Меню
Разработки
Разработки  /  Химия  /  Презентации  /  Прочее  /  Введение в ХФХМА.

Введение в ХФХМА.

Тема 1. Основные понятия и определения аналитической химии. Тема 2. Метрология и стандартизация аналитического контроля.
31.01.2025

Содержимое разработки

Аналитическая химия  или  Химические и физическо-химические методы анализа (ХФХМА)

Аналитическая химия или Химические и физическо-химические методы анализа

(ХФХМА)

Тема 1. Основные понятия и определения   План  1. Аналитическая химия, аналитический контроль и химический  анализ. (Основные понятия и определения) 2. Классификация методов анализа. 3. Анализ как комплекс взаимосвязанных операций. 4. Значение химического анализа для металлургического  производства. Связь аналитического контроля с проблемами  экологии.

Тема 1. Основные понятия и определения

План

1. Аналитическая химия, аналитический контроль и химический

анализ. (Основные понятия и определения)

2. Классификация методов анализа.

3. Анализ как комплекс взаимосвязанных операций.

4. Значение химического анализа для металлургического

производства. Связь аналитического контроля с проблемами

экологии.

Основные понятия и определения Аналитическая химия  – наука о методах изучения химического состава вещества (различных конкретных объектов и материалов) и его химической структуры. Состав вещества имеет качественные и количественные характеристики. Аналитическая химия (а. х.) – наука о методах и средствах химического анализа и в известной мере установления химического строения. Анализ – метод исследования, основанный на разложении данного сложного вещества на более простые составные части.

Основные понятия и определения

  • Аналитическая химия – наука о методах изучения химического состава вещества (различных конкретных объектов и материалов) и его химической структуры. Состав вещества имеет качественные и количественные характеристики.
  • Аналитическая химия (а. х.) – наука о методах и средствах химического анализа и в известной мере установления химического строения.
  • Анализ – метод исследования, основанный на разложении данного сложного вещества на более простые составные части.
Основные понятия и определения Средства анализа  – то, что необходимо для проведения анализа: приборы, реактивы, расчетные программы, стандартные образцы. Метод анализа  – совокупность принципов приемов, положенных в основу анализа без относительно к конкретному объекту и определяемому веществу.  Особое место в аналитической химии занимает технический анализ, который основывается на всех методах количественного и качественного анализа.

Основные понятия и определения

  • Средства анализа – то, что необходимо для проведения анализа: приборы, реактивы, расчетные программы, стандартные образцы.
  • Метод анализа – совокупность принципов приемов, положенных в основу анализа без относительно к конкретному объекту и определяемому веществу.

Особое место в аналитической химии занимает технический анализ, который основывается на всех методах количественного и качественного анализа.

Основные понятия и определения Аналитический контроль (а. к.) – раздел аналитической химии, объединяющий методы анализа химического состава: сырья, полуфабрикатов, промежуточных продуктов, вспомогательных материалов и готовой продукции. Методика анализа  – подробное указание всех условий и операций проведенного анализа данного объекта с использованием данного метода ( в методиках указывается определенный компонент, объект анализа, применяемый метод).

Основные понятия и определения

  • Аналитический контроль (а. к.) – раздел аналитической химии, объединяющий методы анализа химического состава: сырья, полуфабрикатов, промежуточных продуктов, вспомогательных материалов и готовой продукции.
  • Методика анализа – подробное указание всех условий и операций проведенного анализа данного объекта с использованием данного метода ( в методиках указывается определенный компонент, объект анализа, применяемый метод).
Структура аналитической химии  опирается на её методы Цель и назначение : методы делятся на пробоотбор, разложение пробы, разделение компонентов, обнаружение или идентификация и определение; Анализ - процедура получения опытным путем данных о химическом составе вещества. химический состав имеет качественную и количественную характеристики, то анализ подразделяют на качественный и количественный .  Первым устанавливают, из каких компонентов состоит вещество (атомов, ионов, молекул, фаз, функциональных и структурных групп и др.), а вторым – их количественное содержание в веществе. Способы определения химического состава вещества называют методами анализа

Структура аналитической химии опирается на её методы

  • Цель и назначение : методы делятся на пробоотбор, разложение пробы, разделение компонентов, обнаружение или идентификация и определение;
  • Анализ - процедура получения опытным путем данных о химическом составе вещества.
  • химический состав имеет качественную и количественную характеристики, то анализ подразделяют на качественный и количественный .

