Фізико-хімічні дослідження речовин. Методи кількісного аналізу

Одним із основних методів аналізу хімічного складу речовини є спектральний аналіз. Аналіз його складу проводиться, виходячи з вивчення його спектра. Спектральний аналіз – використовується у різних дослідженнях. З його допомогою відкрито комплекс хімічних елементів: Не, Ga, Cs. в атмосфері Сонця. А також Rb, Inі XI, визначено склад Сонця та більшості інших небесних тіл.

Галузі застосування

Спектральна експертиза, поширена в:

1. Металургії;
2. Геології;
3. хімії;
4. Мінералогії;
5. Астрофізики;
6. Біології;
7. медицині та ін.

Дозволяє знаходити в об'єктах, що вивчаються, найменші кількості встановлюваної речовини (до 10 - MS) Спектральний аналіз ділиться на якісний і кількісний.

Методи

Спосіб встановлення хімічного складу речовини на основі спектра - це і є основа спектрального аналізу. Лінійчасті спектри мають неповторну індивідуальність, так само як і відбитки пальців у людей, або візерунок сніжинок. Неповторність малюнків на шкірі пальця – це велика перевагадля розшуку злочинця. Тому завдяки особливості кожного спектра є можливість встановити хімічний вміст тіла, провівши аналіз хімічного складу речовини. Навіть якщо його маса елемента вбирається у 10 — 10 р, з допомогою спектрального аналізу його можна знайти у складі складного речовини. Це досить чутливий метод.

Емісійний спектральний аналіз

Емісійний спектральний аналіз - це ряд методів встановлення хімічного складу речовини за його емісійним спектром. В основу способу встановлення хімічного складу речовини – спектральної експертизи, покладено закономірності у спектрах випромінювання та спектрах поглинання. Цей методдозволяє виявити мільйонні частки міліграма речовини.

Існують методи якісної та кількісної експертизи, відповідно до встановлення аналітичної хімії як предмета, метою якої є формування способів встановлення хімічного складу речовини. Методи ідентифікації речовини стають вкрай важливими в межах якісного органічного аналізу.

По лінійному діапазону парів будь-якої з речовин можна встановити, які хімічні елементи містяться у його складі, т.к. будь-який хімічний елемент має власний специфічний діапазон випромінювання. Подібний спосіб встановлення хімічного складу речовини називається якісним спектральним аналізом.

Рентгеноспектральний аналіз

Існує ще один метод визначення хімічної речовини, що називається рентгеноспектральним аналізом. Рентгеноспектральний аналіз заснований на активації атомів речовини при опроміненні рентгенівськими променями, процес називається вторинним або флуоресцентним. А також можлива активація при опроміненні електронами високих енергій, в цьому випадку процес називають прямим збудженням. В результаті переміщення електронів у глибших внутрішніх електронних шарах з'являються лінії рентгенівського випромінювання.

Формула Вульфа - Бреггов дозволяє встановлювати довжини хвиль, у складі рентгенівського випромінювання, при застосуванні кристала популярної структури з відомою відстанню d. Це і є підставою методу визначення. Речовину, що вивчається, бомбардують стрімкими електронами. Поміщають його, наприклад, на анод розбірної рентгенівської трубки, після чого воно випромінює характерні рентгенівські промені, які падають на кристал відомої структури. Вимірюють кути і розраховують за формулою відповідні довжини хвиль, після фотографування дифракційної картині, що виникає при цьому.

Прийоми

В даний час всі методи хімічного аналізу ґрунтуються на двох прийомах. Або на: фізичному прийомі, або на хімічному прийомі порівняння встановлюваної концентрації з її одиницею виміру:

Фізичний

Фізичний прийом заснований на способі співвіднесення з еталоном одиниці величини кількості компонента шляхом вимірювання його фізичної властивості, який залежить від вмісту в пробі речовини. Пробно визначають функціональну залежність «Насиченість властивості – вміст компонента в пробі» способом градуювання засобу вимірювання даної фізичної властивості за компонентом, що встановлюється. З градуювального графіка набувають кількісні відносини, побудованого в координатах: «насиченість фізичної властивості — концентрація компонента, що встановлюється».

