Njia ya kulinganisha msongamano wa macho wa madoa ya kawaida na ya mtihani
ufumbuzi
Kuamua mkusanyiko wa dutu, kuchukua sehemu ya ufumbuzi wa mtihani, kuandaa ufumbuzi wa rangi kutoka kwa photometry, na kupima wiani wake wa macho. Kisha ufumbuzi wa rangi mbili au tatu za kiwango cha mchambuzi wa mkusanyiko unaojulikana huandaliwa kwa njia sawa na wiani wao wa macho hupimwa kwa unene wa safu sawa (katika cuvettes sawa).
Msongamano wa macho wa suluhisho ikilinganishwa itakuwa sawa na:
kwa suluhisho la mtihani
kwa suluhisho la kawaida
Kugawanya usemi mmoja na mwingine, tunapata:
Kwa sababu 1 X = l ST, E l= const, basi
Njia ya kulinganisha hutumiwa kwa uamuzi mmoja.
Mbinu ya grafu iliyohitimu
Kuamua maudhui ya dutu kwa kutumia njia ya grafu ya calibration, jitayarisha mfululizo wa suluhu 5-8 za viwango tofauti (angalau suluhu 3 zinazofanana kwa kila nukta).
Wakati wa kuchagua safu ya mkusanyiko wa suluhisho za kawaida, kanuni zifuatazo hutumiwa:
Inapaswa kufunika eneo hilo mabadiliko yanayowezekana viwango vya ufumbuzi wa mtihani, ni kuhitajika kuwa wiani wa macho ya ufumbuzi wa mtihani unafanana takriban na katikati ya curve ya calibration;
Inapendekezwa kuwa katika safu hii ya mkusanyiko katika unene uliochaguliwa wa cuvette I na urefu wa mawimbi ya uchanganuzi l sheria ya msingi ya kunyonya mwanga ilizingatiwa, yaani ratiba D= /(C) ilikuwa ya mstari;
Masafa ya uendeshaji D, sambamba na aina mbalimbali za ufumbuzi wa kawaida, inapaswa kuhakikisha uzalishaji wa juu zaidi wa matokeo ya kipimo.
Chini ya mchanganyiko wa hali zilizo juu, wiani wa macho wa ufumbuzi wa kawaida unaohusiana na kutengenezea hupimwa na grafu ya utegemezi D = / (C) imepangwa.
Curve inayosababisha inaitwa curve ya calibration (grafu ya calibration).
Baada ya kuamua wiani wa macho wa suluhisho D x, pata maadili yake kwenye mhimili wa kuratibu, na kisha kwenye mhimili wa abscissa - thamani inayolingana ya mkusanyiko C x. Njia hii hutumiwa wakati wa kufanya uchambuzi wa serial photometric.
Njia ya Kuongeza
Njia ya kuongeza ni tofauti ya njia ya kulinganisha. Kuamua mkusanyiko wa suluhisho kwa njia hii inategemea kulinganisha wiani wa macho ya ufumbuzi wa mtihani na ufumbuzi sawa na kuongeza ya kiasi kinachojulikana cha dutu inayojulikana. Njia ya kuongezea kawaida hutumiwa kurahisisha kazi, kuondoa ushawishi unaoingilia wa uchafu wa kigeni, na katika hali zingine kutathmini usahihi wa njia ya uamuzi wa picha. Njia ya kuongeza inahitaji kufuata lazima kwa sheria ya msingi ya kunyonya mwanga.
Mkusanyiko usiojulikana hupatikana kwa hesabu au mbinu za picha.
Kwa kuzingatia sheria ya msingi ya kunyonya mwanga na unene wa safu ya mara kwa mara, uwiano wa ndege za macho za suluhisho la mtihani na suluhisho la mtihani na kiongeza itakuwa sawa na uwiano wa viwango vyao:
Wapi D x- wiani wa macho ya ufumbuzi wa mtihani;
D x + a- wiani wa macho ya suluhisho la mtihani na kiongeza;
C x- mkusanyiko usiojulikana wa dutu ya mtihani katika ufumbuzi wa rangi ya mtihani;
S a- mkusanyiko wa nyongeza katika suluhisho la mtihani.
Njia ya kawaida ya kuongeza inategemea ukweli kwamba sehemu halisi ya mchambuzi aliyepo kwenye mchanganyiko wa kudhibiti huongezwa kwa sampuli ya mchanganyiko wa kudhibiti, na chromatogram ya mchanganyiko wa udhibiti wa awali na mchanganyiko wa kudhibiti na kiongeza cha kawaida kilichoongezwa kwake ni. kuchukuliwa.
Mbinu ya uchambuzi. Takriban 2 cm 3 ya mchanganyiko wa kudhibiti (800 mg) hutiwa bomba kwenye chupa iliyopimwa mapema na kizuizi cha ardhini na kupimwa, kisha moja ya vitu (100 mg) vilivyopo kwenye mchanganyiko wa kudhibiti huongezwa (kama ilivyoelekezwa na mwalimu. ) na kupimwa tena.
Ifuatayo, chromatogram za mchanganyiko wa awali wa udhibiti na mchanganyiko wa kudhibiti na kiongeza cha kawaida cha sehemu inayoamuliwa huchukuliwa. Eneo lililo chini ya kilele cha sehemu iliyochanganuliwa hupimwa kwa kromatogramu na matokeo ya uchanganuzi hukokotolewa kwa kutumia fomula.
