Физико-химические основы процессов обработки воды

Первичный стандарт – раствор, концентрация которого точно известна, приготовленный из исходного вещества. Необходимая навеска исходного вещества отвешивается на аналитических весах (с точностью ± 0,0002 г) и растворяется в мерной колбе заданного объема. Растворы первичных стандартов можно приготовить также, используя фиксаналы. Первичные стандарты используют как для обычных титриметрических определений, так и для установления точной концентрации растворов вторичных стандартов.

Переосаждение – эффективный способ уменьшения соосаждения посторонних ионов. Отфильтрованный осадок растворяют и вновь осаждают. Переосаждение удлиняет анализ, но оно неизбежно для таких осадков, как гидратированные оксиды (аморфные осадки), обладающие большой адсорбционной активностью.

Перманганатометрия – титриметрический метод, основанный на реакциях окисления перманганатом калия. Один из самых распространенных методов окислительно-восстановительного титрования, используется для определения ионов железа (II), нитрит-ионов, пероксида водорода.

Поверка – способ признания средства измерений пригодным к применению на основании результатов контроля соответствия его метрологических характеристик, определяемых экспериментально, установленным требованиям.

Погрешность измерения (определения) – это отклонение результата измерения (определения) от истинного значения измеряемой (определяемой) величины. Поскольку это истинное значение остается неизвестным, на практике можно найти лишь приближенную оценку погрешностей в виде разности между результатом измерения (определения) и действительным значением измеряемой (определяемой) величины.

Показатель титрования (рТ) – значение рН, при котором заканчивается титрование с данным индикатором. Несовпадение рН точки эквивалентности и рТ индикатора обусловливает индикаторную ошибку титрования.

Полумикроанализ – занимает промежуточное положение между макро- и микроанализом. Количество используемого вещества составляет 0,1–0,01 г или 1,0–0,1 мл раствора. При работе по полумикрометоду сохраняется система работы макроанализа, но операции выполняются с малыми количествами вещества при помощи специальных методов и аппаратуры (микропробирки, центрифугирование и т.д.).

Полярография – электрохимический метод, основанный на использовании зависимостей между электрическими параметрами полярографической ячейки, к которой прилагается внешний потенциал, и свойствами содержащегося в ней анализируемого раствора. Электрические параметры – величину приложенного электрического потенциала и величину диффузионного тока – определяют при анализе получаемых поляризационных, или вольтамперных, кривых, отражающих графически зависимость электрического поля в полярографической ячейке от величины приложенного потенциала микроэлектрода. Классический полярографический метод анализа с применением ртутного капающего (капельного) электрода был разработан и предложен в 1922 г. чешским ученым Я. Гейровским. В 1925 г им сконструирован первый полярограф, позволивший автоматически регистрировать поляризационные кривые. В настоящее время, предложены способы полярографического определения практически всех катинов металлов, ряда анионов (бромат-, иодат-, нитрат-, перманганат-ионов), органических соединений различных классов.

Постоянные (аддитивные) погрешности – это погрешности, абсолютное значение которых не зависит от массы определяемого компонента. Ошибки, связанные со смещением нулевого отсчета, реактивные ошибки, капельная ошибка в титриметрии.

Потенциал асимметрии – это небольшая разность потенциалов между внешней и внутренней поверхностями стеклянной мембраны у стеклянного электрода, наблюдаемая в растворах с той же концентрацией ионов водорода, что и концентрация внутреннего раствора.

Потенциал полуволны (Е_1/2) – это такой потенциал на вольтамперограмме, при котором ток составляет половину предельного тока. В случае обратимого диффузионного процесса потенциал полуволны не зависит от концентрации деполяризатора, но определяется его природой и служит для качественной характеристики веществ. Такое значение Е_1/2 определяют по уравнению вольтамперометрической полярографической волны Гейровского – Ильковича.

Потенциометрические ферментные электроды – электроды, основанные на измерении изменения потенциала системы в результате ферментативной реакции между субстратом и иммобилизованным ферментом (катализатором).

Потенциометрическое титрование – способ определения концентрации определяемого компонента в растворе путем наблюдения за изменением потенциала индикаторного электрода, находящегося в равновесии с определенным ионом.

Потенциометрия – метод определения различных физико-химических величин (констант диссоциации слабых электролитов, констант устойчивости комплексных соединений, констант растворимости малорастворимых соединений, числа электронов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, термодинамических величин – изменения свободной энергии, энтропии и энтальпии и т. Д.) и концентрации (активности) веществ, основанный на измерении электродвижущих сил обратимых электрических цепей, когда рабочий электрод имеет потенциал, близкий к равновесному значению.

Правило Панета–Фаянса–Гана – одно из правил адсорбции, согласно которому преимущественно адсорбируется при одинаковых концентрациях и зарядах ион, который с ионом решетки образует менее растворимое (но не малорастворимое!), менее диссоциированное соединение или вообще со значительным межионным взаимодействием.

Правильность – характеристика качества измерений (определений), отражающая близость к нулю систематической погрешности в их результатах.

Предел обнаружения – минимальная концентрация или минимальное количество вещества, которое может быть обнаружено или идентифицировано данным способом с какой-то допустимой погрешностью. Его обозначают С_min, _p, где Р – доверительная вероятность. Для уверенного обнаружения вероятность должна быть равна 1, поэтому на практике пользуются пределом обнаружения при Р = 1 (С_min,1). Это наименьшее содержание обнаруживаемого вещества, при котором аналитический сигнал еще настолько интенсивен, что всегда получают положительный результат.

Предельный ток (I_пр.) – ток, обусловленный тем, что в данной области потенциалов практически весь деполяризатор из приэлектродного слоя исчерпан в результате электрохимической реакции, а объединенный слой обогащается за счет диффузии деполяризатора из объема раствора.

Проба – часть анализируемого материала, представительно отражающая его химический состав. В отдельных случаях в качестве пробы используют весь анализируемый материал.

Проба представительная – часть анализируемого материала, действительно отражающая средний состав анализируемого вещества.

Проба средняя – это небольшая представительная часть вещества, состав и свойства которой идентичны составу и свойствам всей массы анализируемого вещества.

Пробирная плавка – основной метод концентрирования благородных металлов, содержащихся в рудах и породах, продуктах их переработки, а в виде пробирного анализа и способ установления концентрации драгоценных металлов в сплавах и изделиях. В пробирной плавке объединяются разложение пробы и концентрирование микрокомпонентов. Для извлечения и концентрирования благородных металлов используют свойства расплавленного свинца или иного коллектора хорошо растворять эти элементы с получением легкоплавких сплавов и быстро окислять кислородом воздуха. В зависимости от объекта анализа и определяемых элементов веществами – поставщиками свинца могут служить глет, сурик, ацетат свинца, плюмбит, металлический свинец. В качестве флюсов, переводящих тугоплавкие соединения в форму легкоплавких шлаков, используют кварц, измельченное стекло, буру, соду, поташ, в качестве восстановителей – порошкообразный древесный уголь, железные опилки, в роли окислителей – кислород воздуха, селитру, глет, сурик. Концентрирование элементов методом пробирной плавки характеризуется высокой избирательностью, обеспечивает представительность пробы и достаточно высокие значения коэффициентов концентрирования. Пробирную плавку сочетают с физико-химическими методами анализа.

Прозрачность (Т) – есть отношение величин I_l/I₀; Т = I^–εlc. Величина Т, отнесенная к толщине слоя 1 cм, называется коэффициентом пропускания; А = –lgТ или Т = I^–A = е^–2,3А. Величины А и Т зависят от длины волны l и концентрации с вещества в растворе.

Промывание осадка – одна из операций гравиметрического определения, применяемая для освобождения осадка от адсорбированных примесей и удаления маточного раствора. Кристаллические осадки можно промывать водой. Для очистки осадков используют промывные жидкости: разбавленные растворы летучих электролитов, предотвращающих пептизацию осадка. Осадки с высокой растворимостью промывают растворами электролитов, содержащими одноименный с осадком ион. Существуют два приема промывания осадка: промывание на фильтре и промывание декантацией. Первый способ используют для очистки объемистых аморфных осадков, второй – для кристаллических. Промывную жидкость добавляют небольшими порциями после полного стекания каждой предыдущей порции с осадка на фильтре (при первом способе промывания) или сливания жидкости с осадка (второй способ). Нельзя использовать большой объем промывной жидкости, поскольку потери за счет растворимости осадка могут превысить ошибку взвешивания.

Пропорциональные (мультипликативные) погрешности – это погрешности, коррелирующие с уровнем определяемых содержаний вещества. К пропорциональным следует отнести: погрешность, обусловленную вкладом примесей в аналитический сигнал определяемого компонента; погрешность калибровки при построении градуировочных графиков; погрешность, вызванную несовпадением состава анализируемой пробы и стандартных образцов; погрешность, вызванную неполнотой выделения компонента при использовании хроматографических и экстракционных методов.

Простая отгонка (выпаривание) – одноступенчатый процесс разделения и концентрирования микроэлементов, когда коэффициент распределения сравнительно велик. Выпаривание используют при анализе вод, кислот, органических растворителей и др. Анализируемую пробу упаривают до небольшого конечного объема либо досуха (в последнем случае в присутствии коллектора); полученный концентрат анализируют выбранным методом.

Прямая потенциометрия – метод, основанный на измерении точной величины электродного потенциала и нахождении по уравнению Нернста активности потенциалопределяющего иона в растворе. Наиболее важная область применения абсолютной потенциометрии – ионометрия.

Прямое титрование – один из способов титрования, когда определяемое вещество в процессе титрования непосредственно реагирует с веществом рабочего раствора (стандартного). Например, титрование кислот основаниями и наоборот.