Хімічний

Хімічний прийом використовують у способі співвіднесення з еталоном одиниці величини кількості компонента. Тут застосовуються закони збереження кількості або маси компонента при хімічних взаємодіях. На хімічних властивостях хімічних сполук засновані хімічні взаємодії. У пробі речовини здійснюють хімічну реакцію, що відповідає поставленим вимогам, для визначення компонента, що шукається, і проводиться замір обсягу або маси, що беруть участь у конкретній хімічній реакції компонентів. Отримують кількісні відносини, далі записується кількість еквівалентів компонента для даної хімічної реакції або закон збереження маси.

Прилади

Приладами для аналізу фізико-хімічного складу речовини є:

1. Газоаналізатори;
2. Сигналізатори гранично допустимих і вибухонебезпечних концентрацій парів і газів;
3. Концентратори рідких розчинів;
4. Щільноміри;
5. Солеміри;
6. Вологоміри та ін. схожі за призначенням та комплектністю прилади.

Згодом дедалі більше зростає коло аналізованих об'єктів і підвищується швидкість і правильність аналізу. Одним з найголовніших методів приладу встановлення атомного хімічного складу речовини стає спектральний аналіз.

З кожним роком дедалі більше з'являються комплекси приладів для кількісного спектрального аналізу. А також випускають найбільш удосконалені види апаратури та способи реєстрації спектра. Організуються спектральні лабораторії спочатку у машинобудівній, металургійній, та був та інших галузях промисловості. Згодом зростає швидкість і вірність аналізу. До того ж розширюється сфера аналізованих об'єктів. Одним з основних методів приладів встановлення атомного хімічного складу речовини стає спектральний аналіз.

Фізико-хімічні дослідження як напрям аналітичної хімії знайшли широке застосування у кожній сфері життєдіяльності людини. Вони дозволяють вивчити властивості речовини, що цікавить, визначаючи кількісну складову компонентів у складі зразка.

Дослідження речовин

Наукове дослідження є пізнанням об'єкта чи явища з метою одержання системи понять та знань. За принципом дії методи, що використовуються, класифікують на:

• емпіричні;
• організаційні;
• інтерпретаційні;
• методи якісного та кількісного аналізу.

Емпіричні методи дослідження відображають об'єкт, що вивчається з боку зовнішніх проявів і включають в себе спостереження, вимірювання, експеримент, порівняння. Емпіричне вивчення грунтується на достовірних фактах і передбачає створення штучних ситуацій для аналізу.

Організаційні методи – порівняльний, лонгітюдний, комплексний. Перший передбачає порівняння станів об'єкта, отриманих у час і за відмінних друг від друга умовах. Лонгітюдний – спостереження за об'єктом дослідження протягом тривалого проміжку часу. Комплексний являє собою сукупність лонгітюдного та порівняльного методів.

Інтерпретаційні методи - генетичний та структурний. Генетичний варіант передбачає вивчення розвитку об'єкта з його виникнення. Структурний метод вивчає та описує пристрій об'єкта.

Методами якісного та кількісного аналізу займається аналітична хімія. Хімічні дослідження спрямовані визначення складу об'єкта дослідження.

Методи кількісного аналізу

За допомогою кількісного аналізу аналітичної хімії визначається склад хімічних сполук. Майже всі методи побудовані на дослідженні залежності хімічних і фізичних властивостей речовини від його складу.

Кількісний аналіз буває загальним, повним та частковим. Загальний визначає кількість всіх відомих речовин у об'єкті, що вивчається, незалежно від того, присутні вони у складі чи ні. Повний аналіз відрізняється знаходженням кількісного складу речовин, які у зразку. Частковий варіант визначає вміст лише компонентів, які становлять інтерес у цьому дослідженні хімічних речовин.

Залежно від способу аналізу виділяють три групи методів: хімічні, фізичні та фізико-хімічні. Всі вони ґрунтуються на зміні фізичних або хімічних властивостей речовини.