,
(1.6)
Wapi S X- eneo chini ya kilele cha sehemu iliyochambuliwa katika sampuli;
S x+st- eneo chini ya kilele cha sehemu iliyochanganuliwa kwenye sampuli baada ya kuwasilisha kiongezi chake cha kawaida kwenye sampuli NA St ;
NA(X) - mkusanyiko wa sehemu iliyochambuliwa katika sampuli;
NA St- mkusanyiko wa nyongeza ya kawaida ya sehemu iliyochanganuliwa, %:
Wapi m ext- wingi wa nyongeza, g;
m sampuli - wingi wa sampuli ya kromatografia, g.
Mbinu ya urekebishaji kabisa (usanifu wa nje)
Njia kamili ya urekebishaji inajumuisha kuunda grafu ya urekebishaji ya utegemezi wa eneo la kilele cha kromatografia ( S) kwenye maudhui ya dutu katika sampuli ya kromatografia ( m) Hali ya lazima ni usahihi na kuzaliana tena kwa kipimo cha sampuli, na kufuata madhubuti kwa hali ya uendeshaji ya kromatografu. Njia hutumiwa wakati ni muhimu kuamua maudhui ya vipengele vya mtu binafsi tu vya mchanganyiko uliochambuliwa na kwa hiyo ni muhimu kuhakikisha utengano kamili wa vilele tu vya vitu vinavyotambuliwa kutoka kwa kilele cha jirani katika chromatogram.
Suluhisho kadhaa za kiwango cha sehemu inayoamuliwa hutayarishwa, idadi sawa huletwa kwenye chromatograph, na maeneo ya kilele huamuliwa ( S 1 , S 2 , S 3). Matokeo yanawasilishwa kwa mchoro (Mchoro 1.3).
Kielelezo 1.3 - Grafu ya urekebishaji
Kuzingatia i sehemu ya th katika sampuli (%) inakokotolewa kwa kutumia fomula
Wapi m sampuli- wingi wa sampuli ya chromatographed, g;
m i- maudhui i sehemu ya th, iliyopatikana kutoka kwa grafu ya urekebishaji (ona Mchoro 1.3), g.
1.2.3 Mchoro wa kuzuia wa chromatograph ya gesi
Mchoro wa kuzuia wa chromatograph ya gesi umeonyeshwa kwenye Mchoro 1.4.
Mchoro 1.4 - Mchoro wa kuzuia kromatografu ya gesi:
1 - silinda na gesi ya carrier; 2 - kukausha, kusafisha mfumo na kitengo cha kudhibiti na kupima kiwango cha usambazaji wa gesi ya carrier; 3 - kifaa cha kuanzishwa kwa sampuli (kisambazaji); 4 - evaporator; 5 - safu ya chromatographic; 6 - detector; 7 - maeneo ya joto ( T Na- joto la evaporator; T Kwa - joto la safu, T d - joto la detector); 8 - chromatogram
Safu ya chromatographic, kwa kawaida chuma, imejaa carrier imara (gel ya silika, kaboni iliyoamilishwa, matofali nyekundu, nk) na awamu ya stationary iliyotumiwa (polyethilini glycol 4000 au marekebisho mengine, vaseline, mafuta ya silicone).
Halijoto ya kirekebisha joto cha mvuke ni 150 °C, joto la safu ni 120 °C, na kidhibiti cha halijoto cha detector ni 120 °C.
Gesi ya carrier - gesi ya inert (nitrojeni, heliamu, nk).
Kuvutiwa na njia ya kuongeza katika ionometri ni kwa sababu ya ukweli kwamba ina jukumu muhimu zaidi kuliko njia ya kuongeza katika njia zingine za uchambuzi. Njia ya kuongeza ionometri hutoa faida mbili kubwa. Kwanza, ikiwa kushuka kwa nguvu kwa ioniki katika sampuli zilizochanganuliwa hakutabiriki, basi utumiaji wa njia ya kawaida ya urekebishaji hutoa makosa makubwa ya uamuzi. Matumizi ya njia ya kuongeza hubadilisha sana hali hiyo na husaidia kupunguza kosa la uamuzi. Pili, kuna kategoria ya elektroni ambazo matumizi yake ni ya shida kwa sababu ya kuteleza kunaweza kutokea. Kwa kuteleza kwa uwezo wa wastani, njia ya kuongeza hupunguza kwa kiasi kikubwa hitilafu ya uamuzi.
Kwa umma kwa ujumla Marekebisho yafuatayo ya njia ya kuongeza yanajulikana: njia ya kawaida ya kuongeza, njia ya kuongeza kiwango cha mara mbili, njia ya Gran. Mbinu hizi zote zinaweza kupangwa katika makundi mawili kulingana na kigezo bayana cha hisabati ambacho huamua usahihi wa matokeo yaliyopatikana. Iko katika ukweli kwamba baadhi ya mbinu za kuongezea lazima zitumie thamani iliyopimwa hapo awali ya mteremko wa kazi ya electrode katika mahesabu, wakati wengine hawana. Kulingana na mgawanyiko huu, mbinu ya kawaida ya kuongeza na njia ya Gran ziko katika kategoria moja, na mbinu ya kuongeza kiwango maradufu hadi nyingine.
