og giftstoffer i den menneskelige krop, fødevarer, medicinske præparater. Undersøgelsen er foretaget af en domstolsafgørelse.