КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Кулонометрия⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 13 В кулонометрии вещества определяют измерением количества электричества, затраченное на их количественное электрохимическое превращение. Кулометрический анализ проводят в электролитической ячейке, в которую помещают раствор определяемого вещества. При подаче на электроды ячейки соответствующего потенциала происходит электрохимическое восстановление или окисление вещества. Кулонометрический анализ позволяет определять вещества, не осаждающиеся на электродах или улетучивающиеся в атмосферу при электрохимической реакции. Кулонометрия - единственный физ.-хим. метод анализа, в котором не требуются стандартные образцы. Различают прямую кулонометрию и кулонометрическое титрование. В первом случае определяют электрохимически активное вещество, во втором случае - независимо от электрохимической активности определяемого вещества в испытуемый раствор вводят электрохимически активный вспомогательный реагент, который количественно химически взаимодействует с определяемым веществом. Оба варианта кулонометрии можно проводить при постоянном потенциале рабочего электрод или при постоянном токе электролиза. Высока точность и чувствительность методов измерения электрического тока обеспечивает кулонометрическому анализу уникальную точность 0,1-0,001%, и чувствительность до 10⁻⁸. Поэтому кулонометрический анализ применяется для определения микропримесей и продуктов разрушения веществ, что важно при контроле их качества. Для индикации т.е. при кулонометрическом титровании можно применять химические и инструментальные методы – добавление индикаторов, обнаружение окрашенных соединений фотометрическим или спектрофотометрическим путём. В отличии от других методов анализа кулонометрия может быть полностью автоматизирована, что сводит к минимуму случайные ошибки определения. Эта особенность использована при создании автоматических кулонометрических чувствительных приборов, применяющихся для особо точных анализов, когда другие методы оказываются недостаточно чувствительными. При анализе веществ, малорастворимых в воде, кулонометрию можно проводить на электродах из ацетиленовой сажи, являющиеся хорошим адсорбентом и извлекающим такие вещества из реакционной среды с достаточной полнотой. Кулонометрическое титрование – перспективный метод инструментального анализа. Он может найти широкое применение для решения ряда специальных аналитических задач – анализа примесей, малых количеств лекарственных препаратов, определение в биологическом материале и окружающей среде токсических веществ, микроэлементов и других соединений.
Радиометрический анализ — метод определения качественного и количественного состава вещества, основанный на использовании радионуклидов, обычно вводимых в реагенты или образующихся в анализируемом веществе под действием ядерных частиц или жестких γ-лучей. Результаты радиометрического анализа получают по данным измерений радиоактивности продуктов реакции с помощью радиометрических приборов. Различают несколько способов радиометрического анализа. Прямоерадиометрическое определение основано на осаждении определяемого иона в виде нерастворимого осадка избытком реагента известной концентрации, содержащего радиоактивный изотоп (разновидность одного и того же химического элемента, имеет одинаковый заряд, но разную атомную массу) с известной удельной активностью. После осаждения устанавливают радиоактивность осадка или избытка реагента. Радиометрическое титрование основано на том, что определяемый в растворе ион образует с реагентом малорастворимое или легко экстрагируемое соединение. Среди радиометрических методов анализа наибольшее значение имеют активационный анализ и метод изотопного разбавления. Радиоуглеродный метод Медленные темпы распада некоторых нестабильных радиоактивных элементов стали основой нескольких методов радиометрического датирования. · более значительные углеродные резервуары, способствовавшие низкой концентрации 14С до потопа; · более мощное магнитное поле до потопа, отклонявшее космические лучи, производящие 14С; · скорость перемешивания 14С в океанах после потопа, повлиявшая на концентрацию 14С как в атмосфере, так и в морской воде; · изменение интенсивности космического излучения, производящего 14С. РУ–метод заключается в измерении процентного содержания радиоактивного изотопа углерода 14С в органике и расчётах возраста органики на этом основании. С помощью этого метода определяют возраст углеродосодержащих материалов, сформировавшихся не более 60000 лет назад. Изначально идея Либби опиралась на следующие гипотезы: 1. 14С образуется в верхних слоях атмосферы под действием космических лучей, затем перемешивается в атмосфере, входя в состав углекислого газа. Предполагалось, что процентное содержание 14С в атмосфере является постоянным и не зависит от времени и места, несмотря на неоднородность самой атмосферы и распад изотопов. 2. Скорость радиоактивного распада является постоянной величиной, измеряемой периодом полураспада в 5568 лет (предполагается, что за это время половина изотопов 14С превращается в 12С). 3. Животные и растительные организмы строят свои тела из углекислоты, добываемой из атмосферы, и при этом живые клетки содержат тот же процент изотопа 14С, что находится в атмосфере. 4. По смерти организма, его клетки выходят из цикла углеродного обмена, поэтому изотопы углерода 14С по экспоненциальному закону радиоактивного распада превращаются в стабильный изотоп 12С. Что и позволяет расчитать время, прошедшее со времени смерти организма. Это время называется «радиоуглеродным возрастом». Идея РУ–метода не представляла собою теоретического открытия, поскольку была заимствована Либби из ядерной физики, являясь прямым переносом теории Э. Резерфорда на нестабильный изотоп углерода. Радиоуглеродное датирование опирается на подсчёт изотопов углерода: стабильных — 12С и 13С и радиоактивного — 14С. Последний из них очень редок и составляет примерно 10-12 от всего современного углерода на Земле. Согласно гипотезе Либби, 14С образуется в верхних слоях атмосферы при бомбардировке азота космическим излучением: n + 14N ---> 14C + p Получившийся углерод превращается в углекислый газ CO2 и поглощается растениями в результате фотосинтеза. В последствии радиоуглерод встраивается в пищевую цепочку животных. Согласно предположению Либби, концентрация радиоуглерода в живых организмах равна его концентрации в атмосфере, а после смерти организма из–за радиоактивного распада эта концентрация снижается. В конце 40–х годов Либби, предположил, что концентрация радиоуглерода в атмосфере одинакова во всём мире, и поэтому 14С можно использовать для датирования органических останков. Недостатки метода: 1. Непостоянство, неравномерность процентного содержания 14С в атмосфере, его неоднородное распределение. Содержание 14С зависит от космического фактора (интенсивность солнечного излучения) и земного (поступление в атмосферу «старого» углерода из-за горения или гниения древней органики, возникновения новых источников радиоактивности, колебаний магнитного поля Земли). Изменение этого параметра на 20% влечёт ошибку в РУ–возрасте почти в 2 тысячи лет. 2. Скорость радиоактивного распада изотопов не является постоянной. 3. По смерти организма, его ткани не выходят из углеродного обмена, участвуя в процессах гниения и диффузии.
Ученые пользуются радиоуглеродным методом главным образом для датирования остатков живых организмов. Для работы с горными породами они используют несколько других методик, самая известная из которых - калиево-аргоновая (К-Аг). Эта методика сыграла чрезвычайно важную роль в создании общепринятой в настоящее время шкалы геологического времени.
|