Первым устанавливают, из каких компонентов состоит вещество (атомов, ионов, молекул, фаз, функциональных и структурных групп и др.), а вторым – их количественное содержание в веществе.

Способы определения химического состава вещества называют методами анализа

Классификация методов анализа Различают методы количественного и качественного анализа: Качественный анализ  – подразумевает обнаружение элементов (фазы и т. д.), содержащихся в исследуемом веществе или смеси веществ. Количественный анализ  – определение количественного содержания и соотношения компонентов в анализируемом веществе или смеси.

Классификация методов анализа

Различают методы количественного и качественного анализа:

  • Качественный анализ – подразумевает обнаружение элементов (фазы и т. д.), содержащихся в исследуемом веществе или смеси веществ.
  • Количественный анализ – определение количественного содержания и соотношения компонентов в анализируемом веществе или смеси.
Классификация методов анализа По использованию химических реакций: Химические методы – методы, основанные на использовании химических реакций и сопровождающиеся наглядным внешним эффектом (появление или изменение окраски, растворение или выпадение осадка, выделение газа); Физические методы – методы, в которых не используются химические реакции, а изменяется какое-либо физическое свойство вещества (электродный потенциал, электропроводность, оптическая плотность, спектр). Физико-химические методы – методы, основанные на измерении изменения физического свойства, происходившего в результате химической реакции.

Классификация методов анализа

По использованию химических реакций:

  • Химические методы – методы, основанные на использовании химических реакций и сопровождающиеся наглядным внешним эффектом (появление или изменение окраски, растворение или выпадение осадка, выделение газа);
  • Физические методы – методы, в которых не используются химические реакции, а изменяется какое-либо физическое свойство вещества (электродный потенциал, электропроводность, оптическая плотность, спектр).
  • Физико-химические методы – методы, основанные на измерении изменения физического свойства, происходившего в результате химической реакции.
Основные  этапы  анализа: постановка задачи, выбор метода и схемы анализа, отбор пробы, подготовка пробы к анализу, проведение измерений, обработка результатов измерений.

Основные  этапы  анализа:

  • постановка задачи,
  • выбор метода и схемы анализа,
  • отбор пробы,
  • подготовка пробы к анализу,
  • проведение измерений,
  • обработка результатов измерений.
Выбор метода анализа   определяется постановкой  аналитической задачи .  При этом учитывают :  химический состав объекта анализа, возможные интервалы содержаний определяемого и сопутствующих компонентов; метрологические требования к методике; характеристику объекта анализа – его физические свойства, форму, интервалы колебания массы объекта, реакционную способность анализируемого вещества по отношению к атмосфере; назначение методики, экономический эффект от внедрения методики; происхождение анализируемого материала. приборы, реагенты, имеющиеся в распоряжении аналитика, трудоемкость анализа и т.д.

Выбор метода анализа

  определяется постановкой  аналитической задачи .

При этом учитывают

  • химический состав объекта анализа, возможные интервалы содержаний определяемого и сопутствующих компонентов;
  • метрологические требования к методике;
  • характеристику объекта анализа – его физические свойства, форму, интервалы колебания массы объекта, реакционную способность анализируемого вещества по отношению к атмосфере;
  • назначение методики, экономический эффект от внедрения методики;
  • происхождение анализируемого материала.
  • приборы, реагенты, имеющиеся в распоряжении аналитика, трудоемкость анализа и т.д.
Методы анализа классифицируют по таким их характеристикам как предел обнаружения, диапазон определяемых содержаний, экспрессность, трудоемкость, эффективность, разрешающая способность, точность, воспроизводимость и надежность получаемых результатов, стоимость.  Предел обнаружения – это наименьшее количество (масса, концентрация) определяемого вещества, при котором вещество уверенно обнаруживается (идентифицируется) данным методом во всех повторных экспериментах.  Диапазон определяемых содержаний – это диапазон количеств, выявляемого в ходе анализа вещества, которые можно измерить данным методом. По диапазону определяемых содержаний выделяют макро-, полумикро-, микро- и ультрамикрометоды: Трудоемкость и эффективность Аналитический сигнал (АС) Экспрессность