1. Njia ya kawaida ya kuongeza na njia ya Gran.
Kabla ya kuelezea sifa za kibinafsi za aina moja au nyingine ya njia ya kuongeza, tutaelezea utaratibu wa uchambuzi kwa maneno machache. Utaratibu unajumuisha kuongeza suluhu iliyo na ioni sawa iliyochanganuliwa kwa sampuli iliyochanganuliwa. Kwa mfano, kuamua yaliyomo kwenye ioni za sodiamu, nyongeza za suluhisho la kawaida la sodiamu hufanywa. Baada ya kila nyongeza, usomaji wa electrode hurekodiwa. Kulingana na jinsi matokeo ya kipimo yanavyochakatwa zaidi, njia hiyo itaitwa njia ya kawaida ya kuongeza au njia ya Gran.
Hesabu ya njia ya kawaida ya kuongeza ni kama ifuatavyo.
Cx = D C (10DE/S - 1)-1,
ambapo Cx ni mkusanyiko unaohitajika;
DC ni kiasi cha nyongeza;
DE ni jibu linalowezekana kwa kuanzishwa kwa kiongezi cha DC;
S ni mteremko wa kazi ya electrode.
Hesabu kwa njia ya Gran inaonekana ngumu zaidi. Inajumuisha kupanga girafu katika kuratibu (W+V) 10 E/S kutoka V,
ambapo V ni kiasi cha viungio vilivyoongezwa;
E - maadili yanayowezekana yanayolingana na viongeza vilivyoletwa V;
W ni kiasi cha sampuli ya awali.
Grafu ni mstari wa moja kwa moja unaokatiza mhimili wa x. Sehemu ya makutano inalingana na kiasi cha nyongeza (DV), ambayo ni sawa na mkusanyiko wa ion unaohitajika (tazama Mchoro 1). Kutoka kwa sheria ya usawa inafuata kwamba Cx = Cst DV / W, ambapo Cst ni mkusanyiko wa ioni katika suluhisho ambalo hutumiwa kuanzisha viongeza. Kunaweza kuwa na nyongeza kadhaa, ambayo kwa asili inaboresha usahihi wa uamuzi ikilinganishwa na njia ya kawaida ya kuongeza.
Ni rahisi kutambua kwamba katika hali zote mbili mteremko wa kazi ya electrode S inaonekana. Kutoka kwa hii inafuata kwamba hatua ya kwanza ya njia ya kuongeza ni calibration ya electrodes kwa uamuzi unaofuata wa thamani ya mteremko. Thamani kamili ya uwezo haihusiki katika mahesabu, tangu kupata matokeo ya kuaminika Kilicho muhimu ni uwiano wa mteremko wa chaguo za kukokotoa za urekebishaji kutoka sampuli hadi sampuli.
Kama nyongeza, unaweza kutumia sio tu suluhisho lililo na ioni inayoweza kuamua, lakini pia suluhisho la dutu inayounganisha ioni ya sampuli iliyogunduliwa kuwa kiwanja kisichotenganisha. Utaratibu wa uchambuzi haubadilika kimsingi. Hata hivyo, kwa kesi hii kuna baadhi sifa, ambayo inapaswa kuzingatiwa. Vipengele ni kwamba grafu matokeo ya majaribio lina sehemu tatu, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2. Sehemu ya kwanza (A) hupatikana chini ya hali ambapo mkusanyiko wa dutu inayofunga ni chini ya mkusanyiko wa dutu inayoweza kuamua. Sehemu inayofuata ya grafu (B) hupatikana kwa takriban uwiano sawa wa dutu zilizo hapo juu. Na hatimaye, sehemu ya tatu ya grafu (C) inalingana na masharti ambayo kiasi cha dutu ya kumfunga ni kubwa zaidi kuliko uwezo wa kuamua. Utoaji wa mstari wa sehemu A ya grafu hadi mhimili wa x unatoa thamani ya DV. Kanda B kwa kawaida haitumiwi kwa uamuzi wa uchanganuzi.
Ikiwa curve ya titration ina ulinganifu wa serikali kuu, basi eneo C linaweza kutumiwa kupata matokeo ya uchanganuzi. Hata hivyo, katika kesi hii, kiratibu kinapaswa kuhesabiwa kama ifuatavyo: (W+V)10 -E/S.
Kwa kuwa mbinu ya Gran ina faida kubwa kuliko mbinu ya kawaida ya nyongeza, majadiliano zaidi yatahusu mbinu ya Gran.
Faida za kutumia njia zinaweza kuonyeshwa katika pointi zifuatazo.
1. Kupunguza kosa la uamuzi kwa mara 2-3 kutokana na ongezeko la idadi ya vipimo katika sampuli moja.
2. Njia ya kuongeza haihitaji uimarishaji wa makini wa nguvu za ionic katika sampuli iliyochambuliwa, kwa kuwa kushuka kwa thamani yake kunaonyeshwa kwa thamani kamili ya uwezo kwa kiasi kikubwa kuliko katika mteremko wa kazi ya electrode. Katika suala hili, hitilafu ya uamuzi imepunguzwa ikilinganishwa na njia ya curve ya calibration.
3. Matumizi ya idadi ya electrodes ni tatizo, kwa kuwa uwepo wa uwezo usio na utulivu unahitaji taratibu za calibration mara kwa mara. Kwa kuwa katika hali nyingi utelezi unaowezekana una athari kidogo kwenye mteremko wa kitendakazi cha urekebishaji, kupata matokeo kwa kutumia njia ya kawaida ya kuongeza na njia ya Gran huongeza kwa kiasi kikubwa usahihi na kurahisisha utaratibu wa uchanganuzi.
