Utafiti wa kemikali-fizikia kama tawi la kemia uchanganuzi hutumiwa sana katika kila nyanja ya maisha ya mwanadamu. Hukuruhusu kusoma sifa za dutu inayokuvutia kwa kubainisha kijenzi cha kiasi cha vijenzi katika muundo wa sampuli.
Utafiti wa dawa
Utafiti wa kisayansi ni ujuzi wa kitu au jambo ili kupata mfumo wa dhana na maarifa. Kulingana na kanuni ya kitendo, mbinu zinazotumika zimeainishwa katika:
- ya kisayansi;
- shirika;
- mfasiri;
- mbinu za uchanganuzi wa ubora na kiasi.
Mbinu za utafiti wa kisayansi huakisi kitu kinachochunguzwa kutoka upande wa maonyesho ya nje na ni pamoja na uchunguzi, kipimo, majaribio, kulinganisha. Utafiti wa kimajaribio unategemea mambo ya hakika yanayotegemeka na hauhusishi uundaji wa hali bandia kwa uchambuzi.
Mbinu za shirika - linganishi, longitudinal, changamano. Ya kwanza ina maana ya kulinganisha majimbo ya kitu kilichopatikana kwa nyakati tofauti na chini ya hali tofauti. Longitudinal - uchunguzi wa kituutafiti kwa muda mrefu. Changamano ni mchanganyiko wa mbinu za longitudinal na linganishi.
Mbinu za ukalimani - kijeni na kimuundo. Tofauti ya maumbile inahusisha utafiti wa maendeleo ya kitu kutoka wakati wa kutokea kwake. Mbinu ya muundo huchunguza na kueleza muundo wa kitu.
Kemia ya uchanganuzi hushughulikia mbinu za uchanganuzi wa ubora na wingi. Masomo ya kemikali yanalenga kubainisha muundo wa kitu cha utafiti.
Mbinu za uchanganuzi wa kiasi
Kwa usaidizi wa uchanganuzi wa kiasi katika kemia ya uchanganuzi, utungaji wa misombo ya kemikali hubainishwa. Takriban mbinu zote zinazotumika zinatokana na uchunguzi wa utegemezi wa kemikali na sifa za kimaumbile za dutu kwenye muundo wake.
Uchambuzi wa kiasi ni wa jumla, kamili na nusu. Jumla huamua kiasi cha dutu zote zinazojulikana katika kitu kinachojifunza, bila kujali kama zipo katika utungaji au la. Mchanganuo kamili unatofautishwa kwa kupata muundo wa kiasi cha dutu zilizomo kwenye sampuli. Chaguo la sehemu linafafanua maudhui ya vijenzi tu vya manufaa katika utafiti huu wa kemikali.
Kulingana na mbinu ya uchanganuzi, kuna makundi matatu ya mbinu: kemikali, kimwili na fizikia-kemikali. Zote zinatokana na mabadiliko katika sifa za kimwili au kemikali za dutu.
Utafiti wa Kemikali
Njia hii inalenga kubainisha vitu katika kemikali mbalimbali zinazotokea kwa wingi.majibu. Mwisho huo una maonyesho ya nje (kubadilika rangi, kutolewa kwa gesi, joto, sediment). Njia hii hutumiwa sana katika matawi mengi ya maisha ya jamii ya kisasa. Maabara ya utafiti wa kemikali ni lazima iwe nayo katika tasnia ya dawa, petrokemikali, ujenzi na viwanda vingine vingi.
Kuna aina tatu za utafiti wa kemikali. Gravimetry, au uchanganuzi wa uzito, unatokana na mabadiliko katika sifa za upimaji wa dutu ya majaribio katika sampuli. Chaguo hili ni rahisi na hutoa matokeo sahihi, lakini ni muda mwingi. Kwa aina hii ya mbinu za utafiti wa kemikali, dutu inayohitajika inatenganishwa na utungaji wa jumla kwa namna ya mvua au gesi. Kisha huletwa katika awamu imara isiyoweza kuingizwa, kuchujwa, kuosha, kukaushwa. Baada ya taratibu hizi, kijenzi hupimwa.
Titrimetry ni uchanganuzi wa ujazo. Utafiti wa kemikali hutokea kwa kupima ujazo wa kitendanishi ambacho humenyuka na dutu inayochunguzwa. Mkusanyiko wake unajulikana mapema. Kiasi cha kitendanishi hupimwa wakati kiwango cha usawa kinafikiwa. Katika uchanganuzi wa gesi, kiasi cha gesi iliyotolewa au kufyonzwa hubainishwa.
Aidha, utafiti wa muundo wa kemikali hutumiwa mara nyingi. Hiyo ni, analogi ya kitu kinachosomwa huundwa, ambayo ni rahisi zaidi kusoma.
Utafiti wa Kimwili
Tofauti na utafiti wa kemikali unaozingatia kutekeleza athari zinazofaa, mbinu halisi za uchanganuzi hutegemea sifa sawa za dutu. Kwa waokutekeleza inahitaji vifaa maalum. Kiini cha njia ni kupima mabadiliko katika sifa za dutu inayosababishwa na hatua ya mionzi. Mbinu kuu za uchunguzi wa kimwili ni refractometry, polarimetry, fluorimetry.
Refractometry inafanywa kwa kutumia refractometer. Kiini cha njia ni kupunguzwa kwa utafiti wa refraction ya mwanga kupita kutoka kati moja hadi nyingine. Kubadilisha angle katika kesi hii inategemea mali ya vipengele vya kati. Kwa hivyo, inakuwa inawezekana kutambua muundo wa kati na muundo wake.
Polarimetry ni mbinu ya utafiti wa macho ambayo hutumia uwezo wa dutu fulani kuzungusha safu ya mdundo wa mwanga wa mstari wa polarized.
Kwa fluorimetry, leza na taa za zebaki hutumiwa, ambazo huunda mionzi ya monokromatiki. Dutu zingine zina uwezo wa fluorescence (kunyonya na kutoa mionzi iliyoingizwa). Kulingana na ukubwa wa fluorescence, hitimisho hufanywa kuhusu uamuzi wa kiasi cha dutu hii.
Utafiti wa kimwili na kemikali
Mbinu za utafiti wa kemikali-fizikia husajili mabadiliko katika sifa za kimaumbile za dutu chini ya ushawishi wa athari mbalimbali za kemikali. Wao ni msingi wa utegemezi wa moja kwa moja wa sifa za kimwili za kitu chini ya utafiti juu ya utungaji wake wa kemikali. Mbinu hizi zinahitaji matumizi ya baadhi ya vyombo vya kupimia. Kama kanuni, uchunguzi unafanywa kwa conductivity ya mafuta, conductivity ya umeme, kunyonya mwanga, kiwango cha mchemko na kiwango cha kuyeyuka.
Tafiti za kemikali za kifizikiahutumika sana kutokana na usahihi wao wa juu na kasi ya kupata matokeo. Katika dunia ya kisasa, kutokana na maendeleo ya teknolojia ya IT, mbinu za kemikali zimekuwa vigumu kutumia. Mbinu za kifizikia-kemikali hutumika katika tasnia ya chakula, kilimo, uchunguzi wa kimahakama.
Mojawapo ya tofauti kuu kati ya mbinu za kimwili na kemikali na zile za kemikali ni kwamba mwisho wa mmenyuko (kiasi cha usawa) hupatikana kwa kutumia vyombo vya kupimia, na si kuonekana.
Mbinu kuu za utafiti wa kimwili na kemikali huchukuliwa kuwa mbinu za spectral, electrochemical, thermal na chromatographic.
Mbinu maalum za uchanganuzi wa dutu
Msingi wa mbinu za mawimbi za uchanganuzi ni mwingiliano wa kitu na mionzi ya sumakuumeme. Kunyonya, kutafakari, na kutawanyika kwa mwisho kunasomwa. Jina lingine la njia ni macho. Ni mchanganyiko wa utafiti wa ubora na kiasi. Uchanganuzi wa mawimbi hukuruhusu kutathmini muundo wa kemikali, muundo wa vijenzi, uga wa sumaku na sifa zingine za dutu.
Kiini cha mbinu ni kubainisha masafa ya resonant ambapo dutu hii hujibu kwa mwanga. Wao ni madhubuti ya mtu binafsi kwa kila sehemu. Kwa spectroscope, unaweza kuona mistari kwenye wigo na kuamua vipengele vya dutu. Uzito wa mistari ya spectral inatoa wazo la tabia ya kiasi. Uainishaji wa mbinu za taswira hutegemea aina ya masafa na madhumuni ya utafiti.
Mbinu ya utoajihukuruhusu kusoma wigo wa utoaji na kutoa habari juu ya muundo wa dutu hii. Ili kupata data, inakabiliwa na kutokwa kwa arc ya umeme. Tofauti ya njia hii ni fotometri ya moto. Mtazamo wa kunyonya huchunguzwa kwa njia ya kunyonya. Chaguzi zilizo hapo juu zinarejelea uchanganuzi wa ubora wa dutu hii.
Uchanganuzi wa kiasi cha taswira hulinganisha ukubwa wa laini ya taswira ya kitu kinachochunguzwa na dutu ya mkusanyiko unaojulikana. Mbinu hizi ni pamoja na ufyonzaji wa atomiki, mwanga wa mwanga wa atomiki na uchanganuzi wa mwangaza, turbidimetry, nephelometry.
Misingi ya uchanganuzi wa kielektroniki wa dutu
Uchanganuzi wa kemikali ya kielektroniki hutumia uchanganuzi wa kielektroniki kusoma dutu fulani. Majibu yanafanywa katika suluhisho la maji kwenye electrodes. Moja ya sifa zinazopatikana ni kupimwa. Utafiti huo unafanywa katika seli ya electrochemical. Hii ni chombo ambacho electrolytes (vitu vilivyo na conductivity ya ionic), electrodes (vitu vilivyo na conductivity ya elektroniki) vinawekwa. Electrodes na electrolytes huingiliana na kila mmoja. Katika hali hii, mkondo wa sasa hutolewa kutoka nje.
Uainishaji wa mbinu za kielektroniki
Orodhesha mbinu za kielektroniki kulingana na matukio ambayo tafiti za kimwili na kemikali hutegemea. Hizi ni mbinu zenye na zisizo na uwezo wa ziada.
Conductometry ni mbinu ya uchanganuzi na hupima upitishaji wa umeme G. Uchanganuzi wa conductometriki kwa ujumla hutumia mkondo mbadala. Titration ya conductometric - zaidinjia ya kawaida ya utafiti. Njia hii ndiyo msingi wa utengenezaji wa kondakta zinazobebeka zinazotumika kwa uchunguzi wa kemikali ya maji.
Wakati wa kutekeleza potentiometri, EMF ya seli ya galvanic inayoweza kubadilishwa hupimwa. Njia ya coulometry huamua kiasi cha umeme kinachotumiwa wakati wa electrolysis. Voltammetry huchunguza utegemezi wa ukubwa wa mkondo wa umeme kwenye uwezo unaotumika.
Mbinu za joto za uchanganuzi wa dutu
Uchambuzi wa halijoto unalenga kubainisha mabadiliko katika sifa za kimwili za dutu chini ya ushawishi wa halijoto. Mbinu hizi za majaribio hufanywa ndani ya muda mfupi na kwa kiasi kidogo cha sampuli iliyosomwa.
Thermogravimetry ni mojawapo ya mbinu za uchanganuzi wa halijoto, ambayo huchangia usajili wa mabadiliko katika wingi wa kitu chini ya ushawishi wa halijoto. Mbinu hii inachukuliwa kuwa mojawapo sahihi zaidi.
Aidha, mbinu za utafiti wa halijoto ni pamoja na calorimetry, ambayo hubainisha uwezo wa joto wa dutu, enthalpymetry, kulingana na utafiti wa uwezo wa joto. Pia kati yao inapaswa kuhusishwa dilatometry, ambayo inachukua mabadiliko katika kiasi cha sampuli chini ya ushawishi wa halijoto.
Mbinu za kromatografia za uchanganuzi wa dutu
Mbinu ya kromatografia ni njia ya kutenganisha dutu. Kuna aina nyingi za kromatografia, kuu ni: gesi, usambazaji, redoksi, mvua, kubadilishana ioni.
Vipengee katika sampuli ya jaribio vinatenganishwa kati ya kusongesha na kusimamaawamu. Katika kesi ya kwanza, tunazungumza juu ya vinywaji au gesi. Awamu ya stationary ni sorbent - imara. Vipengee vya sampuli husogea katika awamu ya rununu pamoja na awamu ya kusimama. Kwa kasi na wakati wa kupita kwa vijenzi kupitia awamu ya mwisho, sifa zao za kimaumbile hutathminiwa.
Matumizi ya mbinu za utafiti wa kimaumbile na kemikali
Eneo muhimu zaidi la mbinu za kimwili na kemikali ni utafiti wa usafi-kemikali na uchunguzi wa uchunguzi wa kemikali. Wana tofauti fulani. Katika kesi ya kwanza, viwango vya usafi vilivyokubaliwa hutumiwa kutathmini uchambuzi uliofanywa. Wamewekwa na wizara. Utafiti wa usafi-kemikali unafanywa kwa mujibu wa utaratibu ulioanzishwa na huduma ya epidemiological. Mchakato hutumia mifano ya mazingira ambayo huiga mali ya bidhaa za chakula. Pia hutoa masharti ya uendeshaji ya sampuli.
Utafiti wa kitaalamu wa kemikali unalenga kutambua kiasi cha narkotiki, dutu zenye nguvu na sumu katika mwili wa binadamu, bidhaa za chakula, dawa. Uchunguzi huo unafanywa kwa mujibu wa amri ya mahakama.
