Аналитическая химия

Потенциометрический метод базируется на измерении электродных потенциалов, которые зависят от концентрации ионов. Потенциалы металлических электродов определяются уравнением Нернста 
Соответственно по значению потенциала можно судить о концентрации ионов. Измерительная ячейка состоит из измерительного (индикаторного) электрода и электрода сравнения, который не чувствителен к определяемому веществу. 
Все более широкое применение находят ионселективные электроды, на границах раздела фаз которых протекают ионообменные реакции. Потенциал ионселективного электрода зависит от концентрации ионов в соответствии с уравнением Нернста.   Наиболее  широко  известны  ионселективные  стеклянные электроды для измерения рН. На поверхности стеклянного электрода происходит реакция ионного обмена 
Kt^+_ст + H^+_p ↔ H^+_ст + Kt^+_p, 
Kt^+_ст — катионы стекла (К⁺, Na⁺, Li⁺), индекс р означает раствор. 
На границе стекла и раствора возникает скачок потенциала, величина которого зависит от активности ионов водорода 
Измерительная ячейка со стеклянным и вспомогательным электродами соединена с прибором рН-метром, предназначенным для измерения рН растворов. 

Полярографический метод. В этом методе строят кривые напряжения — ток для ячейки, у которой два, обычно ртутных, электрода. Один электрод капающий, второй электрод неподвижный с большой площадью поверхности. В ячейку заливается анализируемый раствор. При прохождении тока анализируемый ион осаждается на капле ртути и растворяется в этой капле: Мⁿ⁺ + пē + Hg → M(Hg) 
Потенциал ртутного электрода определяется природой разряжающихся ионов и током, зависящим от концентрации ионов:

 

где Е^1/2 — потенциал полуволны, определяемый природой ионов; I— ток, Iпр — предельный ток. 
Если в растворе присутствует один разряжающийся ион, то полярографическая кривая (полярограмма) имеет одну волну, при наличии нескольких ионов — несколько волн. По значению потенциала полуволны определяется вид ионов, а по величине предельного тока – их концентрация.

КОНДУКТОМЕТРИЯ  
Электрическая проводимость разбавленных растворов зависит от концентрации электролитов. Поэтому, определив электрическую проводимость и сравнив полученное значение со значением на калибровочном графике, можно найти концентрацию электролита в растворе. Методом кондуктометрии, например, определяют общее содержание примесей в воде высокой чистоты.  
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ. Анализ позволяющей разделять двух- и многокомпонентные смеси газов, жидкостей и растворенных веществ методами сорбции в динамических условиях. Анализ производится с помощью специальных приборов — хроматографов. Разработано несколько методов анализа, молекулярная, ионообменная, осадительная, распределительная хроматография по формам применения колоночная, капиллярная, тонкослойная и бумажна. Молекулярная хроматография основана на различной адсорбируемости молекул на адсорбентах, ионообменная хроматография — на различной способности к обмену ионов раствора. В осадительной хроматографии используется различная растворимость осадков, образуемых компонентами анализируемой смеси при взаимодействии с реактивами, нанесенными на носитель. Распределительная хроматография базируется на различном распределении веществ между двумя несмешивающимися жидкостями.

ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА  
Эти методы основаны на измерении оптических свойств веществ и излучений, взаимодействия электромагнитного излучения с атомами или молекулами анализируемого вещества, вызывающего излучение, поглощение или отражение лучей. Они включают в себя ЭМИССИОННЫЕ, ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ И АБСОРБЦИОННЫЕ СПЕКТРАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ. 
Методы, основанные  на изучении  спектров  излучения,  получили  название эмиссионных спектральных методов анализа. В методе эмиссионной спектроскопии проба вещества нагревается до очень высоких температур (2000—15 000°С). Вещество, испаряясь, диссоциирует на атомы или ионы, которые дают излучение. Проходя через спектрограф, излучение разлагается на компоненты в виде спектра цветных линии. Сравнение этого спектра со справочными данными о спектрах элементов позволяет определить вид элемента, а по интенсивности спектральных линий — количество вещества. Метод дает анализировать несколько элементов, причем за короткое время. 
Методы, основанные на свечении анализируемого вещества под воздействием ультрафиолетовых (фотолюминесценция), рентгеновских (рентгенолюминесценция) и радиоактивных (радиолюминесценция) лучей называются ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫМИ. Люминесцентный метод анализа характеризуется очень высокой чувствительностью (до 10^-10— 10^-13 г).

Методы, основанные на изучении  спектров поглощения лучей анализируемыми  веществами, получили название АБСОРБИЦИОННО-СПЕКТРАЛЬНЫХ. При прохождении света через раствор свет поглощается или отражаются. По величине поглощения или отражения лучей судят о природе и концентрации вещества. 
В соответствие с законом Бугера — Ламберта — Бера зависимость изменения интенсивности потока света, прошедшего через раствор, от концентрации окрашенного вещества в растворе с, выражается уравнением                  lg(I_⁰/I) = εlc  
где I_⁰ и I — интенсивность потока света, падающего на раствор и прошедшего через раствор; ε — коэффициент поглощения света, зависящий от природы растворенного вещества; l— толщина слоя светопоглощающего раствора. 
Измерив изменение интенсивности потока света, можно определить концентрацию анализируемого вещества. Определение ведут с помощью спектрофотометров и фотоколориметров. 
В спектрофотометрах используют монохроматическое излучение, в фотоколориметрах — видимый свет. Сравнивают полученные при измерении данные с градуированными графиками, построенными на стандартных растворах. 
Метод позволяет анализировать вещества в очень малых количествах.