Методы анализа классифицируют по таким их характеристикам как

  • предел обнаружения, диапазон определяемых содержаний, экспрессность, трудоемкость, эффективность, разрешающая способность,
  • точность, воспроизводимость и надежность получаемых результатов, стоимость.

Предел обнаружения – это наименьшее количество (масса, концентрация) определяемого вещества, при котором вещество уверенно обнаруживается (идентифицируется) данным методом во всех повторных экспериментах.

Диапазон определяемых содержаний – это диапазон количеств, выявляемого в ходе анализа вещества, которые можно измерить данным методом. По диапазону определяемых содержаний выделяют макро-, полумикро-, микро- и ультрамикрометоды:

Трудоемкость и эффективность

Аналитический сигнал (АС)

Экспрессность

Вид анализа а) производственный, медицинский, экологический, судебный и т.п.; б) маркировочный, экспрессный, арбитражный; в) статический или динамический (непрерывный в потоке вещества, например, речной воды); г) «сухой» или «мокрый»; д) полный или частичный элементный (атомный), молекулярный (вещественный), функциональный (на наличие функциональных групп), структурный или фазовый; е) качественный, полуколичественный, количественный основного компонента, примесей или их следов.

Вид анализа

а) производственный, медицинский, экологический, судебный и т.п.;

б) маркировочный, экспрессный, арбитражный;

в) статический или динамический (непрерывный в потоке вещества, например, речной воды);

г) «сухой» или «мокрый»;

д) полный или частичный элементный (атомный), молекулярный (вещественный), функциональный (на наличие функциональных групп), структурный или фазовый;

е) качественный, полуколичественный, количественный основного компонента, примесей или их следов.

Тема 2. Метрология и стандартизация аналитического контроля   План Расчет и обработка результата анализа. Значащие  цифры. 2. Метрологические характеристики. 3. Ошибки или погрешности анализа. 4. Расчет основных метрологических характеристик. 5. Метрологическое обеспечение результатов анализа.

Тема 2. Метрология и стандартизация аналитического контроля

План

  • Расчет и обработка результата анализа. Значащие

цифры.

2. Метрологические характеристики.

3. Ошибки или погрешности анализа.

4. Расчет основных метрологических характеристик.

5. Метрологическое обеспечение результатов анализа.

1. Расчет и обработка результата анализа.  Значащие цифры   Числовые значения подразделяют на точные и приближенные. Точные – (пример) число выполненных анализов, порядковый номер элемента в таблице Менделеева, приближенные – измеренные значения массы или объема; Значащими цифрами приближенного числа называют все его цифры, кроме нулей, стоящих слева от запятой, и нулей, стоящих справа после запятой.  Нули, стоящие в середине числа, являются значащими. Например, в числе  427,205 – 6 значащих цифр;  0,00365 – 3 значащие цифры;  244,00 – 3 значащие цифры

1. Расчет и обработка результата анализа. Значащие цифры

Числовые значения подразделяют на точные и приближенные.

  • Точные – (пример) число выполненных анализов, порядковый номер элемента в таблице Менделеева,
  • приближенные – измеренные значения массы или объема;
  • Значащими цифрами приближенного числа называют все его цифры, кроме нулей, стоящих слева от запятой, и нулей, стоящих справа после запятой.

Нули, стоящие в середине числа, являются значащими.

