Fiziki-kimyəvi tədqiqatlar analitik kimyanın bir qolu kimi insan həyatının bütün sahələrində geniş istifadə olunur. Onlar nümunənin tərkibindəki komponentlərin kəmiyyət komponentini təyin etməklə maraq doğuran maddənin xassələrini öyrənməyə imkan verir.
Maddə tədqiqatı
Elmi tədqiqat anlayışlar və biliklər sistemini əldə etmək üçün obyekt və ya hadisə haqqında bilikdir. Fəaliyyət prinsipinə görə istifadə olunan üsullar aşağıdakılara bölünür:
- empirik;
- təşkilati;
- şərhçi;
- keyfiyyət və kəmiyyət təhlili üsulları.
Empirik tədqiqat metodları tədqiq olunan obyekti xarici təzahürlər tərəfdən əks etdirir və müşahidə, ölçmə, təcrübə, müqayisəni əhatə edir. Empirik tədqiqat etibarlı faktlara əsaslanır və təhlil üçün süni situasiyaların yaradılmasını nəzərdə tutmur.
Təşkilati üsullar - müqayisəli, uzununa, kompleks. Birincisi, obyektin müxtəlif vaxtlarda və müxtəlif şəraitdə əldə edilmiş hallarının müqayisəsini nəzərdə tutur. Uzunlamasına - obyektin müşahidəsiuzun müddət ərzində tədqiqat. Kompleks uzununa və müqayisəli metodların birləşməsidir.
Tərcümə üsulları - genetik və struktur. Genetik variant obyektin meydana gəldiyi andan inkişafının öyrənilməsini nəzərdə tutur. Struktur metod obyektin strukturunu öyrənir və təsvir edir.
Analitik kimya keyfiyyət və kəmiyyət analiz üsulları ilə məşğul olur. Kimyəvi tədqiqatlar tədqiqat obyektinin tərkibini müəyyən etməyə yönəlib.
Kəmiyyət analiz üsulları
Analitik kimyada kəmiyyət analizinin köməyi ilə kimyəvi birləşmələrin tərkibi müəyyən edilir. İstifadə olunan demək olar ki, bütün üsullar maddənin kimyəvi və fiziki xassələrinin onun tərkibindən asılılığının öyrənilməsinə əsaslanır.
Kəmiyyət təhlili ümumi, tam və qisməndir. Ümumi tədqiq olunan obyektdə olan bütün məlum maddələrin tərkibində olub-olmamasından asılı olmayaraq onların miqdarını müəyyən edir. Tam analiz nümunənin tərkibində olan maddələrin kəmiyyət tərkibini tapmaqla fərqlənir. Qismən seçim bu kimyəvi tədqiqatda yalnız maraq doğuran komponentlərin məzmununu müəyyən edir.
Təhlil üsulundan asılı olaraq üç qrup üsullar fərqləndirilir: kimyəvi, fiziki və fiziki-kimyəvi. Onların hamısı maddənin fiziki və ya kimyəvi xassələrindəki dəyişikliyə əsaslanır.
Kimyəvi Tədqiqatlar
Bu üsul müxtəlif kəmiyyətcə baş verən kimyəvi maddələrin tərkibindəki maddələrin təyin edilməsinə yönəlib.reaksiyalar. Sonuncular xarici təzahürlərə malikdir (rəngin dəyişməsi, qazın buraxılması, istilik, çöküntü). Bu üsul müasir cəmiyyətin həyatının bir çox sahələrində geniş istifadə olunur. Kimya tədqiqat laboratoriyası əczaçılıq, neft-kimya, tikinti və bir çox digər sənaye sahələrində mütləq olmalıdır.
Üç növ kimyəvi tədqiqat var. Qravimetriya və ya çəki analizi nümunədəki sınaq maddəsinin kəmiyyət xüsusiyyətlərinin dəyişməsinə əsaslanır. Bu seçim sadədir və dəqiq nəticələr verir, lakin vaxt aparır. Bu tip kimyəvi tədqiqat üsulları ilə tələb olunan maddə çöküntü və ya qaz şəklində ümumi tərkibdən ayrılır. Sonra bərk həll olunmayan fazaya gətirilir, süzülür, yuyulur, qurudulur. Bu prosedurlardan sonra komponent çəkilir.
Titrimetriya həcmli analizdir. Kimyəvi maddələrin tədqiqi tədqiq olunan maddə ilə reaksiya verən reagentin həcmini ölçməklə baş verir. Onun konsentrasiyası əvvəlcədən məlumdur. Reagentin həcmi ekvivalentlik nöqtəsinə çatdıqda ölçülür. Qaz analizində ayrılan və ya udulan qazın həcmi müəyyən edilir.