Хімічні дослідження

Даний метод спрямований на визначення речовин у різних кількісно хімічних реакціях, що відбуваються. Останні мають зовнішні прояви (зміна кольору, виділення газу, тепла, осаду). Цей метод широко використовується у багатьох галузях життєдіяльності сучасного суспільства. Лабораторія хімічних досліджень обов'язково присутня у фармацевтичній, нафтохімічній, будівельній промисловості та багатьох інших.

Можна виділити три види хімічних досліджень. Гравіметрія, або ваговий аналіз, ґрунтується на зміні кількісних характеристик досліджуваної речовини у зразку. Цей варіант простий і дає точні результати, але є трудомістким. При такому типі хімічних методів дослідження потрібна речовина виділяється із загального складу у вигляді осаду чи газу. Потім його наводять у тверду нерозчинну фазу, фільтрують, промивають, сушать. Після цих процедур компонент зважують.

Титриметрія є об'ємним аналізом. Дослідження хімічних речовин відбувається шляхом вимірювання об'єму реагенту, що вступає в реакцію з речовиною, що досліджується. Його концентрація відома заздалегідь. Обсяг реагенту вимірюється при досягненні еквівалентності точки. При газовому аналізі визначають обсяг виділеного чи поглиненого газу.

З іншого боку, часто використовується дослідження хімічних моделей. Тобто створюється аналог об'єкта, що вивчається, більш зручний у вивченні.

Фізичні дослідження

На відміну від хімічного дослідження, що ґрунтується на проведенні відповідних реакцій, фізичні методи аналізу базуються на однойменних властивостях речовин. Для їх проведення потрібні спеціальні прилади. Суть методу полягає у вимірі змін характеристик речовини, спричинених дією випромінювання. Основними способами проведення фізичного дослідження є рефрактометрії, поляриметрії, флуориметрії.

Рефрактометр проводиться за допомогою рефрактометра. Суть методу зводиться до вивчення заломлення світла, що проходить з одного середовища до іншого. Зміна кута у своїй залежить від властивостей компонентів середовища. Тому стає можливою ідентифікація складу середовища та його структури.

Поляриметрія є який використовує здатність деяких речовин обертати площину коливання лінійно поляризованого світла.

Для флуориметрії використовують лазери та ртутні лампи, які створюють монохроматичне випромінювання. Деякі речовини здатні флуорисцентувати (поглинати та віддавати поглинене випромінювання). На основі інтенсивності флуоресценції робиться висновок про кількісне визначення речовини.

Фізико-хімічні дослідження

Фізико-хімічні методи дослідження реєструють зміну фізичних властивостей речовини під впливом різних хімічних реакцій. Вони засновані на прямій залежності фізичних характеристикоб'єкта, що досліджується, від його хімічного складу. Дані методи вимагають застосування деяких вимірювальних приладів. Як правило, спостереження ведеться за теплопровідністю, електропровідністю, світлопоглинанням, температурою кипіння та плавлення.

Фізико-хімічні дослідження речовини набули широкого поширення завдяки високій точності та швидкості отримання результатів. У світі у зв'язку з розвитком методи стали складно застосовні. Фізико-хімічні методи використовують у харчовій промисловості, сільському господарстві, криміналістиці.

Однією з основних відмінностей фізико-хімічних методів від хімічних і те, що закінчення реакції (точку еквівалентності) знаходять з допомогою вимірювальних приладів, а чи не візуально.

Основними методами фізико-хімічного дослідження прийнято вважати спектральні, електрохімічні, термічні та хроматографічні методи.

Спектральні методи аналізу речовин

В основі спектральних методів аналізу лежить взаємодія об'єкта з електромагнітним випромінюванням. Досліджується поглинання, відбиття, розсіювання останнього. Інша назва методу – оптичний. Він являє собою сукупність якісного та кількісного дослідження. Спектральний аналіз дозволяє оцінити хімічний склад, структуру компонентів, магнітне поле та інші властивості речовини.

