विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान एक ऐसा खंड है जो आपको अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में उत्पादों के उत्पादन और गुणवत्ता को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। प्राकृतिक संसाधनों की खोज इन अध्ययनों के परिणामों पर आधारित है। पर्यावरण प्रदूषण की डिग्री को नियंत्रित करने के लिए विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तरीकों का उपयोग किया जाता है।

व्यवहारिक महत्व

फ़ीड, उर्वरक, मिट्टी, कृषि उत्पादों की रासायनिक संरचना का निर्धारण करने के लिए विश्लेषण मुख्य विकल्प है, जो कृषि-औद्योगिक क्षेत्र के सामान्य कामकाज के लिए महत्वपूर्ण है।

जैव प्रौद्योगिकी और चिकित्सा निदान में गुणात्मक और मात्रात्मक रसायन विज्ञान अपरिहार्य है। कई वैज्ञानिक क्षेत्रों की दक्षता और प्रभावशीलता अनुसंधान प्रयोगशालाओं के उपकरणों की डिग्री पर निर्भर करती है।

सैद्धांतिक आधार

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान एक विज्ञान है जो आपको पदार्थ की संरचना और रासायनिक संरचना को निर्धारित करने की अनुमति देता है। उसकी विधियाँ न केवल किसी पदार्थ के घटक भागों से संबंधित प्रश्नों के उत्तर देने में मदद करती हैं, बल्कि उनके मात्रात्मक अनुपात से भी संबंधित हैं। उनकी सहायता से आप यह समझ सकते हैं कि अध्ययनाधीन पदार्थ में कोई विशेष घटक किस रूप में है। कुछ मामलों में, उनका उपयोग मिश्रित घटकों की स्थानिक व्यवस्था को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

विधियों पर विचार करते समय, जानकारी अक्सर विज्ञान के संबंधित क्षेत्रों से उधार ली जाती है, इसे अनुसंधान के एक विशिष्ट क्षेत्र के लिए अनुकूलित किया जाता है। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान किन प्रश्नों को हल करता है? विश्लेषण के तरीके सैद्धांतिक नींव विकसित करना, उनके उपयोग की सीमाओं को स्थापित करना, मेट्रोलॉजिकल और अन्य विशेषताओं का मूल्यांकन करना और विभिन्न वस्तुओं के विश्लेषण के तरीके बनाना संभव बनाते हैं। वे लगातार अद्यतन, आधुनिकीकरण, अधिक बहुमुखी और कुशल बनते जा रहे हैं।

विश्लेषण की विधि के बारे में बात करते समय, वे उस सिद्धांत को मान लेते हैं जो निर्धारित की जा रही संपत्ति और संरचना के बीच मात्रात्मक संबंध की अभिव्यक्ति में रखा जाता है। संचालन के चयनित तरीके, जिसमें हस्तक्षेप की पहचान और उन्मूलन, व्यावहारिक गतिविधियों के लिए उपकरण और लिए गए माप को संसाधित करने के विकल्प शामिल हैं।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के कार्य

ज्ञान के तीन मुख्य क्षेत्र हैं:

• विश्लेषण के सामान्य प्रश्नों का समाधान;
• विश्लेषणात्मक तरीकों का निर्माण;
• विशिष्ट कार्यों को पूरा करना।

आधुनिक विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण का एक संयोजन है। पहला खंड विश्लेषण की गई वस्तु में शामिल घटकों के मुद्दे से संबंधित है। दूसरा पदार्थ के एक या अधिक भागों की मात्रात्मक सामग्री के बारे में जानकारी देता है।

विधियों का वर्गीकरण

उन्हें निम्नलिखित समूहों में विभाजित किया गया है: नमूनाकरण, नमूनों का अपघटन, घटकों का पृथक्करण, उनकी पहचान और निर्धारण। ऐसी संकर विधियाँ भी हैं जो पृथक्करण और परिभाषा को जोड़ती हैं।

निर्धारण के तरीके सबसे महत्वपूर्ण हैं। वे विश्लेषण की गई संपत्ति की प्रकृति और एक निश्चित संकेत के पंजीकरण के प्रकार के अनुसार विभाजित हैं। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में समस्याओं में अक्सर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के आधार पर कुछ घटकों की गणना शामिल होती है। ऐसी गणना करने के लिए एक ठोस गणितीय आधार की आवश्यकता होती है।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तरीकों पर लागू होने वाली मुख्य आवश्यकताओं में, हम इस पर प्रकाश डालते हैं:

• प्राप्त परिणामों की शुद्धता और उत्कृष्ट प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता;
• विशिष्ट घटकों के निर्धारण की कम सीमा;
• व्यक्त करना;
• चयनात्मकता;
• सादगी;
• प्रयोग स्वचालन।

विश्लेषण पद्धति का चयन करते समय, उपलब्ध विधियों के मुख्य लाभ और नुकसान का मूल्यांकन करने के लिए, अध्ययन के उद्देश्य और उद्देश्यों को स्पष्ट रूप से जानना महत्वपूर्ण है।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की रासायनिक विधि कुछ यौगिकों की गुणात्मक प्रतिक्रियाओं की विशेषता पर आधारित है।

विश्लेषणात्मक संकेत

नमूना लेने और नमूना तैयार करने के बाद, रासायनिक विश्लेषण चरण किया जाता है। यह मिश्रण में घटकों का पता लगाने, इसकी मात्रात्मक सामग्री के निर्धारण से जुड़ा है।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान एक ऐसा विज्ञान है जिसमें कई विधियां हैं, उनमें से एक संकेत है। एक विश्लेषणात्मक संकेत विश्लेषण के अंतिम चरण में भौतिक मात्रा के कई मापों का औसत है, जो वांछित घटक की सामग्री से कार्यात्मक रूप से संबंधित है। यदि किसी निश्चित तत्व का पता लगाना आवश्यक है, तो वे एक विश्लेषणात्मक संकेत का उपयोग करते हैं: स्पेक्ट्रम में तलछट, रंग, रेखा। घटक की मात्रा का निर्धारण जमा के द्रव्यमान, वर्णक्रमीय रेखाओं की तीव्रता और धारा के परिमाण से जुड़ा होता है।

मास्किंग, एकाग्रता, अलगाव के तरीके

मास्किंग उन पदार्थों की उपस्थिति में रासायनिक प्रतिक्रिया का निषेध या पूर्ण दमन है जो इसकी गति या दिशा को बदल सकते हैं। मास्किंग दो प्रकार के होते हैं: संतुलन (थर्मोडायनामिक) और गैर-संतुलन (गतिज)। पहले मामले के लिए, ऐसी स्थितियां बनाई जाती हैं जिनके तहत प्रतिक्रिया स्थिरांक इतना कम हो जाता है कि प्रक्रिया नगण्य रूप से आगे बढ़ती है। विश्लेषणात्मक संकेत के विश्वसनीय निर्धारण के लिए नकाबपोश घटक की एकाग्रता अपर्याप्त होगी। काइनेटिक मास्किंग एक स्थिर अभिकर्मक के साथ विश्लेषण और नकाबपोश पदार्थ के वेग के बीच अंतर की वृद्धि पर आधारित है।

एकाग्रता और अलगाव कुछ कारकों के कारण होता है:

• नमूने में ऐसे घटक हैं जो निर्धारण में बाधा डालते हैं;
• विश्लेषण की एकाग्रता का पता लगाने की निचली सीमा से अधिक नहीं है;
• पाए गए घटकों को नमूने में असमान रूप से वितरित किया जाता है;
• नमूना रेडियोधर्मी या विषाक्त है।

पृथक्करण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा मूल मिश्रण में मौजूद घटकों को एक दूसरे से अलग किया जा सकता है।

एकाग्रता एक ऑपरेशन है जिसके कारण छोटे तत्वों की संख्या और मैक्रोकंपोनेंट्स की संख्या का अनुपात बढ़ जाता है।

वर्षा कई को अलग करने के लिए उपयुक्त है। ठोस नमूनों से एक विश्लेषणात्मक संकेत प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किए गए निर्धारण के तरीकों के संयोजन में इसका उपयोग करें। विभाजन जलीय विलयनों में प्रयुक्त पदार्थों की विभिन्न विलेयता पर आधारित है।

निष्कर्षण

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विभाग में निष्कर्षण से संबंधित प्रयोगशाला अनुसंधान शामिल है। इसका अर्थ है अमिश्रणीय तरल पदार्थों के बीच किसी पदार्थ के वितरण की भौतिक-रासायनिक प्रक्रिया। निष्कर्षण को रासायनिक अभिक्रियाओं के दौरान बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की प्रक्रिया भी कहा जाता है। इस तरह की शोध विधियां मैक्रो- और माइक्रोकंपोनेंट्स को निकालने, ध्यान केंद्रित करने के साथ-साथ विभिन्न प्राकृतिक और औद्योगिक वस्तुओं के विश्लेषण में समूह और व्यक्तिगत अलगाव के लिए उपयुक्त हैं। ये तकनीकें प्रदर्शन करने में सरल और तेज़ हैं, उत्कृष्ट एकाग्रता और पृथक्करण दक्षता की गारंटी देती हैं, और विभिन्न प्रकार की पहचान विधियों के साथ पूरी तरह से संगत हैं। निष्कर्षण के लिए धन्यवाद, विभिन्न परिस्थितियों में समाधान में एक घटक की स्थिति पर विचार करना संभव है, साथ ही साथ इसकी भौतिक-रासायनिक विशेषताओं को प्रकट करना भी संभव है।

सोर्प्शन

इसका उपयोग पदार्थों की एकाग्रता और पृथक्करण के लिए किया जाता है। सोरशन प्रौद्योगिकियां मिश्रण पृथक्करण की अच्छी चयनात्मकता प्रदान करती हैं। यह सॉर्बेंट्स (ठोस-आधारित अवशोषक) द्वारा वाष्प, तरल पदार्थ, गैसों के अवशोषण की प्रक्रिया है।

कार्बोरेशन और इलेक्ट्रोविनिंग

विश्लेषणात्मक रसायन शास्त्र और क्या करता है? पाठ्यपुस्तक में इलेक्ट्रोडिस्चार्ज की विधि के बारे में जानकारी होती है, जिसमें एक सांद्र या पृथक पदार्थ को एक साधारण पदार्थ के रूप में या एक यौगिक के हिस्से के रूप में ठोस इलेक्ट्रोड पर जमा किया जाता है।

इलेक्ट्रोलिसिस विद्युत प्रवाह का उपयोग करके एक विशिष्ट पदार्थ की वर्षा पर आधारित है। सबसे आम विकल्प निम्न-गतिविधि धातुओं का कैथोडिक निक्षेपण है। इलेक्ट्रोड के लिए सामग्री प्लैटिनम, कार्बन, तांबा, चांदी, टंगस्टन हो सकती है।

वैद्युतकणसंचलन

यह तनाव, कण आकार में परिवर्तन के साथ विद्युत क्षेत्र में विभिन्न आवेशों के कणों की गति में अंतर पर आधारित है। वर्तमान में, वैद्युतकणसंचलन के दो रूप विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में प्रतिष्ठित हैं: सरल (ललाट) और एक वाहक (क्षेत्र) पर। पहला विकल्प समाधान की एक छोटी मात्रा के लिए उपयुक्त है जिसमें घटकों को अलग किया जाना है। इसे एक ट्यूब में रखा जाता है जहां समाधान होते हैं। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान कैथोड और एनोड पर होने वाली सभी प्रक्रियाओं की व्याख्या करता है। ज़ोन वैद्युतकणसंचलन में, कणों की गति एक स्थिर माध्यम में की जाती है जो करंट के बंद होने के बाद उन्हें अपनी जगह पर रखता है।

कार्बराइजिंग विधि में धातुओं पर घटक भागों की बहाली होती है जिनमें एक महत्वपूर्ण नकारात्मक क्षमता होती है। ऐसे मामले में, दो प्रक्रियाएं एक साथ होती हैं: कैथोडिक (घटक की रिहाई के साथ) और एनोड (सीमेंटिंग धातु घुल जाती है)।

वाष्पीकरण

आसवन रसायनों की बदलती अस्थिरता पर निर्भर करता है। तरल रूप से गैसीय अवस्था में संक्रमण होता है, फिर यह संघनित होता है, फिर से तरल अवस्था में बदल जाता है।

सरल आसवन के साथ, एकल-चरण पृथक्करण प्रक्रिया आगे बढ़ती है, इसके बाद पदार्थ की सांद्रता होती है। वाष्पीकरण की स्थिति में वे पदार्थ जो वाष्पशील रूप में मौजूद होते हैं, हटा दिए जाते हैं। उदाहरण के लिए, उनमें से मैक्रो- और माइक्रो-घटक हो सकते हैं। उच्च बनाने की क्रिया (उच्च बनाने की क्रिया) में द्रव रूप को दरकिनार करते हुए एक ठोस चरण से गैस में पदार्थ का स्थानांतरण शामिल है। इसी तरह की तकनीक का उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां अलग किए जाने वाले पदार्थ पानी में खराब घुलनशील होते हैं या खराब तरीके से पिघलते हैं।

निष्कर्ष

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में, अध्ययन के तहत नमूने में इसकी उपस्थिति की पहचान करने के लिए, मिश्रण से एक पदार्थ को अलग करने के कई तरीके हैं। क्रोमैटोग्राफी सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विश्लेषणात्मक विधियों में से एक है। यह आपको 1 से 106 a तक आणविक भार वाले तरल, गैसीय, ठोस पदार्थों का पता लगाने की अनुमति देता है। ई.एम. क्रोमैटोग्राफी के लिए धन्यवाद, विभिन्न वर्गों के कार्बनिक पदार्थों के गुणों और संरचना के बारे में पूरी जानकारी प्राप्त करना संभव है। विधि मोबाइल और स्थिर चरणों के बीच घटकों के वितरण पर आधारित है। स्थिर एक ठोस पदार्थ (शर्बत) या एक तरल फिल्म है जो एक ठोस पदार्थ पर जमा होती है।

मोबाइल चरण एक गैस या तरल है जो स्थिर भाग से बहता है। इस तकनीक के लिए धन्यवाद, व्यक्तिगत घटकों की पहचान करना, मिश्रण की मात्रात्मक संरचना को पूरा करना और इसे घटकों में अलग करना संभव है।

क्रोमैटोग्राफी के अलावा, गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण में गुरुत्वाकर्षण, अनुमापांक और गतिज विधियों का उपयोग किया जाता है। वे सभी पदार्थों के भौतिक और रासायनिक गुणों पर आधारित हैं, शोधकर्ता को नमूने में कुछ यौगिकों का पता लगाने और उनकी मात्रात्मक सामग्री की गणना करने की अनुमति देते हैं। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान को विज्ञान की सबसे महत्वपूर्ण शाखाओं में से एक माना जा सकता है।

विश्लेषण का कोई भी तरीका एक निश्चित विश्लेषणात्मक संकेत का उपयोग करता है, जो कि दी गई शर्तों के तहत, विशिष्ट प्राथमिक वस्तुओं (परमाणु, अणु, आयन) द्वारा दिया जाता है जो अध्ययन के तहत पदार्थ बनाते हैं।

एक विश्लेषणात्मक संकेत गुणात्मक और मात्रात्मक दोनों जानकारी प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, यदि विश्लेषण के लिए वर्षा प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जाता है, तो एक अवक्षेप की उपस्थिति या अनुपस्थिति से गुणात्मक जानकारी प्राप्त की जाती है। तलछट के वजन से मात्रात्मक जानकारी प्राप्त की जाती है। जब कोई पदार्थ कुछ शर्तों के तहत प्रकाश का उत्सर्जन करता है, तो विशेषता रंग के अनुरूप तरंग दैर्ध्य पर एक संकेत (प्रकाश उत्सर्जन) की उपस्थिति से गुणात्मक जानकारी प्राप्त होती है, और प्रकाश विकिरण की तीव्रता से मात्रात्मक जानकारी प्राप्त होती है।

विश्लेषणात्मक संकेत की उत्पत्ति के अनुसार, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तरीकों को रासायनिक, भौतिक और भौतिक रासायनिक विधियों में वर्गीकृत किया जा सकता है।

पर रासायनिक तरीकेएक रासायनिक प्रतिक्रिया करें और प्राप्त उत्पाद के द्रव्यमान को मापें - ग्रेविमेट्रिक (वजन) विधियाँ, या पदार्थ के साथ बातचीत के लिए उपयोग किए जाने वाले अभिकर्मक की मात्रा - अनुमापांक, गैस वॉल्यूमेट्रिक (वॉल्यूमेट्रिक) विधियाँ।

गैस वॉल्यूमेट्री (गैस वॉल्यूमेट्रिक विश्लेषण) एक या दूसरे अवशोषक से भरे जहाजों में गैस मिश्रण के घटक भागों के चयनात्मक अवशोषण पर आधारित है, इसके बाद एक ब्यूरेट का उपयोग करके गैस की मात्रा में कमी का मापन किया जाता है। तो, कार्बन डाइऑक्साइड को पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, ऑक्सीजन - पाइरोगॉल के घोल, कार्बन मोनोऑक्साइड के घोल द्वारा - कॉपर क्लोराइड के अमोनिया घोल द्वारा अवशोषित किया जाता है। गैस वॉल्यूमेट्री विश्लेषण के तरीकों को व्यक्त करने के लिए संदर्भित करता है। यह व्यापक रूप से जीपी और खनिजों में कार्बोनेट के निर्धारण के लिए उपयोग किया जाता है।

विश्लेषण के रासायनिक तरीकों का व्यापक रूप से अयस्कों, चट्टानों, खनिजों और अन्य सामग्रियों के विश्लेषण के लिए उन घटकों के निर्धारण में उपयोग किया जाता है जिनमें दसवीं से लेकर कई दसियों प्रतिशत की सामग्री होती है। रासायनिक विश्लेषण विधियों को उच्च सटीकता की विशेषता है (विश्लेषण त्रुटि आमतौर पर एक प्रतिशत का दसवां हिस्सा है)। हालांकि, इन विधियों को धीरे-धीरे अधिक तीव्र भौतिक-रासायनिक और विश्लेषण के भौतिक तरीकों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है।

शारीरिक तरीकेविश्लेषण पदार्थों के कुछ भौतिक गुणों के मापन पर आधारित होते हैं, जो संरचना का एक कार्य है। उदाहरण के लिए, रेफ्रेक्टोमेट्री प्रकाश के आपेक्षिक अपवर्तनांक को मापने पर आधारित है। एक सक्रियण परख में, आइसोटोप, आदि की गतिविधि को मापा जाता है। अक्सर, परख के दौरान एक रासायनिक प्रतिक्रिया प्रारंभिक रूप से की जाती है, और परिणामी उत्पाद की एकाग्रता भौतिक गुणों द्वारा निर्धारित की जाती है, उदाहरण के लिए, के अवशोषण की तीव्रता से रंगीन प्रतिक्रिया उत्पाद द्वारा प्रकाश विकिरण। विश्लेषण के ऐसे तरीकों को भौतिक रसायन कहा जाता है।

भौतिक विश्लेषण विधियों को उच्च उत्पादकता, तत्वों की कम पहचान सीमा, विश्लेषण परिणामों की निष्पक्षता और उच्च स्तर के स्वचालन की विशेषता है। विश्लेषण की भौतिक विधियों का उपयोग चट्टानों और खनिजों के विश्लेषण में किया जाता है। उदाहरण के लिए, परमाणु उत्सर्जन विधि ग्रेनाइट और स्लेट में टंगस्टन, सुरमा, टिन और चट्टानों और फॉस्फेट में सीसा को निर्धारित करती है; परमाणु अवशोषण विधि - सिलिकेट में मैग्नीशियम और सिलिकॉन; एक्स-रे फ्लोरोसेंट - इल्मेनाइट, मैग्नेसाइट, एल्यूमिना में वैनेडियम; मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक - चंद्र रेजोलिथ में मैंगनीज; न्यूट्रॉन सक्रियण - तेल में लोहा, जस्ता, सुरमा, चांदी, कोबाल्ट, सेलेनियम और स्कैंडियम; समस्थानिक तनुकरण की विधि - सिलिकेट चट्टानों में कोबाल्ट।

भौतिक और भौतिक-रासायनिक विधियों को कभी-कभी वाद्य कहा जाता है, क्योंकि इन विधियों में विश्लेषण के मुख्य चरणों को पूरा करने और इसके परिणामों को दर्ज करने के लिए विशेष रूप से अनुकूलित उपकरणों (उपकरण) के उपयोग की आवश्यकता होती है।

भौतिक और रासायनिक तरीकेविश्लेषण में विश्लेषण के रासायनिक परिवर्तन, नमूने का विघटन, विश्लेषण किए गए घटक की एकाग्रता, हस्तक्षेप करने वाले पदार्थों का मास्किंग, और अन्य शामिल हो सकते हैं। विश्लेषण के "शास्त्रीय" रासायनिक तरीकों के विपरीत, जहां किसी पदार्थ का द्रव्यमान या उसका आयतन एक विश्लेषणात्मक संकेत के रूप में कार्य करता है, विश्लेषण के भौतिक-रासायनिक तरीके विकिरण की तीव्रता, वर्तमान शक्ति, विद्युत चालकता और विश्लेषणात्मक संकेत के रूप में संभावित अंतर का उपयोग करते हैं।

स्पेक्ट्रम के विभिन्न क्षेत्रों में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के उत्सर्जन और अवशोषण के अध्ययन पर आधारित तरीके बहुत व्यावहारिक महत्व के हैं। इनमें स्पेक्ट्रोस्कोपी (उदाहरण के लिए, ल्यूमिनसेंट विश्लेषण, वर्णक्रमीय विश्लेषण, नेफेलोमेट्री और टर्बिडीमेट्री, और अन्य) शामिल हैं। विश्लेषण के महत्वपूर्ण भौतिक-रासायनिक तरीकों में इलेक्ट्रोकेमिकल तरीके शामिल हैं जो किसी पदार्थ (कूलोमेट्री, पोटेंशियोमेट्री, आदि) के विद्युत गुणों के मापन का उपयोग करते हैं, साथ ही क्रोमैटोग्राफी (उदाहरण के लिए, गैस क्रोमैटोग्राफी, तरल क्रोमैटोग्राफी, आयन-एक्सचेंज क्रोमैटोग्राफी, पतली। परत क्रोमैटोग्राफी)। रासायनिक प्रतिक्रियाओं (विश्लेषण की गतिज विधियों), प्रतिक्रियाओं के थर्मल प्रभाव (थर्मोमेट्रिक अनुमापन) की दरों को मापने के साथ-साथ चुंबकीय क्षेत्र (मास स्पेक्ट्रोमेट्री) में आयनों के पृथक्करण पर आधारित तरीके सफलतापूर्वक विकसित किए जा रहे हैं।

वी.एफ. युस्त्रतोव, जी.एन. मिकिलेवा, आई.ए. मोचलोवा

विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्र

मात्रात्मक रासायनिक विश्लेषण

ट्यूटोरियल

विश्वविद्यालय के छात्रों के लिए

दूसरा संस्करण, संशोधित और बड़ा

इंटरयूनिवर्सिटी उपयोग के लिए उच्च व्यावसायिक शिक्षा

प्रशिक्षण के क्षेत्रों में अध्ययन कर रहे छात्रों के लिए विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में शिक्षण सहायता के रूप में 552400 "खाद्य उत्पादों की प्रौद्योगिकी", 655600 "पौधे सामग्री से खाद्य उत्पादों का उत्पादन",

655900 "कच्चे माल की तकनीक, पशु मूल के उत्पाद"

और 655700 "खाद्य उत्पादों की प्रौद्योगिकी

विशेष प्रयोजन और सार्वजनिक खानपान "

केमेरोवो 2005

यूडीसी 543.062 (07)

वी.एफ. युस्त्रतोव, जी.एन. मिकिलेवा, आई.ए. मोचलोवा

द्वारा संपादितवी.एफ. युस्त्रतोवा

समीक्षक:

वी.ए. नेवोस्ट्रुएव, सिर विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विभाग

केमेरोवो स्टेट यूनिवर्सिटी, केम के डॉ। विज्ञान, प्रोफेसर;

ए.आई. गेरासिमोव, एसोसिएट प्रोफेसर, रसायन विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग

कुजबास राज्य तकनीकी के अकार्बनिक पदार्थ

विश्वविद्यालय, पीएच.डी. रसायन विज्ञान

केमेरोवो प्रौद्योगिकी संस्थान

खाद्य उद्योग

युस्त्रतोवा वी.एफ., मिकिलेवा जी.एन., मोचलोवा आई.ए.

Yu90 विश्लेषणात्मक रसायन शास्त्र। मात्रात्मक रासायनिक विश्लेषण: प्रोक। भत्ता। - दूसरा संस्करण।, संशोधित। और अतिरिक्त - / वी.एफ. युस्त्रतोव, जी.एन. मिकिलेवा, आई.ए. मोचलोवा; ईडी। वी.एफ. युस्त्रतोवा; खाद्य उद्योग के केमेरोवो प्रौद्योगिकी संस्थान - केमेरोवो, 2005. - 160 पी।

आईएसबीएन 5-89289-312-X

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की बुनियादी अवधारणाओं और वर्गों को रेखांकित किया गया है। नमूना लेने से लेकर परिणाम प्राप्त करने और उनके प्रसंस्करण के तरीकों के मात्रात्मक रासायनिक विश्लेषण के सभी चरणों पर विस्तार से विचार किया गया है। मैनुअल में सबसे आशाजनक के रूप में विश्लेषण के वाद्य तरीकों पर एक अध्याय शामिल है। खाद्य उद्योग के तकनीकी नियंत्रण में वर्णित विधियों में से प्रत्येक के उपयोग का संकेत दिया गया है।

पाठ्यपुस्तक को "खाद्य प्रौद्योगिकी", "वनस्पति कच्चे माल और पशु मूल के उत्पादों से खाद्य उत्पादन", "विशेष प्रयोजनों और सार्वजनिक खानपान के लिए खाद्य उत्पादों की प्रौद्योगिकी" के क्षेत्रों में राज्य शैक्षिक मानकों के अनुसार संकलित किया गया है। व्याख्यान के नोट्स लेने और पाठ्यपुस्तक के साथ काम करने के लिए छात्रों के लिए पद्धति संबंधी सिफारिशें शामिल हैं।

सीखने के सभी रूपों के छात्रों के लिए बनाया गया है।

यूडीसी 543.062 (07)

बीबीसी 24.4 और 7

आईएसबीएन 5-89289-312-X

© वी.एफ. युस्त्रतोव, जी.एन. मिकिलेवा, आई.ए. मोचलोवा, 1994

© वी.एफ. युस्त्रतोव, जी.एन. मिकिलेवा, आई.ए. मोचलोवा, 2005, अतिरिक्त

© केमटीआईपीपी, 1994

प्रस्तावना

पाठ्यपुस्तक खाद्य प्रोफ़ाइल के विश्वविद्यालयों की तकनीकी विशिष्टताओं के छात्रों के लिए है। दूसरा संस्करण, संशोधित और परिवर्धित। सामग्री को संसाधित करते समय, वोरोनिश राज्य प्रौद्योगिकी अकादमी के विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विभाग के प्रमुख की सलाह और टिप्पणियां, रूसी संघ के विज्ञान और प्रौद्योगिकी के सम्मानित कार्यकर्ता, रासायनिक विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर वाई.आई. कोरेनमैन। लेखक उनके प्रति अपनी गहरी कृतज्ञता व्यक्त करते हैं।

पहले संस्करण के प्रकाशन के बाद से पिछले दस वर्षों में, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान पर नई पाठ्यपुस्तकें सामने आई हैं, लेकिन उनमें से कोई भी "खाद्य प्रौद्योगिकी", "सब्जी कच्चे माल से खाद्य उत्पादन" के क्षेत्रों में राज्य शैक्षिक मानकों का पूरी तरह से अनुपालन नहीं करता है। "कच्चे माल और पशु मूल के उत्पादों की तकनीक", "विशेष उद्देश्यों और सार्वजनिक खानपान के लिए खाद्य उत्पादों की तकनीक"।

मैनुअल में, सामग्री को इस तरह से प्रस्तुत किया जाता है कि छात्र "विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के कार्य" को समग्र रूप से देखता है: नमूनाकरण से लेकर विश्लेषण परिणाम प्राप्त करने तक, उन्हें संसाधित करने के तरीके और विश्लेषणात्मक मेट्रोलॉजी। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के विकास का एक संक्षिप्त इतिहास, खाद्य उत्पादन में इसकी भूमिका दी गई है; गुणात्मक और मात्रात्मक रासायनिक विश्लेषण की बुनियादी अवधारणाएं, समाधानों की संरचना को व्यक्त करने और समाधान तैयार करने के तरीके, विश्लेषण के परिणामों की गणना के लिए सूत्र दिए गए हैं; अनुमापांक विश्लेषण के तरीकों का सिद्धांत: उदासीनीकरण (एसिड-बेस अनुमापन), रेडॉक्सिमेट्री (रेडॉक्स अनुमापन), कॉम्प्लेक्सोमेट्री, वर्षा और गुरुत्वाकर्षण। खाद्य उद्योग में उनमें से प्रत्येक के आवेदन का संकेत दिया गया है। विश्लेषण के अनुमापांक विधियों पर विचार करते समय, एक संरचनात्मक-तार्किक योजना प्रस्तावित की जाती है जो उनके अध्ययन को सरल बनाती है।

सामग्री प्रस्तुत करते समय, रासायनिक यौगिकों के आधुनिक नामकरण, आधुनिक आम तौर पर स्वीकृत अवधारणाओं और विचारों को ध्यान में रखा जाता है, निष्कर्षों पर बहस करने के लिए नए वैज्ञानिक डेटा का उपयोग किया जाता है।

मैनुअल में अतिरिक्त रूप से विश्लेषण के वाद्य तरीकों पर एक अध्याय शामिल है, जो सबसे आशाजनक है, और विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के विकास में वर्तमान रुझान दिखाता है।

प्रस्तुति के रूप के अनुसार, मैनुअल का पाठ I-II पाठ्यक्रमों के छात्रों के लिए अनुकूलित किया गया है, जिनके पास अभी भी शैक्षिक साहित्य के साथ स्वतंत्र कार्य के कौशल की कमी है।

धारा 1, 2, 5 वी.एफ. युस्त्रतोवा, खंड 3, 6, 8, 9 - जी.एन. मिकिलेवा, खंड 7 - आई.ए. मोचलोवा, खंड 4 - जी.एन. मिकिलेवा और आई.ए. मोचलोवा।

एक विज्ञान के रूप में विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान रसायन विज्ञान की शाखाओं में से एक है। यदि हम एक विज्ञान के रूप में विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की सबसे पूर्ण परिभाषा देते हैं, तो हम शिक्षाविद आई.पी. द्वारा प्रस्तावित परिभाषा का उपयोग कर सकते हैं। अलीमारिन।

"विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान एक विज्ञान है जो पदार्थों की रासायनिक संरचना के विश्लेषण की सैद्धांतिक नींव विकसित करता है, रासायनिक तत्वों, उनके यौगिकों की पहचान और पता लगाने, निर्धारित करने और अलग करने के तरीकों के साथ-साथ यौगिकों की रासायनिक संरचना को स्थापित करने के तरीकों को विकसित करता है।"

यह परिभाषा काफी बड़ी है और याद रखना मुश्किल है। हाई स्कूल की पाठ्यपुस्तकों में अधिक संक्षिप्त परिभाषाएँ दी गई हैं, जिनका अर्थ इस प्रकार है।

विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्रपदार्थों (प्रणालियों) की रासायनिक संरचना और संरचना का निर्धारण करने के तरीकों का विज्ञान है।

1.1. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के विकास के इतिहास से

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान एक बहुत प्राचीन विज्ञान है।

जैसे ही समाज में सामान और सामग्री दिखाई दी, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण सोना और चांदी थे, उनकी गुणवत्ता की जांच करना आवश्यक हो गया। कपेलेशन, आग से परीक्षण, इन धातुओं के विश्लेषण के लिए व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली पहली तकनीक थी। इस मात्रात्मक तकनीक में गर्म करने से पहले और बाद में विश्लेषण को तौलना शामिल है। इस ऑपरेशन का जिक्र 1375-1350 के बेबीलोन की गोलियों में मिलता है। ई.पू.

तराजू मानव जाति के लिए प्राचीन सभ्यता के समय से पहले से ही जाना जाता है। तराजू के लिए मिले वजन 2600 ईसा पूर्व के हैं।

आम तौर पर स्वीकृत दृष्टिकोण के अनुसार, पुनर्जागरण को प्रारंभिक बिंदु माना जा सकता है, जब व्यक्तिगत विश्लेषणात्मक तकनीकों ने वैज्ञानिक तरीकों से आकार लिया।

लेकिन शब्द के आधुनिक अर्थ में "विश्लेषण" शब्द अंग्रेजी रसायनज्ञ रॉबर्ट बॉयल (1627-1691) द्वारा पेश किया गया था। उन्होंने पहली बार 1654 में इस शब्द का इस्तेमाल किया था।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान का तेजी से विकास 17 वीं शताब्दी के अंत में शुरू हुआ। कारख़ाना के उद्भव के संबंध में, उनकी संख्या का तेजी से विकास। इसने कई तरह की समस्याओं को जन्म दिया जिन्हें केवल विश्लेषणात्मक तरीकों का उपयोग करके हल किया जा सकता था। धातुओं की आवश्यकता, विशेष रूप से लोहे में, बहुत बढ़ गई, जिसने खनिजों के विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के विकास में योगदान दिया।

स्वीडिश वैज्ञानिक थॉर्नबर्न बर्गमैन (1735-1784) द्वारा रासायनिक विश्लेषण को विज्ञान की एक अलग शाखा - विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान - का दर्जा दिया गया था। बर्गमैन के काम को विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की पहली पाठ्यपुस्तक माना जा सकता है, जो विश्लेषण किए गए पदार्थों की प्रकृति के अनुसार समूहीकृत विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में उपयोग की जाने वाली प्रक्रियाओं का एक व्यवस्थित अवलोकन प्रदान करता है।

पूरी तरह से विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के लिए समर्पित पहली प्रसिद्ध पुस्तक द कम्प्लीट केमिकल एसे ऑफिस है, जो जोहान गोएटलिंग (1753-1809) द्वारा लिखी गई है और 1790 में जेना में प्रकाशित हुई है।

गुणात्मक विश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले अभिकर्मकों की एक बड़ी संख्या को हेनरिक रोज़ (1795-1864) ने अपनी पुस्तक "ए गाइड टू एनालिटिकल केमिस्ट्री" में व्यवस्थित किया है। इस पुस्तक के अलग-अलग अध्याय कुछ तत्वों और इन तत्वों की ज्ञात प्रतिक्रियाओं को समर्पित हैं। इस प्रकार, 1824 में, रोज़ ने सबसे पहले व्यक्तिगत तत्वों की प्रतिक्रियाओं का वर्णन किया और व्यवस्थित विश्लेषण की एक योजना दी, जिसे आज तक इसकी मुख्य विशेषताओं में संरक्षित किया गया है (व्यवस्थित विश्लेषण के लिए, खंड 1.6.3 देखें)।

1862 में, "जर्नल ऑफ एनालिटिकल केमिस्ट्री" का पहला अंक प्रकाशित हुआ था - एक पत्रिका जो विशेष रूप से विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के लिए समर्पित है, जो आज तक प्रकाशित है। पत्रिका फ्रेसेनियस द्वारा स्थापित की गई थी और जर्मनी में प्रकाशित हुई थी।

वजन (ग्रेविमेट्रिक) विश्लेषण की नींव - मात्रात्मक विश्लेषण की सबसे पुरानी और सबसे तार्किक विधि - टी। बर्गमैन द्वारा रखी गई थी।

केवल 1860 में विश्लेषणात्मक अभ्यास में वॉल्यूमेट्रिक विश्लेषण के तरीकों को व्यापक रूप से शामिल किया जाने लगा। इन विधियों का विवरण पाठ्यपुस्तकों में दिखाई दिया। इस समय तक, अनुमापन के लिए उपकरण (उपकरण) विकसित किए जा चुके थे और इन विधियों का एक सैद्धांतिक प्रमाण दिया गया था।

मुख्य खोजों ने विश्लेषण के वॉल्यूमेट्रिक तरीकों की सैद्धांतिक पुष्टि करना संभव बना दिया है, जिसमें एम.वी. द्वारा खोजे गए पदार्थ के द्रव्यमान के संरक्षण का कानून शामिल है। लोमोनोसोव (1711-1765), डी.आई. मेंडेलीव (1834-1907), एस। अरहेनियस (1859-1927) द्वारा विकसित इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत।

विश्लेषण के वॉल्यूमेट्रिक तरीकों की नींव लगभग दो शताब्दियों के लिए रखी गई है, और उनका विकास अभ्यास की मांगों से निकटता से संबंधित है, सबसे पहले, ब्लीचिंग कपड़े की समस्याएं और पोटाश का उत्पादन।

सुविधाजनक, सटीक उपकरणों के विकास, वॉल्यूमेट्रिक ग्लासवेयर की ग्रेडिंग के लिए संचालन के विकास, सटीक कांच के बने पदार्थ के साथ काम करते समय जोड़तोड़ और अनुमापन के अंत को ठीक करने के तरीकों पर कई साल बिताए गए हैं।

यह आश्चर्य की बात नहीं है कि 1829 में भी बर्ज़ेलियस (1779-1848) का मानना ​​​​था कि विश्लेषण के वॉल्यूमेट्रिक तरीकों का इस्तेमाल केवल अनुमानित अनुमानों के लिए किया जा सकता है।

पहली बार अब आम तौर पर रसायन विज्ञान में स्वीकृत शर्तें "पिपेट"(अंजीर। 1) (फ्रेंच पाइप से - पाइप, पिपेट - ट्यूब) और "ब्यूरेट"(अंजीर। 2) (फ्रेंच ब्यूरेट - बोतल से) जे.एल. के प्रकाशन में पाए जाते हैं। गे-लुसाक (1778-1850), 1824 में प्रकाशित हुआ। यहाँ उन्होंने अनुमापन संक्रिया का भी वर्णन उस रूप में किया जैसा अभी किया जाता है।

चावल। 1. पिपेट अंजीर। 2. ब्यूरेट्स

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के लिए वर्ष 1859 महत्वपूर्ण साबित हुआ। इसी वर्ष जी. किरचॉफ (1824-1887) और आर. बन्सन (1811-1899) ने वर्णक्रमीय विश्लेषण विकसित किया और इसे विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की एक व्यावहारिक पद्धति में बदल दिया। वर्णक्रमीय विश्लेषण विश्लेषण के सबसे महत्वपूर्ण तरीकों में से पहला था, जिसने उनके तेजी से विकास की शुरुआत को चिह्नित किया। इन विश्लेषण विधियों के बारे में अधिक जानकारी के लिए खंड 8 देखें।

19वीं शताब्दी के अंत में, 1894 में, जर्मन भौतिक रसायनज्ञ वी.एफ. ओस्टवाल्ड ने विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की सैद्धांतिक नींव पर एक पुस्तक प्रकाशित की, जिसका मूल सिद्धांत इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत था, जिस पर विश्लेषण के रासायनिक तरीके अभी भी आधारित हैं।

20वीं सदी में शुरू हुआ (1903) रूसी वनस्पतिशास्त्री और जैव रसायनज्ञ एम.एस. क्रोमैटोग्राफी की घटना का रंग, जो क्रोमैटोग्राफिक विधि के विभिन्न रूपों के विकास का आधार था, जिसका विकास आज भी जारी है।

बीसवीं शताब्दी में विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान काफी सफलतापूर्वक विकसित हुआ। विश्लेषण के रासायनिक और वाद्य दोनों तरीकों का विकास हुआ। वाद्य विधियों का विकास अद्वितीय उपकरणों के निर्माण के कारण हुआ जो विश्लेषण किए गए घटकों के व्यक्तिगत गुणों को रिकॉर्ड करने की अनुमति देते हैं।

रूसी वैज्ञानिकों ने विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के विकास में बहुत बड़ा योगदान दिया है। सबसे पहले नाम एन.ए. तनानेवा, आई.पी. अलीमरीना, ए.के. बबको, यू.ए. ज़ोलोटोव और कई अन्य।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के विकास ने हमेशा दो कारकों को ध्यान में रखा है: विकासशील उद्योग ने एक समस्या बनाई है जिसे हल करने की आवश्यकता है, एक तरफ; दूसरी ओर, विज्ञान की खोजों ने विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की समस्याओं के समाधान के लिए अनुकूलित किया।

यह चलन आज भी जारी है। विश्लेषण में कंप्यूटर और लेजर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विश्लेषण के नए तरीके उभर रहे हैं, स्वचालन और गणितीकरण शुरू किया जा रहा है, स्थानीय गैर-विनाशकारी, दूरस्थ, निरंतर विश्लेषण के तरीके और साधन बनाए जा रहे हैं।

1.2. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की सामान्य समस्याएं

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के सामान्य कार्य:

1. विश्लेषण के रासायनिक और भौतिक-रासायनिक तरीकों के सिद्धांत का विकास, वैज्ञानिक पुष्टि, तकनीकों और अनुसंधान विधियों का विकास और सुधार।

2. पदार्थों को अलग करने के तरीकों का विकास और सूक्ष्म अशुद्धियों को केंद्रित करने के तरीके।

3. प्राकृतिक पदार्थों, पर्यावरण, तकनीकी सामग्री आदि के विश्लेषण के तरीकों में सुधार और विकास।

4. रसायन विज्ञान और विज्ञान, उद्योग और प्रौद्योगिकी के संबंधित क्षेत्रों में विभिन्न अनुसंधान परियोजनाओं के संचालन की प्रक्रिया में रासायनिक-विश्लेषणात्मक नियंत्रण सुनिश्चित करना।

5. औद्योगिक उत्पादन के सभी भागों के व्यवस्थित रासायनिक-विश्लेषणात्मक नियंत्रण के आधार पर दिए गए इष्टतम स्तर पर रासायनिक-तकनीकी और भौतिक-रासायनिक उत्पादन प्रक्रियाओं का रखरखाव।

6. इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग, रिकॉर्डिंग, सिग्नलिंग, ब्लॉकिंग और नियंत्रण मशीनों, उपकरणों और उपकरणों के उपयोग के आधार पर नियंत्रण प्रणालियों के साथ संयुक्त तकनीकी प्रक्रियाओं के स्वचालित नियंत्रण के तरीकों का निर्माण।

पूर्वगामी से यह देखा जा सकता है कि विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की संभावनाएं व्यापक हैं। यह खाद्य उद्योग सहित विभिन्न प्रकार की व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए इसका उपयोग करने की अनुमति देता है।

1.3. खाद्य उद्योग में विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की भूमिका

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तरीके खाद्य उद्योग में निम्नलिखित समस्याओं को हल करने की अनुमति देते हैं:

1. कच्चे माल की गुणवत्ता निर्धारित करें।

2. खाद्य उत्पादन की प्रक्रिया को उसके सभी चरणों में नियंत्रित करें।

3. उत्पादों की गुणवत्ता को नियंत्रित करें।

4. उनके निपटान (आगे उपयोग) के उद्देश्य से उत्पादन कचरे का विश्लेषण करें।

5. कच्चे माल और खाद्य उत्पादों में ऐसे पदार्थों का निर्धारण करें जो मानव शरीर के लिए विषाक्त (हानिकारक) हैं।

1.4. विश्लेषण विधि

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विश्लेषण के तरीकों, उनके विकास और अनुप्रयोग के विभिन्न पहलुओं का अध्ययन करता है। आधिकारिक अंतरराष्ट्रीय रासायनिक संगठन IUPAC * की सिफारिशों के अनुसार, विश्लेषण की विधि किसी पदार्थ के विश्लेषण के अंतर्निहित सिद्धांत हैं, अर्थात। ऊर्जा का प्रकार और प्रकृति जो पदार्थ के रासायनिक कणों के विक्षोभ का कारण बनती है। विश्लेषण का सिद्धांत बदले में प्रकृति की घटनाओं से निर्धारित होता है जिस पर रासायनिक या भौतिक प्रक्रियाएं आधारित होती हैं।

रसायन विज्ञान पर शैक्षिक साहित्य में, एक नियम के रूप में, विश्लेषण की विधि की परिभाषा नहीं दी गई है। लेकिन चूंकि यह काफी महत्वपूर्ण है, इसलिए इसे तैयार किया जाना चाहिए। हमारी राय में, सबसे स्वीकार्य परिभाषा निम्नलिखित है:

विश्लेषण की विधि विश्लेषण करने के लिए नियमों और तकनीकों का योग है, जो पदार्थों (प्रणालियों) की रासायनिक संरचना और संरचना को निर्धारित करना संभव बनाती है।

1.5. विश्लेषण विधियों का वर्गीकरण

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में, विश्लेषण के तरीकों के कई प्रकार के वर्गीकरण होते हैं।

1.5.1. विश्लेषण किए गए पदार्थों (सिस्टम) के रासायनिक और भौतिक गुणों के आधार पर वर्गीकरण

इस वर्गीकरण के भीतर, विश्लेषण विधियों के निम्नलिखित समूहों पर विचार किया जाता है:

1. विश्लेषण के रासायनिक तरीके।

विश्लेषण के तरीकों के इस समूह में वे शामिल हैं जिनमें विश्लेषण के परिणाम पदार्थों के बीच होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया पर आधारित होते हैं। प्रतिक्रिया के अंत में, प्रतिक्रिया में प्रतिभागियों में से एक की मात्रा या प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक का द्रव्यमान दर्ज किया जाता है। फिर विश्लेषण के परिणामों की गणना की जाती है।

2. विश्लेषण के भौतिक तरीके।

विश्लेषण के भौतिक तरीके विश्लेषण किए गए पदार्थों के भौतिक गुणों के मापन पर आधारित होते हैं। सबसे व्यापक रूप से, ये विधियां ऑप्टिकल, चुंबकीय, विद्युत और थर्मल गुणों को ठीक करती हैं।

3. विश्लेषण के भौतिक और रासायनिक तरीके।

वे विश्लेषण की गई प्रणाली के कुछ भौतिक गुणों (पैरामीटर) के मापन पर आधारित होते हैं, जो उसमें होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया के प्रभाव में बदलते हैं।

* आईयूपीएसी - इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री। कई देशों के वैज्ञानिक संस्थान इस संगठन के सदस्य हैं। रूसी विज्ञान अकादमी (यूएसएसआर की विज्ञान अकादमी के उत्तराधिकारी के रूप में) 1930 से इसका सदस्य रहा है।

आधुनिक रसायन विज्ञान में विश्लेषण की भौतिक और भौतिक-रासायनिक विधियों को कहा जाता है सहायकविश्लेषण के तरीके। "वाद्य यंत्र" का अर्थ है कि विश्लेषण की इस पद्धति को केवल "उपकरण" के उपयोग के साथ किया जा सकता है - भौतिक गुणों को रिकॉर्ड करने और मूल्यांकन करने में सक्षम उपकरण (विवरण के लिए धारा 8 देखें)।

4. पृथक्करण के तरीके।

जटिल मिश्रणों का विश्लेषण करते समय (और यह प्राकृतिक वस्तुओं और खाद्य उत्पादों का बहुमत है), विश्लेषण को हस्तक्षेप करने वाले घटकों से अलग करना आवश्यक हो सकता है।

कभी-कभी निर्धारित घटक के विश्लेषण किए गए समाधान में विश्लेषण की चुनी हुई विधि द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। इस मामले में, ऐसे घटकों को निर्धारित करने से पहले, उन्हें पूर्व-केंद्रित करना आवश्यक है।

एकाग्रता- यह एक ऑपरेशन है, जिसके बाद निर्धारित घटक की एकाग्रता n से 10 n गुना तक बढ़ सकती है।

पृथक्करण और एकाग्रता संचालन अक्सर संयुक्त होते हैं। विश्लेषण प्रणाली में एकाग्रता के चरण में, कुछ संपत्ति स्पष्ट रूप से प्रकट हो सकती है, जिसके निर्धारण से हम मिश्रण में विश्लेषण की मात्रा की समस्या को हल कर सकते हैं। विश्लेषण की विधि एक पृथक्करण ऑपरेशन से शुरू हो सकती है, कभी-कभी इसमें एकाग्रता भी शामिल होती है।

1.5.2. किसी पदार्थ या आयतन के द्रव्यमान के आधार पर वर्गीकरण

विश्लेषण के लिए लिया समाधान

विश्लेषण के आधुनिक तरीकों की संभावनाओं को प्रदर्शित करने वाला वर्गीकरण तालिका में प्रस्तुत किया गया है। 1. यह पदार्थों के द्रव्यमान या विश्लेषण के लिए लिए गए घोल के आयतन पर आधारित है।

तालिका नंबर एक

पदार्थ के द्रव्यमान के आधार पर विश्लेषण के तरीकों का वर्गीकरण

या विश्लेषण के लिए लिए गए समाधान की मात्रा

1.6. गुणात्मक विश्लेषण

किसी पदार्थ का विश्लेषण उसकी गुणात्मक या मात्रात्मक संरचना को स्थापित करने के लिए किया जा सकता है। तदनुसार, गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण के बीच एक अंतर किया जाता है।

गुणात्मक विश्लेषण का कार्य विश्लेषण की गई वस्तु की रासायनिक संरचना को स्थापित करना है।

विश्लेषित वस्तुएक व्यक्तिगत पदार्थ (सरल या बहुत जटिल, जैसे कि रोटी), साथ ही साथ पदार्थों का मिश्रण भी हो सकता है। किसी वस्तु के हिस्से के रूप में, इसके विभिन्न घटक रुचि के हो सकते हैं। यह निर्धारित करना संभव है कि विश्लेषण की गई वस्तु में कौन से आयन, तत्व, अणु, चरण, परमाणुओं के समूह शामिल हैं। खाद्य उत्पादों में, आयन अक्सर निर्धारित, सरल या जटिल पदार्थ होते हैं जो या तो उपयोगी होते हैं (Ca 2+, NaCl, वसा, प्रोटीन, आदि) या मानव शरीर के लिए हानिकारक (Cu 2+, Pb 2+, कीटनाशक, आदि) । । ) इसे दो तरीकों से किया जा सकता है: पहचानऔर खोज.

पहचान- ज्ञात पदार्थ (मानक) के साथ अध्ययन के तहत रासायनिक यौगिक की पहचान (पहचान) को उनके भौतिक और रासायनिक गुणों की तुलना करके स्थापित करना .

इसके लिए दिए गए संदर्भ यौगिकों के कुछ गुणों का प्रारंभिक अध्ययन किया जाता है, जिनकी उपस्थिति का विश्लेषण वस्तु में किया जाता है। उदाहरण के लिए, अकार्बनिक पदार्थों के अध्ययन में उद्धरण या आयनों (ये आयन मानक हैं) के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाएं की जाती हैं, या संदर्भ कार्बनिक पदार्थों के भौतिक स्थिरांक को मापा जाता है। फिर परीक्षण यौगिक के साथ समान परीक्षण करें और परिणामों की तुलना करें।

खोज- कुछ मुख्य घटकों, अशुद्धियों आदि की विश्लेषण की गई वस्तु में उपस्थिति की जाँच करना। .

गुणात्मक रासायनिक विश्लेषण ज्यादातर विशिष्ट गुणों के साथ कुछ नए यौगिकों में विश्लेषण के परिवर्तन पर आधारित होता है: एक रंग, एक निश्चित भौतिक अवस्था, एक क्रिस्टलीय या अनाकार संरचना, एक विशिष्ट गंध, आदि। इन विशिष्ट गुणों को कहा जाता है विश्लेषणात्मक विशेषताएं।

एक रासायनिक प्रतिक्रिया, जिसके दौरान विश्लेषणात्मक संकेत दिखाई देते हैं, कहलाती है उच्च गुणवत्ता वाली विश्लेषणात्मक प्रतिक्रिया।

विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाओं में प्रयुक्त पदार्थों को कहा जाता है अभिकर्मक या अभिकर्मक।

गुणात्मक विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाएं और, तदनुसार, उनमें उपयोग किए जाने वाले अभिकर्मकों, आवेदन के क्षेत्र के आधार पर, समूह (सामान्य), विशेषता और विशिष्ट में विभाजित हैं।

समूह प्रतिक्रियाएंआपको एक समूह अभिकर्मक के प्रभाव में पदार्थों के एक जटिल मिश्रण से अलग करने की अनुमति देता है, जिसमें समान विश्लेषणात्मक विशेषता वाले आयनों के पूरे समूह होते हैं। उदाहरण के लिए, अमोनियम कार्बोनेट (NH 4) 2 CO 3 समूह अभिकर्मकों से संबंधित है, क्योंकि यह Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+ आयनों के साथ पानी में अघुलनशील सफेद कार्बोनेट बनाता है।

विशेषताऐसी अभिक्रियाएँ कहलाती हैं जिनमें एक या कम संख्या में आयनों के साथ क्रिया करने वाले अभिकर्मक भाग लेते हैं। इन प्रतिक्रियाओं में विश्लेषणात्मक विशेषता, सबसे अधिक बार, एक विशिष्ट रंग में व्यक्त की जाती है। उदाहरण के लिए, डाइमिथाइलग्लॉक्साइम Ni 2+ आयन (गुलाबी अवक्षेप) और Fe 2+ आयन (पानी में घुलनशील लाल यौगिक) के लिए एक विशिष्ट अभिकर्मक है।

गुणात्मक विश्लेषण में सबसे महत्वपूर्ण विशिष्ट प्रतिक्रियाएं हैं। विशिष्टकिसी दिए गए आयन की प्रतिक्रिया एक ऐसी प्रतिक्रिया है जो अन्य आयनों के साथ मिश्रण में प्रयोगात्मक परिस्थितियों में इसका पता लगाना संभव बनाती है। इस तरह की प्रतिक्रिया है, उदाहरण के लिए, एक आयन का पता लगाने की प्रतिक्रिया, गर्म होने पर क्षार की क्रिया के तहत आगे बढ़ना:

जारी अमोनिया को एक विशिष्ट, आसानी से पहचानने योग्य गंध और अन्य गुणों द्वारा पहचाना जा सकता है।

1.6.1. अभिकर्मक ब्रांड

अभिकर्मकों के आवेदन के विशिष्ट क्षेत्र के आधार पर, उन पर कई आवश्यकताएं लगाई जाती हैं। उनमें से एक अशुद्धियों की मात्रा के लिए आवश्यकता है।

रासायनिक अभिकर्मकों में अशुद्धियों की मात्रा को विशेष तकनीकी दस्तावेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है: राज्य मानक (GOST), तकनीकी स्थिति (TU), आदि। अशुद्धियों की संरचना भिन्न हो सकती है, और यह आमतौर पर अभिकर्मक के कारखाने के लेबल पर इंगित की जाती है।

रासायनिक अभिकर्मकों को शुद्धता की डिग्री के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। अशुद्धियों के द्रव्यमान अंश के आधार पर, अभिकर्मक को एक ब्रांड सौंपा जाता है। अभिकर्मकों के कुछ ब्रांड तालिका में प्रस्तुत किए गए हैं। 2.

तालिका 2

अभिकर्मक ब्रांड

आमतौर पर, रासायनिक विश्लेषण के अभ्यास में, अभिकर्मकों का उपयोग किया जाता है जो योग्यता "विश्लेषणात्मक ग्रेड" और "रासायनिक रूप से शुद्ध" को पूरा करते हैं। अभिकर्मकों की शुद्धता को अभिकर्मक की मूल पैकेजिंग के लेबल पर दर्शाया गया है। कुछ उद्योग अभिकर्मकों के लिए अपनी अतिरिक्त शुद्धता योग्यताएं पेश करते हैं।

1.6.2 विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाएँ करने के तरीके

विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाएं की जा सकती हैं "गीला"और "सूखा"तरीके। प्रतिक्रिया करते समय "गीला"विश्लेषण और संबंधित अभिकर्मकों की बातचीत से समाधान में होता है। इसके कार्यान्वयन के लिए, परीक्षण पदार्थ को पहले भंग कर दिया जाना चाहिए। विलायक आमतौर पर पानी होता है या, यदि पदार्थ पानी में अघुलनशील है, तो दूसरा विलायक। सरल या जटिल आयनों के बीच गीली प्रतिक्रियाएं होती हैं, इसलिए, लागू होने पर, इन आयनों का पता लगाया जाता है।

प्रतिक्रियाओं को करने की "सूखी" विधि का अर्थ है कि परीक्षण पदार्थ और अभिकर्मकों को ठोस अवस्था में लिया जाता है और उनके बीच की प्रतिक्रिया उन्हें उच्च तापमान पर गर्म करके की जाती है।

"शुष्क" तरीके से की गई प्रतिक्रियाओं के उदाहरण कुछ धातुओं के लवण के साथ लौ को रंगने की प्रतिक्रियाएं हैं, सोडियम टेट्राबोरेट (बोरेक्स) के रंगीन मोती (ग्लास) का निर्माण या सोडियम और अमोनियम हाइड्रोजन फॉस्फेट जब उन्हें कुछ धातुओं के लवण के साथ मिलाते हैं, साथ ही "फ्लक्स" के साथ अध्ययन के तहत ठोस को फ्यूज करते हैं, उदाहरण के लिए: ठोस Na 2 CO 3 और K 2 CO 3, या Na 2 CO 3 का मिश्रण और केएनओ 3.

"शुष्क" तरीके से की जाने वाली प्रतिक्रियाओं में वह प्रतिक्रिया भी शामिल होती है जो तब होती है जब परीक्षण ठोस को किसी ठोस अभिकर्मक के साथ ट्रिट्यूरेट किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मिश्रण एक रंग प्राप्त कर लेता है।

1.6.3. व्यवस्थित विश्लेषण

वस्तु का गुणात्मक विश्लेषण दो अलग-अलग तरीकों से किया जा सकता है।

व्यवस्थित विश्लेषण -यह योजना के अनुसार गुणात्मक विश्लेषण करने की एक विधि है, जब अभिकर्मकों को जोड़ने के संचालन के क्रम को कड़ाई से परिभाषित किया जाता है।

1.6.4. भिन्नात्मक विश्लेषण

प्रतिक्रियाओं के उपयोग पर आधारित एक विश्लेषण विधि जिसका उपयोग प्रारंभिक समाधान के अलग-अलग हिस्सों में किसी भी क्रम में वांछित आयनों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है, अर्थात। एक विशिष्ट आयन पहचान योजना का सहारा लिए बिना, कहा जाता है भिन्नात्मक विश्लेषण।

1.7. मात्रात्मक विश्लेषण

मात्रात्मक विश्लेषण का कार्य विश्लेषण की गई वस्तु में किसी विशेष घटक की सामग्री (द्रव्यमान या एकाग्रता) को निर्धारित करना है।

मात्रात्मक विश्लेषण की महत्वपूर्ण अवधारणाएं "निर्धारित पदार्थ" और "कार्यशील पदार्थ" की अवधारणाएं हैं।

1.7.1. पदार्थ की पहचान की जा रही है। काम करने वाला पदार्थ

एक रासायनिक तत्व, आयन, सरल या जटिल पदार्थ, जिसकी सामग्री विश्लेषण किए गए उत्पाद के दिए गए नमूने में निर्धारित होती है, को सामान्यतः कहा जाता है "पहचान योग्य पदार्थ" (O.V.)।

जिस पदार्थ से यह निर्धारण किया जाता है उसे कहते हैं काम करने वाला पदार्थ (आरवी)।

1.7.2 विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में प्रयुक्त घोल की संरचना को व्यक्त करने के तरीके

1. किसी विलयन के संघटन को व्यक्त करने का सबसे सुविधाजनक तरीका सांद्रण है . एकाग्रता एक भौतिक मात्रा (आयामी या आयाम रहित) है जो किसी घोल, मिश्रण या पिघल की मात्रात्मक संरचना को निर्धारित करती है।किसी समाधान की मात्रात्मक संरचना पर विचार करते समय, सबसे अधिक बार, उनका मतलब विलेय की मात्रा और घोल के आयतन के अनुपात से होता है।

समकक्षों की दाढ़ सांद्रता सबसे आम है। इसका प्रतीक, लिखा गया है, उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड के लिए C eq (H 2 SO 4) है, माप की इकाई mol / dm 3 है।

साहित्य में इस एकाग्रता के लिए अन्य पदनाम हैं। उदाहरण के लिए, सी (1/2 एच 2 एसओ 4)। सल्फ्यूरिक एसिड सूत्र के सामने का अंश इंगित करता है कि अणु (या आयन) का कौन सा भाग समतुल्य है। इसे तुल्यता कारक कहा जाता है, जिसे f equiv द्वारा निरूपित किया जाता है। एच 2 एसओ 4 एफ इक्विव = 1/2 के लिए। तुल्यता कारक की गणना प्रतिक्रिया के स्टोइकोमेट्री के आधार पर की जाती है। वह संख्या जो यह दर्शाती है कि अणु में कितने समतुल्य समाहित हैं, तुल्यता संख्या कहलाती है और इसे Z* द्वारा निरूपित किया जाता है। f इक्विव \u003d 1 / Z *, इसलिए, समकक्षों की दाढ़ सांद्रता को भी इस तरह से दर्शाया गया है: C (1 / Z * H 2 SO 4)।

2. विश्लेषणात्मक प्रयोगशालाओं की स्थितियों में, जब एक गणना सूत्र का उपयोग करके एकल विश्लेषणों की एक श्रृंखला करने में लंबा समय लगता है, तो एक सुधार कारक, या सुधार K का उपयोग अक्सर किया जाता है।

सबसे अधिक बार, सुधार काम करने वाले पदार्थ को संदर्भित करता है। गुणांक दिखाता है कि काम करने वाले पदार्थ के तैयार घोल की सांद्रता गोल संख्याओं (0.1; 0.2; 0.5; 0.01; 0.02; 0.05) में व्यक्त की गई सांद्रता से कितनी बार भिन्न होती है, जिनमें से एक गणना सूत्र में हो सकती है:

K को चार दशमलव स्थानों वाली संख्याओं के रूप में लिखा जाता है। रिकॉर्ड से: K \u003d 1.2100 से C eq (HCl) \u003d 0.0200 mol / dm 3 यह इस प्रकार है कि C eq (HCl) \u003d 0.0200 mol / dm 3 HCl समकक्षों की मानक दाढ़ सांद्रता है, फिर सत्य की गणना की जाती है सूत्र द्वारा:

3. अनुमापांकघोल के आयतन के 1 सेमी 3 में निहित पदार्थ का द्रव्यमान है।

टिटर अक्सर काम करने वाले पदार्थ के समाधान को संदर्भित करता है।

अनुमापांक की इकाई g/cm 3 है, अनुमापांक की गणना दशमलव के छठे स्थान पर की जाती है। कार्यशील पदार्थ के अनुमापांक को जानकर, इसके समाधान के समकक्षों की दाढ़ सांद्रता की गणना करना संभव है।

(4)

4. विश्लेषण के अनुसार काम करने वाले पदार्थ का अनुमापांक- यह निर्धारित किए जाने वाले पदार्थ का द्रव्यमान है, जो घोल के 1 सेमी 3 में निहित कार्यशील पदार्थ के द्रव्यमान के बराबर है।

5. विलेय का द्रव्यमान अंश, विलेय A के द्रव्यमान और विलयन के द्रव्यमान के अनुपात के बराबर होता है:

6. वॉल्यूम फ़्रैक्शनविलेय, विलेय A के आयतन और विलयन के कुल आयतन के अनुपात के बराबर है:

द्रव्यमान और आयतन अंश आयामहीन मात्राएँ हैं। लेकिन अक्सर द्रव्यमान और आयतन अंशों की गणना के लिए व्यंजक इस प्रकार लिखे जाते हैं:

; (9)

. (10)

इस मामले में, w और j की इकाई एक प्रतिशत है।

आपको निम्नलिखित परिस्थितियों पर ध्यान देना चाहिए:

1. विश्लेषण करते समय, काम करने वाले पदार्थ की एकाग्रता सटीक होनी चाहिए और चार दशमलव स्थानों वाली संख्या के रूप में व्यक्त की जानी चाहिए यदि एकाग्रता दाढ़ समकक्ष है; या एक संख्या जिसमें छह दशमलव स्थान हैं यदि यह एक कैप्शन है।

2. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में अपनाए गए सभी गणना सूत्रों में, मात्रा की इकाई सेमी 3 है। चूंकि वॉल्यूम मापने के लिए विश्लेषण में उपयोग किए जाने वाले कांच के बने पदार्थ आपको 0.01 सेमी 3 की सटीकता के साथ मात्रा को मापने की अनुमति देते हैं, यह इतनी सटीकता के साथ है कि विश्लेषण में शामिल विश्लेषण और काम करने वाले पदार्थों के समाधान की मात्रा को व्यक्त करने वाली संख्या होनी चाहिए रिकॉर्ड किया गया।

1.7.3 समाधान तैयार करने के तरीके

समाधान की तैयारी के साथ आगे बढ़ने से पहले, निम्नलिखित प्रश्नों का उत्तर दिया जाना चाहिए।

1. किस उद्देश्य से घोल तैयार किया जाता है (आरवी के रूप में उपयोग के लिए, माध्यम का एक निश्चित पीएच मान बनाने के लिए, आदि)?

2. विलयन की सांद्रता को किस रूप में व्यक्त करना सबसे उपयुक्त है (समकक्षों की मोलर सांद्रता, द्रव्यमान अंश, अनुमापांक, आदि के रूप में)?

3. किस सटीकता के साथ, अर्थात्। चयनित एकाग्रता को व्यक्त करने वाली संख्या को किस दशमलव स्थान तक निर्धारित किया जाना चाहिए?

4. किस मात्रा में घोल तैयार करना चाहिए?

5. पदार्थ की प्रकृति (तरल या ठोस, मानक या अमानक) के आधार पर घोल तैयार करने की कौन-सी विधि अपनानी चाहिए?

समाधान निम्नलिखित तरीकों से तैयार किया जा सकता है:

1. सटीक अड़चन।

यदि एक सत्वजिससे घोल तैयार करना है, मानक है, अर्थात। कुछ (नीचे सूचीबद्ध) आवश्यकताओं को पूरा करता है, तो समाधान एक सटीक नमूने द्वारा तैयार किया जा सकता है। इसका मतलब है कि नमूना वजन की गणना और चार दशमलव स्थानों की सटीकता के साथ एक विश्लेषणात्मक संतुलन पर मापा जाता है।

मानक पदार्थों की आवश्यकताएं इस प्रकार हैं:

ए) पदार्थ में एक क्रिस्टलीय संरचना होनी चाहिए और एक निश्चित रासायनिक सूत्र के अनुरूप होना चाहिए;

ग) पदार्थ भंडारण के दौरान ठोस रूप में और घोल में स्थिर होना चाहिए;

डी) पदार्थ के बराबर एक बड़ा दाढ़ द्रव्यमान वांछनीय है।

2. फिक्स चैनल से।

एक सटीक नमूने के लिए समाधान तैयार करने की विधि का एक रूपांतर फिक्सनल से समाधान तैयार करने की विधि है। एक सटीक नमूने की भूमिका कांच की शीशी में पदार्थ की सटीक मात्रा द्वारा की जाती है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि ampoule में पदार्थ मानक (पैराग्राफ 1 देखें) और गैर-मानक हो सकता है। यह परिस्थिति निर्धारण से तैयार गैर-मानक पदार्थों के समाधान के भंडारण के तरीकों और अवधि को प्रभावित करती है।

फिक्सनली(मानक-अनुमापांक, मानक-खुराक) एक सीलबंद ampoule है, जिसमें यह सूखे रूप में या 0.1000, 0.0500 या पदार्थ समकक्षों के अन्य मोल के घोल के रूप में होता है।

आवश्यक समाधान तैयार करने के लिए, एक विशेष छिद्रण उपकरण (स्ट्राइक) से सुसज्जित फ़नल पर ampoule को तोड़ा जाता है। इसकी सामग्री को मात्रात्मक रूप से आवश्यक क्षमता के वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में स्थानांतरित किया जाता है और वॉल्यूम को आसुत जल के साथ रिंग मार्क में समायोजित किया जाता है।

एक सटीक नमूने द्वारा या फिक्सनल से तैयार किए गए घोल को कहा जाता है अनुमापांक, मानकया मानक समाधान I, क्योंकि तैयारी के बाद इसकी एकाग्रता सटीक है। इसे चार दशमलव स्थानों के साथ एक संख्या के रूप में लिखें यदि यह समकक्षों की एक दाढ़ एकाग्रता है, और छह दशमलव स्थानों के साथ यदि यह एक शीर्षक है।

3. अनुमानित वजन से।

यदि जिस पदार्थ से घोल तैयार किया जाना है, वह मानक पदार्थों की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, और कोई उपयुक्त निर्धारण नहीं है, तो समाधान अनुमानित वजन से तैयार किया जाता है।

पदार्थ के द्रव्यमान की गणना करें जिसे समाधान तैयार करने के लिए लिया जाना चाहिए, इसकी एकाग्रता और मात्रा को ध्यान में रखते हुए। इस द्रव्यमान को तकनीकी तराजू पर दूसरे दशमलव स्थान की सटीकता के साथ तौला जाता है, जो एक वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में भंग होता है। एक अनुमानित एकाग्रता के साथ एक समाधान प्राप्त करें।

4. अधिक सांद्र विलयन को पतला करके।

यदि उद्योग द्वारा किसी पदार्थ का उत्पादन सांद्र विलयन के रूप में किया जाता है (यह स्पष्ट है कि यह गैर-मानक है), तो कम सांद्रता वाला इसका घोल सांद्र विलयन को पतला करके ही तैयार किया जा सकता है। इस तरह से घोल तैयार करते समय, यह याद रखना चाहिए कि विलेय का द्रव्यमान तैयार घोल के आयतन और तनुकरण के लिए लिए गए सांद्र विलयन के भाग में समान होना चाहिए। तैयार किए जाने वाले घोल की सांद्रता और आयतन को जानकर, उसके द्रव्यमान अंश और घनत्व को ध्यान में रखते हुए, मापे जाने वाले केंद्रित घोल की मात्रा की गणना करें। एक अंशांकित सिलेंडर के साथ मात्रा को मापें, एक वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में डालें, आसुत जल के साथ निशान को पतला करें, और मिलाएं। इस तरह से तैयार किए गए घोल में लगभग एकाग्रता होती है।

एक अनुमानित नमूने द्वारा तैयार किए गए समाधानों की सटीक एकाग्रता और एक केंद्रित समाधान को पतला करके एक गुरुत्वाकर्षण या अनुमापांक विश्लेषण करके स्थापित किया जाता है, इसलिए, इन विधियों द्वारा तैयार किए गए समाधान, उनकी सटीक सांद्रता निर्धारित होने के बाद, कहलाते हैं एक निश्चित अनुमापांक के साथ समाधान, मानकीकृत समाधानया मानक समाधान II.

1.7.4. समाधान तैयार करने के लिए आवश्यक पदार्थ के द्रव्यमान की गणना करने के लिए प्रयुक्त सूत्र

यदि सूखे पदार्थ ए से समकक्ष या टिटर के दिए गए दाढ़ एकाग्रता के साथ एक समाधान तैयार किया जाता है, तो समाधान तैयार करने के लिए पदार्थ के द्रव्यमान की गणना निम्नलिखित सूत्रों के अनुसार की जाती है:

; (11)

. (12)

टिप्पणी। आयतन के मापन की इकाई सेमी 3 है।

किसी पदार्थ के द्रव्यमान की गणना इतनी सटीकता के साथ की जाती है, जो समाधान तैयार करने की विधि द्वारा निर्धारित की जाती है।

तनुकरण विधि द्वारा विलयनों की तैयारी में उपयोग किए जाने वाले परिकलन सूत्र प्राप्त किए जाने वाले सांद्रण के प्रकार और तनुकृत किए जाने वाले सांद्रण के प्रकार से निर्धारित होते हैं।

1.7.5. विश्लेषण की योजना

विश्लेषण के लिए मुख्य आवश्यकता यह है कि प्राप्त परिणाम घटकों की वास्तविक सामग्री के अनुरूप हों। विश्लेषण के परिणाम इस आवश्यकता को तभी पूरा करेंगे जब सभी विश्लेषण संचालन एक निश्चित क्रम में सही ढंग से किए जाते हैं।

1. किसी भी विश्लेषणात्मक निर्धारण में पहला कदम विश्लेषण के लिए नमूना है। एक नियम के रूप में, एक औसत नमूना लिया जाता है।

औसत नमूना- यह विश्लेषण की गई वस्तु का एक हिस्सा है, जो इसके पूरे द्रव्यमान की तुलना में छोटा है, जिसकी औसत संरचना और गुण इसकी औसत संरचना के सभी मामलों में समान (समान) हैं।

विभिन्न प्रकार के उत्पादों (कच्चे माल, अर्ध-तैयार उत्पाद, विभिन्न उद्योगों से तैयार उत्पाद) के लिए नमूनाकरण विधियाँ एक दूसरे से बहुत भिन्न होती हैं। नमूना लेते समय, उन्हें तकनीकी मैनुअल, GOSTs और इस प्रकार के उत्पाद के विश्लेषण के लिए समर्पित विशेष निर्देशों में विस्तार से वर्णित नियमों द्वारा निर्देशित किया जाता है।

उत्पाद के प्रकार और विश्लेषण के प्रकार के आधार पर, नमूना एक निश्चित मात्रा या एक निश्चित द्रव्यमान के रूप में लिया जा सकता है।

सैम्पलिंग- यह विश्लेषण का एक बहुत ही जिम्मेदार और महत्वपूर्ण प्रारंभिक संचालन है। गलत तरीके से चुना गया नमूना परिणामों को पूरी तरह से विकृत कर सकता है, इस मामले में आगे विश्लेषण संचालन करना आम तौर पर अर्थहीन होता है।

2. विश्लेषण के लिए नमूना तैयार करना। विश्लेषण के लिए लिया गया नमूना हमेशा किसी विशेष तरीके से तैयार नहीं किया जाता है। उदाहरण के लिए, मध्यस्थता विधि द्वारा आटे, ब्रेड और बेकरी उत्पादों की नमी का निर्धारण करते समय, प्रत्येक उत्पाद का एक निश्चित नमूना तौला जाता है और ओवन में रखा जाता है। सबसे अधिक बार, विश्लेषण नमूने के उपयुक्त प्रसंस्करण द्वारा प्राप्त समाधानों के अधीन होता है। इस मामले में, विश्लेषण के लिए नमूना तैयार करने का कार्य निम्न तक कम हो जाता है। नमूना को ऐसे प्रसंस्करण के अधीन किया जाता है, जिसमें विश्लेषण किए गए घटक की मात्रा को संरक्षित किया जाता है, और यह पूरी तरह से समाधान में चला जाता है। इस मामले में, विदेशी पदार्थों को समाप्त करना आवश्यक हो सकता है जो कि निर्धारित किए जाने वाले घटक के साथ विश्लेषण किए गए नमूने में हो सकते हैं।

विश्लेषण के लिए नमूना तैयार करना, साथ ही नमूनाकरण, नियामक और तकनीकी दस्तावेज में वर्णित है, जिसके अनुसार कच्चे माल, अर्द्ध-तैयार उत्पादों और तैयार उत्पादों का विश्लेषण किया जाता है। विश्लेषण के लिए नमूना तैयार करने की प्रक्रिया में शामिल रासायनिक कार्यों में से, हम एक का नाम ले सकते हैं जो अक्सर खाद्य उद्योग में कच्चे माल, अर्द्ध-तैयार उत्पादों, तैयार उत्पादों के नमूने तैयार करने में उपयोग किया जाता है - यह राख है कार्यवाही।

आशिंगकिसी उत्पाद (सामग्री) को राख में बदलने की प्रक्रिया है। उदाहरण के लिए, धातु आयनों का निर्धारण करते समय राख द्वारा एक नमूना तैयार किया जाता है। नमूना कुछ शर्तों के तहत जला दिया जाता है। शेष राख को एक उपयुक्त विलायक में घोल दिया जाता है। एक समाधान प्राप्त किया जाता है, जिसका विश्लेषण किया जाता है।

3. विश्लेषणात्मक डेटा प्राप्त करना। विश्लेषण के दौरान, तैयार नमूना एक अभिकर्मक पदार्थ या किसी प्रकार की ऊर्जा से प्रभावित होता है। यह विश्लेषणात्मक संकेतों (रंग परिवर्तन, नए विकिरण की उपस्थिति, आदि) की उपस्थिति की ओर जाता है। प्रकट संकेत हो सकता है: ए) पंजीकृत; बी) उस क्षण पर विचार करें जब विश्लेषण प्रणाली में एक निश्चित पैरामीटर को मापना आवश्यक है, उदाहरण के लिए, काम करने वाले पदार्थ की मात्रा।

4. विश्लेषणात्मक डेटा का प्रसंस्करण।

ए) प्राप्त प्राथमिक विश्लेषणात्मक डेटा का उपयोग विश्लेषण के परिणामों की गणना के लिए किया जाता है।

विश्लेषणात्मक डेटा को विश्लेषण परिणामों में बदलने के विभिन्न तरीके हैं।

1. गणना विधि। इस पद्धति का उपयोग अक्सर किया जाता है, उदाहरण के लिए, मात्रात्मक रासायनिक विश्लेषण में। विश्लेषण पूरा करने के बाद, विश्लेषक के साथ प्रतिक्रिया पर खर्च किए गए काम करने वाले पदार्थ की मात्रा प्राप्त की जाती है। फिर इस मात्रा को उपयुक्त सूत्र में बदल दिया जाता है और विश्लेषण के परिणाम की गणना की जाती है - विश्लेषण का द्रव्यमान या एकाग्रता।

2. अंशांकन (अंशांकन) ग्राफ की विधि।

3. तुलना की विधि।

4. परिवर्धन की विधि।

5. विभेदक विधि।

विश्लेषणात्मक डेटा को संसाधित करने के इन तरीकों का उपयोग विश्लेषण के वाद्य तरीकों में किया जाता है, जिसके अध्ययन के दौरान उन्हें विस्तार से जानना संभव होगा।

बी) विश्लेषण के प्राप्त परिणामों को गणितीय आँकड़ों के नियमों के अनुसार संसाधित किया जाना चाहिए, जिनकी चर्चा खंड 1.8 में की गई है।

5. विश्लेषण परिणाम के सामाजिक-आर्थिक महत्व का निर्धारण। यह चरण अंतिम है। विश्लेषण पूरा करने और परिणाम प्राप्त करने के बाद, उत्पाद की गुणवत्ता और इसके लिए नियामक दस्तावेज की आवश्यकताओं के बीच एक पत्राचार स्थापित करना आवश्यक है।

1.7.6. विश्लेषण की विधि और तकनीक

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की किसी भी विधि के सिद्धांत से विश्लेषण करने की एक विशिष्ट विधि में जाने के लिए, "विश्लेषण की विधि" और "विश्लेषण की विधि" की अवधारणाओं के बीच अंतर करना महत्वपूर्ण है।

जब विश्लेषण की पद्धति की बात आती है, तो इसका मतलब है कि नियमों पर विचार किया जाता है, जिसके बाद कोई विश्लेषणात्मक डेटा प्राप्त कर सकता है और उनकी व्याख्या कर सकता है (देखें खंड 1.4)।

विश्लेषण विधि- यह विश्लेषण करने के लिए सभी कार्यों का विस्तृत विवरण है, जिसमें नमूने लेना और तैयार करना (सभी परीक्षण समाधानों की सांद्रता का संकेत देना) शामिल है।

विश्लेषण की प्रत्येक विधि के व्यावहारिक अनुप्रयोग में, विश्लेषण के कई तरीके विकसित किए जाते हैं। वे विश्लेषण की गई वस्तुओं की प्रकृति, नमूने लेने और तैयार करने की विधि, व्यक्तिगत विश्लेषण संचालन करने की शर्तों आदि में भिन्न होते हैं।

उदाहरण के लिए, मात्रात्मक विश्लेषण पर एक प्रयोगशाला कार्यशाला में, दूसरों के बीच, प्रयोगशाला कार्य "मोहर के नमक समाधान में Fe 2+ का परमैंगनोमेट्रिक निर्धारण", "Cu 2+ का आयोडोमेट्रिक निर्धारण", "Fe 2+ का डिक्रोमैटोमेट्रिक निर्धारण" किया जाता है। उनके कार्यान्वयन के तरीके पूरी तरह से अलग हैं, लेकिन वे "रेडॉक्सिमेट्री" विश्लेषण की एक ही विधि पर आधारित हैं।

1.7.7. विश्लेषण विधियों की विश्लेषणात्मक विशेषताएं

विश्लेषण के तरीकों या विधियों की एक दूसरे के साथ तुलना या मूल्यांकन करने के लिए, जो उनकी पसंद में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, प्रत्येक विधि और विधि की अपनी विश्लेषणात्मक और मेट्रोलॉजिकल विशेषताएं होती हैं। विश्लेषणात्मक विशेषताओं में निम्नलिखित शामिल हैं: संवेदनशीलता गुणांक (पहचान की सीमा), चयनात्मकता, अवधि, प्रदर्शन।

पता लगाने की सीमा(सी मिन।, पी) सबसे कम सामग्री है जिस पर इस विधि द्वारा निर्धारित घटक की मौजूदगी का पता लगाया जा सकता है। आत्मविश्वास की संभावना - पी उन मामलों का अनुपात है जिनमें दिए गए निर्धारणों के परिणाम का अंकगणितीय माध्य निश्चित सीमाओं के भीतर होगा।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में, एक नियम के रूप में, पी = 0.95 (95%) का आत्मविश्वास स्तर उपयोग किया जाता है।

दूसरे शब्दों में, P एक यादृच्छिक त्रुटि होने की प्रायिकता है। यह दर्शाता है कि 100 में से कितने प्रयोग ऐसे परिणाम देते हैं जिन्हें विश्लेषण की निर्दिष्ट सटीकता के भीतर सही माना जाता है। पी \u003d 0.95 के साथ - 100 में से 95।

विश्लेषण की चयनात्मकताविदेशी पदार्थों की उपस्थिति में इस घटक को निर्धारित करने की संभावना की विशेषता है।

बहुमुखी प्रतिभा- एक ही समय में एक नमूने से कई घटकों का पता लगाने की क्षमता।

विश्लेषण अवधि- इसके कार्यान्वयन पर बिताया गया समय।

विश्लेषण प्रदर्शन- समानांतर नमूनों की संख्या जिनका विश्लेषण प्रति इकाई समय में किया जा सकता है।

1.7.8. विश्लेषण विधियों की मेट्रोलॉजिकल विशेषताएं

माप विज्ञान के दृष्टिकोण से विश्लेषण के तरीकों या तकनीकों का मूल्यांकन - मेट्रोलॉजी - निम्नलिखित विशेषताएं नोट की जाती हैं: निर्धारित सामग्री का अंतराल, शुद्धता (सटीकता), प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता, अभिसरण।

निर्धारित सामग्री का अंतराल- यह इस तकनीक द्वारा प्रदान किया गया क्षेत्र है, जिसमें घटकों की निर्धारित मात्रा के मान स्थित होते हैं। साथ ही, यह नोट करने के लिए भी प्रथागत है निर्धारित सामग्री की निचली सीमा(सी एन) - निर्धारित सामग्री की सीमा को सीमित करते हुए निर्धारित सामग्री का सबसे छोटा मूल्य।

विश्लेषण की शुद्धता (सटीकता)- निर्धारित मूल्य के वास्तविक मूल्य के लिए प्राप्त परिणामों की निकटता है।

पुनरुत्पादन और परिणामों का अभिसरणविश्लेषण दोहराए गए विश्लेषण परिणामों के बिखराव से निर्धारित होते हैं और यादृच्छिक त्रुटियों की उपस्थिति से निर्धारित होते हैं।

अभिसरणप्रयोग की निश्चित परिस्थितियों में परिणामों के फैलाव की विशेषता है, और reproducibility- प्रयोग की बदलती परिस्थितियों में।

उनके निर्देशों में विधि या विश्लेषण की विधि की सभी विश्लेषणात्मक और मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं की सूचना दी गई है।

बार-बार विश्लेषण की एक श्रृंखला में प्राप्त परिणामों को संसाधित करके मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं को प्राप्त किया जाता है। उनकी गणना के सूत्र खंड 1.8.2 में दिए गए हैं। वे विश्लेषण परिणामों के स्थिर प्रसंस्करण के लिए उपयोग किए जाने वाले सूत्रों के समान हैं।

1.8. विश्लेषण में त्रुटियां (त्रुटियां)

कोई फर्क नहीं पड़ता कि एक या किसी अन्य मात्रात्मक निर्धारण को कितनी सावधानी से किया जाता है, प्राप्त परिणाम, एक नियम के रूप में, निर्धारित घटक की वास्तविक सामग्री से कुछ हद तक भिन्न होता है, अर्थात। विश्लेषण का परिणाम हमेशा कुछ अशुद्धि के साथ प्राप्त होता है - एक त्रुटि।

मापन त्रुटियों को व्यवस्थित (निश्चित), यादृच्छिक (अनिश्चित) और सकल या चूक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

व्यवस्थित त्रुटियां- ये ऐसी त्रुटियां हैं जो मूल्य में स्थिर हैं या एक निश्चित कानून के अनुसार बदलती रहती हैं। उपयोग किए गए विश्लेषण की विधि की बारीकियों के आधार पर, वे व्यवस्थित हो सकते हैं। वे विश्लेषण करने वाले व्यक्ति की व्यक्तिगत विशेषताओं पर, विश्लेषणात्मक कार्यों के गलत या अपर्याप्त सावधानीपूर्वक प्रदर्शन पर उपयोग किए गए उपकरणों और अभिकर्मकों पर निर्भर हो सकते हैं। व्यवस्थित त्रुटियों को नोटिस करना मुश्किल है, क्योंकि वे स्थिर हैं और बार-बार निर्धारण के दौरान प्रकट होती हैं। इस प्रकार की त्रुटियों से बचने के लिए, उनके स्रोत को समाप्त करना या माप परिणाम में उचित सुधार करना आवश्यक है।

यादृच्छिक त्रुटियांवे त्रुटियाँ कहलाती हैं जो परिमाण और चिन्ह में अनिश्चित होती हैं, जिनमें से प्रत्येक की उपस्थिति में कोई नियमितता नहीं देखी जाती है।

किसी भी माप में यादृच्छिक त्रुटियां होती हैं, जिसमें कोई विश्लेषणात्मक निर्धारण भी शामिल है, चाहे वह कितनी भी सावधानी से किया गया हो। उनकी उपस्थिति इस तथ्य में परिलक्षित होती है कि किसी दिए गए नमूने में एक या दूसरे घटक का बार-बार निर्धारण, उसी विधि द्वारा किया जाता है, आमतौर पर थोड़ा अलग परिणाम देता है।

व्यवस्थित त्रुटियों के विपरीत, किसी भी सुधार को शुरू करके यादृच्छिक त्रुटियों को ध्यान में नहीं रखा जा सकता है या समाप्त नहीं किया जा सकता है। हालांकि, समानांतर निर्धारण की संख्या में वृद्धि करके उन्हें काफी कम किया जा सकता है। गणितीय आँकड़ों के तरीकों का उपयोग करके इस घटक के समानांतर निर्धारण की एक श्रृंखला में प्राप्त परिणामों को संसाधित करके विश्लेषण के परिणाम पर यादृच्छिक त्रुटियों के प्रभाव को सैद्धांतिक रूप से ध्यान में रखा जा सकता है।

उपलब्धता सकल त्रुटियांया छूट जाएस्वयं को इस तथ्य में प्रकट करता है कि अपेक्षाकृत निकट परिणामों के बीच, एक या कई मान देखे जाते हैं जो सामान्य श्रृंखला से परिमाण में उल्लेखनीय रूप से बाहर खड़े होते हैं। यदि अंतर इतना बड़ा है कि हम सकल त्रुटि के बारे में बात कर सकते हैं, तो यह माप तुरंत छोड़ दिया जाता है। हालांकि, ज्यादातर मामलों में, कोई भी तुरंत सामान्य श्रृंखला से "बाहर निकलने" के आधार पर अन्य परिणाम को गलत नहीं मान सकता है, और इसलिए अतिरिक्त शोध आवश्यक है।

ऐसे विकल्प हैं जब अतिरिक्त अध्ययन करने का कोई मतलब नहीं है, और साथ ही विश्लेषण के समग्र परिणाम की गणना करने के लिए गलत डेटा का उपयोग करना अवांछनीय है। इस मामले में, सकल त्रुटियों या चूक की उपस्थिति गणितीय आंकड़ों के मानदंडों के अनुसार निर्धारित की जाती है।

ऐसे कई मानदंड ज्ञात हैं। इनमें से सबसे सरल क्यू-टेस्ट है।

1.8.1. सकल त्रुटियों की उपस्थिति का निर्धारण (चूक)

रासायनिक विश्लेषण में, एक नमूने में एक घटक की सामग्री, एक नियम के रूप में, समानांतर निर्धारणों की एक छोटी संख्या (n £ 3) द्वारा निर्धारित की जाती है। इस मामले में परिभाषाओं की त्रुटियों की गणना करने के लिए, वे कम संख्या में परिभाषाओं के लिए विकसित गणितीय आँकड़ों के तरीकों का उपयोग करते हैं। इस छोटी संख्या के निर्धारण के परिणामों को यादृच्छिक रूप से चयनित माना जाता है - नमूना- दी गई शर्तों के तहत सामान्य आबादी के सभी बोधगम्य परिणामों से।

माप की संख्या के साथ छोटे नमूनों के लिए n<10 определение грубых погрешностей можно оценивать при помощи क्यू-मानदंड द्वारा भिन्नता की सीमा. ऐसा करने के लिए, अनुपात बनाएं:

, (13)

जहां एक्स 1 - विश्लेषण के संदिग्ध रूप से प्रतिष्ठित परिणाम;

X 2 - एकल परिभाषा का परिणाम, X 1 के मान के निकटतम;

आर - भिन्नता की सीमा - माप की एक श्रृंखला के सबसे बड़े और सबसे छोटे मूल्यों के बीच का अंतर, अर्थात। आर = एक्स मैक्स। - एक्स मिन।

Q के परिकलित मान की तुलना Q (p, f) के सारणीबद्ध मान से की जाती है। सकल त्रुटि की उपस्थिति सिद्ध होती है यदि Q > Q(p, f)।

परिणाम, एक सकल त्रुटि के रूप में मान्यता प्राप्त, आगे के विचार से बाहर रखा गया है।

क्यू-मानदंड एकमात्र संकेतक नहीं है जिसका मूल्य सकल त्रुटि की उपस्थिति का न्याय करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन इसकी गणना दूसरों की तुलना में तेजी से की जाती है, क्योंकि। आपको अन्य गणना किए बिना सकल त्रुटियों को तुरंत समाप्त करने की अनुमति देता है।

अन्य दो मानदंड अधिक सटीक हैं, लेकिन त्रुटि की पूर्ण गणना की आवश्यकता है, अर्थात। विश्लेषण परिणामों के पूर्ण गणितीय प्रसंस्करण को निष्पादित करके ही एक सकल त्रुटि की उपस्थिति कहा जा सकता है।

सकल त्रुटियों की भी पहचान की जा सकती है:

ए) मानक विचलन। परिणाम X i को एक सकल त्रुटि के रूप में पहचाना जाता है और यदि

. (14)

बी) प्रत्यक्ष माप की शुद्धता। परिणाम X i को हटा दिया जाता है यदि

. (15)

संकेतों द्वारा इंगित मात्राओं के बारे में , खंड 1.8.2 देखें।

1.8.2. विश्लेषण परिणामों का सांख्यिकीय प्रसंस्करण

परिणामों के सांख्यिकीय प्रसंस्करण के दो मुख्य कार्य हैं।

पहला कार्य परिभाषाओं के परिणाम को संक्षिप्त रूप में प्रस्तुत करना है।

दूसरा कार्य प्राप्त परिणामों की विश्वसनीयता का मूल्यांकन करना है, अर्थात। नमूने में निर्धारित घटक की वास्तविक सामग्री के लिए उनके पत्राचार की डिग्री। नीचे दिए गए सूत्रों का उपयोग करके विश्लेषण की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता और सटीकता की गणना करके इस समस्या को हल किया जाता है।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता दोहराए गए विश्लेषण परिणामों के बिखराव की विशेषता है और यादृच्छिक त्रुटियों की उपस्थिति से निर्धारित होती है। विश्लेषण की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता का मूल्यांकन मानक विचलन, सापेक्ष मानक विचलन, विचरण के मूल्यों द्वारा किया जाता है।

डेटा की समग्र बिखराव विशेषता मानक विचलन एस के मूल्य से निर्धारित होती है।

कभी-कभी, एक परख की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता का आकलन करते समय, सापेक्ष मानक विचलन सीन निर्धारित किया जाता है।

मानक विचलन में माध्य के समान इकाई होती है, या निर्धारित की जा रही मात्रा का सही मान m होता है।

विश्लेषण की विधि या तकनीक बेहतर प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है, उनके लिए निरपेक्ष (एस) और सापेक्ष (सीनियर) विचलन मान कम है।

माध्य के बारे में विश्लेषण डेटा के बिखराव की गणना प्रसरण S 2 के रूप में की जाती है।

(18)

प्रस्तुत सूत्रों में: शी - विश्लेषण के दौरान प्राप्त मात्रा का व्यक्तिगत मूल्य; - सभी मापों के लिए प्राप्त परिणामों का अंकगणितीय माध्य; n माप की संख्या है; मैं = 1… एन।

विश्लेषण की शुद्धता या सटीकता p, f के औसत मान के विश्वास अंतराल की विशेषता है। यह वह क्षेत्र है जिसके भीतर, व्यवस्थित त्रुटियों के अभाव में, मापी गई मात्रा का सही मूल्य आत्मविश्वास की संभावना पी के साथ पाया जाता है।

, (19)

जहाँ p, f - विश्वास अंतराल, अर्थात्। आत्मविश्वास की सीमा जिसके भीतर निर्धारित मात्रा X का मान निहित हो सकता है।

इस सूत्र में, t p, f विद्यार्थी का गुणांक है; f स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या है; एफ = एन - 1; पी आत्मविश्वास का स्तर है (देखें 1.7.7); टी पी, एफ - सारणीबद्ध दिया गया।

अंकगणित माध्य का मानक विचलन। (20)

विश्वास अंतराल की गणना या तो उन्हीं इकाइयों में एक पूर्ण त्रुटि के रूप में की जाती है जिसमें विश्लेषण का परिणाम व्यक्त किया जाता है, या एक सापेक्ष त्रुटि DX o (% में) के रूप में:

इसलिए, विश्लेषण के परिणाम को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

. (23)

विश्लेषण के परिणामों के प्रसंस्करण को बहुत सरल किया जाता है यदि विश्लेषण (नियंत्रण नमूने, या मानक नमूने) करते समय निर्धारित घटक की वास्तविक सामग्री (एम) ज्ञात हो। निरपेक्ष (DX) और सापेक्ष (DX o,%) त्रुटियों की गणना करें।

डीएक्स \u003d एक्स - एम (24)

1.8.3. विश्लेषण के दो औसत परिणामों की तुलना

विभिन्न तरीके

व्यवहार में, ऐसी स्थितियां होती हैं जब किसी वस्तु का विभिन्न तरीकों से, विभिन्न प्रयोगशालाओं में, विभिन्न विश्लेषकों द्वारा विश्लेषण करने की आवश्यकता होती है। इन मामलों में, औसत परिणाम एक दूसरे से भिन्न होते हैं। दोनों परिणाम वांछित मात्रा के वास्तविक मूल्य के कुछ सन्निकटन को दर्शाते हैं। यह पता लगाने के लिए कि क्या दोनों परिणामों पर भरोसा किया जा सकता है, यह निर्धारित किया जाता है कि क्या उनके बीच का अंतर सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण है, अर्थात। "बहुत बड़ा। वांछित मूल्य के औसत मूल्यों को संगत माना जाता है यदि वे समान सामान्य जनसंख्या से संबंधित हों। इसे हल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, फिशर मानदंड (एफ-मानदंड) द्वारा।

विश्लेषणों की विभिन्न श्रृंखलाओं के लिए परिक्षेपणों की गणना कहाँ की जाती है।

एफ एक्स - हमेशा एक से बड़ा होता है, क्योंकि यह बड़े विचरण के छोटे वाले के अनुपात के बराबर है। F के परिकलित मान की तुलना F तालिका के तालिका मान से की जाती है। (विश्वास संभावना पी और प्रयोगात्मक और सारणीबद्ध मूल्यों के लिए स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या समान होनी चाहिए)।

एफ पूर्व और एफ तालिका विकल्पों की तुलना करते समय संभव है।

ए) एफ पूर्व> एफ टैब। भिन्नताओं के बीच विसंगति महत्वपूर्ण है और माना नमूने प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता में भिन्न हैं।

बी) यदि एफ एक्स एफ टेबल से काफी कम है, तो पुनरुत्पादन में अंतर यादृच्छिक है और दोनों भिन्नताएं दोनों नमूनों के लिए समान सामान्य जनसंख्या भिन्नता के अनुमानित अनुमान हैं।

यदि भिन्नताओं के बीच का अंतर महत्वपूर्ण नहीं है, तो आप यह पता लगा सकते हैं कि विभिन्न तरीकों से प्राप्त विश्लेषण के औसत परिणामों में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर है या नहीं। ऐसा करने के लिए, विद्यार्थी के गुणांक t p, f का उपयोग करें। भारित औसत मानक विचलन और t पूर्व की गणना करें।

; (27)

तुलना किए गए नमूनों के औसत परिणाम कहां हैं;

n 1 , n 2 - पहले और दूसरे नमूने में माप की संख्या।

स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या के साथ टी तालिका के साथ टी एक्स की तुलना करें f = n 1 +n 2 -2।

यदि एक ही समय में t पूर्व> t तालिका, तो बीच की विसंगति महत्वपूर्ण है, नमूने समान सामान्य जनसंख्या से संबंधित नहीं हैं और प्रत्येक नमूने में वास्तविक मान भिन्न हैं। यदि टी पूर्व< t табл, можно все данные рассматривать как единую выборочную совокупность для (n 1 +n 2) результатов.

परीक्षण प्रश्न

1. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान क्या अध्ययन करता है?

2. विश्लेषण विधि क्या है?

3. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान द्वारा विश्लेषण के तरीकों के किन समूहों पर विचार किया जाता है?

4. गुणात्मक विश्लेषण करने के लिए किन विधियों का उपयोग किया जा सकता है?

5. विश्लेषणात्मक विशेषताएं क्या हैं? वे क्या हो सकते हैं?

6. एक अभिकर्मक क्या है?

7. व्यवस्थित विश्लेषण करने के लिए किन अभिकर्मकों की आवश्यकता होती है?

8. भिन्नात्मक विश्लेषण क्या है? इसके कार्यान्वयन के लिए किन अभिकर्मकों की आवश्यकता है?

9. "रासायनिक रूप से शुद्ध", "ch.d.a" अक्षरों का क्या अर्थ है? रासायनिक लेबल पर?

10. मात्रात्मक विश्लेषण का कार्य क्या है?

11. काम करने वाला पदार्थ क्या है?

12. किस प्रकार से कार्यशील पदार्थ का घोल तैयार किया जा सकता है?

13. एक मानक पदार्थ क्या है?

14. "मानक समाधान I", "मानक समाधान II" शब्दों का क्या अर्थ है?

15. विश्लेषण के अनुसार कार्यशील पदार्थ का अनुमापांक और अनुमापांक क्या है?

16. समकक्षों की दाढ़ सांद्रता को संक्षेप में कैसे दर्शाया गया है?

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान, पदार्थों और सामग्रियों की रासायनिक संरचना और कुछ हद तक यौगिकों की रासायनिक संरचना का निर्धारण करने का विज्ञान। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान रासायनिक विश्लेषण की सामान्य सैद्धांतिक नींव विकसित करता है, अध्ययन के तहत नमूने के घटकों को निर्धारित करने के तरीकों को विकसित करता है, और विशिष्ट वस्तुओं के विश्लेषण की समस्याओं को हल करता है। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान का मुख्य लक्ष्य कार्य, सटीकता, उच्च संवेदनशीलता, तीव्रता और विश्लेषण की चयनात्मकता के आधार पर प्रदान करने वाले तरीकों और उपकरणों का निर्माण है। सूक्ष्म-वस्तुओं का विश्लेषण करने के लिए, स्थानीय विश्लेषण (एक बिंदु पर, सतह पर, और इसी तरह) करने के लिए तरीके भी विकसित किए जा रहे हैं, नमूना को नष्ट किए बिना विश्लेषण (दूरस्थ विश्लेषण), निरंतर विश्लेषण (उदाहरण के लिए) , एक धारा में), और यह भी स्थापित करने के लिए कि किस रासायनिक यौगिक के रूप में और किस भौतिक रूप में निर्धारित घटक नमूने (भौतिक रासायनिक विश्लेषण) में मौजूद है और इसे किस चरण में शामिल किया गया है (चरण विश्लेषण)। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के विकास में महत्वपूर्ण रुझान विश्लेषण के स्वचालन हैं, विशेष रूप से तकनीकी प्रक्रियाओं के नियंत्रण में, और गणितीकरण, विशेष रूप से कंप्यूटर के व्यापक उपयोग में।

विज्ञान की संरचना. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तीन प्रमुख क्षेत्र हैं: सामान्य सैद्धांतिक नींव; विश्लेषण विधियों का विकास; व्यक्तिगत वस्तुओं का विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान। विश्लेषण के उद्देश्य के आधार पर, गुणात्मक रासायनिक विश्लेषण और मात्रात्मक रासायनिक विश्लेषण के बीच अंतर किया जाता है। पहले का कार्य विश्लेषण किए गए नमूने के घटकों का पता लगाना और उनकी पहचान करना है, दूसरे का कार्य उनकी सांद्रता या द्रव्यमान का निर्धारण करना है। किन घटकों का पता लगाने या निर्धारित करने की आवश्यकता के आधार पर, आइसोटोप विश्लेषण, मौलिक विश्लेषण, संरचनात्मक समूह (कार्यात्मक सहित) विश्लेषण, आणविक विश्लेषण, सामग्री विश्लेषण और चरण विश्लेषण हैं। विश्लेषण की गई वस्तु की प्रकृति से, अकार्बनिक और कार्बनिक पदार्थों के साथ-साथ जैविक वस्तुओं का विश्लेषण प्रतिष्ठित है।

रासायनिक विश्लेषण के मेट्रोलॉजी सहित तथाकथित केमोमेट्रिक्स, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की सैद्धांतिक नींव में एक महत्वपूर्ण स्थान रखता है। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के सिद्धांत में विश्लेषणात्मक नमूनों के चयन और तैयारी पर, एक विश्लेषण योजना तैयार करने और विधियों की पसंद, सिद्धांतों और स्वचालित विश्लेषण के तरीकों पर, कंप्यूटर का उपयोग करने के साथ-साथ तर्कसंगत उपयोग के सिद्धांतों पर शिक्षाएं भी शामिल हैं। रासायनिक विश्लेषण के परिणाम विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की एक विशेषता सामान्य नहीं, बल्कि व्यक्तिगत, विशिष्ट गुणों और वस्तुओं की विशेषताओं का अध्ययन है, जो कई विश्लेषणात्मक तरीकों की चयनात्मकता सुनिश्चित करता है। भौतिकी, गणित, जीव विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों (यह विश्लेषण के तरीकों के बारे में विशेष रूप से सच है) की उपलब्धियों के साथ घनिष्ठ संबंधों के लिए धन्यवाद, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विज्ञान के चौराहे पर एक अनुशासन में बदल रहा है। इस अनुशासन के अन्य नाम अक्सर उपयोग किए जाते हैं - विश्लेषण, विश्लेषणात्मक विज्ञान, आदि।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में, पृथक्करण के तरीके, निर्धारण (पहचान) और विश्लेषण के संकर तरीकों को प्रतिष्ठित किया जाता है, आमतौर पर पहले दो समूहों के तरीकों को मिलाकर। निर्धारण के तरीके आसानी से विश्लेषण के रासायनिक तरीकों (गुरुत्वाकर्षण विश्लेषण, अनुमापांक विश्लेषण, विश्लेषण के विद्युत रासायनिक तरीकों, विश्लेषण की गतिज विधियों), विश्लेषण के भौतिक तरीकों (स्पेक्ट्रोस्कोपिक, परमाणु भौतिकी, आदि), विश्लेषण के जैव रासायनिक तरीकों और जैविक में उप-विभाजित हैं। विश्लेषण की विधि। रासायनिक विधियाँ रासायनिक प्रतिक्रियाओं (पदार्थ के साथ पदार्थ की परस्पर क्रिया) पर आधारित होती हैं, भौतिक विधियाँ भौतिक घटनाओं (विकिरण, ऊर्जा प्रवाह के साथ पदार्थ की परस्पर क्रिया) पर आधारित होती हैं, जैविक विधियाँ जीवों या उनके टुकड़ों की प्रतिक्रिया का उपयोग पर्यावरण में परिवर्तन के लिए करती हैं। .

लगभग सभी निर्धारण विधियां उनकी संरचना पर पदार्थों के किसी भी मापनीय गुणों की निर्भरता पर आधारित होती हैं। इसलिए, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में एक महत्वपूर्ण दिशा ऐसी निर्भरता की खोज और अध्ययन है ताकि विश्लेषणात्मक समस्याओं को हल करने के लिए उनका उपयोग किया जा सके। इस मामले में, संपत्ति और संरचना के बीच संबंध के लिए एक समीकरण खोजना लगभग हमेशा आवश्यक होता है, एक संपत्ति (विश्लेषणात्मक संकेत) को पंजीकृत करने के तरीकों को विकसित करना, अन्य घटकों से हस्तक्षेप को खत्म करना और विभिन्न कारकों के हस्तक्षेप प्रभाव को खत्म करना (उदाहरण के लिए) , तापमान में उतार-चढ़ाव)। विश्लेषणात्मक संकेत का मान घटकों की मात्रा या एकाग्रता को दर्शाने वाली इकाइयों में परिवर्तित किया जाता है। मापा गुण हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, द्रव्यमान, आयतन, प्रकाश अवशोषण, वर्तमान शक्ति।

विश्लेषण के तरीकों के सिद्धांत पर बहुत ध्यान दिया जाता है। रासायनिक विधियों का सिद्धांत विश्लेषण (एसिड-बेस, रेडॉक्स, जटिल गठन), और कई महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं (वर्षा, विघटन, निष्कर्षण) में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली कई बुनियादी प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाओं के विचारों पर आधारित है। इन मुद्दों पर ध्यान विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के विकास के इतिहास और संबंधित विधियों के व्यावहारिक महत्व के कारण है। चूंकि, हालांकि, रासायनिक विधियों का हिस्सा कम हो रहा है, जबकि भौतिक, जैव रासायनिक और जैविक तरीकों का हिस्सा बढ़ रहा है, बाद के समूहों के तरीकों के सिद्धांत में सुधार करना और व्यक्ति के सैद्धांतिक पहलुओं को एकीकृत करना बहुत महत्वपूर्ण है। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के सामान्य सिद्धांत में तरीके।

विकास का इतिहास. सामग्री का परीक्षण प्राचीन काल में किया जाता था; उदाहरण के लिए, गलाने के लिए उनकी उपयुक्तता निर्धारित करने के लिए अयस्कों की जांच की गई, विभिन्न उत्पादों - उनमें सोने और चांदी की सामग्री का निर्धारण करने के लिए। 14 वीं -16 वीं शताब्दी के कीमियागरों ने विश्लेषण के रासायनिक तरीकों की नींव रखते हुए, पदार्थों के गुणों के अध्ययन पर भारी मात्रा में प्रायोगिक कार्य किया। 16-17 शताब्दियों (आईट्रोकेमिस्ट्री की अवधि) में, समाधान में प्रतिक्रियाओं के आधार पर पदार्थों का पता लगाने के लिए नए रासायनिक तरीके दिखाई दिए (उदाहरण के लिए, क्लोराइड आयनों के साथ एक अवक्षेप के गठन से चांदी के आयनों की खोज)। आर. बॉयल, जिन्होंने "रासायनिक विश्लेषण" की अवधारणा पेश की, को वैज्ञानिक विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान का संस्थापक माना जाता है।

19वीं शताब्दी के मध्य तक, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान रसायन विज्ञान की मुख्य शाखा थी। इस अवधि के दौरान, कई रासायनिक तत्वों की खोज की गई, कुछ प्राकृतिक पदार्थों के घटक भागों को अलग कर दिया गया, संरचना की स्थिरता और कई अनुपातों के नियम, और द्रव्यमान के संरक्षण के कानून की स्थापना की गई। स्वीडिश रसायनज्ञ और खनिज विज्ञानी टी। बर्गमैन ने व्यवस्थित गुणात्मक विश्लेषण के लिए एक योजना विकसित की, सक्रिय रूप से एक विश्लेषणात्मक अभिकर्मक के रूप में हाइड्रोजन सल्फाइड का उपयोग किया, और मोती प्राप्त करने के लिए प्रस्तावित लौ विश्लेषण विधियों का प्रस्ताव दिया। 19वीं शताब्दी में, जर्मन रसायनज्ञ जी. रोज और के. फ्रेसेनियस द्वारा व्यवस्थित गुणात्मक विश्लेषण में सुधार किया गया था। उसी शताब्दी को मात्रात्मक विश्लेषण के विकास में बड़ी सफलताओं द्वारा चिह्नित किया गया था। एक अनुमापांक विधि बनाई गई थी (फ्रांसीसी रसायनज्ञ एफ। डेक्रोसिल, जे। गे-लुसाक), ग्रेविमेट्रिक विश्लेषण में काफी सुधार हुआ था, और गैसों के विश्लेषण के तरीके विकसित किए गए थे। कार्बनिक यौगिकों (यू। लिबिग) के मौलिक विश्लेषण के लिए विधियों के विकास का बहुत महत्व था। 19वीं शताब्दी के अंत में, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के एक सिद्धांत ने आकार लिया, जो आयनों (मुख्य रूप से डब्ल्यू। ओस्टवाल्ड) की भागीदारी के साथ समाधान में रासायनिक संतुलन के सिद्धांत पर आधारित था। उस समय तक, जलीय घोलों में आयनों के विश्लेषण के तरीकों ने विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में प्रमुख स्थान ले लिया था।

20वीं सदी में कार्बनिक यौगिकों के सूक्ष्म विश्लेषण के तरीके विकसित किए गए (एफ. प्रीगल)। एक ध्रुवीय विधि प्रस्तावित की गई थी (जे। गेयरोव्स्की, 1922)। कई भौतिक तरीके सामने आए हैं, उदाहरण के लिए, मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक, एक्स-रे, परमाणु भौतिकी। क्रोमैटोग्राफी की खोज (एम. एस. स्वेट, 1903) और विशेष रूप से विभाजन क्रोमैटोग्राफी (ए। मार्टिन और आर। सिंग, 1941) में इस पद्धति के विभिन्न रूपों का निर्माण बहुत महत्वपूर्ण था।

रूस और यूएसएसआर में, आई ए मेन्शुटकिन द्वारा पाठ्यपुस्तक विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के लिए बहुत महत्वपूर्ण था (यह 16 संस्करणों के माध्यम से चला गया)। एमए इलिंस्की और एल.ए. चुगेव ने जैविक विश्लेषणात्मक अभिकर्मकों को व्यवहार में लाया (19 वीं के अंत - 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में), एन.ए. तनानेव ने गुणात्मक विश्लेषण की ड्रॉप विधि विकसित की (साथ ही ऑस्ट्रियाई रसायनज्ञ एफ। फीगल, 1920 के दशक के साथ)। 1938 में एन.ए. इज़मेलोव और एम.एस. श्रेइबर ने सबसे पहले पतली परत क्रोमैटोग्राफी का वर्णन किया था। रूसी वैज्ञानिकों ने जटिल गठन और इसके विश्लेषणात्मक उपयोग (I.P. Alimarin, A.K. Babko) के अध्ययन में, कार्बनिक विश्लेषणात्मक अभिकर्मकों की कार्रवाई के सिद्धांत के लिए, मास स्पेक्ट्रोमेट्री के विकास, फोटोमेट्री के तरीकों, परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोमेट्री ( बी.वी. लवॉव), व्यक्तिगत तत्वों के विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में, विशेष रूप से दुर्लभ और प्लैटिनम, और कई वस्तुएं - उच्च शुद्धता वाले पदार्थ, खनिज, धातु और मिश्र धातु।

अभ्यास की मांगों ने हमेशा विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के विकास को प्रेरित किया है। इस प्रकार, 1940-1970 के दशक में, उच्च शुद्धता वाले परमाणु, अर्धचालक और अन्य सामग्रियों का विश्लेषण करने की आवश्यकता के संबंध में, रेडियोधर्मी विश्लेषण, स्पार्क मास स्पेक्ट्रोमेट्री, रासायनिक वर्णक्रमीय विश्लेषण, और स्ट्रिपिंग वोल्टामेट्री जैसे संवेदनशील तरीकों का निर्माण किया गया, जो इसका निर्धारण प्रदान करते हैं। शुद्ध पदार्थों में 10 - 7 -10 -8% अशुद्धियाँ, यानी मुख्य पदार्थ के प्रति 10-1000 बिलियन भागों में अशुद्धता का 1 भाग। लौह धातु विज्ञान के विकास के लिए, विशेष रूप से उच्च गति वाले बीओएफ स्टील उत्पादन में संक्रमण के संबंध में, तेजी से विश्लेषण निर्णायक बन गया है। तथाकथित क्वांटोमीटर का उपयोग - बहु-तत्व ऑप्टिकल स्पेक्ट्रल या एक्स-रे विश्लेषण के लिए फोटोइलेक्ट्रिक डिवाइस - पिघलने के दौरान विश्लेषण की अनुमति देता है।

कार्बनिक यौगिकों के जटिल मिश्रणों का विश्लेषण करने की आवश्यकता ने गैस क्रोमैटोग्राफी का गहन विकास किया है, जिससे कई दसियों या सैकड़ों पदार्थों वाले सबसे जटिल मिश्रणों का विश्लेषण करना संभव हो गया है। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान ने परमाणु नाभिक की ऊर्जा की महारत, अंतरिक्ष और महासागर के अध्ययन, इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास और जैविक विज्ञान की प्रगति में बहुत योगदान दिया है।

अध्ययन का विषय. विश्लेषण सामग्री के नमूने के सिद्धांत के विकास द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है; आमतौर पर, नमूने के मुद्दों को अध्ययन के तहत पदार्थों के विशेषज्ञों के साथ संयुक्त रूप से हल किया जाता है (उदाहरण के लिए, भूवैज्ञानिकों, धातुविदों के साथ)। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान नमूना अपघटन के तरीकों का विकास कर रहा है - विघटन, संलयन, सिंटरिंग, आदि, जो नमूने का एक पूर्ण "उद्घाटन" प्रदान करना चाहिए और निर्धारित घटकों के नुकसान और बाहर से संदूषण को रोकना चाहिए। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के कार्यों में मात्रा माप, निस्पंदन और कैल्सीनेशन जैसे विश्लेषण के ऐसे सामान्य संचालन के लिए तकनीकों का विकास शामिल है। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के कार्यों में से एक विश्लेषणात्मक उपकरण के विकास, नए सर्किट और उपकरण डिजाइन (जो अक्सर विश्लेषण विधि के विकास में अंतिम चरण के रूप में कार्य करता है) के साथ-साथ संश्लेषण के विकास के लिए दिशाओं का निर्धारण करना है। नए विश्लेषणात्मक अभिकर्मकों की।

मात्रात्मक विश्लेषण के लिए, विधियों और उपकरणों की मेट्रोलॉजिकल विशेषताएं बहुत महत्वपूर्ण हैं। इस संबंध में, विश्लेषणात्मक रसायन शास्त्र विश्लेषण की शुद्धता सुनिश्चित करने के संदर्भ नमूनों (मानक नमूनों सहित) और अन्य साधनों के अंशांकन, निर्माण और उपयोग की समस्याओं का अध्ययन करता है। विश्लेषण परिणामों के प्रसंस्करण, विशेष रूप से कंप्यूटर प्रसंस्करण द्वारा एक महत्वपूर्ण स्थान पर कब्जा कर लिया गया है। विश्लेषण की शर्तों को अनुकूलित करने के लिए सूचना सिद्धांत, पैटर्न मान्यता सिद्धांत और गणित की अन्य शाखाओं का उपयोग किया जाता है। कंप्यूटर का उपयोग न केवल परिणामों को संसाधित करने के लिए किया जाता है, बल्कि उपकरणों को नियंत्रित करने, हस्तक्षेप के लिए लेखांकन, अंशांकन और प्रयोगों की योजना बनाने के लिए भी किया जाता है; ऐसे विश्लेषणात्मक कार्य हैं जिन्हें केवल कंप्यूटर की सहायता से हल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, विशेषज्ञ प्रणालियों का उपयोग करके कार्बनिक यौगिकों के अणुओं की पहचान करना।

विश्लेषणात्मक रसायन शास्त्र विश्लेषण के तरीकों और विधियों की पसंद के लिए सामान्य दृष्टिकोण को परिभाषित करता है। तुलना विधियों के लिए तरीके विकसित किए जा रहे हैं, उनकी विनिमेयता और संयोजनों के लिए शर्तें, सिद्धांत और स्वचालित विश्लेषण के तरीके निर्धारित किए जाते हैं। विश्लेषण के व्यावहारिक उपयोग के लिए, उत्पाद की गुणवत्ता के संकेतक के रूप में इसके परिणाम के बारे में विचारों को विकसित करना आवश्यक है, तकनीकी प्रक्रियाओं के स्पष्ट नियंत्रण के सिद्धांत और किफायती तरीकों का निर्माण। अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में काम करने वाले विश्लेषकों के लिए विधियों का एकीकरण और मानकीकरण बहुत महत्वपूर्ण है। विश्लेषणात्मक समस्याओं को हल करने के लिए आवश्यक जानकारी की मात्रा को अनुकूलित करने के लिए एक सिद्धांत विकसित किया जा रहा है।

विश्लेषण के तरीके. विश्लेषण किए गए नमूने के द्रव्यमान या मात्रा के आधार पर, पृथक्करण और निर्धारण विधियों को कभी-कभी मैक्रो-, माइक्रो- और अल्ट्रामाइक्रो विधियों में विभाजित किया जाता है।

मिश्रण के पृथक्करण का आमतौर पर उन मामलों में सहारा लिया जाता है जहां नमूने के अन्य घटकों के हस्तक्षेप प्रभाव के कारण प्रत्यक्ष पता लगाने या पता लगाने के तरीके सही परिणाम प्रदान नहीं करते हैं। विशेष रूप से महत्वपूर्ण तथाकथित सापेक्ष एकाग्रता है, नमूना के मुख्य घटकों की काफी बड़ी मात्रा से विश्लेषण घटकों की छोटी मात्रा को अलग करना। मिश्रणों का पृथक्करण घटकों के थर्मोडायनामिक या संतुलन विशेषताओं (आयन विनिमय स्थिरांक, परिसरों की स्थिरता स्थिरांक) या गतिज मापदंडों में अंतर पर आधारित हो सकता है। पृथक्करण के लिए, मुख्य रूप से क्रोमैटोग्राफी, निष्कर्षण, वर्षा, आसवन, साथ ही विद्युत रासायनिक विधियों, जैसे कि इलेक्ट्रोडपोजिशन का उपयोग किया जाता है। निर्धारण के तरीके - विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तरीकों का मुख्य समूह। मात्रात्मक विश्लेषण के तरीके नमूने की संरचना पर किसी भी औसत दर्जे की संपत्ति की निर्भरता पर आधारित होते हैं, सबसे अधिक बार भौतिक। इस निर्भरता को एक निश्चित और ज्ञात तरीके से वर्णित किया जाना चाहिए। विश्लेषण के हाइब्रिड तरीके तेजी से विकसित हो रहे हैं, अलगाव और निर्धारण का संयोजन। उदाहरण के लिए, कार्बनिक यौगिकों के जटिल मिश्रणों के विश्लेषण के लिए विभिन्न डिटेक्टरों के साथ गैस क्रोमैटोग्राफी सबसे महत्वपूर्ण तरीका है। गैर-वाष्पशील और ऊष्मीय रूप से अस्थिर यौगिकों के मिश्रण के विश्लेषण के लिए, उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी अधिक सुविधाजनक है।

विश्लेषण के लिए, विभिन्न तरीकों की आवश्यकता होती है, क्योंकि उनमें से प्रत्येक के अपने फायदे और सीमाएं होती हैं। इस प्रकार, अत्यंत संवेदनशील रेडियोसक्रियण और बड़े पैमाने पर वर्णक्रमीय विधियों के लिए जटिल और महंगे उपकरण की आवश्यकता होती है। सरल, सुलभ और बहुत संवेदनशील गतिज विधियां हमेशा परिणामों की वांछित प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता प्रदान नहीं करती हैं। विधियों का मूल्यांकन और तुलना करते समय, विशिष्ट समस्याओं को हल करने के लिए उन्हें चुनते समय, कई कारकों को ध्यान में रखा जाता है: मेट्रोलॉजिकल पैरामीटर, संभावित उपयोग का दायरा, उपकरण की उपलब्धता, विश्लेषक योग्यता, परंपराएं इत्यादि। इन कारकों में सबसे महत्वपूर्ण मेट्रोलॉजिकल पैरामीटर हैं जैसे पता लगाने की सीमा या एकाग्रता सीमा (मात्रा) के रूप में, जिसमें विधि विश्वसनीय परिणाम देती है, और विधि की सटीकता, यानी परिणामों की शुद्धता और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता। कई मामलों में, "मल्टीकंपोनेंट" विधियों का बहुत महत्व है, जो एक साथ बड़ी संख्या में घटकों को निर्धारित करना संभव बनाता है, उदाहरण के लिए, परमाणु उत्सर्जन और एक्स-रे वर्णक्रमीय विश्लेषण, और क्रोमैटोग्राफी। ऐसे तरीकों की भूमिका बढ़ रही है। Ceteris paribus, प्रत्यक्ष विश्लेषण के तरीकों को प्राथमिकता दी जाती है, अर्थात, नमूने की रासायनिक तैयारी से संबद्ध नहीं; हालाँकि, ऐसी तैयारी अक्सर आवश्यक होती है। उदाहरण के लिए, परीक्षण घटक का पूर्वसंकेंद्रण किसी को इसकी कम सांद्रता निर्धारित करने, नमूने में घटक के अमानवीय वितरण और संदर्भ नमूनों की अनुपस्थिति से जुड़ी कठिनाइयों को समाप्त करने की अनुमति देता है।

स्थानीय विश्लेषण के तरीकों का एक विशेष स्थान है। उनमें से एक आवश्यक भूमिका एक्स-रे वर्णक्रमीय माइक्रोएनालिसिस (इलेक्ट्रॉन जांच), माध्यमिक आयनों के द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री, ऑगर स्पेक्ट्रोस्कोपी और अन्य भौतिक विधियों द्वारा निभाई जाती है। वे बहुत महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से, ठोस पदार्थों की सतह परतों के विश्लेषण या चट्टानों में समावेशन में।

एक विशिष्ट समूह में कार्बनिक यौगिकों के मौलिक विश्लेषण के तरीके होते हैं। कार्बनिक पदार्थ एक या दूसरे तरीके से विघटित होते हैं, और इसके घटक सबसे सरल अकार्बनिक यौगिकों (सीओ 2, एच 2 ओ, एनएच 3, आदि) के रूप में पारंपरिक तरीकों से निर्धारित होते हैं। गैस क्रोमैटोग्राफी के उपयोग ने तात्विक विश्लेषण को स्वचालित करना संभव बना दिया; इसके लिए C-, H-, N-, S- एनालाइजर और अन्य स्वचालित उपकरण तैयार किए जाते हैं। कार्यात्मक समूहों (कार्यात्मक विश्लेषण) द्वारा कार्बनिक यौगिकों का विश्लेषण विभिन्न रासायनिक, विद्युत रासायनिक, वर्णक्रमीय (एनएमआर या आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी) या क्रोमैटोग्राफिक विधियों द्वारा किया जाता है।

चरण विश्लेषण में, अर्थात्, अलग-अलग चरणों का निर्माण करने वाले रासायनिक यौगिकों का निर्धारण, बाद वाले को पहले अलग किया जाता है, उदाहरण के लिए, एक चयनात्मक विलायक का उपयोग करके, और फिर परिणामी समाधानों का विश्लेषण पारंपरिक तरीकों से किया जाता है; पूर्व चरण पृथक्करण के बिना चरण विश्लेषण के बहुत आशाजनक भौतिक तरीके।

व्यावहारिक मूल्य. रासायनिक विश्लेषण विभिन्न उद्योगों में कई तकनीकी प्रक्रियाओं और उत्पाद की गुणवत्ता का नियंत्रण प्रदान करता है, खनन उद्योग में खनिजों की खोज और अन्वेषण में एक बड़ी भूमिका निभाता है। रासायनिक विश्लेषण की मदद से पर्यावरण (मिट्टी, पानी और हवा) की शुद्धता को नियंत्रित किया जाता है। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में उपलब्धियां विज्ञान और प्रौद्योगिकी की विभिन्न शाखाओं में उपयोग की जाती हैं: परमाणु ऊर्जा, इलेक्ट्रॉनिक्स, समुद्र विज्ञान, जीव विज्ञान, चिकित्सा, फोरेंसिक, पुरातत्व और अंतरिक्ष अनुसंधान। रासायनिक विश्लेषण का आर्थिक महत्व महान है। इस प्रकार, धातु विज्ञान में मिश्र धातु योजकों का सटीक निर्धारण मूल्यवान धातुओं को बचाने की अनुमति देता है। चिकित्सा और कृषि रासायनिक प्रयोगशालाओं में निरंतर स्वचालित विश्लेषण के लिए संक्रमण से विश्लेषण की गति (रक्त, मूत्र, मिट्टी के अर्क, और इसी तरह) में नाटकीय रूप से वृद्धि करना और प्रयोगशाला कर्मचारियों की संख्या को कम करना संभव हो जाता है।

लिट।: एनालिटिकल केमिस्ट्री के फंडामेंटल्स: 2 किताबों में / यू। ए। ज़ोलोटोव द्वारा संपादित। एम।, 2002; एनालिटिकल केमिस्ट्री: 2 खंड में, एम., 2003-2004।

4.2. क्रोमैटोग्राफिक तरीके

4.3. रासायनिक तरीके

4.4. विद्युत रासायनिक तरीके

4.5. स्पेक्ट्रोस्कोपिक तरीके

4.6. मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक तरीके

4.7. रेडियोधर्मिता पर आधारित विश्लेषण के तरीके

4.8. थर्मल तरीके

4.9. विश्लेषण के जैविक तरीके

5। निष्कर्ष

6. प्रयुक्त साहित्य की सूची

परिचय

रासायनिक विश्लेषण राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के कई क्षेत्रों में उत्पादन और उत्पाद की गुणवत्ता की निगरानी के साधन के रूप में कार्य करता है। खनिज अन्वेषण विश्लेषण के परिणामों पर अलग-अलग डिग्री पर आधारित है। विश्लेषण पर्यावरण प्रदूषण की निगरानी का मुख्य साधन है। कृषि-औद्योगिक परिसर के सामान्य कामकाज के लिए मिट्टी, उर्वरक, चारा और कृषि उत्पादों की रासायनिक संरचना का पता लगाना महत्वपूर्ण है। चिकित्सा निदान और जैव प्रौद्योगिकी में रासायनिक विश्लेषण अपरिहार्य है। कई विज्ञानों का विकास रासायनिक विश्लेषण के स्तर, विधियों, उपकरणों और अभिकर्मकों के साथ प्रयोगशाला के उपकरण पर निर्भर करता है।

रासायनिक विश्लेषण का वैज्ञानिक आधार विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान है, एक ऐसा विज्ञान जो सदियों से रसायन विज्ञान का एक हिस्सा और कभी-कभी मुख्य भाग रहा है।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान पदार्थों की रासायनिक संरचना और आंशिक रूप से उनकी रासायनिक संरचना को निर्धारित करने का विज्ञान है। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तरीके इस सवाल का जवाब देने की अनुमति देते हैं कि किसी पदार्थ में क्या शामिल है, इसकी संरचना में कौन से घटक शामिल हैं। ये विधियां अक्सर यह पता लगाना संभव बनाती हैं कि किसी पदार्थ में दिया गया घटक किस रूप में मौजूद है, उदाहरण के लिए, किसी तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था का निर्धारण करना। कभी-कभी घटकों की स्थानिक व्यवस्था का अनुमान लगाना संभव होता है।

विधियों को विकसित करते समय, आपको अक्सर विज्ञान के संबंधित क्षेत्रों से विचारों को उधार लेना पड़ता है और उन्हें अपने लक्ष्यों के अनुकूल बनाना पड़ता है। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के कार्य में विधियों की सैद्धांतिक नींव का विकास, उनकी प्रयोज्यता की सीमा की स्थापना, मेट्रोलॉजिकल और अन्य विशेषताओं का आकलन, विभिन्न वस्तुओं के विश्लेषण के तरीकों का निर्माण शामिल है।

विश्लेषण के तरीके और साधन लगातार बदल रहे हैं: नए दृष्टिकोण शामिल हैं, नए सिद्धांतों और घटनाओं का उपयोग किया जाता है, अक्सर ज्ञान के दूर के क्षेत्रों से।

विश्लेषण विधि को संरचना का निर्धारण करने के लिए एक काफी सार्वभौमिक और सैद्धांतिक रूप से उचित विधि के रूप में समझा जाता है, भले ही घटक निर्धारित किया जा रहा हो और वस्तु का विश्लेषण किया जा रहा हो। जब वे विश्लेषण की विधि के बारे में बात करते हैं, तो उनका मतलब अंतर्निहित सिद्धांत, संरचना और किसी भी मापी गई संपत्ति के बीच संबंधों की मात्रात्मक अभिव्यक्ति है; हस्तक्षेप का पता लगाने और उन्मूलन सहित चयनित कार्यान्वयन तकनीकें; व्यावहारिक कार्यान्वयन के लिए उपकरण और माप परिणामों को संसाधित करने के तरीके। विश्लेषण पद्धति चयनित पद्धति का उपयोग करके किसी दिए गए वस्तु के विश्लेषण का विस्तृत विवरण है।

ज्ञान के क्षेत्र के रूप में विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तीन कार्य हैं:

1. विश्लेषण के सामान्य मुद्दों का समाधान,

2. विश्लेषणात्मक विधियों का विकास,

3. विश्लेषण की विशिष्ट समस्याओं का समाधान।

इसे भी प्रतिष्ठित किया जा सकता है गुणात्मकऔर मात्रात्मकविश्लेषण करता है पहला यह तय करता है कि विश्लेषण की गई वस्तु में कौन से घटक शामिल हैं, दूसरा सभी या व्यक्तिगत घटकों की मात्रात्मक सामग्री के बारे में जानकारी देता है।

2. विधियों का वर्गीकरण

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के सभी मौजूदा तरीकों को नमूनाकरण, नमूनों के अपघटन, घटकों को अलग करने, पता लगाने (पहचान) और निर्धारण के तरीकों में विभाजित किया जा सकता है। ऐसी संकर विधियाँ हैं जो पृथक्करण और परिभाषा को जोड़ती हैं। पता लगाने और परिभाषा विधियों में बहुत कुछ समान है।

निर्धारण के तरीके सबसे महत्वपूर्ण हैं। उन्हें मापी गई संपत्ति की प्रकृति या संबंधित सिग्नल के पंजीकृत होने के तरीके के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। निर्धारण के तरीकों में विभाजित हैं रासायनिक , शारीरिकऔर जैविक. रासायनिक विधियाँ रासायनिक (विद्युत रासायनिक सहित) प्रतिक्रियाओं पर आधारित होती हैं। इसमें भौतिक रसायन नामक विधियां शामिल हैं। भौतिक विधियाँ भौतिक घटनाओं और प्रक्रियाओं पर आधारित होती हैं, जैविक विधियाँ जीवन की घटना पर आधारित होती हैं।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विधियों के लिए मुख्य आवश्यकताएं हैं: परिणामों की शुद्धता और अच्छी प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता, आवश्यक घटकों की कम पहचान सीमा, चयनात्मकता, रैपिडिटी, विश्लेषण में आसानी और इसके स्वचालन की संभावना।

विश्लेषण पद्धति का चयन करते समय, विश्लेषण के उद्देश्य को स्पष्ट रूप से जानना आवश्यक है, जिन कार्यों को हल करने की आवश्यकता है, और उपलब्ध विश्लेषण विधियों के फायदे और नुकसान का मूल्यांकन करें।

3. विश्लेषणात्मक संकेत

नमूने के चयन और तैयारी के बाद, रासायनिक विश्लेषण का चरण शुरू होता है, जिस पर घटक का पता लगाया जाता है या इसकी मात्रा निर्धारित की जाती है। इस उद्देश्य के लिए, वे मापते हैं विश्लेषणात्मक संकेत. अधिकांश तरीकों में, विश्लेषणात्मक संकेत विश्लेषण के अंतिम चरण में एक भौतिक मात्रा के माप का औसत है, जो कार्यात्मक रूप से विश्लेषण की सामग्री से संबंधित है।

यदि किसी घटक का पता लगाना आवश्यक है, तो यह आमतौर पर तय किया जाता है उपस्थितिविश्लेषणात्मक संकेत - एक अवक्षेप, रंग, स्पेक्ट्रम में रेखाएं आदि की उपस्थिति। एक विश्लेषणात्मक संकेत की उपस्थिति को विश्वसनीय रूप से दर्ज किया जाना चाहिए। किसी घटक की मात्रा निर्धारित करते समय, इसे मापा जाता है आकारविश्लेषणात्मक संकेत - तलछट द्रव्यमान, वर्तमान ताकत, स्पेक्ट्रम लाइन की तीव्रता, आदि।

4. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तरीके

4.1. मास्किंग, पृथक्करण और एकाग्रता के तरीके

मास्किंग।

मास्किंग उन पदार्थों की उपस्थिति में रासायनिक प्रतिक्रिया का निषेध या पूर्ण दमन है जो इसकी दिशा या गति को बदल सकते हैं। इस मामले में, कोई नया चरण नहीं बनता है। मास्किंग दो प्रकार के होते हैं - थर्मोडायनामिक (संतुलन) और गतिज (गैर-संतुलन)। थर्मोडायनामिक मास्किंग में, ऐसी स्थितियां बनाई जाती हैं जिनके तहत सशर्त प्रतिक्रिया स्थिरांक को इस हद तक कम कर दिया जाता है कि प्रतिक्रिया नगण्य हो जाती है। विश्लेषणात्मक संकेत को मज़बूती से ठीक करने के लिए नकाबपोश घटक की एकाग्रता अपर्याप्त हो जाती है। काइनेटिक मास्किंग एक ही अभिकर्मक के साथ नकाबपोश और विश्लेषण की प्रतिक्रिया दरों के बीच अंतर को बढ़ाने पर आधारित है।

अलगाव और एकाग्रता।

अलगाव और एकाग्रता की आवश्यकता निम्नलिखित कारकों के कारण हो सकती है: नमूने में ऐसे घटक होते हैं जो निर्धारण में हस्तक्षेप करते हैं; विश्लेषण की एकाग्रता विधि का पता लगाने की सीमा से कम है; निर्धारित किए जाने वाले घटकों को नमूने में असमान रूप से वितरित किया जाता है; उपकरणों को कैलिब्रेट करने के लिए कोई मानक नमूने नहीं हैं; नमूना अत्यधिक जहरीला, रेडियोधर्मी और महंगा है।

पृथक्करण- यह एक ऑपरेशन (प्रक्रिया) है, जिसके परिणामस्वरूप प्रारंभिक मिश्रण बनाने वाले घटक एक दूसरे से अलग हो जाते हैं।

एकाग्रता- यह एक ऑपरेशन (प्रक्रिया) है, जिसके परिणामस्वरूप एकाग्रता या सूक्ष्म घटकों की मात्रा का अनुपात या मैक्रोकंपोनेंट की मात्रा में वृद्धि होती है।

वर्षा और सह-वर्षा।

वर्षा का उपयोग आमतौर पर अकार्बनिक पदार्थों को अलग करने के लिए किया जाता है। कार्बनिक अभिकर्मकों द्वारा सूक्ष्म घटकों की वर्षा, और विशेष रूप से उनके सह-वर्षा, एक उच्च सांद्रता कारक प्रदान करते हैं। इन विधियों का उपयोग निर्धारण के तरीकों के संयोजन में किया जाता है जो ठोस नमूनों से एक विश्लेषणात्मक संकेत प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

अवक्षेपण द्वारा पृथक्करण यौगिकों की विभिन्न विलेयता पर आधारित होता है, मुख्यतः जलीय विलयनों में।

सह-वर्षा एक समाधान और एक अवक्षेप के बीच एक माइक्रोकंपोनेंट का वितरण है।

निष्कर्षण।

निष्कर्षण दो चरणों के बीच एक पदार्थ को वितरित करने की एक भौतिक-रासायनिक प्रक्रिया है, जो अक्सर दो अमिश्रणीय तरल पदार्थों के बीच होती है। यह रासायनिक प्रतिक्रियाओं के साथ बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की प्रक्रिया भी है।

निष्कर्षण विधियां विभिन्न औद्योगिक और प्राकृतिक वस्तुओं के विश्लेषण में एकाग्रता, सूक्ष्म घटकों या मैक्रोकंपोनेंट्स के निष्कर्षण, घटकों के व्यक्तिगत और समूह अलगाव के लिए उपयुक्त हैं। प्रदर्शन करने के लिए विधि सरल और तेज है, अलगाव और एकाग्रता की उच्च दक्षता प्रदान करती है, और निर्धारण के विभिन्न तरीकों के साथ संगत है। निष्कर्षण आपको भौतिक-रासायनिक विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए, विभिन्न परिस्थितियों में समाधान में पदार्थों की स्थिति का अध्ययन करने की अनुमति देता है।

सोर्शन।

पदार्थों के पृथक्करण और सांद्रता के लिए सोरशन का अच्छी तरह से उपयोग किया जाता है। सोरशन विधियां आमतौर पर अच्छा पृथक्करण चयनात्मकता और एकाग्रता कारकों के उच्च मूल्य प्रदान करती हैं।

सोर्प्शन- ठोस वाहक (सॉर्बेंट्स) पर ठोस या तरल अवशोषक द्वारा गैसों, वाष्पों और भंग पदार्थों के अवशोषण की प्रक्रिया।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण और सीमेंटेशन।

चुनावी पृथक्करण की सबसे सामान्य विधि, जिसमें पृथक या सांद्र पदार्थ को ठोस इलेक्ट्रोड पर तात्विक अवस्था में या किसी प्रकार के यौगिक के रूप में पृथक किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइटिक अलगाव (इलेक्ट्रोलिसिस)नियंत्रित विभव पर विद्युत धारा द्वारा किसी पदार्थ के निक्षेपण के आधार पर। धातुओं के कैथोडिक निक्षेपण का सबसे सामान्य रूप। इलेक्ट्रोड सामग्री कार्बन, प्लैटिनम, सिल्वर, कॉपर, टंगस्टन आदि हो सकती है।

वैद्युतकणसंचलनविद्युत क्षेत्र में विभिन्न आवेशों, आकृतियों और आकारों के कणों की गति की गति में अंतर पर आधारित है। गति की गति आवेश, क्षेत्र शक्ति और कण त्रिज्या पर निर्भर करती है। वैद्युतकणसंचलन दो प्रकार के होते हैं: ललाट (सरल) और क्षेत्र (एक वाहक पर)। पहले मामले में, अलग किए जाने वाले घटकों वाले समाधान की एक छोटी मात्रा को इलेक्ट्रोलाइट समाधान के साथ एक ट्यूब में रखा जाता है। दूसरे मामले में, आंदोलन एक स्थिर माध्यम में होता है जो विद्युत क्षेत्र बंद होने के बाद कणों को जगह में रखता है।

तरीका ग्राउटिंगपर्याप्त रूप से नकारात्मक क्षमता वाले धातुओं पर घटकों (आमतौर पर छोटी मात्रा) की कमी या इलेक्ट्रोनगेटिव धातुओं के अल्मागामा शामिल हैं। सीमेंटेशन के दौरान, दो प्रक्रियाएं एक साथ होती हैं: कैथोडिक (घटक का पृथक्करण) और एनोडिक (सीमेंटिंग धातु का विघटन)।