Kërkimet fiziko-kimike si degë e kimisë analitike përdoren gjerësisht në çdo sferë të jetës njerëzore. Ato ju lejojnë të studioni vetitë e një substance me interes duke përcaktuar përbërësin sasior të përbërësve në përbërjen e kampionit.
Kërkim mbi substancat
Kërkimi shkencor është njohja e një objekti ose fenomeni për të marrë një sistem konceptesh dhe njohurish. Sipas parimit të veprimit, metodat e përdorura klasifikohen në:
- empirike;
- organizative;
- interpretues;
- metodat e analizës cilësore dhe sasiore.
Metodat empirike të kërkimit pasqyrojnë objektin në studim nga ana e manifestimeve të jashtme dhe përfshijnë vëzhgimin, matjen, eksperimentin, krahasimin. Studimi empirik bazohet në fakte të besueshme dhe nuk përfshin krijimin e situatave artificiale për analizë.
Metodat organizative - krahasuese, gjatësore, komplekse. E para nënkupton një krahasim të gjendjeve të një objekti të marrë në kohë të ndryshme dhe në kushte të ndryshme. Gjatësore - vëzhgimi i objektitkërkime për një periudhë të gjatë kohore. Kompleksi është një kombinim i metodave gjatësore dhe krahasuese.
Metodat e interpretimit - gjenetike dhe strukturore. Varianti gjenetik përfshin studimin e zhvillimit të një objekti që nga momenti i shfaqjes së tij. Metoda strukturore studion dhe përshkruan strukturën e një objekti.
Kimia analitike merret me metodat e analizës cilësore dhe sasiore. Studimet kimike kanë për qëllim përcaktimin e përbërjes së objektit të studimit.
Metodat e analizës sasiore
Me ndihmën e analizës sasiore në kiminë analitike, përcaktohet përbërja e përbërjeve kimike. Pothuajse të gjitha metodat e përdorura bazohen në studimin e varësisë së vetive kimike dhe fizike të një lënde nga përbërja e saj.
Analiza sasiore është e përgjithshme, e plotë dhe e pjesshme. General përcakton sasinë e të gjitha substancave të njohura në objektin në studim, pavarësisht nëse ato janë të pranishme në përbërje apo jo. Një analizë e plotë dallohet duke gjetur përbërjen sasiore të substancave që përmban kampioni. Opsioni i pjesshëm përcakton përmbajtjen e vetëm përbërësve me interes në këtë studim kimik.
Në varësi të metodës së analizës, ekzistojnë tre grupe metodash: kimike, fizike dhe fiziko-kimike. Të gjitha ato bazohen në një ndryshim në vetitë fizike ose kimike të një substance.
Kërkim kimik
Kjo metodë synon përcaktimin e substancave në kimikate të ndryshme sasiorereagimet. Këto të fundit kanë manifestime të jashtme (njollë, çlirim gazi, nxehtësi, sediment). Kjo metodë përdoret gjerësisht në shumë degë të jetës së shoqërisë moderne. Laboratori i kërkimit kimik është një domosdoshmëri në industrinë farmaceutike, petrokimike, të ndërtimit dhe shumë industri të tjera.
Ekzistojnë tre lloje të kërkimit kimik. Gravimetria, ose analiza e peshës, bazohet në ndryshimin në karakteristikat sasiore të substancës testuese në kampion. Ky opsion është i thjeshtë dhe jep rezultate të sakta, por kërkon kohë. Me këtë lloj metodash kërkimore kimike, substanca e kërkuar ndahet nga përbërja totale në formën e një precipitati ose gazi. Pastaj futet në një fazë të ngurtë të patretshme, filtrohet, lahet, thahet. Pas këtyre procedurave, komponenti peshohet.
Titrimetria është një analizë vëllimore. Studimi i kimikateve ndodh duke matur vëllimin e një reagjenti që reagon me substancën në studim. Përqendrimi i tij dihet paraprakisht. Vëllimi i reagentit matet kur arrihet pika e ekuivalencës. Në analizën e gazit, përcaktohet vëllimi i gazit të çliruar ose të përthithur.
Përveç kësaj, shpesh përdoret hulumtimi i modelit kimik. Kjo do të thotë, krijohet një analog i objektit në studim, i cili është më i përshtatshëm për t'u studiuar.