Суть методу полягає у визначенні резонансних частот, на яких речовина реагує на світ. Вони строго індивідуальні кожному за компонента. За допомогою спектроскопа можна побачити лінії на спектрі та визначити складові речовини. Інтенсивність спектральних ліній дає уявлення про кількісної характеристики. В основі класифікації спектральних методів лежать тип спектра та цілі дослідження.

Емісійний метод дозволяє вивчити спектри випромінювання та дає інформацію про склад речовини. Для отримання даних піддають розряду електричної дуги. Різновидом цього є фотометрія полум'я. Спектри поглинання досліджуються абсорбційним способом. Вищеперелічені варіанти відносяться до якісного аналізу речовини.

Кількісний спектральний аналіз порівнює інтенсивність спектральної лінії досліджуваного об'єкта та речовини відомої концентрації. До таких методів слід віднести атомно-абсорбційний, атомно-флуоресцентний та люмінесцентний аналізи, турбідиметрію, нефелометрію.

Основи електрохімічного аналізу речовин

Електрохімічний аналіз використовує електроліз на дослідження речовини. Реакції проводять у водному розчині на електродах. Вимірюванню підлягає одна з наявних характеристик. Дослідження проводиться в електрохімічному осередку. Це посудина, в яку поміщені електроліти (речовини з іонною провідністю), електроди (речовини з електронною провідністю). Електроди та електроліти взаємодіють між собою. У цьому струм подається ззовні.

Класифікація електрохімічних методів

Класифікують електрохімічні методи виходячи з явищ, на яких ґрунтуються фізико-хімічні дослідження. Це методи з накладенням стороннього потенціалу без нього.

Кондуктометрія є аналітичним методом та вимірює електричну провідність G. При кондуктометричному аналізі, як правило, використовується змінний струм. Кондуктометричне титрування - найпоширеніший метод дослідження. На цьому методі засновано виготовлення портативних кондуктометрів, які застосовуються для хімічних досліджень води.

Під час проведення потенціометрії вимірюють ЕРС оборотного гальванічного елемента. Метод кулонометрії визначає кількість електрики, витраченої під час електролізу. Вольтамперометрія досліджує залежність величини струму від прокладеного потенціалу.

Термічні методи аналізу речовин

Термічний аналіз спрямовано визначення зміни фізичних властивостей речовини під впливом температури. Дані методи дослідження виконуються протягом невеликого проміжку часу та з невеликою кількістю досліджуваного зразка.

Термогравіметрія - одне із методів термічного аналізу, який доводиться реєстрація зміни маси об'єкта під впливом температури. Цей спосібвважається одним із найточніших.

Крім того, до термічних методів дослідження відносяться калориметрія, що визначає теплоємність речовини, ентальпіметрію, засновану на дослідженні теплоємності. Також до них слід віднести дилатометрію, яка фіксує зміну обсягу зразка під дією температури.

Хроматографічні методи аналізу речовин

Метод хроматографії є ​​способом поділу речовин. Існує безліч основних з них: газовий, розподільний, окислювально-відновний, осадовий, іонообмінний.

Компоненти в досліджуваному зразку поділяються між рухомою та нерухомою фазами. У першому випадку йдеться про рідини або гази. Нерухлива фаза є сорбентом – твердою речовиною. Компоненти зразка переміщуються в рухомій фазі вздовж нерухомої. За швидкістю та часом проходження компонентів через останню фазу судять про їх фізичні властивості.

Застосування фізико-хімічних методів дослідження

Найважливішим напрямом фізико-хімічних методів є санітарно-хімічне та судово-хімічне дослідження. Вони мають деякі відмінності. У першому випадку з метою оцінки проведеного аналізу використовуються прийняті гігієнічні нормативи. Вони встановлюються міністерствами. Санітарно-хімічне дослідження проводиться у порядку, встановленому епідеміологічною службою. У процесі використовують моделі середовищ, які імітують властивості харчових продуктів. Також вони відтворюють умови експлуатації зразка.

