Аналитический сигнал как источник информации о качественном и количественном составе вещества. Классификация методов химического анализа по характеру аналитического сигнала

Для проведения химического анализа необходимо, чтобы вещество или его составные части обладали определенными химическими, физическими и физико-химическими свойствами, позволяющими обнаружить, измерить количество и установить структуру этого вещества. Такие свойства называют аналитическими свойствами или аналитическим сигналом. Таким образом, аналитический сигнал - это свойство вещества, зависящее от его природы и содержания в пробе, то есть аналитический сигнал характеризует качественный и количественный состав анализируемого вещества. В зависимости от характера аналитического сигнала методы химического анализа делят на 4 группы:

1) химические методы основаны на использовании химических реакций (нейтрализации, окисления-восстановления, комплексообразования и осаждения), в которые вступает анализируемое вещество. Качественным аналитическим сигналом при этом является наглядный внешний эффект реакции - изменение окраски раствора, образование или растворение осадка, выделение газообразного продукта. При количественных определениях в качестве аналитического сигнала используют объем выделившегося газообразного продукта, массу образовавшегося осадка и объем раствора реагента с точно известной концентрацией, затраченный на взаимодействие с определяемым веществом.

2) физические методы не используют химические реакции, а измеряют какие-либо физические свойства (оптические, электрические, магнитные, тепловые и др.) анализируемого вещества, которые являются функцией его состава.

3) физико-химические методы используют изменение физических свойств анализируемой системы в результате протекания химических реакций. К физико-химическим относят также хроматографические методы анализа, основанные на процессах сорбции-десорбции вещества на твердом или жидком сорбенте в динамических условиях, и электрохимические методы (потенциометрия, вольтамперометрия, кондуктометрия).

Физические и физико-химические методы часто объединяют под общим названием инструментальные методы анализа, так как для проведения анализа применяют аналитические приборы и аппараты, регистрирующие физические свойства или их изменение.

В отличие от химических методов инструментальные методы анализа позволяют одновременно устанавливать качественный и количественный состав веществ быстро и достаточно точно. Примерами качественного аналитического сигнала в физических и физико-химических методах могут служить длина волны поглощаемого или испускаемого веществом электромагнитного излучения в спектроскопии (λ), параметры удерживания в хроматографии (время удерживания t_R), потенциал полуволны в полярографии (E_1/2), а коли-чественным аналитическим сигналом являются интенсивность поглощения или испускания электромагнитного излучения (оптическая плотность А), площадь хроматографического пика (пятна) (S), величина диффузионного тока (Id).

4) биологические методы используют для анализа биологически активных веществ. Например, антибиотики анализируют по их способности останавливать рост микроорганизмов, а сердечные гликозиды - останавливать изолированное сердце лягушки.

Таким образом, первоочередной задачей аналитической химии является обнаружение и всестороннее изучение аналитических свойств (определение аналитического сигнала) веществ с целью определения их взаимосвязи с составом и структурой анализируемых химических систем и создания на этой основе конкретной методики химического анализа.