ЕЛЕМЕНТНИЙ АНАЛІЗ

ІНСТРУМЕНТАЛЬНІ МЕТОДИ АНАЛІТИЧНОЇ ХІМІЇ

І Інструментальні методи аналітичної хімії широко використовуються для якісного і кількісного аналізу речовин. Їх можна класифікувати за різними критеріями, такими як тип взаємодії речовини з енергією, фізичні властивості, що аналізуються, або за спектром використовуваних технік. Основні переваги інструментальних методів: висока чутливість і точність, швидкість отримання результатів, можливість аналізу складних багатокомпонентних сумішей, автоматизація процесів.

Е Елементний аналіз у аналітичній хімії — це метод дослідження, що дозволяє визначити кількісний і якісний склад елементів у зразку. Метою елементного аналізу є ідентифікація (якісний аналіз) і вимірювання вмісту (кількісний аналіз) певних хімічних елементів у зразках різного типу: органічних і неорганічних, твердих, рідких чи газоподібних.

КЛАСИФІКАЦІЯ ІНСТРУМЕНТАЛЬНИХ МЕТОДІВ АНАЛІТИЧНОЇ ХІМІЇ ДЛЯ ЕЛЕМЕНТНОГО АНАЛІЗУ
Спектроскопічні методи:
аналізують взаємодію речовини з електромагнітним випромінюванням.
  • Ультрафіолетова та видима спектроскопія (УФ-Vis).
  • Інфрачервона спектроскопія (ІЧ).
  • Раман-спектроскопія.
  • Атомно-емісійна та атомно-абсорбційна спектроскопія (AES, AAS).
  • Рентгенофлуоресцентний аналіз (XRF).
  • Рентгеноструктурний аналіз (XRD).
  • Ядерний магнітний резонанс (ЯМР).
  • Електронний парамагнітний резонанс (ЕПР).
  • Флуоресцентна спектроскопія.
Мас-спектрометрія:
вимірює маси іонів, даючи можливість ідентифікувати та кількісно визначати речовини.
  • Електронний удар (EI, Electron Impact).
  • Хімічна іонізація (CI, Chemical Ionization).
  • Електроспрей-іонізація (ESI, Electrospray Ionization).
  • Матриця-активована лазерна десорбція/іонізація (MALDI, Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization).
  • Термоіонізація (TIMS, Thermal Ionization Mass Spectrometry).
  • Фотонна іонізація (PI, Photoionization).
  • Іонізація в тліючому розряді (GDMS, Glow Discharge Mass Spectrometry).
  • Тандемна мас-спектрометрія (MS/MS або MS^n).
  • Хромато-мас-спектрометрія (GC-MS, LC-MS).
Радіохімічні методи:
застосовують радіоактивне випромінювання для аналізу речовин.
  • Гамма-спектрометрія.
  • Радіоактивне маркування.
Хроматографічні методи:
засновані на розділенні компонентів суміші.
  • Газова хроматографія (GC).
  • Рідинна хроматографія (LC).
  • Тонкошарова хроматографія (ТШХ).
  • Іонна хроматографія (IC).
Електрохімічні методи:
вивчають електрохімічні властивості речовин.
  • Потенціометрія (Вимірювання електричного потенціалу, наприклад, pH-метрія).
  • Кондуктометрія (Вимірювання електропровідності розчину).
  • Вольтамперометрія (Вивчення залежності струму від прикладеного потенціалу).
  • Кулонометрія (Вимірювання кількості електрики, витраченої на електрохімічну реакцію).
Автоматична титрометрія:
базується на вимірюванні кількості реагенту, який витрачається на повну хімічну реакцію з аналізованою речовиною.
  • Ацидиметрія та алкалиметрія (Визначення кислот або основ шляхом нейтралізації).
  • Окисно-відновне титрування (Методи, засновані на реакціях окиснення-відновлення).
  • Комплексонометрія (Визначення йонів металів шляхом утворення комплексів).
  • Осаджувальне титрування (Аналіз іонів, що утворюють нерозчинні осади)

СПЕКТРОСКОПІЧНІ (СПЕКТРАЛЬНІ) МЕТОДИ

С Спектральний аналіз — це метод аналітичної хімії, що використовує взаємодію електромагнітного випромінювання з речовиною для визначення її складу. Принцип спектрального аналізу полягає у вивченні спектрів — розподілу енергії випромінювання або поглинання за частотами (довжинами хвиль). Кожен елемент і сполука мають унікальний спектр, який можна використати для їх ідентифікації та кількісного аналізу.

СПЕКТР ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

Е Електромагнітний спектр розподіляється на окремі діапазони залежно від довжини хвилі, частоти або енергії фотонів, і кожен із цих діапазонів використовується для специфічних методів спектрального аналізу.
Класифікація враховує взаємодію електромагнітного випромінювання з речовиною та фізико-хімічні процеси, які реєструються під час аналізу.

103 - 10-1 м 10-1 - 10-3 м 10-3 - 7x10-7 м 7x10-7 - 4x10-7 м 4x10-7 - 10-8 м 10-8 - 10-11 м 10-11 - 10-14 м
Радіохвилі Мікрохвилі Інфрачервоне випромінювання (ІЧ) Видиме світло (VIS) Ультрафіолетове випромінювання (УФ) Рентгенівське випромінювання Гамма-випромінювання
Ядерний магнітний резонанс (ЯМР)
Електронний парамагнітний резонанс (ЕПР)		 Ротаційна спектроскопія
Діелектрична спектроскопія		 ІЧ-спектроскопія
Раманівська спектроскопія		 Молекулярна абсорбційна спектроскопія
Флуоресцентна спектроскопія		 УФ-спектроскопія
Фотоелектронна спектроскопія		 Рентгенівська флуоресцентна спектроскопія (XRF)
Рентгенівська фотоелектронна спектроскопія (XPS)
Рентгеноструктурний аналіз		 Гамма-спектроскопія
Мессбауерівська спектроскопія
РЕНТГЕНІВСЬКА ФЛУОРЕСЦЕНТНА СПЕКТРОСКОПІЯ (XRF)

Рентгенівська флуоресценція виникає при опроміненні зразка високоенергетичними фотонами рентгенівської трубки, внаслідок якого відбувається перехід електронів між атомними орбіталями з випромінюванням фотонів флуоресцентного випромінювання. Вимірюючи енергію та інтенсивність (швидкість рахунку) флуоресцентних фотонів можна отримати кількісну та якісну інформацію про хімічний склад речовини проби.