Судово-хімічне дослідження спрямоване на кількісне виявлення наркотичних, сильнодіючих речовин та отрут в організмі людини, харчових продуктах, медикаментозних препаратах. Експертиза проводиться у судовій постанові.

ВІДДІЛ 3. ПРИЛАДИ ДЛЯ АНАЛІЗУ ФІЗИКО-ХІМІЧНОГО СКЛАДУ РЕЧОВИНИ І СПЕЦІАЛЬНІ ПРИЛАДИ

Вступні вказівки

1. До приладів для аналізу фізико-хімічного складу речовини в даному відділі віднесені газоаналізатори, сигналізатори гранично допустимих і до вибухонебезпечних концентрацій парів і газів, концентратоміри рідких розчинів, щільноміри, солемери, вологоміри та аналогічні за призначенням та комплектністю прилади.

2. Для визначення РСВ на монтаж занурювальних датчиків і перетворювачів РН-метрів, що замовляються та поставляються окремо один від одного, слід застосовувати РСН відділу 2 цієї збірки.

3. У РСН враховано витрати на монтаж повного комплекту приладів (датчики, вимірювальні блоки, вторинні прилади, індикаційні блоки, допоміжні пристрої).

І категорія - комплект, що складається з одного перетворювача (приймач, вимірювальний блок) та блоку індикації (вторинний прилад, сигнальний пристрій). У комплект можуть включатися один або два найпростіші допоміжні пристрої (стабілізатор живлення або витрати, фільтр тощо);

II категорія - комплект, що складається з двох блоків-перетворювачів (приймач і блок управління, перетворювачі первинний і нормуючий і т.д. або з одного перетворювача та комплекту допоміжних пристроїв (наприклад, комплект пристроїв пробопідготовки у складі холодильника, спонукача витрати, фільтра тощо) .п.), а також блоку індикації;

5. У РСН на монтаж комплекту приладу не враховано:

а) витрати на монтаж ліній зв'язку та підключень, що визначаються за відповідними РСН збірниками 8, 10 та 12;

б) витрати на монтаж проточних датчиків, що встановлюються на технологічних трубопроводах, що визначаються за РСН збірника 12.

Група 60. Прилади для аналізу фізико-хімічного складу речовини

Таблиця 11-60

Прилади для аналізу фізико-хімічного складу речовини

Вимірювач - 1 комплект

ВІДДІЛ 4. АПАРАТУРА АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ

Розділ 1. Апаратура інформаційно-логічних комплексів спеціалізованих систем управління, обчислювальної техніки та телемеханіки

Вступні вказівки

1. РСН складені з урахуванням конструктивних характеристик, місця встановлення та маси устаткування, що встановлюється.

2. У РСН враховано витрати на:

а) встановлення обладнання та приєднання його до контуру заземлення (групи 91-95);

б) підключення обладнання до мережі технологічної вентиляції (групи 94-95);

в) обробку та включення в апаратуру кабелів та проводів (група 95).

3. Оброблення та включення кабелів в апаратуру за групами 91-94, 96 не враховано та визначаються за РСН груп 106, 107 розділу 2 цього відділу.

p align="justify"> Методи кількісного визначення хімічного складу речовин, засновані на вимірі їх фізичних властивостей, називаються фізико-хімічними методами аналізу. Всі ці виміри пов'язані з використанням відповідних приладів і тому часто називають інструментальними методами аналізу.

У практиці медико-біологічних досліджень найбільшого поширення набули оптичні та електрохімічні методи аналізу. Прилади для аналізу хімічного складу речовини, на відміну інших вимірювальних приладів, по сучасної термінології називаються аналізаторами складу.

Оптичні аналізатори (прилади) різняться залежно від відповідності між оптичними властивостями системи та складом речовини, що аналізується. Прилади, що ґрунтуються на світлопоглинанні речовин, називаються абсорбціометрами або абсорбціометричними аналізаторами. Відповідно до цього прилади під назвою колориметри, фотоелектроколориметри, фотометри, спектрофотометри відносяться до абсорбціометрів.

Слід на увазі, що колориметрами називаються також прилади, призначені для вимірювання кольору; колориметри працюють лише у видимій області спектра.