Bundan əlavə, kimyəvi model tədqiqatından tez-tez istifadə olunur. Yəni tədqiq olunan obyektin analoqu yaradılır ki, bu da öyrənmək üçün daha əlverişlidir.
Fiziki Tədqiqat
Müvafiq reaksiyaların aparılmasına əsaslanan kimyəvi tədqiqatlardan fərqli olaraq, fiziki analiz üsulları maddələrin eyni xassələrinə əsaslanır. Onların üçünhəyata keçirmək üçün xüsusi cihazlar tələb olunur. Metodun mahiyyəti radiasiyanın təsiri nəticəsində bir maddənin xüsusiyyətlərində baş verən dəyişiklikləri ölçməkdir. Fiziki müayinənin əsas üsulları refraktometriya, polarimetriya, flüorimetriyadır.
Refraktometriya refraktometrdən istifadə etməklə aparılır. Metodun mahiyyəti bir mühitdən digərinə keçən işığın sınmasının öyrənilməsinə qədər azaldılır. Bu vəziyyətdə bucağın dəyişdirilməsi orta komponentlərin xüsusiyyətlərindən asılıdır. Beləliklə, mühitin tərkibini və strukturunu müəyyən etmək mümkün olur.
Polarimetriya müəyyən maddələrin xətti qütbləşmiş işığın salınım müstəvisini fırlatmaq qabiliyyətindən istifadə edən optik tədqiqat üsuludur.
Flüorimetriya üçün monoxromatik şüalanma yaradan lazerlər və civə lampaları istifadə olunur. Bəzi maddələr flüoressensiyaya qadirdir (udulmuş radiasiyanı udur və yayır). Floresansın intensivliyinə əsasən, maddənin kəmiyyət təyini haqqında nəticə çıxarılır.
Fiziki və kimyəvi tədqiqat
Fiziki-kimyəvi tədqiqat metodları müxtəlif kimyəvi reaksiyaların təsiri altında maddənin fiziki xassələrindəki dəyişiklikləri qeydə alır. Onlar tədqiq olunan obyektin fiziki xüsusiyyətlərinin onun kimyəvi tərkibindən birbaşa asılılığına əsaslanır. Bu üsullar bəzi ölçmə vasitələrinin istifadəsini tələb edir. Bir qayda olaraq, müşahidə istilik keçiriciliyi, elektrik keçiriciliyi, işığın udulması, qaynama nöqtəsi və ərimə nöqtəsi üçün aparılır.
Maddənin fiziki-kimyəvi tədqiqiyüksək dəqiqliyi və nəticələrin alınması sürətinə görə geniş istifadə olunur. Müasir dünyada İT texnologiyalarının inkişafı ilə əlaqədar kimyəvi üsulların tətbiqi çətinləşib. Fiziki-kimyəvi üsullar qida sənayesində, kənd təsərrüfatında, məhkəmə ekspertizasında istifadə olunur.
Fiziki və kimyəvi üsullarla kimyəvi üsullar arasındakı əsas fərqlərdən biri odur ki, reaksiyanın sonu (ekvivalentlik nöqtəsi) vizual olaraq deyil, ölçmə alətlərindən istifadə etməklə tapılır.
Fiziki və kimyəvi tədqiqatın əsas üsulları spektral, elektrokimyəvi, istilik və xromatoqrafik üsullar hesab edilir.
Maddə analizinin spektral üsulları
Spektral analiz üsullarının əsasını obyektin elektromaqnit şüalanması ilə qarşılıqlı təsiri təşkil edir. Sonuncuların udulması, əks olunması və səpilməsi öyrənilir. Metodun başqa bir adı optikdir. Bu, keyfiyyət və kəmiyyət tədqiqatlarının birləşməsidir. Spektral analiz maddənin kimyəvi tərkibini, komponentlərinin quruluşunu, maqnit sahəsini və digər xüsusiyyətlərini qiymətləndirməyə imkan verir.
Metodun mahiyyəti maddənin işığa reaksiya verdiyi rezonans tezliklərini təyin etməkdir. Onlar hər bir komponent üçün ciddi şəkildə fərdi olurlar. Spektroskopla siz spektrdəki xətləri görə bilərsiniz və maddənin tərkib hissələrini təyin edə bilərsiniz. Spektral xətlərin intensivliyi kəmiyyət xarakteristikası haqqında fikir verir. Spektral metodların təsnifatı spektrin növünə və tədqiqatın məqsədinə əsaslanır.
Emissiya üsuluemissiya spektrlərini öyrənməyə imkan verir və maddənin tərkibi haqqında məlumat verir. Məlumat əldə etmək üçün o, elektrik qövsü boşalmasına məruz qalır. Bu metodun bir variantı alov fotometriyasıdır. Absorbsiya spektrləri absorbsiya üsulu ilə öyrənilir. Yuxarıdakı variantlar maddənin keyfiyyət analizinə aiddir.