Например, в числе

427,205 – 6 значащих цифр;

0,00365 – 3 значащие цифры;

244,00 – 3 значащие цифры

1. Расчет и обработка результата анализа.  Значащие цифры    Точность вычислений определяется ГОСТ, ОСТ или ТУ на анализ.  Если погрешность вычислений не оговорена заранее, то следует иметь ввиду, что  концентрация вычисляется до 4-ой значащей цифры после запятой,  масса – до 4-го десятичного знака после запятой,  массовая доля (процентное содержание) – до сотых долей.  Каждый результат анализа не может быть точнее, чем это позволяют измерительные приборы (поэтому в массе, выраженной в граммах, не может быть больше 4-5 знаков после запятой, т.е. больше точности аналитических весов 10 –4 -10 –5 г).

1. Расчет и обработка результата анализа. Значащие цифры

Точность вычислений определяется ГОСТ, ОСТ или ТУ на анализ.

Если погрешность вычислений не оговорена заранее, то следует иметь ввиду, что

концентрация вычисляется до 4-ой значащей цифры после запятой,

масса – до 4-го десятичного знака после запятой,

массовая доля (процентное содержание) – до сотых долей.

Каждый результат анализа не может быть точнее, чем это позволяют измерительные приборы (поэтому в массе, выраженной в граммах, не может быть больше 4-5 знаков после запятой, т.е. больше точности аналитических весов 10 –4 -10 –5 г).

5, добавляют единицу к предыдущей, если равна 5, а перед ней четная цифра, то добавляют единицу к предыдущей, а если нечетная, то отнимают (например, 12,465 - 12,46; 12,475 - 12,48). 2. В суммах и разностях приближенных чисел сохраняют столько десятичных знаков, сколько их было в числе с наименьшим их числом. При делении и умножении – сохраняют столько десятичных знаков, сколько требуется для данной измеряемой величины (например при вычислении массы по формуле m(A)= T(B / A) · V(B) несмотря на то, что V измеряют до сотых, результат должен быть вычислен до 10 –4 -10 –5 г). 3. При возведении в степень в результате брать столько значащих цифр, сколько их было у возводимого в степень числа. 4. В промежуточных результатах брать на одну десятичную цифру больше, чем по правилам округления, а для оценки порядка вычислений округлять все числа до первой значащей. " width="640"

Правила округления чисел

1 . Последнюю цифру, если она ≤ 4, отбрасывают, если 5, добавляют единицу

к предыдущей, если равна 5, а перед ней четная цифра, то добавляют единицу к

предыдущей, а если нечетная, то отнимают (например, 12,465 - 12,46; 12,475 - 12,48).

2. В суммах и разностях приближенных чисел сохраняют столько десятичных знаков,

сколько их было в числе с наименьшим их числом.

При делении и умножении – сохраняют столько десятичных знаков, сколько требуется для данной измеряемой величины (например при вычислении массы по формуле

m(A)= T(B / A) · V(B)

несмотря на то, что V измеряют до сотых, результат должен быть вычислен до 10 –4 -10 –5 г).

3. При возведении в степень в результате брать столько значащих цифр, сколько их было

у возводимого в степень числа.

4. В промежуточных результатах брать на одну десятичную цифру больше, чем по

правилам округления, а для оценки порядка вычислений округлять все числа до

первой значащей.

2. Метрологические характеристики  Метрология – наука об измерениях, методов и средствах обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности. Правильность результата анализа – близость результатов к истинному содержанию определяемого компонента. Воспроизводимость – близость друг к другу единичных определений т.е. возможность получения аналогичных результатов при повторных определениях. Сходимость результатов анализа – относительно одинаковые результаты у разных лаборантов. Экспрессность анализа – быстрота выполнения анализа. Селективность – возможность определить одновременно несколько компонентов за короткий промежуток времени. Чувствительность – возможность определения малых количеств определяемых компонентов в пробе. Стоимость – стоимость используемой аппаратуры, рабочей времени аналитика, а иногда и самой пробы. Специфические требования к анализу:  Недеструктивный. Локальный – способность различать близкорасположенные участки образца. Проведение химического анализа на расстоянии - дистанционность.

2. Метрологические характеристики

Метрология – наука об измерениях, методов и средствах обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности.

  • Правильность результата анализа близость результатов к истинному содержанию определяемого компонента.
  • Воспроизводимость близость друг к другу единичных определений т.е. возможность получения аналогичных результатов при повторных определениях.
  • Сходимость результатов анализа относительно одинаковые результаты у разных лаборантов.
  • Экспрессность анализа быстрота выполнения анализа.
  • Селективность возможность определить одновременно несколько компонентов за короткий промежуток времени.
  • Чувствительность возможность определения малых количеств определяемых компонентов в пробе.
  • Стоимость стоимость используемой аппаратуры, рабочей времени аналитика, а иногда и самой пробы.
  • Специфические требования к анализу:
  • Недеструктивный.
  • Локальный – способность различать близкорасположенные участки образца.
  • Проведение химического анализа на расстоянии - дистанционность.
3.Ошибки или погрешности анализа Погрешностью измерения называют отклонение результата от истинного значения измеряемой величины.  Степень отклонения результата от истинного содержания элемента в анализируемом образце определяет точность метода. Результат любого тщательно выполненного анализа (х) отличается от истинного содержания элемента в образце (х ист ). Средний результат параллельных определений (х ср ) считается результатом анализа. Отклонение результатов измерений анализа (x i )от истинного содержания компонента (х ист ) называется ошибкой или погрешностью определения.

3.Ошибки или погрешности анализа

  • Погрешностью измерения называют отклонение результата от истинного значения измеряемой величины.

Степень отклонения результата от истинного содержания элемента в анализируемом образце определяет точность метода.

  • Результат любого тщательно выполненного анализа (х) отличается от истинного содержания элемента в образце (х ист ). Средний результат параллельных определений (х ср ) считается результатом анализа.
  • Отклонение результатов измерений анализа (x i )от истинного содержания компонента (х ист ) называется ошибкой или погрешностью определения.
Классификация ошибок по способу их получения Случайные погрешности. Систематические. Грубые ошибки, промахи.  Систематические – это погрешности которые повторяются при повторных измерениях без изменения величины и знака и зависят от постоянно действующих причин.  Эти ошибки могут быть выявлены и устранены в результате ремонта прибора построения для каждого анализа своей калибровочной кривой использования точно измеренных объемов измеренных объемов жидкости, откалиброванной посуды. Способ выявления ошибки: Варьирование пробы – удвоение пробы в кратное число раз. Определение содержания исследуемого компонента и по изменению. Введено –  найдено , к пробе добавляется точно известное количество добавляемого компонента. Компонент добавляется в той же форме что и исследуемый объект и проводится через все стадии анализа. Сравнение результата анализа с результатом другого независимого метода. Анализ нестандартного образца .

Классификация ошибок по способу их получения

  • Случайные погрешности.
  • Систематические.
  • Грубые ошибки, промахи.

Систематические это погрешности которые повторяются при повторных измерениях без изменения величины и знака и зависят от постоянно действующих причин.

Эти ошибки могут быть выявлены и устранены в результате ремонта прибора построения для каждого анализа своей калибровочной кривой использования точно измеренных объемов измеренных объемов жидкости, откалиброванной посуды.

Способ выявления ошибки:

  • Варьирование пробы удвоение пробы в кратное число раз. Определение содержания исследуемого компонента и по изменению.
  • Введено – найдено , к пробе добавляется точно известное количество добавляемого компонента. Компонент добавляется в той же форме что и исследуемый объект и проводится через все стадии анализа.
  • Сравнение результата анализа с результатом другого независимого метода.
  • Анализ нестандартного образца .
Классификация ошибок по способу их получения Случайные погрешности – это погрешности зависящие от неопределенных причин, неповторяющиеся при повторном анализе.  Причины появления : Состояние органов чувств. Колебание температур, влажности. Устранение ошибок: Увеличим число параллельных определений. Проверить методику выполнения анализа. Создание постоянных условий. Грубые ошибки – сильно искажен результат.  Причина : ошибочное действие аналитика,  Способ устранения : соблюдение методики анализа. При вычислении среднего результата грубую ошибку не учитывают.

