Analýza anorganických látek - Rozdělení metod anorganické analýzy (1.)
Foto: 2 Theta: Analýza anorganických látek
Úvod
Všemocná analytická chemie
Ano, opravdu všemocná, protože analytická chemie je skutečně mezioborovou disciplínou, která využívá znalostí a metodologií z různých oblastí, včetně chemie, biologie, lékařských věd, fyziky, matematiky, informatiky a dalších.
Jejím hlavním cílem je identifikovat a kvantifikovat látky a jejich vlastnosti v různých vzorcích a prostředích.
Analytická chemie má široké uplatnění v mnoha oblastech lidské činnosti, jako je:
Ekologie: Stanovení množství škodlivin v ovzduší, vodě a půdě, a vytváření opatření k minimalizaci jejich negativních dopadů na životní prostředí.
Medicína: Diagnostika chorob, vývoj léčiv, sledování účinnosti léčby a analýza drog jsou oblasti, kde analytická chemie hraje důležitou roli.
Potravinářství a farmacie: Zajišťování kvality potravin a léčiv, kontrola obsahu živin v potravinách a sledování případných nebezpečných látek.
Průmysl: Kontrola výrobních procesů a vývoj nových materiálů jsou další oblasti, kde se analytická chemie uplatňuje.
Abychom správně identifikovaly a kvantifikovaly látky a jejich vlastnosti v různých vzorcích a prostředích. Je nutné mít přehled o instrumentálních metodách, které jsou pro naši analýzu opravdu vhodné.
Protože analytických metod technické praxe je skutečné mnoho, přinášíme Vám přehledný pravidelný seriál na připomenutí těchto základních poznatků.
Kniha obsahuje přehled metod analýzy anorganických látek od teoretických základů, přes instrumentaci k metodice a příkladům použití Analýza anorganických látek
Rozdělení metod anorganické analýzy
Základní rozdělení analytických metod je založeno většinou na fyzikálně chemické podstatě analytického signálu. Další dělení však není již tak jednoznačné. Metody můžeme rozdělovat například podle
způsobu získání analytického signálu (buzení)
skupenství vzorku
toho, je-li analyzován celý objem vzorku nebo jeho povrch
toho, jsou-li stanovovány prvky (elementární analýza), sloučeniny, mocenství (speciace) nebo krystalové modifikace (strukturní analýza)
konstrukce a užití přístrojů: analyzátory mobilní, laboratorní, procesní
Předkládáme jedno z možných rozdělení metod analýzy anorganických látek. U metod, o kterých budeme v knize dále psát, uvádíme číslo příslušné kapitoly. U ostatních metod uvádíme odkaz na literaturu.
Metody založené na zjišťování hmotnosti
- vážková analýza (gravimetrie) [1,2,4,6,7,10]
Metody založené na zjišťování objemu
- odměrná analýza (volumetrie) [1,2,4,6,7,10]
Optické metody
emisní
- optická emisní spektrometrie s buzením
- plamenem (plamenová fotometrie) [1,10,14,15]
- jiskrou nebo obloukem [Kap. 4]
- doutnavým výbojem [Kap. 4]
- induktivně vázaným plazmatem (ICP) [Kap. 3]
- laserem [Kap. 4]
- optická emisní spektrometrie s buzením
absorpční
- vizuální kolorimetrie [1,4,10]
- fotometrie [1,4,10]
- spektrofotometrie [1,2,3,6,8,10,11,12]
- atomová absorpční spektrometrie [Kap. 5]
založené na rozptylu – nefelometrie, turbidimetrie [1,2,3,10]
založené na indexu lomu – refraktometrie [1,10,16]
založené na otáčení roviny polarizovaného světla – polarimetrie [1,10,16]
založené na luminiscenci – fluorimetrie [1,2,3,10,12,17]
Hmotnostní spektrometrie [Kap. 6]
generování iontů
- indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS)
- doutnavým výbojem (Grimmovou výbojkou – GD-MS)
- tepelně ionizační hmotnostní spektrometrie (TIMS)
- hmotnostní spektrometrie sekundárních iontů (SIMS)
- jiskrovým stejnosměrným nebo vysokofrekvenčním jiskrovým výbojem (SS-MS)
hmotnostní analyzátory
- s kvadrupólovýn analyzátorem (Q-MS)
- s tandemem kvadrupólových analyzátorů (QQQ-MS)
- s průletovým analyzátorem (TOF-MS)
- se sektorovým analyzátorem (SF-MS)
- s multikanálovým detektorem (multikolektor)
Spektrometrie korpuskulárního záření [12, 18, 19]
elektronová spektrometrie
- fotoelektronová spektrometrie UV, RTG (UPS, XPS)
- spektrometrie Augerových elektronů (AES)
iontová spektrometrie
- metoda zpětného rozptylu RBS (Rutherford Backscattering)