Kəmiyyət spektral analizi öyrənilən obyektin spektral xəttinin intensivliyini və konsentrasiyası məlum olan maddəni müqayisə edir. Bu üsullara atom udma, atom flüoresansı və lüminesans analizləri, turbidimetriya, nefelometriya daxildir.
Maddələrin elektrokimyəvi analizinin əsasları
Elektrokimyəvi analiz maddəni öyrənmək üçün elektrolizdən istifadə edir. Reaksiyalar elektrodlarda sulu məhlulda aparılır. Mövcud xüsusiyyətlərdən biri ölçülməlidir. Tədqiqat elektrokimyəvi hüceyrədə aparılır. Bu, elektrolitlərin (ion keçiriciliyi olan maddələr), elektrodların (elektron keçiriciliyi olan maddələr) yerləşdirildiyi bir qabdır. Elektrodlar və elektrolitlər bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərir. Bu halda cərəyan xaricdən verilir.
Elektrokimyəvi metodların təsnifatı
Fiziki və kimyəvi tədqiqatların əsaslandığı hadisələrə əsaslanan elektrokimyəvi üsulları təsnif edin. Bunlar kənar potensialı olan və olmayan üsullardır.
Konduktometriya analitik üsuldur və elektrik keçiriciliyini ölçür G. Konduktometrik analiz ümumiyyətlə alternativ cərəyandan istifadə edir. Konduktometrik titrləmə – daha çoxümumi tədqiqat metodu. Bu üsul suyun kimyəvi tədqiqi üçün istifadə edilən portativ konduktorların istehsalı üçün əsasdır.
Potensiometriya apararkən geri dönən qalvanik elementin EMF ölçülür. Kulometriya üsulu elektroliz zamanı sərf olunan elektrik enerjisinin miqdarını müəyyən edir. Voltametriya cərəyanın böyüklüyünün tətbiq olunan potensialdan asılılığını araşdırır.
Maddə analizinin termal üsulları
Termik analiz temperaturun təsiri altında maddənin fiziki xassələrinin dəyişməsini təyin etmək məqsədi daşıyır. Bu test üsulları qısa müddət ərzində və az miqdarda öyrənilmiş nümunə ilə həyata keçirilir.
Termoqravimetriya, temperaturun təsiri altında cismin kütləsindəki dəyişikliklərin qeydiyyatını aparan termik analiz üsullarından biridir. Bu üsul ən dəqiq hesab olunur.
Bundan əlavə, istilik tədqiqat metodlarına maddənin istilik tutumunu təyin edən kalorimetriya, istilik tutumunun öyrənilməsi əsasında entalpimetriya daxildir. Həmçinin onların arasında temperaturun təsiri altında nümunənin həcminin dəyişməsini tutan dilatometriyanı da qeyd etmək lazımdır.
Maddələrin təhlili üçün xromatoqrafik üsullar
Xromatoqrafiya üsulu maddələrin ayrılması üsuludur. Xromatoqrafiyanın bir çox növləri var, bunlardan başlıcaları bunlardır: qaz, paylama, redoks, çökmə, ion mübadiləsi.
Test nümunəsindəki komponentlər hərəkətli və stasionar arasında ayrılıbmərhələləri. Birinci halda, biz maye və ya qazlardan danışırıq. Stasionar faza sorbentdir - bərkdir. Nümunə komponentləri stasionar faza boyunca mobil fazada hərəkət edir. Komponentlərin son mərhələdən keçmə sürəti və vaxtı ilə onların fiziki xassələri qiymətləndirilir.
Fiziki və kimyəvi tədqiqat metodlarının tətbiqi
Fiziki və kimyəvi üsulların ən mühüm sahəsi sanitar-kimyəvi və məhkəmə-kimyəvi tədqiqatlardır. Onların bəzi fərqləri var. Birinci halda, aparılan təhlili qiymətləndirmək üçün qəbul edilmiş gigiyenik standartlar istifadə olunur. Bunları nazirliklər təyin edir. Sanitariya-kimyəvi tədqiqatlar epidemioloji xidmət tərəfindən müəyyən edilmiş qaydada aparılır. Prosesdə qida məhsullarının xassələrini təqlid edən ekoloji modellərdən istifadə edilir. Onlar həmçinin nümunənin iş şəraitini təkrarlayır.
Məhkəmə-kimyəvi tədqiqat insan orqanizmində, qida məhsullarında, dərman vasitələrində narkotik, güclü təsir göstərən maddələr və zəhərlərin kəmiyyətcə aşkarlanmasına yönəlib. Ekspertiza məhkəmə qərarı əsasında həyata keçirilir.
