Математичні методи в аналітичній хімії

Матеріали по педагогіці » Міжпредметні зв’язки на уроках хімії при розв’язуванні хімічних задач » Математичні методи в аналітичній хімії

Страница 2

У кожного методу є свої робочий діапазон, чутливість, фон, поріг виявлення.

Робочий діапазон – це діапазон концентрацій, в межах якого застосовна дана методика. Лінійна ділянка кривої відповідає області концентрацій, в якій результати найбільш надійні. При близьких до граничних високих і низьких концентраціях робочі криві звичайно стають нелінійними. Це обумовлено обмеженими можливостями методів аналізу і устаткування, що використовуються. Якщо концентрація визначуваної речовини потрапляє в нелінійну область високих значень, то зразок слідує розбавити і аналіз повторити.

Мал. 1. Робоча крива – залежність параметра, що вимірюється, від концентрації для стандартної речовини. З її допомогою можна знайти концентрацію визначуваної речовини, відповідну даному значенню параметра.

Чутливість методу характеризується величиною зміни параметра, що виміряється, при даній зміні концентрації. Вона рівна кутовому коефіцієнту (тангенсу кута нахилу) робочої кривої. Як правило, чим вище чутливість, тим надійніше результати і тим нижче поріг виявлення.

Результат вимірювання часто включає складову, не пов'язану з визначуваною речовиною, – її називають фоном. Наявність фону може бути пов'язаний з особливостями устаткування або впливом матриці, в яку включений зразок. Щоб оцінити величину фону, проводять контрольний дослід. Для цього готують контрольний зразок, в якому немає визначуваної речовини, а є тільки всі сторонні домішки, що є в матриці, а також реагенти, що додаються в процесі аналізу. Контрольний зразок піддають тій же аналітичній процедурі, що і визначувана речовина. Значення параметра, що виміряється, для цього контрольного зразка вважають рівним фону.

Поріг виявлення – це якнайменша концентрація визначуваної речовини, при якій сигнал помітно відрізняється від фону. Величина порогу виявлення залежить від чутливості і точності методу: чим вони вище, тим нижче мінімальні визначувані концентрації. Хіміки-аналітики систематично розробляють способи вимірювання все більш низьких концентрацій. Сьогодні для багатьох методів аналізу поріг виявлення складає 10–6–10–9 М, а деякі недавно розроблені методи дозволяють виміряти пікомолярні концентрації (нижче 10–12 М), знаходити речовини в абсолютних кількостях менше 10–18 мілі (приблизно декілька сотень тисяч молекул) і навіть спостерігати окремі атоми. Одна із задач, які постійно доводиться вирішувати в аналітичній хімії, – вдосконалення методів, що дозволяє працювати зі все більш дрібними зразками. Ті методи, для яких колись були потрібні мілілітрові кількості, тепер обходяться мікролітрами, а деякі – і десятками піколітрів.

Матриця. Термін «матриця» відноситься до оточення визначуваної речовини. Це все речовини, присутні в зразку, у тому числі і визначувані, відмінні від даного. Так, хлор визначають в плазмі крові, консервованої моркви, питній або морській воді. Ці зразки розрізняються по своїх хімічних і фізичних властивостях, а отже, їх матриці теж різні. Найпростіша матриця – питна вода: вона містить відносно небагато речовин, концентрація яких до того ж невелика. Консервована морква – складна матриця, головним чином тому що в ній містяться різні органічні сполуки.

Стандарти і визначувані при аналізі речовини по можливості повинні знаходитися в однакових або порівнянних матрицях, проте отримати матриці, що калібруються, вдається дуже рідко. Щоб розв'язати цю проблему, використовують синтетичні матриці, метод внутрішнього стандарту і т.д.

Якщо матриця даного зразка володіє відносно постійними фізичними і хімічними властивостями, не залежними від того, коли і де був отриманий зразок, то її можна достатньо повно охарактеризувати і відтворити. Одна з таких матриць – морська вода. Концентрації її основних компонентів (Na, Mg, Cl .) добре відомі. Можна отримати штучну морську воду і використати її для приготування стандартних розчинів інших речовин, концентрація яких невелика (наприклад, Al, Au, Ni, Zn). Склад біологічних рідин, таких, як плазма крові або сеча, також відомий, що дозволяє створювати штучні матриці для проведення певних аналізів.

Інший метод полягає в тому, що для стандартів і досліджуваної речовини створюють матриці приблизно однакового складу. Для цього до зразка і стандартів додають велику кількість якої-небудь «інертної речовини» (для отримання розчинів однакової іонної сили до зразка і стандартів можна додати 1 М NaClO4), так що невеликі відмінності в інших компонентах матриці стають неістотними. Вплив матриці при цьому не виключається, навпаки, воно посилюється, але тепер цей вплив в досліджуваному зразку і стандарті практично однаково.

Страницы: 1 2 3 4

Більше про педагогіку:

Розвиток навчально-пізнавальних дій в учнів на уроках природознавства
Важливим моментом в організації учбової роботи є систематичне і цілеспрямоване формування, розвиток і вдосконалення у школярів способів учбово-пізнавальних дій і відповідних їм способів розумової діяльності. Застосування цих прийомів на практиці має велике розвиваюче значення: вивчає послідовності, ...

Методи педагогіки
До „відхиляючого” індивіда, можуть застосовуватися різні форми й методи впливу. Соціальний контроль може здійснюватися правовими органами, які використають примусові міри; різноманітними соціальними інститутами й організаціями, де за відхилену від норм поведінку передбачені економічні або організац ...

Нетрадиційні форми організації навчальної діяльності
Крім основної форми проведення уроку існують альтернативні форми проведення уроків, тобто нетрадиційні форми уроків. Ці форми уроків користуються значною популярністю в старшій школі. Їх використання сприяє залученню школярів до самостійної та творчої роботи, розвитку аналітичного мислення. Урок-ле ...

Університетська освіта

Університетська освіта

Навчальна дисципліна “Університетська освіта” є однією з нормативних дисциплін циклу гуманітарної підготовки студентів.
Види та значення ігор

Види та значення ігор

Давно відомо, що при розвитку мислення і формуванні особистості важливу роль відіграє не тільки освітній фактор, але і характер ігрової діяльності.

Розділи

Copyright © 2022 - All Rights Reserved - www.educateua.com