Величина розсіювання світла колоїдними розчинами досліджується нефелометрами та турбідиметрами. Метод нефелометрії використовується в тих випадках, коли кількість речовини визначається інтенсивністю світлового потоку, що розсіюється зваженими частинками визначається речовини. Розсіяне світло вимірюють у напрямку, перпендикулярному основному потоку світла.

При турбидиметрическом вимірі визначення речовини ведуть за величиною розсіювання світла, а, по поглинанню світлового потоку частинками дисперсного розчину. Обидва методи засновані на утворенні в результаті реакції малорозчинних сполук, що залишаються в розчині у вигляді досить стабільних суспензій.

Здатність речовин по-різному заломлювати світло покладено основою роботи рефрактометричних аналізаторів.

На властивості деяких оптично активних речовин обертати площину поляризації світла засновано роботу поляриметричних аналізаторів.

Оптичні аналізатори, призначені до роботи на широких ділянках спектра, об'єднані загальною назвою - фотометри. Аналізатори, забезпечені пристроями виділення вузьких спектральних ділянок, називаються спектрофотометрами,
спектрофлуориметрами, спектральними полум'яними фотометрами.

Інтенсивність світіння речовини, викликаного впливом на цю речовину енергією від різних зовнішніх джерел, визначається за допомогою люмінометричних аналізаторів, званих також флуориметрами, та за допомогою полум'яних фотометрів. При люмінометрії (флуориметрії) вторинне світіння речовини викликане опроміненням його ультрафіолетовими променями, а в методі полум'яної фотометрії світіння збуджується або поглинається при введенні аналізованої речовини в дрібнодисперсному вигляді в полум'я газового пальника.

Вимір граничного дифузійного струму та величини потенціалу напівхвилі покладено в основу роботи полярографів.

Апаратура для хроматографії служить для поділу речовин сорбційними методами, що ґрунтуються на відмінності їх сорбційних здібностей. Методи та прилади для хроматографії розрізняються за застосовуваними середовищами для поділу, механізмами поділу, формою проведення процесу.

У випадку під аналізом складу речовини розуміють визначення їх елементарного, функціонального чи молекулярного складу; у ряді випадків необхідно визначати фазовий склад середовища.

При контролі хіміко-технологічних процесів найчастіше необхідно визначати молекулярний склад. Завдання аналізу речовин бувають пов'язані з визначенням вмісту як одного компонента аналізованої суміші, так і двох і більше її компонентів. Прилади визначення складу називаються аналізаторами. Аналізатори, призначені визначення змісту лише одного компонента в суміші, називають іноді також концентратомерами.

Строго кажучи, склад речовин характеризується кількістю частинок окремих компонентів проби і може бути виражений також числом молів, масою компонентів у грамах чи інших одиниць маси. Однак для практичних цілей склад виражають через концентрації Зкомпонентів: під концентрацією розуміють відношення кількості твизначається компонента в пробі до загальної кількості проби М: . Величини ті Мможуть бути належним чином пов'язані з числами частинок компонентів. Найбільш поширені такі одиниці виміру концентрації: для рідин - мг/см 3; г/см 3; % за масою чи обсягом; для газів - мг/м 3; г/м 3; % за об'ємом.

Властивості речовин характеризуються чисельними значеннями фізичних чи фізико-хімічних величин (наприклад, щільності, в'язкості, електричної провідності тощо), що піддаються виміру.

Практичне виконання аналітичних вимірювань засноване на використанні взаємозв'язку між складом аналізованої речовини (концентраціями його компонентів) та величинами, що характеризують її фізичні та фізико-хімічні параметри:

де - Вимірюваний параметр аналізованої речовини; , , ..., -Концентрації компонентів; п- загальна кількість компонентів.

За видом параметра, що вимірюється, аналітичні методи (прилади) можуть бути засновані на визначенні оптичних, електричних, магнітних, теплових, кінетичних, а також механічних властивостей середовища. В якості вимірюваних параметрів використовують, наприклад, спектральні коефіцієнти випромінювання, поглинання, розсіювання і відображення випромінювання, коефіцієнт заломлення, діелектричну проникність і магнітну сприйнятливість, щільність, в'язкість і теплопровідність, тиск і швидкість поширення акустичних коливань і т.п. Висока точність визначення величин цих параметрів. Наприклад, електричну провідність, густину, показник заломлення вдається виміряти з точністю, що досягає 10 -4 -10 -5 їх значень.

Аналіз складу заснований на припущенні, що для кожного аналізованого середовища можна встановити мінімальну кількість незалежних параметрів, що характеризують її, що дозволяють визначити концентрації. Однак для реальних середовищ знаходження повної системи незалежних параметрів є дуже складним завданням; у практиці користуються неповною системою вимірюваних параметрів і, отже, обчислюють концентрації з деякою помилкою.

Нехай, наприклад, потрібно визначити концентрацію -го компонента . Оскільки при контролі та регулюванні технологічних процесів зміни концентрацій компонентів, як правило, малі, функцію у рівнянні (1) вважатимуться у першому наближенні адитивної. Тоді

(2)

де
при
;
при
; - Концентрація визначається компонента; - середній вміст компонентів у аналізованому середовищі;
- Відхилення змісту відповідних компонентів від середнього значення;
- Зміна вимірюваного параметра, викликана зміною
концентрації компонентів.

З рівняння (2) можна визначити потрібну величину

Звідси випливає, що показання аналізатора, що визначає концентрацію одного компонента, залежать до певної міри від зміни змісту інших компонентів середовища. Чим слабша ця залежність, т. е. що менше відносні величини члена
, тим вище вибірковість визначення концентрації , та точність аналізу.

Вибірковість аналізу – одна з найважливіших характеристик автоматичного аналізатора.

Практично вибір аналітичних методик, які забезпечують вибіркове визначення компонента безпосереднім виміром фізичних чи фізико-хімічних параметрів проби, дуже обмежений. Вибірковість більшої частини аналітичних методик визначається тим, що аналізовану пробу піддають попередньо активному впливу, в ході якого вона якісно змінюється. Результатом на пробу може бути, наприклад, зміна її агрегатного чи фазового стану, іонізація, просторовий чи просторово-часовий поділ проби, збагачення, зміна її складу. Після перетворення проби вимірюють її фізичні чи фізико-хімічні параметри. При цьому вимірювання різних параметрів проби можна поєднувати з тими самими видами її попереднього перетворення. Наприклад, при хроматографічному методі аналізу поділяють аналізовану суміш на компоненти в хроматографічній колонці, а потім визначають концентрації компонентів у газі-носії за виміром або щільності, теплопровідності, ефективності іонізації і т. д.

Для встановлення взаємозв'язку між аналітичними методами (аналізаторами) та визначення їх місця в аналітичному приладобудуванні використовують різні варіанти класифікацій. Залежно від цілей класифікації аналітичні прилади можна класифікувати, наприклад, за такими ознаками: принцип дії (метод аналізу); властивостям аналізованого середовища; за кількістю визначених компонентів; виконання; способу уніфікації вихідного сигналу; способу видачі результатів виміру.

Можливі інші ознаки класифікації. З урахуванням попереднього перетворення проби є доцільним класифікувати аналізатори за принципом дії в рамках двомірної множини. При такому підході аналітичні методи та прилади можна характеризувати способом перетворення проби та вимірюваним фізичним параметром, тобто класифікаційна таблиця повинна мати як би дві координатні осі: по одній мають способи перетворення аналізованої проби, а по іншій - види вимірюваного фізичного параметра перетвореної проби.

У найпростішому випадку аналіз може бути виконаний без перетворення проби, коли про склад аналізованої суміші можна судити безпосередньо за параметром, що вимірюється.

Вимірювані параметри проби можна поділити на механічні (швидкість і поглинання звуку, щільність), теплові та кінетичні (питома теплота, теплопровідність, в'язкість), електричні та магнітні (провідність, потенціал, діелектрична проникність, магнітна сприйнятливість), оптичні (коефіцієнти поглинання заломлення та розсіювання, інтенсивність випромінювання, магнітооптична обертальність).

Вимірювання механічних параметрів (швидкості та поглинання звуку) становить основу акустичних методів аналізу. На вимірі теплових та кінетичних параметрів – питомої теплоти, теплопровідності та в'язкості – засновані методи відповідно калориметрія, термокондуктометрія та віскозиметрія. Значна група методів аналізу базується на вимірі електричних та магнітних параметрів: на вимірі провідності – кондуктометрія, потенціалу – потенціометрія (pH-ve-трію), полярографія, діелектричної проникності – діель-кометрія, магнітної сприйнятливості – магнітомеханічні методи аналізу.

Широко поширені в аналітичній практиці методи аналізу, що ґрунтуються на безпосередньому вимірі оптичних параметрів аналізованої проби: на вимірі коефіцієнта поглинання – абсорбційно-оптичний, коефіцієнта заломлення – рефрактометрія, коефіцієнта оптичної активності – поляриметрія, коефіцієнта розсіювання – нефелометрія, турбідиметрія.

Додаткове цілеспрямоване перетворення проби під час аналізу дозволяє забезпечити підвищену вибірковість аналітичного виміру. Для перетворення проби можна використовувати як фізичні, і хімічні методи. Якщо вплив на пробу призводить до суттєвої зміни її фізичних властивостей при незмінному складі проби, то таке перетворення називатимемо фізичним. Якщо ж вплив на пробу призводить до суттєвої зміни її складу, то таке перетворення називатимемо хімічним.

До фізичних методів перетворення, що використовуються в аналітичному приладобудуванні, відносяться: іонізація (збудження), зміна агрегатного стану, просторовий та (або) тимчасовий поділ, збагачення (сорбція, екстракція). Хімічне перетворення проби здійснюють з урахуванням хімічних реакцій. Наприклад, попередньою іонізацією проби можна ув'язати склад з процесами, що протікають в іонізованому газі. Поєднання іонізації з подальшим виміром провідності іонізованого газу становить основу іонізаційних методів аналізу, а поєднання іонізації з виміром оптичних параметрів – основу атомно-абсорбційної спектрофотометрії. На попередньому просторовому та часовому поділі проби на компоненти з подальшим вимірюванням теплопровідності, електричної провідності або оптичних параметрів засновані методи хроматографії та мас-спектрометрії.

Хімічна реакція з подальшим вимірюванням колірного ефекту (оптичних параметрів) становлять основу фотоколориметричних методів, попередня хімічна реакція з подальшим вимірюванням теплового ефекту (питомої теплоти) - основу термохімії, а, наприклад, попередня хімічна реакція в поєднанні з вимірюванням електричних параметрів перетвореної проби методів аналізу.

При автоматичному контролі концентрації (складу) та властивостей рідин у хімічній промисловості найбільшого поширення набули такі методи аналізу (класифікація за ГОСТ 16851-71): без попереднього перетворення проби - кондуктометричний, потенціометричний, полярографічний, діелькометричний, оптичні (рефрактометричний, абсорб , турбідиметричний, нефелометричний), за величиною температурної депресії, за тиском насиченої пари, радіоізотопний, механічний (щільність), кінетичний (в'язкість); з попереднім перетворенням проби – титрометричний.

Для автоматичного аналізу газів: без попереднього перетворення проби (класифікація за ГОСТ 13320-81) - абсорбційно-оптичні (інфрачервоне та ультрафіолетове поглинання), термокондуктометричний, термомагнітний, пневматичний; з попереднім перетворенням проби – електрохімічний (кондуктометричний, кулонометричний, полярографічний, потенціометричний), термохімічний, фотоколориметричний, полум'яно-іонізаційний, аерозольно-іонізаційний, хроматографічний, мас-спектрометричний. У подальшому викладі прийнято наведену класифікацію. З наведеної класифікації виділено вимірювачі вологості, об'єднані у спеціальний радел за призначенням.