Kërkim fizik
Ndryshe nga kërkimet kimike të bazuara në kryerjen e reaksioneve të duhura, metodat fizike të analizës bazohen në të njëjtat veti të substancave. Për të tyrenkryerja kërkon pajisje speciale. Thelbi i metodës është matja e ndryshimeve në karakteristikat e një substance të shkaktuar nga veprimi i rrezatimit. Metodat kryesore të ekzaminimit fizik janë refraktometria, polarimetria, fluorimetria.
Refraktometria kryhet duke përdorur një refraktometri. Thelbi i metodës reduktohet në studimin e përthyerjes së dritës që kalon nga një medium në tjetrin. Ndryshimi i këndit në këtë rast varet nga vetitë e përbërësve të mesëm. Prandaj, bëhet e mundur të identifikohet përbërja e mediumit dhe struktura e tij.
Polarimetria është një metodë kërkimore optike që përdor aftësinë e substancave të caktuara për të rrotulluar rrafshin e lëkundjes së dritës së polarizuar në mënyrë lineare.
Për fluorimetri përdoren lazer dhe llampa merkuri, të cilat krijojnë rrezatim monokromatik. Disa substanca janë të afta për fluoreshencë (thithin dhe lëshojnë rrezatimin e përthithur). Në bazë të intensitetit të fluoreshencës, bëhet një përfundim për përcaktimin sasior të substancës.
Kërkim fizik dhe kimik
Metodat e kërkimit fiziko-kimik regjistrojnë ndryshime në vetitë fizike të një substance nën ndikimin e reaksioneve të ndryshme kimike. Ato bazohen në varësinë e drejtpërdrejtë të karakteristikave fizike të objektit në studim nga përbërja e tij kimike. Këto metoda kërkojnë përdorimin e disa instrumenteve matëse. Si rregull, vëzhgimi kryhet për përçueshmërinë termike, përçueshmërinë elektrike, thithjen e dritës, pikën e vlimit dhe pikën e shkrirjes.
Studimet fiziko-kimike të materiespërdoren gjerësisht për shkak të saktësisë së tyre të lartë dhe shpejtësisë së marrjes së rezultateve. Në botën moderne, për shkak të zhvillimit të teknologjive IT, metodat kimike janë bërë të vështira për t'u zbatuar. Metodat fiziko-kimike përdoren në industrinë ushqimore, bujqësi, mjekësi ligjore.
Një nga ndryshimet kryesore midis metodave fizike dhe kimike dhe atyre kimike është se fundi i reaksionit (pika e ekuivalencës) gjendet duke përdorur instrumente matëse, dhe jo vizualisht.
Metodat kryesore të kërkimit fizik dhe kimik konsiderohen të jenë metodat spektrale, elektrokimike, termike dhe kromatografike.
Metodat spektrale të analizës së substancave
Baza e metodave spektrale të analizës është ndërveprimi i një objekti me rrezatimin elektromagnetik. Studohet përthithja, reflektimi dhe shpërndarja e këtyre të fundit. Një emër tjetër për metodën është optike. Është një kombinim i kërkimit cilësor dhe sasior. Analiza spektrale ju lejon të vlerësoni përbërjen kimike, strukturën e përbërësve, fushën magnetike dhe karakteristikat e tjera të një substance.
Thelbi i metodës është të përcaktojë frekuencat rezonante në të cilat substanca reagon ndaj dritës. Ato janë rreptësisht individuale për secilin komponent. Me një spektroskop, ju mund të shihni linjat në spektër dhe të përcaktoni përbërësit e një substance. Intensiteti i vijave spektrale jep një ide të karakteristikës sasiore. Klasifikimi i metodave spektrale bazohet në llojin e spektrit dhe qëllimin e studimit.
Metoda e emetimitju lejon të studioni spektrat e emetimit dhe jep informacion në lidhje me përbërjen e substancës. Për të marrë të dhëna, ai i nënshtrohet një shkarkimi të harkut elektrik. Një variant i kësaj metode është fotometria e flakës. Spektrat e përthithjes studiohen me metodën e përthithjes. Opsionet e mësipërme i referohen analizës cilësore të substancës.
