Г. Кристиан - Аналитическая химия, том 1 (1108737), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Если молярная концентрация гидроксида натрия в растворе известна, то можно рассчитать количество ХаОН (в молях), добавленного к пробе (как произведение концентрации на объем). Так можно узнать и количество НС1 (в молях) в пробе. Но для этого необходимо в первую очередь приготовить раствор реагента (гидроксида натрия) точно известной концентрации. Таким образом, титриметричекий метод является относительным. Большинство инструментальных методов анализа также являются относительными. Прибор регистрирует аналитический сигнал, обусловленный какими- либо физическими свойствами пробы.
Например, спектрофотометры измеряют долю электромагнитного излучения источника света, поглощаемую раствором пробы. Эту величину можно соотнести с концентрацией определяемого компонента только посредством сравнения с такой же величиной, измеренной для раствора с известной концентрацией аналита. Иными словами, в инструментальных методах анализа требуется градуировка при помощи образцов сравнения.
Аналитический сигнал может быть связан с концентрацией определяемого компонента линейно или нелинейно. Градуировка заключается в приготовлении серии стандартных растворов аналита с известной концентрацией (как правило, затем их подвергают той же обработке, что и анализируемую пробу), измерении аналитического сигнала (величины отклика прибора) для каждого из них и построении градуировочной кривой — зависимости аналитического сигнала от концентрации аналита.
При помощи этой зависимости определяют неизвестное содержание аналита по величине его сигнала. Современные приборы, управляемые компьютерами, часто позволяют проводить эту операцию автоматически и выдают конечный результат в виде значения концентрации. На величину аналитического сигнала может оказывать влияние состав матрицы образца. В подобных случаях для того, чтобы устранить матричные эффекты пробы, градуировку следует осуществлять по методу стандартных добавок. задачи яналитичкской химии, или чни зднимдктся химики-аналитики 34 При этом к отдельным порциям раствора пробы добавляют известные количества стандартного раствора аналита и измеряют увеличение сигнала, обусловленное добавкой. При использовании метода добавок стандартный раствор находится в той же среде, что и аналит.
Этот способ градуировки будет обсуждаться подробнее при рассмотрении отдельных методов анализа. Вычисление результатов и предоставление отчета: характеристика объекта в целом После определения концентрации аналита в пробе полученные результаты используют для расчета количества аналита в исходном образце. Результат может быть выражен как в абсолютных, так и в относительных величинах.
Как правило, приводят относительное содержание, например, в виде массовой доли (в процентах, частях на миллион или других величинах). Оно характеризует правильность результатов. Можно выполнить серию параллельных определений (три или более) и привести в отчете данные о воспроизводимости результатов— например, величину стандартного отклонения. Данные о воспроизводимости представляют важность, поскольку они позволяют охарактеризовать неопределенность результата (см. гл. 3). Аналитик должен критически оценить, насколько разумны полученные результаты в свете постановки исходной задачи.
Помните, что потребитель часто не имеет научной подготовки и может воспринимать ваши цифры как истину в последней инстанции. Только вы, как аналитик, можете обьяснить смысл этих цифр. Аналитик должен уметь дать квалифицированный совет по поводу всего, что касается смысла результата анализа, Поэтому важно, чтобы вы нашли общий язык с «потребителем» ваших данных во всем, что касается интерпретации результатов. Поверка методики: вы должны доказать, что она работаете 1.4.
Проблеме правильности результатов анализа необходимо уделять большое внимание. Существуют два типа погрешностей измерений: случайные и систематические. Результат любого измерения содержит некоторую неопределенность. Это приводит к тому, что результаты параллельных измерений распределены случайным образом, например, в соответствии с законом нормального (гауссовского) распределения. Эксперимент можно и нужно планировать таким образом, чтобы уменьшить этот разброс, но его никогда нельзя устранить полностью. Систематическая погрешность приводит к смещению всех результатов измерений в одном направлении. Это может происходить, например, вследствие того, что матрица пробы уменьшает аналитический сигнал.
Возможно, что аналитические весы неправильно откалнброваны и все значения масс оказываются заниженными или завышенными. Из образца может быть не полностью удалена влага — это тоже приводит к систематическим погрешностям. 1.4. ЛОВЕРКА МЕТОДИКИ: ВЫ ДОЛЖНЫ ДОКАЗАТЬ, ЧТО ОНА РАБОТАЕТ! Для обеспечения правильности результатов необходимо прежде всего правильно откалибровать измерительные приборы. Но это лишь первый шаг. В ходе отработки методики следует проанализировать образцы, в которые добавлено известное содержание аналита (в количествах как выше, так и ниже его примерного содержания в пробе). Полученные результаты (после вычитания найденного содержания аналита в самой пробе, проанализированной по той же методике) должны находиться в пределах требуемой точности анализа.