4. Njia ya nyongeza ya kawaida inakuwezesha kudhibiti usahihi wa kila uamuzi wa uchambuzi. Udhibiti unafanywa wakati wa usindikaji wa data ya majaribio. Kwa kuwa pointi kadhaa za majaribio zinashiriki katika usindikaji wa hisabati, kuchora mstari wa moja kwa moja kupitia kwao kila wakati inathibitisha kwamba fomu ya hisabati na mteremko wa kazi ya calibration haijabadilika. Vinginevyo, mwonekano wa mstari wa grafu hauhakikishiwa. Kwa hivyo, uwezo wa kudhibiti usahihi wa uchambuzi katika kila uamuzi huongeza kuegemea kwa matokeo.
Kama ilivyoonyeshwa tayari, njia ya kawaida ya kuongeza inaruhusu uamuzi kuwa sahihi mara 2-3 kuliko njia ya curve ya calibration. Lakini ili kupata usahihi huo wa ufafanuzi, sheria moja inapaswa kutumika. Nyongeza kubwa au ndogo sana itapunguza usahihi wa uamuzi. Kiasi bora cha nyongeza kinapaswa kuwa kiasi kwamba husababisha mwitikio unaowezekana wa 10-20 mV kwa ioni inayochajiwa moja. Sheria hii inaboresha hitilafu ya random ya uchambuzi, hata hivyo, katika hali hizo ambazo njia ya kuongeza hutumiwa mara nyingi, hitilafu ya utaratibu inayohusishwa na mabadiliko katika sifa za electrodes ya kuchagua ion inakuwa muhimu. Hitilafu ya utaratibu katika kesi hii imedhamiriwa kabisa na kosa kutoka kwa kubadilisha mteremko wa kazi ya electrode. Ikiwa mteremko unabadilika wakati wa majaribio, basi masharti fulani kosa la jamaa la uamuzi litakuwa takriban sawa na kosa la jamaa kutoka kwa mabadiliko ya mteremko.
KATIKA njia moja ya kawaida ya suluhisho kupima thamani ya ishara ya uchambuzi (y st) kwa ufumbuzi na mkusanyiko unaojulikana wa dutu (C st). Kisha ukubwa wa ishara ya uchambuzi (y x) hupimwa kwa ufumbuzi na mkusanyiko usiojulikana wa dutu (C x).
Njia hii ya kuhesabu inaweza kutumika ikiwa utegemezi wa ishara ya uchanganuzi kwenye mkusanyiko unaelezewa na usawa wa mstari bila neno la bure. Mkusanyiko wa dutu katika suluhisho la kawaida lazima iwe hivi kwamba maadili ya ishara za uchambuzi zilizopatikana wakati wa kutumia suluhisho la kawaida na suluhisho na mkusanyiko usiojulikana wa dutu ni karibu iwezekanavyo kwa kila mmoja.
KATIKA njia ya suluhisho mbili za kawaida kupima maadili ya ishara za uchambuzi kwa ufumbuzi wa kawaida na viwango viwili tofauti vya dutu, moja ambayo (C 1) ni chini ya mkusanyiko usiojulikana unaotarajiwa (C x), na pili (C 2) ni kubwa zaidi.
au 
Njia ya ufumbuzi wa kawaida mbili hutumiwa ikiwa utegemezi wa ishara ya uchambuzi juu ya mkusanyiko unaelezewa na equation ya mstari ambayo haipiti kupitia asili.
Mfano 10.2.Kuamua mkusanyiko usiojulikana wa dutu, ufumbuzi wa kawaida mbili ulitumiwa: mkusanyiko wa dutu katika kwanza wao ni 0.50 mg / l, na kwa pili - 1.50 mg / l. Msongamano wa macho wa ufumbuzi huu ulikuwa 0.200 na 0.400, kwa mtiririko huo. Ni mkusanyiko gani wa dutu katika suluhisho ambalo wiani wa macho ni 0.280?
Njia ya Kuongeza
Njia ya kuongeza hutumiwa katika uchambuzi wa matrices tata, wakati vipengele vya tumbo vinaathiri ukubwa wa ishara ya uchambuzi na haiwezekani kunakili kwa usahihi muundo wa matrix ya sampuli. Mbinu hii inaweza kutumika tu ikiwa grafu ya urekebishaji ni ya mstari na inapitia asili.
Kutumia njia ya hesabu ya nyongeza Kwanza, ukubwa wa ishara ya uchanganuzi hupimwa kwa sampuli yenye mkusanyiko usiojulikana wa dutu (y x). Kisha kiasi fulani halisi cha mchambuzi huongezwa kwa sampuli hii na thamani ya ishara ya uchambuzi (y ext) inapimwa tena.
Ikiwa ni muhimu kuzingatia dilution ya suluhisho
Mfano 10.3. Suluhisho la awali na mkusanyiko usiojulikana wa dutu hii lilikuwa na wiani wa macho wa 0.200. Baada ya 5.0 ml ya suluhisho na mkusanyiko wa dutu sawa ya 2.0 mg / l iliongezwa kwa 10.0 ml ya suluhisho hili, wiani wa macho wa suluhisho ukawa sawa na 0.400. Amua mkusanyiko wa dutu katika suluhisho la asili.
