1.2: Види інструментальних методів

Last updated
Save as PDF

Page ID: 26994

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Корисно організувати інструментальні методи аналізу на кілька груп на основі хімічних або фізичних властивостей, які ми використовуємо для генерації сигналу, який ми можемо виміряти та пов'язати з цікавим для нас аналітом. Одна група інструментальних методів заснована на взаємодії фотонів електромагнітного випромінювання з речовиною, яку ми називаємо в сукупності спектроскопією. Спектроскопію можна розділити на два широкі класи методик. В одному класі методик відбувається передача енергії між фотоном і зразком. У таблиці\(\PageIndex{1}\) наведено список з декількох представницьких прикладів.

Таблиця\(\PageIndex{1}\). Приклади спектроскопічних інструментальних методів, що передбачають обмін енергією між фотоном і зразком
тип передачі енергії	область електромагнітного спектра	спектроскопічна техніка
поглинання	\(\gamma\)-промінь	Спектроскопія Моссбауера
	Рентген	Рентгенівська спектроскопія
	УФ/Віс	UV/Vis спектроскопія
	ІР	інфрачервона спектроскопія
	мікрохвильова піч	Раманова спектроскопія
	радіохвиля	електронний спіновий резонанс ядерний магнітний резонанс
емісія (теплове збудження)	УФ/Віс	атомно-емісійна спектро
фотолюмінесценція	Рентген	Рентген флуоресценція
	УФ/Віс	флуоресцентна спектроскопія фосфоресцентна спектроскопія атомна флуоресцентна спектроскопія
хемілюмінесценція	УФ/Віс	хемілюмінесцентна спектроскопія

У другому широкому класі спектроскопічних методів електромагнітне випромінювання зазнає зміни амплітуди, фазового кута, поляризації або напрямку поширення в результаті його заломлення, відображення, розсіювання, дифракції або дисперсії зразком. Кілька представницьких спектроскопічних методик наведені в табл\(\PageIndex{2}\).

Таблиця\(\PageIndex{2}\). Приклади інших спектроскопічних інструментальних методів
область електромагнітного спектра	тип взаємодії	спектроскопічна техніка
Рентген	дифракція	Рентгенівська дифракція
УФ/Віс	заломлення	рефрактрометрія
	розсіювання	нефелометрія турбідиметрія
	дисперсія	оптична ротаційна дисперсія

Друга група інструментальних методів заснована на вимірюванні струму, заряду або потенціалу на поверхні електрода, іноді при контролі однієї або обох інших двох змінних, а іноді і при перемішуванні розчину. Малюнок\(\PageIndex{1}\) надає наочне ознайомлення з цими методами.

Електрохімічні методи аналізу — \(\PageIndex{1}\)Малюнок Родовід, який підкреслює подібності та відмінності між низкою міжфазних електрохімічних методів. Специфічні інструментальні методи показані червоним кольором, експериментальні умови показані синім кольором, а аналітичні сигнали — зеленим кольором.

Наша третя група інструментальних методів збирає разом безліч інших вимірювань, які можуть забезпечити корисний аналітичний сигнал; вони зведені в табл\(\PageIndex{3}\).

Таблиця\(\PageIndex{3}\). Додаткові приклади інструментальних методів аналізу
тип вимірювання або явища	інструментальний метод
п'єзоелектричний ефект	мікробаланс кристалів кварцу
співвідношення маси до заряду	мас-спектрометрія
швидкість хімічної реакції або фізичного процесу	кінетичні методи аналіз впорскування потоку аналіз активації нейтронів аналіз розведення ізотопів
теплова енергія	теплова гравіметрія диференціальний тепловий аналіз диференціальна скануюча калори

Наша остання група інструментальних методів використовується для поділу сумішей на основі або рівноважного поділу видів між двома фазами, або міграції видів у відповідь на застосоване електричне поле. Ці методи зазвичай поєднуються з відповідним інструментальним методом з таблиці\(\PageIndex{1}\), таблиці\(\PageIndex{2}\)\(\PageIndex{3}\), таблиці або малюнка,\(\PageIndex{1}\) щоб забезпечити спосіб слідувати поділу.

Таблиця\(\PageIndex{4}\). Приклади інструментальних методів розділення сумішей.
основа поділу	інструментальний метод
поділ рівноваги між двома фазами	газова хроматографія рідинна хроматографія надкритична рідинна хроматографія
міграція у відповідь на застосоване електричне поле	електрофорез