Элементный анализ
Элементный анализ — это процесс, при котором образец некоторого материала (например, почвы, сточных вод или питьевой воды, телесных жидкостей, минералов , химических соединений ) анализируется на предмет его элементного , а иногда и изотопного состава. [ нужна ссылка ] Элементный анализ может быть качественным (определение присутствующих элементов) и количественным (определение количества каждого из них). Элементный анализ входит в сферу аналитической химии — инструментов, используемых для расшифровки 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 абсорбирующих материалов до и после селективной адсорбции дымовых газов. [1] [2] Сегодня используются полностью автоматизированные системы, основанные на по теплопроводности или инфракрасной спектроскопии обнаружении дымовых газов , или другие спектроскопические методы.
CHNX-анализ [ править ]
Для химиков-органиков элементный анализ или «ЭА» почти всегда относится к анализу CHNX — определению массовых долей углерода (X ) , водорода , азота и гетероатомов (галогенов, серы) образца. [ нужна ссылка ] Эта информация важна для определения структуры неизвестного соединения, а также для установления структуры и чистоты синтезированного соединения. В современной органической химии спектроскопические методы ( ЯМР , как 1 Рука 13 C) масс-спектрометрия и хроматографические процедуры заменили ЭА в качестве основного метода определения структуры. Тем не менее, он по-прежнему дает очень полезную дополнительную информацию.
Наиболее распространенная форма элементного анализа, CHNS-анализ, выполняется путем анализа горения . Современные элементные анализаторы также способны одновременно определять серу и CHN в одном и том же сеансе измерения. [3] [4] [5] [6]
анализ Количественный
Количественный анализ определяет массу каждого присутствующего элемента или соединения. [7] Другие количественные методы включают гравиметрию , оптическую атомную спектроскопию и нейтронно-активационный анализ .
Гравиметрия – это когда образец растворяется, интересующий элемент осаждается и измеряется его масса, или интересующий элемент улетучивается и измеряется потеря массы.
Оптическая атомная спектроскопия включает атомную абсорбцию в пламени , атомную абсорбцию в графитовой печи и атомно-эмиссионную спектроскопию с индуктивно связанной плазмой , которые исследуют внешнюю электронную структуру атомов.
Нейтронно-активационный анализ включает активацию матрицы образца посредством процесса захвата нейтронов . Образующиеся в результате радиоактивные ядра образца начинают распадаться, испуская гамма-лучи определенной энергии, которые идентифицируют радиоизотопы, присутствующие в образце. Концентрацию каждого аналита можно определить путем сравнения с облученным стандартом с известными концентрациями каждого аналита. [8]
анализ Качественный
Чтобы качественно определить, какие элементы существуют в образце, используются методы масс-спектрометрической атомной спектроскопии , такие как масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой , которая исследует массу атомов; другая спектроскопия, которая исследует внутреннюю электронную структуру атомов, такая как рентгеновская флуоресценция , рентгеновская эмиссия, индуцированная частицами , рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и электронная Оже-спектроскопия ; и химические методы, такие как тест плавления натрия и окисление Шёнигера .
Анализ результатов [ править ]
Анализ результатов выполняется путем определения соотношения элементов в образце и разработки химической формулы , соответствующей этим результатам. Этот процесс полезен, поскольку помогает определить, является ли отправленный образец желаемым соединением, и подтверждает чистоту соединения. Принимаемое отклонение результатов элементного анализа от расчетных составляет 0,3%. [9]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Прегль, Фриц (1917). Количественный микроанализ органических веществ . Берлин: Шпрингер. ISBN 978-3-86444-914-7 .
- ^ «Фриц Прегль — Нобелевская лекция: Количественный микроанализ органических веществ» . www.nobelprize.org . Проверено 4 июля 2016 г.
- ^ «Орхусский университет: Центр элементного анализа» . 3 июля 2016 г. Архивировано из оригинала 15 июля 2015 г. Проверено 3 июля 2016 г.
- ^ наук, факультет дез. «Лаборатория стабильных изотопов Дж. Г. Хэтча – Методы – Количественный анализ» . www.isotope.uottawa.ca . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Проверено 4 июля 2016 г.
- ^ Саху, Рамеш Чандра; Патель, Райкишор; Рэй, Банким Чандра (1 августа 2011 г.). «Очистка сероводорода с использованием красного шлама в условиях окружающей среды». Технология переработки топлива . 92 (8): 1587–1592. Бибкод : 2011FuPrT..92.1587S . дои : 10.1016/j.fuproc.2011.04.002 .
- ^ Кельдстрем, 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 . 16 (5). RSCPublishing: 2454–2462. дои : 10.1039/C4GC00168K . S2CID 52969790 . Архивировано из оригинала (PDF) 25 февраля 2019 г.
- ^ Из энциклопедии Колумбии на сайте Answers.com: http://www.answers.com/library/Columbia+Encyclepedia-cid-2284496. [ постоянная мертвая ссылка ] : химический анализ
- ^ «Нейтронно-активационный анализ» . Группа аналитической химии. Архивировано из оригинала 2 января 2018 года . Проверено 28 ноября 2012 г.
- ^ «Элементный микроанализ CHN» . www.ucl.ac.ke. Архивировано из оригинала 9 октября 2017 г. Проверено 3 ноября 2017 г.
Отрасли химии | |
|---|---|
| Аналитический | |
| Теоретический | |
| Физический | |
| Неорганический | |
| Органический | |
| Биологический | |
| Междисциплинарность | |
| См. также | |