= 0.50 mg/l
Mchele. 10.2. Njia ya picha ya viungio
KATIKA njia ya graphical ya viungio chukua sehemu kadhaa (aliquots) za sampuli iliyochanganuliwa, usiongeze nyongeza kwa mojawapo, na uongeze kiasi kamili cha sehemu inayoamuliwa kwa zingine. Kwa kila aliquot, ukubwa wa ishara ya uchambuzi hupimwa. Kisha utegemezi wa mstari wa ukubwa wa ishara iliyopokea juu ya mkusanyiko wa nyongeza hupatikana na hutolewa hadi inapoingiliana na mhimili wa x (Mchoro 10.2). Sehemu iliyokatwa na mstari huu wa moja kwa moja kwenye mhimili wa abscissa itakuwa sawa na mkusanyiko usiojulikana wa dutu inayoamuliwa.2. NJIA ZA UCHAMBUZI KIMWILI NA KIMWILI-KEMIKALI Huduma ya uchanganuzi ya biashara inajumuisha udhibiti wa michakato ya kiteknolojia, udhibiti wa malighafi na bidhaa za kumaliza. Udhibiti michakato ya kiteknolojia Kama sheria, inapaswa kufanywa haraka, kwa ufanisi, kwa mujibu wa kasi ya michakato ya kiteknolojia, lakini katika hali nyingi inatosha kutekeleza tu kwa vipengele vya mtu binafsi. Kwa kusudi hili, njia za haraka, mara nyingi zinazoendelea, ikiwezekana kikamilifu au sehemu ya otomatiki, inapaswa kutumika. Udhibiti wa malighafi na bidhaa za kumaliza mara nyingi huchagua, tofauti, lakini inahitaji usahihi wa juu na uamuzi wa wakati mmoja wa vipengele kadhaa (na mara nyingi kadhaa kadhaa). Kwa kiasi kikubwa cha uzalishaji, na kwa hiyo mtiririko mkubwa wa sampuli, ili kutatua matatizo yanayohitajika, huduma ya uchambuzi wa makampuni ya biashara lazima iwe na maabara ya kisasa spectral, uchambuzi wa spectral X-ray, vifaa vya kutosha kwa ajili ya kufanya mbinu physico-kemikali ya uchambuzi. Matokeo yake, katika huduma ya uchambuzi wa makampuni ya biashara ya metallurgiska na uhandisi wa mitambo katika miongo kadhaa iliyopita, jukumu la mbinu za kemikali za uchambuzi zimebadilika kimsingi: gravimetry na titrimetry, ambayo kutoka kwa chanzo kikuu cha habari za kipimo kwa aina zote za udhibiti zimegeuka. katika njia ya kutekeleza uamuzi wa usahihi wa kiasi kikubwa na wastani cha dutu, na pia chombo cha kutathmini usahihi wa uamuzi wa ala na urekebishaji wa nyenzo za kumbukumbu (RM). 41 2.1. SAMPULI ZA MAREJEO Sampuli za kawaida (RM) ni nyenzo zilizotayarishwa maalum, muundo na mali ambazo zimeanzishwa kwa uhakika na kuthibitishwa rasmi na taasisi maalum za hali ya metrolojia. Nyenzo za kumbukumbu (RM) ni viwango vya muundo wa kemikali wa nyenzo. Wao hutengenezwa na kuthibitishwa katika taasisi maalum za metrological. Uthibitishaji wa RM ni uanzishwaji wa maudhui kamili ya vipengele vya mtu binafsi au vipengele vya RM kwa njia ya uchambuzi kwa kutumia mbinu za kuaminika katika maabara kadhaa kubwa na yenye sifa ya uchanganuzi nchini, zilizoidhinishwa katika ngazi ya serikali. Matokeo ya uchambuzi yanayopatikana hapo hulinganishwa na kushughulikiwa katika ofisi kuu. Kulingana na data ya wastani iliyopatikana, pasipoti ya RM imeundwa, ambayo inaonyesha maudhui yaliyothibitishwa ya vipengele vya mtu binafsi. Mbali na sampuli za kiwango cha serikali, inawezekana kutoa sampuli za kulinganisha katika tasnia, taasisi na maabara za kibinafsi. Ili kutathmini usahihi wa matokeo ya uchanganuzi unapotumia mbinu yoyote, RM iliyo karibu zaidi katika utungaji na ile inayochambuliwa huchaguliwa. 42 2.2. ISHARA YA UCHAMBUZI. NJIA ZA KUHESABU MAZINGIRA Uchambuzi wa kemikali, yaani, seti ya vitendo vinavyolenga kupata taarifa kuhusu muundo wa kemikali kitu kilichochambuliwa, bila kujali njia ya uchambuzi (kemikali ya classical au mbinu za ala), inajumuisha hatua kuu tatu: - sampuli; - maandalizi ya sampuli kwa uchambuzi; - uchambuzi wa kemikali ili kugundua sehemu au kuamua wingi wake. Wakati wa kufanya uchambuzi, katika hatua ya mwisho ya uchambuzi, ishara ya uchambuzi hupimwa, ambayo ni wastani wa vipimo vya yoyote. wingi wa kimwili S, inayohusiana kiutendaji na yaliyomo katika sehemu iliyoamuliwa na uhusiano S = f (c). Ishara ya uchambuzi, kulingana na aina ya uchambuzi, inaweza kuwa wingi wa mchanga katika gravimetry, wiani wa macho katika spectroscopy ya kunyonya, kiwango cha utoaji wa mstari wa wigo, kiwango cha nyeusi au mwangaza wa mstari wa uchambuzi