Лекція 4. Сучасні методи дослідження стану навколишнього середовища (2 год)

На практиці частіше користуються кількісними методами аналізу, які ґрунтовно розглядаються в аналітичній хімії. Вибір методу дослідження для визначення того чи іншого компонента залежить від потрібної точності аналізу, доступності методу для виконання, вмісту аналізованої речовини, хімічного складу досліджуваного об'єкта тощо

На основі вимірюваних параметрів методи кількісного аналізу поділяють на хімічні, фізико-хімічні, фізичні та біологічні. Часто фізико-хімічні і фізичні методи аналізу називають інструментальними методами через широке застосування різних приладів та інструментів.

При аналізі виникає цілий ряд помилок (похибок), які знижують точність результатів аналізу. Похибки дослідження появляються внаслідок різних причин. Найчастіше помилки допускаються під час неправильного відбору проб зразків середовищ. Є похибки зважування, відмірювання тощо. Взагалі, уникнути похибок досить важко. Похибки можуть бути систематичні і випадкові. Систематичні похибки виникають постійно через неправильність аналітичних ваг, мірного посуду, аналітичних приладів. Для уникнення систематичних похибок необхідні перевірка ваг, калібровка мірного посуду і інших вимірювачів. Випадкові похибки виникають внаслідок різних випадкових причин: додана надлишкова капля титранту, неточно взята наважка речовини тощо. Для уникнення випадкових похибок, проводять не менше трьох паралельних аналізів. Середній результат трьох паралельних визначень в більшій чи меншій мірі вільний від випадкових похибок. У практиці хімічного аналізу випадкові похибки враховують спеціальною математичною обробкою, отримуючи результат аналізу у вигляді певного довірчого інтервалу

Основними метрологічними характеристиками методики аналізу є збіжність, відтворюваність, правильність, точність, чутливість і межа виявлення.

Збіжність – це ступінь близькості один до одного результатів паралельних одиноких вимірювань, виконаних в однакових умовах одним і тим же виконавцем, в один день при використанні одних і тих самих матеріалів і апаратури.

Відтворюваність – це ступінь близькості один до одного результатів одиничних вимірювань, виконаних у різних умовах (наприклад, різними людьми або на різних приладах, у різні дні тощо). Відтворюваність у 1,5 - 2 рази нижча збіжності. Чим вища збіжність і відтворюваність методики (тобто менше стандартне відхилення), тим рідше в одиничних вимірах зустрічаються великі похибки і тим ближчі результати паралельних вимірювань.

Правильність характеризує близькість результатів аналізу до істинного вмісту компонента в зразку. Правильність обумовлена наявністю і значенням систематичних похибок.

Точність відображає близькість до нуля похибок всіх видів (як систематичних, так і випадкових).

Чутливість відображає здатність методу виявити різницю між близькими концентраціями (кількостями) визначуваної речовини. Якщо визначення концентрації проводиться за градуювальною кривою, побудованою за стандартними зразками, то чутливість методу дорівнює тангенсу кута нахилу цієї кривої при даній концентрації.

Межа виявлення характеризує найменший вміст речовини, що визначається, у відповідності з даною довірчою ймовірністю. Межа виявлення визначається за допомогою градуювальної кривої за величиною мінімального аналітичного сигналу, який виявляється. Розрізняють абсолютні і відносні межі виявлення. Абсолютна межа виявлення – це найменша кількість речовини, яку можна виявити даним методом. Вона виражається в одиницях маси – грамах, міліграмах, мікрограмах тощо. Відносна межа виявлення – це найменша концентрація, яка виявляється даним методом, виражається в %, мг/мл, мкг/мл та інше.