Для поверки новой методики можно также сравнить результаты, полученные с ее помощью, с результатами анализа той же пробы при помощи другой, общепринятой, методики. Кроме того, существует множество стандартных образцов известного состава; анализ стандартных образцов также позволяет убедиться в правильности используемой методики. Сань< йлучи<ай способ проверить методику состоит в там, чтобы проанализировать стандартный образец известного состава. В продаже имеются, например, стандартные образцы вод с известным содержанием пестицидов или почв с известным содержанием приоритетных загрязнителей, используемые для контроля окружающей среды.
Американский Национальный институт стандартов и технологий (Ха!(опа! 1пз<1Ш1е оГ ЗГапдагдз апд Тесйпо!ойу, Х1ЗТ) изготавливает стандартные образцы объектов с матрицами различной природы (сталей, опавших листьев н т. д.), содержание ряда аналитов в которых тщательно определено, по крайней мере, двумя независимымн методами и официально удостоверено. Для всех содержаний указаны доверительные интервалы. Различные агентства и промышленные концерны могут предоставить образцы для межлабораторных экспериментов, в ходе которых образцы рассылают лабораториям-участникам случайным образом. До выполнения анализов составы образцов участникам не известны, При использовании стандартных образцов нх следует анализировать вперемешку с реальными пробами.
Контрольный стандартный образец необходимо анализировать хотя бы раз в день. Зависимость результатов его анализа от времени откладывают на карте контроля качества (контрольной карте). На ней же откладывают известное значение стандартного отклонения методики. Если допустить, что среднее значение измеряемой величины не изменяется со временем, а ее распределение отвечает нормальному закону, то результат измерения должен отличаться от истинного значения более чем на удвоенное стандартное отклонение лишь в 1 случае из 20, а на 2,5 стандартных отклонения — в 1 случае из 100.
Если отклонения встречаются чаще, это указывает на наличие иескомпенсированных погрешностей, которые могут быть вызваны нарушениями работы аппаратуры, разрушением реагентов, неправильной градуировкой н другими причинами. Выполнение всех анализов, результаты которых предполагается использовать в официальных целях (в том числе в суде), необходимо тщательно протоколировать, а соответствующие методики — поверять в соответствии с нормами, регламентируемыми государством. Для обеспечения поверки результатов анализов разработаны нормативные документы, называемые «Харон<ей лабораторной практикой» (боод 1аЬогагогу ргасйсе, бЬР). Подробно эти правила рассмотрены в гл. 4.
задачи дналитичбской химии, или чбм занимаются химики-аналитики Зб Как определить размер пробы? 1.5. Виды анализа часто классифицируют в зависимости от требуемого размера пробы. Такая классификация условна, а границы классов нечетки. В соответствии с ней анализ можно разделить на следующие виды: мезо-, полумикро-, микро- и ультрамикроаиализ. Последние две категории часто объединяют под названием «анализ следовых количеств».
В табл. 1.2 приведена приблизительная классификация методов в зависимости от массы или объема пробы. Классификация по объему обычно применяется в клинических лабораториях. Для операций с микро- и ультрамикроколичествами вещества необходима специальная аппаратура и микровесы. Таблица 1.2 Классификация методов анализа по размеру пробы Название Масса пробы (мг) Объем пробы (мкл) >100 >100 Мезоанализ Полумикроанализ Мнкроанвлиз Улътрамнкроаналнз 10-100 50-100 1 †<50 «Анализировать» и «определять» — различные понятия 1.6. Некоторые полезные Интернет-сайты Кроме многочисленных книг и других источников, отмеченных в основном тексте и Приложении А (литература по аналитической химии), существует большое Термины «анализировать» и «определять» различаются по значению.
Говорится, что пробу анализируют на содержание в ней одного или нескольких компонентов. Компоненты, содержание которых измеряют, называются аналитами. Процесс измерения содержания аналита называется определением. Например, в ходе анализа крови на содержание хлоридов мы определяем концентрацию хлорид-ионов. Таким образом, пробу анализируют, чтобы определить в нем содержание компонента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