Analiza spektrale sasiore krahason intensitetin e vijës spektrale të objektit në studim dhe një substance me përqendrim të njohur. Këto metoda përfshijnë përthithjen atomike, analizat e fluoreshencës dhe lumineshencës atomike, turbidimetrinë, nefelometrinë.
Bazat e analizës elektrokimike të substancave
Analiza elektrokimike përdor elektrolizën për të studiuar një substancë. Reaksionet kryhen në një tretësirë ujore në elektroda. Një nga karakteristikat e disponueshme është për t'u matur. Studimi kryhet në një qelizë elektrokimike. Kjo është një enë në të cilën vendosen elektrolite (substanca me përçueshmëri jonike), elektroda (substanca me përçueshmëri elektronike). Elektrodat dhe elektrolitet ndërveprojnë me njëri-tjetrin. Në këtë rast, rryma furnizohet nga jashtë.
Klasifikimi i metodave elektrokimike
Klasifikoni metodat elektrokimike bazuar në dukuritë mbi të cilat bazohen studimet fizike dhe kimike. Këto janë metoda me dhe pa potencial të jashtëm.
Përcjellshmëria është një metodë analitike dhe mat përçueshmërinë elektrike G. Analiza konduktometrike në përgjithësi përdor rrymë alternative. Titrimi konduktometrik - më shumëmetoda e përbashkët e kërkimit. Kjo metodë është baza për prodhimin e konduktometrave portativë të përdorur për studimet kimike të ujit.
Gjatë kryerjes së potenciometrisë, matet EMF e një qelize galvanike të kthyeshme. Metoda e kulometrisë përcakton sasinë e energjisë elektrike të konsumuar gjatë elektrolizës. Voltammetria heton varësinë e madhësisë së rrymës nga potenciali i aplikuar.
Metodat termike të analizës së substancave
Analiza termike ka për qëllim përcaktimin e ndryshimit në vetitë fizike të një substance nën ndikimin e temperaturës. Këto metoda testimi kryhen brenda një periudhe të shkurtër kohore dhe me një sasi të vogël të kampionit të studiuar.
Termogravimetria është një nga metodat e analizës termike, e cila llogarit ndryshimet në masën e një objekti nën ndikimin e temperaturës. Kjo metodë konsiderohet si një nga më të saktat.
Përveç kësaj, metodat e kërkimit termik përfshijnë kalorimetrinë, e cila përcakton kapacitetin e nxehtësisë së një substance, entalpimetrinë, bazuar në studimin e kapacitetit të nxehtësisë. Gjithashtu mes tyre duhet t'i atribuohet dilatometria, e cila kap ndryshimin e volumit të kampionit nën ndikimin e temperaturës.
Metodat kromatografike për analizën e substancave
Metoda e kromatografisë është një mënyrë për ndarjen e substancave. Ka shumë lloje të kromatografisë, më kryesoret janë: gazi, shpërndarja, redoksi, reshjet, shkëmbimi i joneve.
Përbërësit në kampionin e provës ndahen midis lëvizjes dhe palëvizshmefazat. Në rastin e parë, ne po flasim për lëngje ose gazra. Faza e palëvizshme është një sorbent - një solid. Komponentët e mostrës lëvizin në fazën e lëvizshme përgjatë fazës stacionare. Nga shpejtësia dhe koha e kalimit të komponentëve në fazën e fundit, vlerësohen vetitë e tyre fizike.
Zbatimi i metodave të kërkimit fizik dhe kimik
Fusha më e rëndësishme e metodave fizike dhe kimike është kërkimi sanitaro-kimik dhe mjeko-kimik. Ata kanë disa dallime. Në rastin e parë, standardet e pranuara higjienike përdoren për të vlerësuar analizën e kryer. Ato përcaktohen nga ministritë. Hulumtimi sanitar-kimik kryhet në përputhje me procedurën e përcaktuar nga shërbimi epidemiologjik. Procesi përdor modele mjedisore që imitojnë vetitë e produkteve ushqimore. Ato gjithashtu riprodhojnë kushtet e funksionimit të kampionit.
Kërkimet kimike mjekoligjore kanë për qëllim zbulimin sasior të substancave narkotike, të fuqishme dhe helmeve në trupin e njeriut, produkte ushqimore, medikamente. Ekzaminimi kryhet me vendim gjykate.