katika spectroscopy ya utoaji; nguvu ya sasa ya kuenea katika amperometry, thamani ya emf ya mfumo, na nk. Wakati kipengele kinapogunduliwa, kuonekana kwa ishara ya uchambuzi ni kumbukumbu, kwa mfano, kuonekana kwa rangi, precipitate katika suluhisho, mstari katika wigo, nk. Wakati wa kuamua kiasi cha sehemu, thamani ya ishara ya uchambuzi inapimwa, kwa mfano, wingi wa sediment, ukali wa mstari wa wigo, thamani ya nguvu ya sasa, nk hupimwa. Fomu ya kazi S = f (c) huanzishwa kwa hesabu au majaribio na inaweza kuwasilishwa kwa namna ya fomula, jedwali au grafu, wakati maudhui ya sehemu inayoamuliwa yanaweza kuonyeshwa kwa vitengo vya wingi, katika moles au kwa suala la mkusanyiko. . 43 Kwa kuwa kila fasili ya uchanganuzi inawakilisha mfumo mzima michakato ngumu, basi wakati wa kupima ishara ya uchambuzi, ambayo ni kazi ya maudhui ya sehemu inayotambuliwa, ishara ya nyuma ya uchambuzi, inayohusiana kiutendaji na maudhui ya vipengele vinavyoingiliana, pamoja na "kelele" inayotokana na vifaa vya kupimia, hupimwa kwa wakati mmoja. Ishara muhimu ya uchanganuzi, ambayo kwa kweli ni kazi ya maudhui ya sehemu iliyochanganuliwa, ni tofauti kati ya ishara ya uchambuzi iliyopimwa na ishara ya usuli wa uchanganuzi. Kinadharia haiwezekani kuzingatia ushawishi juu ya matokeo ya uchambuzi wa kila moja ya mambo mengi yanayofanya wakati huo huo. Kwa majaribio kuzingatia mvuto huu na kutenganisha ishara muhimu ya uchambuzi, mbinu fulani hutumiwa, hasa, viwango vinatumiwa. Sampuli za kawaida (CO) au, mara nyingi zaidi, viwango vya maabara sawa na sampuli za kiwango cha viwanda kutoka kwa bidhaa za sasa au kwa njia ya mchanganyiko wa kemikali bandia hutumiwa kama viwango. Muundo wao katika vipengele vyote unalingana kabisa na muundo wa sampuli iliyochambuliwa. Mbinu ya kipimo, bila kujali njia ya chombo cha uchambuzi inayotumiwa, inategemea moja ya tatu mbinu zinazowezekana : - njia ya kulinganisha (mbinu ya viwango); - njia ya hesabu (calibration) grafu; - njia ya kuongeza. Mbinu za kukokotoa viwango kulingana na kupima thamani za mawimbi halisi ya Seti ya kawaida na sampuli iliyochanganuliwa ya San pia haitegemei mbinu mahususi ya uchanganuzi inayotumika. Wacha tuchunguze kwa undani zaidi kila moja ya njia hizi za kuhesabu. Njia ya kulinganisha hutumiwa mara nyingi kwa uamuzi mmoja. Ili kufanya hivyo, pima thamani ya ishara ya uchanganuzi katika sampuli ya kulinganisha (katika sampuli ya kumbukumbu) Weka na mkusanyiko unaojulikana wa seti ya vipengele 44 vilivyowekwa, na kisha kupima thamani ya ishara ya uchambuzi katika sampuli ya mtihani Sx. Kigezo kilichopimwa S kinahusiana na mkusanyiko wa moja kwa moja sawia na utegemezi Weka = k · kuweka na Sx = k · сx. Kwa kuwa mgawo wa uwiano k ni thamani ya mara kwa mara, basi Set/set = Sx/cx na mkusanyiko wa kijenzi kilichobainishwa katika sampuli iliyochanganuliwa cx inaweza kukokotwa kwa kutumia fomula cx = (weka ·Sx) / Weka Mbinu ya curve ya urekebishaji ni kutumika kwa maamuzi ya mfululizo. Katika kesi hii, mfululizo wa viwango vya 5-8 (ufumbuzi au sampuli imara) na yaliyomo tofauti ya sehemu inayoamua imeandaliwa. Kwa mfululizo mzima, chini ya hali sawa, maadili ya maadili ya ishara ya uchambuzi yanapimwa, baada ya hapo grafu ya calibration inaundwa katika kuratibu S - c, na maadili ya vigezo vya kujitegemea (c. ) ikipangwa pamoja na mhimili wa abscissa, na kazi zao (S) pamoja na mhimili wa kuratibu. Mkusanyiko wa cx usiojulikana huamuliwa kwa picha kutoka kwa thamani ya ishara iliyopimwa Sx. Ikiwa utegemezi unaotokana na S - с hauna mstari, basi grafu inajengwa kwa kuratibu za nusu-logarithmic au logarithmic: logis - с, S - logс au logS - logс. Upangaji njama kwa kawaida hufanywa kwa kutumia njia ya angalau mraba (OLS). Mteremko wa mstari huamua unyeti wa njia. Kadiri pembe ya mwelekeo wa curve kwenye mhimili wa abscissa inavyozidi, ndivyo makosa madogo katika uamuzi. Grafu ya urekebishaji inaweza pia kuwakilishwa kama mlinganyo wa mstari S = a + b c. Njia ya kuongeza hutumiwa kuamua maudhui madogo ya vipengele kwa kikomo cha unyeti wa chombo cha njia, na pia katika kesi ya ugumu wa kuzaliana asili