Ю.А. Золотов - Методы химического анализа (Основы аналитической химии, том 2) (1110130), страница 79
Текст из файла (страница 79)
Отсюда видно, что Тгь!о обеих Рис. 14.10. Кривые термометрического кислот близки, а именно — 42,7 для твтрования НС! (1) и Н,ВО, (2) рас- НзВОз и -56,5 кДж моль ' для НС!. тавром)ЧаОН(с =0,004 М) Поэтому кривые термометрического татре валия обеих кислот сходны 390 Эитальлиметрия основана на определении количества вещества по разностям температур, соответствующим изменениям энтальпии ЬН. Избыток концентрированного раствора реагента сразу вводят в раствор обы, находящейся в адиабатическом калоримегре. Такую методику цр ы,н нюывают прямой иижекционной энтальпиметрией ( ИЭ). р П . На ис. 14.12 представлен общий вид кривой, которую можно получить с помощью ПИЭ. Изменение энтальпии в ходе реакции одного моля вещества составляет ЬН, поэтому при реакции л молей будет выделяться и ЬН теплоты.
Величина ЬТ пропорциональна количеству выделившейся теплоты: иЬН ЬТ= —, Твь К где л — теплоемкость сосуда и его содержимоВеличину К можно определить графнче ски, пели известна теплоемкость системы, то по изменению температуры и стандартной энтальпии ЬН' можно найти л или, наоборот, если известно л, можно найти ЬН при условии, что ЬН и ЬН существенно не отличаются. Этот метод обладает высокой чувствительностью. Например, можно опреде- Вредя Рис. 14.12. Идеальная энтальпиметрическая кривая.
Реагент вводят в момент времени В 391 лить 3 10 ~ М интриг-иона с погрешностью 5% по Реакции с сульфами новой кислотой. Метод, в основе которого лежит изменение линейных или объемных размеров в зависимости от температуры, называют дилшлометрлей. Это термический метод анализа, с помощью которого можно определять пре имущественно структурные изменениа. При фазовых переходах меняется коэффициент линейного расширения а и вследствие этого относитель.
ное увеличение объема или длины: А? =ОТ. 4У Дилатометрия применяется главным образом длл исследования полимеров и г дает информацию о тепловом расшире- нии, степени полимеризации и степени г1 их кристалличности. Дилатомегрически определяют также изменение объема растворов и конечную точку при тнтроу „ванин (дилатометрическое тнтроваиие). В ходе титрования прослеживают измеРне.
14.13. Кривая дилатометрн- пения объема анализируемого раствора ческого тнтровання однооснов- Ау или пропорционального ему изменой (1) н даухосновной (2) кн- нешщ ддииы А1 в зависимости ог объе слог основанием ма тнтранта )т (рис. 14.13). В заключение стоит упомянуть катарометрию, которая основана на измерении теплопроводности газовых смесей как функции их состава В присутствии различных газообразных веществ в потоке газа теплопроводность смеси отличается от теплопроводиостн чистого газа-носителя.
Если на пути потока газа поместить нагретую нить, то степень ее охлаждения будет зависеть от состава газовой смеси. Измерения проводят в специальных ячейках, в которых теплота проволочного сопротивления в зависимости от теплопроводности омывающей газовой смеси отводится по-разному, что вызывает соответствующие изменения сопротивления. Вместо металлических сопротивлений чщце используют чувствительные термисторы. Катарометрия широко пРименяется для анализа технических газовых смесей, например газов, выбрасываемых трубами предпрюпий. Кроме того, катарометры являются наиболее употребительными детекторами в газовой хроматографии.
Вопросы Как опр Как еделнть содержание кальция н магния в доломите, используя термо~Равнметрнческую кривую? нвых ТТ ?. епр Каки енмущесгаа дает использование производных прн записи кривых н ТА2 ую информацию можно получить с помощью термогравнметрнн? 3 э 4. Какие термические эффекты наблюдаются при взаимодействии веществ ас тепловой энергией? Как влияет скорость изменения Т на форму термогравнграмм? 6„0 чем свидетельствует линейная зависимость Т от времени нмревання прн термическом анализе? ?. Как изменяется температура образца относительно эталона прн экзотермнческих н эндотермическнх пропессах? 8. Приведите примеры использования ДТА. На чем основано количественное определение содержания веществ? 9.
Отметьте сходство н различие а методах ДТА и ДТТ. 10. Охарактеризуйте принцип работы дернватографа. 11. В каких координатах изобрюкают термотнтриметрнческне кривые. нвые? 12. Какие приборы используют для намеренна температуры? 13. На чем основано раздельное термометрнческое тнтроаанне дауа н более веществ? 14. Что такое прямая ннжекцнониая энтальпнметрня. ? 15.
Изменение какого параметра а зависимости от изменения температуры составляет супшосзь дилатометрнн 2 16. Что такое катаромегрия? 392 Глава 15. Биологический метод анализа Биологический метод анализа основан на том, что для жизнедеятельности — роста, размножения и вообще нормального функционирования— живых существ необходима среда строго определенного химического состава. При изменении этого состава, например, при исключении из среды какого-либо компонента или введении дополнительного (определяемого) соединения организм через какое-то время, иногда практически сразу, подает соответствующий ответный сигнал. Установление характера связи или интенсивности ответного сигнала организма с количеством введенного в среду или исключенного из среды компонента служит для его обнаружения и определения.
