Элементный анализ - это процесс, при котором образец некоторого материала (например, почвы, сточных вод или питьевой воды, биологических жидкостей, минералов , химических соединений ) анализируется на его элементный, а иногда и изотопный состав. [ необходима цитата ] Элементный анализ может быть качественным (определение присутствующих элементов) и количественным (определение количества каждого из них). Элементный анализ относится к сфере аналитической химии , набора инструментов, участвующих в расшифровке химической природы нашего мира.
История [ править ]
Антуан Лавуазье считается изобретателем элементного анализа как количественного экспериментального инструмента для оценки химического состава соединения. В то время элементный анализ был основан на гравиметрическом определении конкретных адсорбирующих материалов до и после селективной адсорбции дымовых газов. [1] [2] Сегодня используются полностью автоматизированные системы, основанные на теплопроводности или инфракрасной спектроскопии обнаружения дымовых газов или других спектроскопических методах.
Анализ CHNX [ править ]
Для органических химиков, элементный анализ или «ЕЫ» почти всегда относится к CHNX анализу-определение массовой доли из углерода , водорода , азота и гетероатомов (X) (галогены, сера) образца. [ необходима цитата ] Эта информация важна для определения структуры неизвестного соединения, а также для определения структуры и чистоты синтезированного соединения. В настоящее время в органической химии используются спектроскопические методы ( ЯМР , 1 H и 13 C), масс-спектрометрия и хроматография.процедуры заменили EA в качестве основного метода структурного определения, хотя он по-прежнему дает очень полезную дополнительную информацию. Это также самый быстрый и недорогой метод определения чистоты пробы.
Наиболее распространенная форма элементного анализа, анализ CHNS, выполняется путем анализа горения . Современные элементные анализаторы также могут одновременно определять серу и CHN за один цикл измерений. [3] [4] [5] [6]
Количественный анализ [ править ]
Количественный анализ - это определение массы каждого присутствующего элемента или соединения. [7] Другие количественные методы включают гравиметрию , оптическую атомную спектроскопию и нейтронно-активационный анализ .
Гравиметрия - это когда образец растворяется, а затем осаждается интересующий элемент и измеряется его масса или интересующий элемент улетучивается и измеряется потеря массы.
Оптическая атомная спектроскопия включает в пламени атомно - абсорбционный , графитовой печи атомной абсорбции , и индуктивно связанной плазмой атомно - эмиссионной спектроскопии , который зондировать внешнюю электронную структуру атомов.
Нейтронно-активационный анализ включает активацию матрицы образца в процессе захвата нейтронов . Образовавшиеся радиоактивные ядра-мишени образца начинают распадаться, испуская гамма-лучи определенной энергии, которые идентифицируют радиоизотопы, присутствующие в образце. Концентрация каждого аналита может быть определена путем сравнения с облученным стандартом с известными концентрациями каждого аналита. [8]
Качественный анализ [ править ]
Чтобы качественно определить, какие элементы присутствуют в образце, используются следующие методы: масс-спектрометрическая атомная спектроскопия , например масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой , которая исследует массу атомов; другая спектроскопия, которая исследует внутреннюю электронную структуру атомов, такую как рентгеновская флуоресценция , индуцированное частицами рентгеновское излучение , рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и электронная оже-спектроскопия ; и химические методы, такие как тест плавления натрия и окисление Шенигера .
Анализ результатов [ править ]
Анализ результатов выполняется путем определения соотношения элементов в образце и разработки химической формулы, которая соответствует этим результатам. Этот процесс полезен, поскольку он помогает определить, является ли отправленный образец желаемым соединением, и подтверждает чистоту соединения. Принятое отклонение результатов элементного анализа от расчетных составляет 0,3%. [9]
См. Также [ править ]
- Метод Дюма определения молекулярной массы
Ссылки [ править ]
- ^ Прегль, Фриц (1917). Количественный микроанализ органических веществ . Берлин: Springer. ISBN 978-3-86444-914-7.
- ^ "Фриц Прегль - Нобелевская лекция: Количественный микроанализ органических веществ" . www.nobelprize.org . Проверено 4 июля 2016 .
- ^ "Орхусский университет: Элемент элементного анализа" . 3 июля 2016 года Архивировано из оригинала 15 июля 2015 года . Дата обращения 3 июля 2016 .
- ^ наук, Faculté des. "Лаборатория стабильных изотопов GG Hatch - Методы - Количественный анализ" . www.isotope.uottawa.ca . Архивировано из оригинала на 2016-03-04 . Проверено 4 июля 2016 .
- ^ Саху, Рамеш Чандра; Патель, Раджкишор; Рэй, Банким Чандра (01.08.2011). «Удаление сероводорода с помощью красного шлама в условиях окружающей среды». Технология переработки топлива . 92 (8): 1587–1592. DOI : 10.1016 / j.fuproc.2011.04.002 .
- ^ Käldström, Матс; Майне, Никлас; Фарес, Кристоф; Ринальди, Роберто; Шют, Ферди (2012). «Фракционирование« водорастворимой лигноцеллюлозы »на сахара C5 / C6 и лигнины, не содержащие серы» (PDF) . Зеленая химия . RSCPublishing. 16 (5): 2454–2462. DOI : 10.1039 / C4GC00168K . S2CID 52969790 .
- ^ Из Колумбийской энциклопедии на сайте answers.com: http://www.answers.com/library/Columbia+Encyclopedia-cid-2284496 [ постоянная мертвая ссылка ] : химический анализ
- ^ "Анализ активации нейтронов" . Группа аналитической химии . Проверено 28 ноября 2012 года .
- ^ "Элементный микроанализ CHN" . www.ucl.ac.ke . Проверено 3 ноября 2017 .