ngumu kwa sehemu inayoamuliwa. Katika mbinu ya hesabu ya nyongeza, ishara ya uchanganuzi ya sampuli iliyochanganuliwa Sx yenye mkusanyiko usiojulikana wa sehemu ya uchanganuzi cx hupimwa kwanza. Kisha kiongezi cha kawaida kilicho na maudhui yanayojulikana ya seti huletwa kwenye sampuli sawa na thamani ya mawimbi ya uchanganuzi Sx+et hupimwa tena. Kikolezo kisichojulikana cx kinapatikana kwa hesabu: Sx = k cx, Sx+et = k (cx + seti), kutoka ambapo cx = seti · Sx / (Sx+et - Sx) Fomula ni halali iwapo tu, kama matokeo. ya utangulizi wa nyongeza, jumla ya kiasi cha suluhisho kivitendo haibadilika, ambayo ni, suluhisho na mkusanyiko wa juu sehemu iliyoamuliwa. Mbali na njia ya hesabu, njia ya graphical ya nyongeza pia hutumiwa. Mbinu za uwasilishaji zinatokana na mfululizo wa vipimo vya ishara za uchambuzi wakati wa titration (angalia sehemu ya 1.4.), ikiwa mabadiliko ya mkusanyiko yanafuatana na mabadiliko katika mali yoyote ya kimwili (uwezo, sasa, ngozi, wiani wa macho) . Mabadiliko haya yanaonyeshwa kwa taswira: maadili ya kiasi cha titranti iliyoongezwa hupangwa kwenye mhimili wa abscissa, na maadili yanayohusiana na mkusanyiko (au logarithm yake) na utegemezi wa kazi hupangwa kwenye mhimili wa kuratibu. Utegemezi unaosababishwa unaitwa curve ya titration. Kwenye curve hii, hatua imedhamiriwa sambamba na uwiano sawa wa dutu fulani na titrant, yaani, hatua ya usawa au kiasi sawa cha titranti. Curve inaweza kuwa logarithmic (titration potentiometric) au linear (fotometry, titration amperometric). Mkusanyiko unahesabiwa kwa njia sawa na katika titration ya kawaida (tazama sehemu ya 1.4). 46 2.3. NJIA ZA UCHAMBUZI WA MAONI Mbinu za utazamaji unaotumika (mbinu za spectral) zinatokana na uchunguzi wa mwingiliano wa mionzi ya sumakuumeme na atomi au molekuli (ions) za dutu inayochunguzwa. Kama matokeo ya mwingiliano, ishara ya uchanganuzi inaonekana iliyo na habari kuhusu mali ya dutu inayochunguzwa. Mzunguko (wavelength) ya ishara inategemea mali maalum ya kiwanja kinachochambuliwa, yaani, ni msingi wa uchambuzi wa ubora, na ukubwa wa ishara ni sawia na kiasi cha dutu na ni msingi wa kiasi. maamuzi. Kwa madhumuni ya uchambuzi, eneo la wigo kutoka 106 hadi 1020 Hz hutumiwa. Eneo hili linajumuisha mawimbi ya redio, microwaves, infrared (joto), inayoonekana, mionzi ya ultraviolet na x-ray. Eneo la macho linajumuisha mionzi ya infrared (IR), inayoonekana (V) na ultraviolet (UV). Mbinu za uchanganuzi kulingana na mwingiliano wa mionzi ya sumakuumeme katika eneo hili na atomi na molekuli za maada huitwa mbinu za macho. Spectrum (kutoka kwa wigo wa Kilatini - uwakilishi) ni seti ya maadili tofauti ambayo kiasi fulani cha kimwili kinaweza kuchukua. Uchanganuzi wa taswira ya macho hujumuisha mbinu za ufyonzwaji kwa kutumia wigo wa ufyonzaji wa molekuli (ioni) na atomi katika maeneo ya B-, UV- na IR, na mbinu za utoaji wa uchafuzi kwa kutumia wigo wa utoaji wa atomi na ioni katika maeneo ya UV- na B-. Kwa kutumia mbinu za uchanganuzi wa unyonyaji na utoaji wa hewa chafu katika maeneo ya UV na B, matatizo ya kuanzisha muundo wa msingi wa sampuli hutatuliwa. Njia za kunyonya kulingana na uchunguzi wa wigo wa molekuli au ioni huitwa kunyonya kwa molekuli, na zile kulingana na uchunguzi wa mwonekano wa atomi huitwa kunyonya kwa atomiki. 47 2.3.1. Mtazamo wa kunyonya kwa molekuli (photoelectrocolorimetry) Uchambuzi wa kunyonya wa kiasi unafanywa katika maeneo yanayoonekana, ya ultraviolet na infrared ya wigo. Uchambuzi wa kiasi cha unyonyaji katika maeneo haya ya kuvutia unategemea matumizi ya sheria ya Bouguer-Lambert-Bia. Ikiwa ukubwa wa tukio la mionzi ya monochromatic inayopitia suluhisho la kunyonya mwanga inaonyeshwa na I0, ukubwa wa mionzi ya pato na I, basi - logi (I / I0) = A = ε l s, ambapo A ni kunyonya (ya zamani. jina ni msongamano wa macho D); c - mkusanyiko wa molar; l ni unene wa safu ya kunyonya, cm; ε ni mgawo wa ngozi ya molar, ambayo ni sawa na wiani wa macho ya suluhisho kwenye mkusanyiko wa suluhisho c = 1 mol / l na unene wa safu ya kunyonya l = 1 cm. Ukosefu (wiani wa macho) hupimwa kwa kutumia vyombo vinavyoitwa