Նյութերի ֆիզիկաքիմիական ուսումնասիրությունները

Ֆիզիկաքիմիական հետազոտությունները, որպես վերլուծական քիմիայի ուղղություն, լայնորեն կիրառվել են մարդկային գործունեության յուրաքանչյուր ոլորտում: Նրանք թույլ են տալիս ուսումնասիրել հետաքրքրության նյութի հատկությունները, որոշելով բաղադրիչների քանակական բաղադրիչը ընտրանքի կազմում:

Նյութերի ուսումնասիրություն

Գիտահետազոտական աշխատանքը առարկայի կամ երեւույթի ճանաչումն է, հասկացությունների եւ գիտելիքների համակարգ ստանալու համար: Գործողության սկզբունքի համաձայն, օգտագործվող մեթոդները դասակարգվում են.

• Empirical;
• Կազմակերպական;
• Մեկնաբանություն;
• Որակի եւ քանակական վերլուծության մեթոդներ:

Empirical հետազոտության մեթոդները արտացոլում են ուսումնասիրված օբյեկտը արտաքին դրսեւորումներից եւ ներառում դիտարկումը, չափումը, փորձարկումը, համեմատությունը: Էմպիրիկ ուսումնասիրությունը հիմնված է հավաստի փաստերի վրա եւ չի ներառում արհեստական իրավիճակների վերլուծություն վերլուծության համար:

Կազմակերպչական մեթոդները համեմատական, երկարատեւ, բարդ են: Առաջինը ենթադրում է օբյեկտի պետությունների համեմատություն, տարբեր ժամանակներում եւ պայմաններում, որոնք տարբերվում են միմյանցից: Երկայնություն - երկար ժամանակ ուսումնասիրության օբյեկտի դիտարկումը: Կոմպլեքսը երկարատեւ եւ համեմատական մեթոդների համադրություն է:

Մեկնաբանման մեթոդները գենետիկական եւ կառուցվածքային են: Գենետիկական տարբերակը ենթադրում է օբյեկտի զարգացման ուսումնասիրություն `այն հայտնվելուց ի վեր: Կառուցվածքային մեթոդները ուսումնասիրում եւ նկարագրում են օբյեկտի կառուցվածքը:

Վերլուծական քիմիան զբաղվում է որակական եւ քանակական վերլուծության մեթոդներով: Քիմիական հետազոտությունը նպատակ ունի որոշել հետազոտական օբյեկտի կազմը:

Քանակական վերլուծության մեթոդներ

Քիմիական անալիզի քիմիական անալիզի օգնությամբ որոշվում է քիմիական միացությունների կազմը: Գրեթե բոլոր մեթոդները օգտագործվում են մի նյութի քիմիական եւ ֆիզիկական հատկությունների կախվածության ուսումնասիրության վրա:

Քանակական վերլուծությունը ընդհանուր է, ամբողջական եւ մասնակի: Ընդհանուր առմամբ ուսումնասիրվում է ուսումնասիրված օբյեկտի բոլոր հայտնի նյութերի քանակը, անկախ նրանց կազմից, թե ոչ: Ամբողջ վերլուծությունը տարբերվում է նմուշի պարունակվող նյութերի քանակական կազմի վրա: Մասնակի տարբերակը սահմանում է քիմիական նյութերի ուսումնասիրության միայն բաղադրիչների բաղադրությունը:

Կախված վերլուծության մեթոդից, տարբերվում են մեթոդների երեք խմբեր `քիմիական, ֆիզիկական եւ ֆիզիկոքիմիական: Բոլորը հիմնված են նյութի ֆիզիկական կամ քիմիական հատկությունների փոփոխության վրա:

Քիմիական հետազոտություն

Այս մեթոդը ուղղված է քանակական որոշակի քանակությամբ քիմիական ռեակցիաներում նյութերի որոշմանը: Վերջիններս արտաքին դրսեւորումներ ունեն (գույնի փոփոխություն, գազի, ջերմության, նստվածքների ազատում): Այս մեթոդը լայնորեն կիրառվում է ժամանակակից հասարակության բազմաթիվ ճյուղերում: Քիմիական հետազոտությունների լաբորատորիա անհրաժեշտ է ներկա գտնվել դեղագործական, նավթաքիմիական, շինարարական արդյունաբերության եւ շատ այլ երկրներում:

Քիմիական հետազոտությունների երեք տեսակ կա: Gravimetry կամ քաշի վերլուծությունը հիմնված է նմուշի փորձարկման նյութի քանակական բնութագրերի փոփոխության վրա: Այս տարբերակը պարզ է եւ ճշգրիտ արդյունքներ է տալիս, բայց ժամանակատար է: Այս տեսակի քիմիական հետազոտության մեթոդներով պահանջվող նյութը թողարկվում է որպես ընդհանուր նստվածք, որպես նստվածք կամ գազ: Այնուհետեւ այն բերվում է ամուր լուծելի փուլ, ֆիլտրացված, լվացվում եւ չորանում: Այս ընթացակարգերը իրականացնելուց հետո բաղադրիչը կշռված է:

Titrimetry- ն ծավալային վերլուծություն է: Քիմիական նյութերի հետաքննությունը տեղի է ունենում, երբ ուսումնասիրվում է նյութի հետ շփվող ռեագենտի ծավալը: Դրա կոնցենտրացիան հայտնի է նախապես: Ռեագենտի ծավալը չափվում է, երբ հավասարազորման կետը հասնում է: Գազային վերլուծությունում որոշվում է ազատված կամ կլանվող գազի ծավալը:

Բացի այդ, քիմիական մոդելների ուսումնասիրությունը հաճախ օգտագործվում է: Այսինքն, ուսումնասիրված օբյեկտի անալոգիան ստեղծվել է, ավելի հարմար է ուսումնասիրության մեջ:

Ֆիզիկական հետազոտություններ

Ի տարբերություն քիմիական հետազոտությունների, համապատասխան ռեակցիաների անցկացման վրա, վերլուծության ֆիզիկական մեթոդները հիմնված են նյութերի նույն հատկությունների վրա: Իրենց վարման համար պահանջվում են հատուկ սարքեր: Մեթոդի էությունը բաղկացած է ճառագայթման գործողությունից առաջացած նյութի բնութագրիչների փոփոխությունների չափմամբ: Ֆիզիկական հետազոտությունների իրականացման հիմնական մեթոդներն են refractometry, polarimetry, fluorimetry.

Refractometry- ն իրականացվում է որպես refractometer- ը: Մեթոդի էությունը կրճատվում է դեպի միջինից մյուսը անցնող լույսի քերականության ուսումնասիրությունը: Անկյունի փոփոխությունը կախված է միջավայրի բաղադրիչների հատկություններից: Հետեւաբար հնարավոր է բացահայտել միջավայրի եւ նրա կառուցվածքի կազմը:

Polarimetry- ը օպտիկական հետազոտության մեթոդ է, որը օգտագործում է որոշակի նյութերի կարողությունը պտտել գծային բեւեռացված լույսի տատանումների հարթությունը:

Fluorimetry- ն օգտագործում է լազերներ եւ սնդիկային լամպեր, որոնք արտադրում են մոնոխրոմատիկ ճառագայթներ: Որոշ նյութեր կարող են ֆլուորեսցեն (աբսորբացնել եւ հեռացնել կլանված ճառագայթումը): Ֆլուորեսցիայի ինտենսիվության հիման վրա եզրակացություն է տրվում նյութի քանակական որոշման վերաբերյալ:

Ֆիզիկաքիմիական հետազոտություններ

Ֆիզիկաքիմիական հետազոտությունների մեթոդները արձանագրում են նյութի ֆիզիկական հատկությունների փոփոխությունը տարբեր քիմիական ռեակցիաներում գործողությամբ: Նրանք հիմնված են հետազոտվող օբյեկտի ֆիզիկական բնութագրերից անմիջական կախվածության վրա, նրա քիմիական կազմի վրա: Այս մեթոդները պահանջում են որոշ չափիչ գործիքների օգտագործումը: Որպես կանոն, դիտարկումը կատարվում է ջերմային հաղորդակցության, էլեկտրական հաղորդակցության, լույսի կլանման, եռացման կետի եւ հալման կետի համար:

Նյութերի ֆիզիկաքիմիական ուսումնասիրությունները լայն տարածում են ստացել արդյունքների բարձր ճշգրտության եւ արագության շնորհիվ: Ժամանակակից աշխարհում IT տեխնոլոգիաների զարգացման շնորհիվ քիմիական մեթոդները դժվարացել են կիրառել: Ֆիզիկական քիմիական մեթոդները օգտագործվում են սննդի արդյունաբերության, գյուղատնտեսության, քրիզաբանության ոլորտում:

Քիմիական նյութերից ֆիզիկական եւ քիմիական մեթոդների հիմնական տարբերություններից մեկն այն է, որ ռեակցիայի վերջը (equivalence կետը) հայտնաբերվում է չափիչ գործիքների օգնությամբ եւ ոչ տեսողական:

Ֆիզիկական եւ քիմիական հետազոտությունների հիմնական մեթոդները համարվում են սպեկտրալ, էլեկտրաքիմիական, ջերմային եւ քրոմատագրական մեթոդներ:

Նյութերի վերլուծության սպեկտրալ մեթոդները

Վերլուծության սպեկտրալ մեթոդները հիմնված են օբյեկտի փոխազդեցությանը էլեկտրամագնիսական ճառագայթման վրա: Հետազոտվել են վերջինների կլանումը, արտացոլումը եւ տարածումը: Մեկ այլ մեթոդի անունը օպտիկական է: Դա որակական եւ քանակական հետազոտությունների համադրություն է: Սպեկտրալ վերլուծությունը հնարավորություն է տալիս գնահատելու քիմիական կազմը, բաղադրիչների կառուցվածքը, մագնիսական դաշտը եւ նյութի այլ բնութագրերը:

Մեթոդի էությունը որոշել ռեզոնանսային հաճախականությունները, որոնցում նյութը արձագանքում է լույսի: Նրանք խիստ անհատական են յուրաքանչյուր բաղադրիչի համար: Սպեկտրոսկոպի օգնությամբ կարելի է տեսնել սպեկտրի գծերը եւ որոշել բաղադրիչ նյութերը: Սպեկտրալ գծերի ինտենսիվությունը պատկերացում է տալիս քանակական բնութագրության մասին: Սպեկտրային մեթոդների դասակարգումը հիմնված է սպեկտրի տեսակի եւ ուսումնասիրության նպատակների վրա:

Արտանետումների մեթոդը հնարավորություն է տալիս ուսումնասիրել արտանետումների սպեկտրը եւ տեղեկատվություն է տալիս նյութի կազմի մասին: Տվյալներ ստանալու համար այն ենթարկվում է էլեկտրական հոսանքի: Այս մեթոդի տատանումն է ֆլեֆի ֆոտոմետրիան: Կլանման սպեկտրը ուսումնասիրվում է կլանման մեթոդով: Վերոնշյալ ընտրանքները վերաբերում են նյութի որակական վերլուծությանը:

Քանակական սպեկտրային վերլուծությունը համեմատում է ուսումնասիրվող օբյեկտի սպեկտրալ գծի ինտենսիվությունը եւ հայտնի կոնցենտրացիայի նյութը: Նման մեթոդները ներառում են ատոմային կլանումը, ատոմային լյումինեսցենտային եւ լյումինեսցենտային վերլուծությունները, տուրբիդիմետրիա, նեֆելոմետրիա:

Նյութերի էլեկտրաքիմիական վերլուծության հիմունքները

Էլեկտրաքիմիական անալիզը օգտագործում է էլեկտրոլիզի `նյութ ուսումնասիրելու համար: Ռեակցիաները կատարվում են էլեկտրոդների վրա ջրային լուծույթում: Առկա հատկանիշներից մեկը պետք է չափվի: Ուսումնասիրությունը կատարվում է էլեկտրաքիմիական բջիջում: Սա մի նավի, որի մեջ տեղադրվում են էլեկտրոլիտներ (ionic հաղորդակցման նյութեր), էլեկտրոդներ (էլեկտրոնային փոխանցման նյութեր): Էլեկտրոդներն ու էլեկտրոլիտները փոխազդում են միմյանց հետ: Ընթացքը մատակարարվում է դրսից:

Էլեկտրաքիմիական մեթոդների դասակարգում

Դասակարգել էլեկտրաքիմիական մեթոդները, որոնք հիմնված են ֆիզիկաքիմիական հետազոտությունների վրա հիմնված երեւույթների վրա: Սրանք այն մեթոդներն են, որոնք ներառում են արտաքին պոտենցիալը եւ առանց դրա:

Conductometry- ը վերլուծական մեթոդ է եւ չափում է Գ-ի էլեկտրական հաղորդունակությունը, որն ընդհանրապես օգտագործվում է փոխարինող ընթացիկ: Conductometric titration- ը առավել տարածված մեթոդ է: Այս մեթոդը հիմնված է քիմիական ջրի ուսումնասիրության համար օգտագործվող շարժական դիրքիդմետների արտադրության վրա:

Պոտենցիոմետրիայի ընթացքում չափվում է հակադարձվող բջիջների EMF- ն: Coulometry մեթոդը որոշում է էլեկտրոլիզի ժամանակ սպառված էլեկտրաէներգիայի քանակը: Voltamperometry- ն ուսումնասիրում է ներկայի մեծության կախվածությունը հարթված ներուժի վրա:

Նյութերի վերլուծության ջերմային մեթոդները

Ջերմային վերլուծությունը նպատակաուղղված է ջերմաստիճանի ազդեցության տակ գտնվող նյութի ֆիզիկական հատկությունների փոփոխության որոշմանը: Հետազոտության այս մեթոդները կատարվում են կարճ ժամանակահատվածում եւ ուսումնասիրվող նմուշի փոքր քանակությամբ:

Ջերմային անալիզի մեթոդներից մեկը ջերմաչափն է, որը ներառում է ջերմաստիճանի ազդեցության տակ գտնվող օբյեկտի զանգվածի փոփոխությունը: Այս մեթոդը համարվում է առավել ճշգրիտ:

Բացի այդ, հետազոտության ջերմային մեթոդները ներառում են ջերմատիմետրիկություն, որը որոշում է նյութի կոնկրետ ջերմությունը, ջերմային հզորության ուսումնասիրության հիման վրա, էնթալպի մետրը: Նրանց թվին պետք է հատկացվեն նաեւ dilatometriyu, որը ամրագրում է ջերմաստիճանի ազդեցության տակ նմուշի ծավալը փոփոխությունը:

Նյութերի վերլուծության քրոմատագրային մեթոդներ

Քրոմատագրման մեթոդը նյութերի բաժանման մեթոդ է: Կան քրոմատագրման բազմաթիվ տեսակներ, հիմնականում `գազը, բաշխումը, redox- ը, նստվածքները, իոն փոխանակումը:

Փորձարկման նմուշի բաղադրիչները բաժանվում են շարժական եւ կայուն փուլերի միջեւ: Առաջին դեպքում մենք խոսում ենք հեղուկների կամ գազերի մասին: Կայուն փուլը սորբենտ է `ամուր: Ընտրանքի բաղադրիչները շարժական փուլում շարժվում են շարժական փուլում: Վերջնական փուլում բաղադրիչների ընդունման արագությունն ու ժամանակը գնահատվում են ֆիզիկական հատկություններով:

Հետազոտության ֆիզիկական եւ քիմիական մեթոդների կիրառումը

Ֆիզիկաքիմիական մեթոդների ամենակարեւոր ոլորտը սանիտարաքիմիական եւ դատաբժշկական քիմիական հետազոտությունն է: Նրանք ունեն տարբերություններ: Առաջին դեպքում վերլուծությունը գնահատելու համար կիրառվում են ընդունված հիգիենիկ ստանդարտները: Դրանք ստեղծվում են նախարարությունների կողմից: Սանիտարահիգիենիկ եւ քիմիական հետազոտությունները կատարվում են համաճարակաբանական ծառայության կողմից սահմանված կարգով: Գործում են միջին մոդելներ, որոնք նմանակում են սննդամթերքի հատկությունները: Նրանք նաեւ վերարտադրում են նմուշի գործողության պայմանները:

Դատաբժշկական քիմիական հետազոտությունը նպատակ ունի մարդու օրգանիզմում թմրամիջոցների, հզոր նյութերի եւ թունաների քանակական հայտնաբերումը, սննդամթերքը, դեղորայքային պատրաստուկները: Քննությունը իրականացվում է դատական որոշմամբ: