Методы анализа вещества

Все методы анализа основаны на использовании зависимости физикохимических свойств вещества от его природы и содержания в анализируемой пробе. В классических методах химического анализа в качестве такого свойства используют или массу осадка (гравиметрический метод), или объем реактива, израсходованного на проведение реакции (титриметрический метод).

В основе химических методов обнаружения и определения лежат химические реакции трех типов: кислотно-основные, окислительно-восстановительные и комплексообразования. Иногда они сопровождаются изменением агрегатного состояния компонентов. Наибольшее значение среди химических методов имеют гравиметрический и титриметрический, которые называют классическими.

Классические методы являются ручными, но их отличает высокая точность. Относительная погрешность измерения редко превышает 0,1—0,2%, тогда как погрешность многих инструментальных методов составляет 2—5%.

Гравиметрический анализ — количественный химический анализ, основанный на измерении массы вещества. Гравиметрический метод заключается в выделении вещества в чистом виде и его взвешивании. Чаще всего определяемый компонент выделяют в виде труднорастворимого соединения (метод осаждения), реже — в виде летучего соединения (метод отгонки). Затем осаждаемую форму переводят в гравиметрическую форму, массу которой измеряют. Например, при определении ионов Са²⁺ осаждаемая форма — СаС₂0₄, а гравиметрическая — СаО.

Титриметрический метод анализа — совокупность методов количественного химического анализа, заключающаяся в измерении объема раствора реактива известной концентрации, расходуемого на реакцию с данным количеством (объемом) определяемого вещества.

Основная область применения гравиметрии и титримегрии — прецизионное (от фр. precision — «точность») определение больших и средних количеств веществ.

К химическим методам также можно отнести биохимические и кинетические.

К биохимическим методам относят методы, основанные на использовании процессов, происходящих с участием биологических компонентов (ферментов, антител и т. п.). Выходным сигналом при этом чаще всего является скорость процесса или конечная концентрация одного из продуктов реакции, определяемая любым инструментальным методом (спектрофотометрическим, люминесцентным, электрохимическим и т. д.).

Среди разновидностей биохимических методов анализа (ферментативных, иммунохимических, РНКи ДНК-зондов и др.) наиболее часто используют ферментативные и иммунохимические.

Ферментативные методы основаны на использовании реакций, катализируемых ферментами — биологическими катализаторами, отличающимися высокой активностью и избирательностью действия.

Иммунохимические методы анализа основаны на специфическом связывании определяемого соединения — антигена соответствующими антителами (специфическими белками крови, образующимися в результате иммунологических процессов, направленных на удаление из организма антигенов — генетически чужеродных тел). Иммунохимическая реакция в растворе между антителами и антигенами — сложный процесс, иротекающий б несколько стадий. В этом анализе принципиально возможно использование только первой стадии, которой является обратимое образование комплексов состава 1:1.

Кинетические методы основаны на использовании зависимости скорости химической реакции V от концентрации реагирующих веществ, а в случае каталитических реакций — и от концентрации катализатора.

где k — константа скорости каталитической реакции; С_л, С_в и С_кат — концентрации реагирующих веществ (А и В) и катализатора соответственно.