- metoda ERDA (Energy Recoil Detection Analysis)
- metoda PESA (Proton Elastic Scattering Analysis)
- metoda LEIS (Low Energy Ion Scattering)
Rentgenová analýza [Kap. 7]
rentgenová fluorescenční spektrometrie
elektronová mikroskopie a mikroanalýza
metoda protonové (nebo iontové rentgenové fluorescence PIXE (Particle Induced X-ray Emission)
rentgenová difraktometrie
Jaderné analytické metody [20, 21, 22]
neutronová aktivační analýza (NAA)
promptní gama aktivační analýza (PGAA)
fotonová aktivační analýza (PAA)
metoda protony buzeného záření gama PIGE (Particle Induced Gamma-ray Emission)
Mössbauerova spektrometrie [23]
Elektroanalytické metody [Kap. 8]
metody využívající jevy v elektrické dvojvrstvě bez elektrodové reakce
metody využívající pohyby iontů v elektrostatickém poli
- konduktometrie
- elektromigrační separační metody
metody využívající elektrodové reakce
- elektroda se nepolarizuje
- potenciometrie
- elektroda se nepolarizuje
elektroda se polarizuje
- elektrogravimetrie
- voltamperometrické metody
- coulometrické metody
- elektrogravimetrie
Separační a elektroseparační metody [Kap. 9]
iontová chromatografie
kapilární zónová elektroforéza
izotachoforéza
Termoanalytické metody [Kap. 10]
termochemické metody
termogravimetrická analýza
diferenční termická analýza
termoevoluční metody
kalorimetrie
Průtokové metody [Kap. 11]
Speciační analýza [Kap. 12]
- [1] Garaj J., Bustin D., Hladký Z.: Analytická chémia. Alfa Bratislava 1987
- [2] Sommer L.: Základy analytické chemie I, VUTIUM Brno 1998.
- [3] Sommer, L.:Teoretické základy analytické chemie. I. Vysoké učení technické Brno, 1995.
- [4] Holzbecher, Z., Churáček J.: Analytická chemie. Státní nakladatelství technické literatury, Praha 1987.
- [5] Jílek, A. Koťa J.: Vážková analysa a elektroanalysa, Česká chemická společnost pro vědu a průmysl, Praha 1946
- [6] Harris, D.: Quantitative chemical analysis. 4th ed. New York: W.H. Freeman, 1995.ISBN 0-7167-2508-8.
- [7] Skoog, D. A.: Fundamentals of analytical chemistry. 8th ed. Belmont, Calif.: Brooks/Cole, 2004. ISBN 0-534-41796-5.
- [8] Christian, G. D.: Analytical chemistry. 6th ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003. ISBN 0-471-21472-8.
- [9] Schwedt G.: The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley 1999
- [10] Zýka, J. a kol.: Analytická příručka. Díl I, II. Praha, SNTL 1988.
- [11] Sommer L a kol.: Základy analytické chemie II, VUTIUM Brno 2000.
- [12] Jean-Michel Mermet, J-M, - Otto M, - Valcárcel M.: Analytical chemistry:a modern approach to analytical science. Wiley-VCH, 2004. ISBN 3-527-30590-4.
- [13] Schwedt, G.:The essential guide to analytical chemistry. John Wiley & Sons, 1997. ISBN 0-471-97412-9.
- [14] Dvořák J, Rubeška I, Řezáč Z.: Laboratorní praxe plamenové fotometrie. SNTL Praha 1967.
- [15] Kanický V., Otruba V., Sommer L, Toman J: Optická emisní spektrometrie v indukčně vázaném plazmatu a vysokoteplotních plamenech. Academia, Praha 1992. ISBN 80-200-0215-4
- [16] Klouda, P.:Moderní analytické metody. Nakladatelství Pavel Klouda, Ostrava 2003 ISBN 80-86369-07-2.
- [17] Gore, M. G., et al. Spectrophotometry and spectrofluorimetry: a practical approach., Oxford University Press, Oxford 2000. ISBN 0-19-963812-8.
- [18] Kavan L.: Metody elektronové spektroskopie. Academia, Praha 1986.
- [19] Frank L., Král J., editoři: Metody analýzy povrchů. Academia, Praha 2002.
- [20] Tölgyessy J., Bujdosó E.: CRC Handbook of Radioanalytical Chemistry I, CRC Press, Boca Raton, Florida, l99l, 667 str. ISBN 0849335132, 9780849335136
- [21] Tölgyessy J., Bujdosó E.: CRC Handbook of Radioanalytical Chemistry II, CRC Press, Boca Raton, Florida, l99l, l073 str. ISBN 0849335140, 9780849335143.
- [22] Lehto, J., Hou, X.: Chemistry and Analysis of Radionuclides: Laboratory Techniques and Methodology, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2011. ISBN 978-3-527-32658-7.
- [23] P. Guetlich, E. Bill, A. Trautwien: Mössbauer spectroscopy and transition metal chemistry. Heidelberg, Dordrecht, London, New York: Springer, 2011. 568 s. ISBN 978-3-540-88427-9