Классификация ошибок по способу их получения

Случайные погрешности это погрешности зависящие от неопределенных причин, неповторяющиеся при повторном анализе.

Причины появления :

  • Состояние органов чувств.
  • Колебание температур, влажности.

Устранение ошибок:

  • Увеличим число параллельных определений.
  • Проверить методику выполнения анализа.
  • Создание постоянных условий.
  • Грубые ошибки сильно искажен результат.

Причина : ошибочное действие аналитика,

Способ устранения : соблюдение методики анализа. При вычислении среднего результата грубую ошибку не учитывают.

4. Метрологическое обеспечение результатов анализа Метрологическое обеспечение - это установление и применение организационных и научных основ тех средств, правил и норм необходимых для достижения единства и требуемой точности измерения. Единство измерений - это такое их состояние, при котором результаты измерения выражены в законных единицах и погрешности с известной заданной вероятностью. Организационной основой метрологического обеспечения является метрологическая служба, состоящая из государственной и ведомственной метрологических служб. Государственными испытаниями называются экспертизы технической документации на вновь разрабатываемые или импортируемые системы измерений и их экспериментальные исследования, которые проводятся органами государственных метрологических служб.

4. Метрологическое обеспечение результатов анализа

  • Метрологическое обеспечение - это установление и применение организационных и научных основ тех средств, правил и норм необходимых для достижения единства и требуемой точности измерения.
  • Единство измерений - это такое их состояние, при котором результаты измерения выражены в законных единицах и погрешности с известной заданной вероятностью.
  • Организационной основой метрологического обеспечения является метрологическая служба, состоящая из государственной и ведомственной метрологических служб.
  • Государственными испытаниями называются экспертизы технической документации на вновь разрабатываемые или импортируемые системы измерений и их экспериментальные исследования, которые проводятся органами государственных метрологических служб.
4. Метрологическое обеспечение результатов анализа Поверка СИ определение метрологическим органом погрешностей СИ и установление их пригодности к применению. Поверка проводится органами государственной метрологической службы. Поверка может быть: поэлементной, когда погрешности Си определяют по погрешностям отдельных частей. комплексной, при которой определяют погрешности свойственные Си как единому целому.  Государственный надзор - это надзор за внедрением и соблюдением стандартов, технических условий за метрологическим обеспечением и качеством готовой продукции; осуществляется государственной метрологической службой.  Ведомственный контроль - контрольная деятельность ведомственной метрологической службы, направленная на достижение единства и требуемой точности измерения на предприятии.

4. Метрологическое обеспечение результатов анализа

  • Поверка СИ определение метрологическим органом погрешностей СИ и установление их пригодности к применению. Поверка проводится органами государственной метрологической службы.

Поверка может быть:

  • поэлементной, когда погрешности Си определяют по погрешностям отдельных частей.
  • комплексной, при которой определяют погрешности свойственные Си как единому целому.

Государственный надзор - это надзор за внедрением и соблюдением стандартов, технических условий за метрологическим обеспечением и качеством готовой продукции; осуществляется государственной метрологической службой.

Ведомственный контроль - контрольная деятельность ведомственной метрологической службы, направленная на достижение единства и требуемой точности измерения на предприятии.

Источники информации скачать учебник по аналитике: https://s.11klasov.ru/7956-analiticheskaja-himija-glubokov-jum-i-dr-pod-red-ischenko-aa.html

Источники информации

  • скачать учебник по аналитике:

https://s.11klasov.ru/7956-analiticheskaja-himija-glubokov-jum-i-dr-pod-red-ischenko-aa.html

-80%
Курсы повышения квалификации

Интерактивные методы в практике школьного образования

Продолжительность 72 часа
Документ: Удостоверение о повышении квалификации
4000 руб.
800 руб.
Подробнее
Скачать разработку
Сохранить у себя:
Введение в ХФХМА. (77.04 KB)

Комментарии 0

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или на сайт

Вы смотрели