Из определения (см. с. 290) следует, что результат анализа будет отвечать действительному значению концентрации компонента в анализируемом объекте, если анализу подвергается весь объект. Поэтому вначале и было сделано такое допущение (см. с. 292). На практике это допущение не реализуется. Кроме того, для определения места измерений в количественном анализе необходимо отказаться и от второго допущения.
Так как анализу подвергается только часть анализируемого объекта, обозначаемая как аналитическая проба, ваналитической процедуре, наряду с измерением концентрации, появляется самостоятельный этап, называемый пробоотбором. Основное требование к аналитической пробе заключается в том, что она должна быть представительной. Это означает, что она должна правильно отражать качественный состав анализируемого объекта и концентрации всех его компонентов.
Пример 62. В качестве примера, характеризующего постановку задачи при подготовке аналитической пробы, можно привести встречающийся на практике случай, когда требуется проанализировать партию в 25 тонн серебряной руды. Требования к анализу заключаются в необходимости получения максимально достоверных результатов, так как стоимость руды определяется концентрацией серебра. Поэтому как поставщик, так и потребитель заинтересованы в правильном анализе руды. Решение этой задачи осложняется тем, что руда неоднородна и состоит из комков разного размера с различным содержанием серебра, а аналитическая проба должна быть всего 1 г. В таких случаях весь процесс пробоотбора выполняется в три стадии:
1) составление большой пробы;
2) уменьшение этой пробы до объема, подходящего для лабораторного анализа;
3) приготовление аналитической пробы.
Пробоотбор представляет сложную проблему, лишь частично поддающуюся теоретическому описанию. Вместе с тем, результаты анализа пробы будут настолько отвечать действительности, т. е. будут правильными для всего анализируемого объекта, насколько сама проба представительна относительно этого объекта. Аналитическая практика свидетельствует, что при анализе не гомогенных объектов основное влияние на правильность результата анализа всего образца оказывает именно пробоотбор. При анализе газообразных или жидких смесей (гомогенных объектов) пробоотбор не оказывает влияния на качество результата анализа.
К специфическим особенностям количественного анализа относятся и все сложности, связанные с недостаточной селективностью методов анализа, рассмотренные в предыдущем разделе. При этом следует отметить, что эффект матрицы в большей степени проявляется именно в количественном анализе. Появление в аналитической процедуре еще одного самостоятельного этапа, а именно, этапа пробоподготовки обусловлено не в последнюю очередь необходимостью устранить влияние мешающих веществ.
Таким образом, основные положения, характеризующие место измерения концентрации при проведении количественного анализа, можно свести к следующему.
1. Измерение концентрации представляет только один из этапов количественного анализа, являющегося многоэтапной процедурой, включающей, наряду с измерением, этапы пробоотбора и пробоподготовки.
2. Этапы пробоотбора и пробоподготовки могут вносить значительный вклад в отклонения результатов измерения концентрации от ее действительных значений в анализируемом объекте.
3. Следствием п. 2 является невозможность повышения правильности результатов количественного анализа за счет применения более точных средств измерений. В подобных случаях следует не увеличивать точность измерения концентрации в пробе, а повышать правильность методик подготовки пробы и пробоотбора.
4. Разработка способов контроля правильности результатов анализа приобретает особую значимость вследствие пп. 2, 3.
5. Измерения концентрации основаны на измерении практически всех известных свойств, как это следует из предыдущего раздела.
В заключение следует отметить, что сравнение характера измерений и места измерений в качественном и количественном анализе показывает несостоятельность трактовки качественного анализа как количественного, только с чрезвычайно огрубленными показаниями.
Наконец, представляет интерес провести параллель между химическим анализом как многоэтапной аналитической процедурой и информационной цепью (рис. 147)
Представленная на рис. 147 схема в наглядной форме показывает, что:
1) химический анализ является многоэтапной процедурой;
2) измерение является одним из этапов этой процедуры и включает пп. 6, 7, 8, 9;
3) требуется различать оперативные процессы (на схеме изображены стрелками) и их конечные стадии (изображены в виде прямоугольников).
6.2. КОНЦЕНТРАЦИЯ
6.2.1. Концентрация как физическая величина
Концентрация относится к производным физическим величинам и характеризует, как следует из определения (с. 290), относительное содержание любого конкретного компонента, находящегося в исследуемом объекте.
Концентрация как физическая величина имеет существенные особенности, отличающие ее от других величин:
1. Концентрация имеет целый ряд единиц.
2. Концентрация может быть как размерной величиной, так и безразмерной.
3. Концентрация всегда является именованной величиной.
Существование у концентрации целого ряда единиц обусловлено, с одной стороны, тем, что она характеризует относительное содержание компонента. Поэтому в зависимости от- выбора единиц для характеристики абсолютного содержания компонента можно получить ряд единиц концентрации. С другой стороны, для характеристики анализируемого объекта также могут быть использованы различные единицы. Этот вопрос будет подробно обсуждаться при рассмотрении конкретных единиц концентрации.
Известно, что многие физические величины могут иметь несколько единиц. В чем же в таком случае отличие концентрации?
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.