photoelectrocolorimeters. Kwa hiyo, njia hiyo inaitwa photoelectrocolorimetry au tu photometry. Njia za picha zimetengenezwa ili kuamua kivitendo vipengele vyote katika uchambuzi wa aina mbalimbali za vitu. Karibu kila mara, kipimo cha ufyonzaji wa mwanga hutanguliwa na ubadilishaji wa kijenzi kuamuliwa kuwa mpya. fomu ya kemikali, inayojulikana na kunyonya kwa nguvu, yaani, kuwa na thamani ya juu mgawo wa kunyonya molar. Mara nyingi hizi ni misombo ngumu ya rangi na ligand za isokaboni au za kikaboni. Kwa kuwa kuna uhusiano wa mstari kati ya thamani ya kunyonya (wiani wa macho) na mkusanyiko, kwa kupima thamani ya wiani wa macho, inawezekana kuhesabu mkusanyiko wa ufumbuzi uliochambuliwa. Ili kufanya hivyo, unaweza kutumia njia ya kulinganisha, njia ya grafu ya calibration, au njia ya kuongeza. 48 Mbinu ya kufanya uchanganuzi wa kimsingi katika uchunguzi wa ufyonzaji wa molekuli ni pamoja na: - kuchukua sampuli ya wastani; - kuchukua sampuli ya dutu ya sampuli au kupima kiasi cha suluhisho kwa sampuli ya kioevu; - kufutwa kwa sampuli (katika maji, ndani asidi ya madini au mchanganyiko wake, katika alkali) au mtengano wa sampuli kwa kuunganishwa na uhamisho unaofuata kwenye suluhisho; - mgawanyiko wa vipengele vinavyoingilia au masking yao; - kutekeleza majibu ya uchambuzi; - kipimo cha ishara ya uchambuzi; - hesabu ya yaliyomo katika sehemu inayoamuliwa. Tatizo nambari 3 linazingatia matumizi ya njia ya grafu ya urekebishaji, ambayo kwa kawaida hutumiwa kwa maamuzi mengi ya mfululizo. Ili kupata mfululizo wa ufumbuzi wa kawaida na viwango vinavyoongezeka, njia ya kuondokana na ufumbuzi wa awali wa msingi ulioandaliwa kutoka kwa metali safi, chumvi, oksidi na sampuli za kawaida hutumiwa. Kisha suluhisho zilizotayarishwa hupigwa picha (wiani wao wa macho hupimwa) na, kwa kuzingatia matokeo ya picha, girafu ya kisanii imeundwa katika kuratibu wiani wa macho - kiasi cha suluhisho la kawaida, kwani kuhesabu tena kiasi hadi mkusanyiko lazima kuzunguka data. wakati wa kujenga grafu, na kwa hiyo, inapunguza usahihi wa uamuzi. Kwa kutumia grafu iliyokamilishwa, maudhui ya kipengele katika suluhisho iliyochambuliwa imedhamiriwa baada ya kupima wiani wake wa macho. Suluhisho zote mbili za kawaida za kuunda curve ya calibration na suluhisho la jaribio lazima zitayarishwe kwa kutumia njia ile ile katika chupa za ujazo za ujazo sawa na ziwe na takriban. utunzi sawa kwa vipengele vyote, vinavyotofautiana tu katika maudhui ya kipengele kinachoamuliwa. 49 Grafu ya urekebishaji iliyojengwa inaweza kutumika kwa uamuzi unaorudiwa wa maudhui ya kipengele katika sampuli za aina sawa. Mfano. Uamuzi wa photoelectrocolorimetric ya maudhui ya silicon katika chuma ulifanyika kwa misingi ya malezi ya tata ya bluu ya silicon-molybdenum kwa kutumia njia ya grafu ya calibration. Sampuli ya chuma yenye uzito wa 0.2530 g ilifutwa katika asidi na, baada ya matibabu sahihi, 100 ml ya suluhisho la mtihani ilipatikana. Aliquot (sehemu sawa) ya suluhisho hili yenye kiasi cha 10 ml iliwekwa kwenye chupa ya volumetric yenye uwezo wa 100 ml, reagents zote muhimu ziliongezwa na 100 ml ya ufumbuzi wa rangi ya bluu silicon-molybdenum tata ilipatikana. Msongamano wa macho (kunyonya) wa suluhisho hili ni Ax = 0.192. Ili kupanga grafu, ufumbuzi wa kawaida (rejea) uliandaliwa na maudhui ya silicon ya 7.2 μg / ml (T (Si) = 7.2 μg / ml). Kiasi cha V ya suluhisho la kawaida lililochukuliwa kupanga grafu ni sawa na 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0 ml. Maadili yaliyopimwa ya msongamano wa macho Aet ya suluhisho hizi inalingana na maadili yafuatayo: 0.060; 0.105; 0.150; 0.195; 0.244; 0.290. Amua yaliyomo (sehemu ya wingi) ya silicon kwenye sampuli ya chuma inayochunguzwa. Suluhisho Suluhisho la tatizo linajumuisha hatua zifuatazo: 1. Ujenzi wa grafu ya urekebishaji. 2. Uamuzi kutoka kwa grafu ya calibration ya maudhui ya silicon sambamba na thamani ya kipimo cha wiani wa macho ya ufumbuzi chini ya utafiti. 3. Uhesabuji wa yaliyomo ( sehemu ya molekuli) silicon katika sampuli ya chuma iliyochambuliwa, kwa kuzingatia dilution ya suluhisho iliyochambuliwa. 50
Inapakia...