Аналитическими индикаторами в биологическом методе являются различные живые организмы, их органы и ткани, физиологические функции и т. д. В роли индикаторного организма могуг выступать микроорганизмы, беспозвоночные, позвоночные, а также растения Все вещества по отношению к живым организмам можно условно разделить на: 1) жизненно необходимые; 2) токсичные; 3) физиологически неактивные. Очевидно, только в двух первых случаях можно ожидать сравнительно быструю ответную реакцию организма (аналитический сигнал). Физиологически неактивные вещества могут дать отдаленный результат, либо их можно перевести в активное состояние в результате реакций взаимодействия с иигибнторами, либо стимулаторами процессов жизнедеятельности организмов. От характера определяемого вещества зависит выбор того или иного индикаторного организма.
Его ответный сигнал на изменение химического состава твердой, жидкой или воздушной сред может быль самым азм: изменение характера поведения, интенсивности роста, разости роста, скорости метаморфоза, состава крови, биоэлектрической акпшности органов ния. Обоб и тканей; нарушение функций органов пищеварения, дыхания, , дыхания, размножения. щенным показателем эффективности действия определяемого соединения на индикаторный организм является либо выживаемость, либо летальный исход.
Механизм в заимодействия определяемого химического соединения и индикаторного организма чрезвычайно сложен; зто взаимодействие можно представить следукнцей схемой: 394 Выбор способа регистрации ответного сигнала на заключнтельнои стадии выполнения анализа зависит как от целей анализа, так и от механизма и степени взаимодействия определяемого вещества и индикаторного организма. Чем сложнее организм, тем большее число его жизненных функций можно использовать в качестве аналитических индикаторов, тем выше информативность биологического метода анализа. Ответный сигнал индикаторного организма на одно и то же вещество зависит от концентрации вещества: малые концентрации обычно стимулируют процессы жизнедеятельности организма, высокие — угнетают. Существенное повышение концентрации биологически активного вещества приводит к летальному исходу.
Диапазон определяемых содержаний, предел обнаружения соединений биологическим методом зависит от направленности и продолжительности воздействиа химического соединения иа организм, температуры и рН среды, уровня организации индикаторного организма, его индивидуальных, возрастных, половых особенностей.
йгнкроорганнзмы кнк аналитические ннонкоторы При использовании в качестве индикаторов микроорганизмов (бактерий, дрожжей, водорослей, плесневых грибов) наблюдают, как с изменением химического состава питательной среды изменяется динамика роста как отдельной клетки, так и популяции в целом и сравнивают с 395 контрольным опытом. Интенсивность роста (размножения, угнетения) популяций оценивают чаще всего оптическими нлн электрохнмнческн. мн методамн. К широко используемым в неорганическом анализе микроорганизмам относятся плеслевые грибы. Наибольшим угнетающим действием иа этн культуры обладают ннтраты ртути (П), кадмия, галлия, токсическое действие которых объясняется блокированием ЗН-групп молекул белка микроорганизмов (табл. 15. 1).
Т а б л л и а 15.1 Примеры яспельзеввявя биологических методов для определения различныя ееелняеинй Определяемое соединение Индикаторный организм с, Р=0,95 Мнкроорганлзмы мю/мл Плесвевые грибы 1нг Дрожжи 3 нг — 4 мкг 1О '~ — 1О нМ Светящиеся бактерии Беспозво мкг/мл ночные 0,01 0,05 0,1 0,05 Инфузория Ад(1) Ид(П) Си(П) Фурфурол, формальдеглд Пестипяды Личинка комаров 0,006 — 5 Позвоночные нг/мл Си(П) Амфибии 0,06 Ид(П) Сд(П) Т1(1) Еп(П) Св(П) Мп(П) Ре(П, П1) Аз(1П) Сг(Л) Эф р тиосульфо кислот Элемевтооргалвческне соединения РЬ(П), Яп(П) АТФ 0,02 0,5 5 0„01 0,001 0,0002 0,002 100 10 Грибы как аналитические индикаторы широко используют прн анализе почв на содержание таких элементов, как цинк, медь, марганец, железо, молибден, фосфор, углерод, азот, сера. Ростовые реакции микроорганизмов, изменяющиеся под действием различных химических соединений, применяют в анализе природных н ого чных вод.
С использованием бактерий н дрожжей разработан днфф ионный метод обнаружения в сточных водах фенолов, нефтепродукфузи тов, фосфорорганнческих соединений. Чрезвычайно высокой чувствительностью определения ряда биологически активных соединений отличается бнолюмннесцентный метод, основанный на реакции окисления кислородом воздуха субстрата люциф ина, каталнзнруемой ферментами люциферазамн, выделеннымн нз фер различных видов морских светящихся бактерий н жуков-светляков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
