Аналитик химийн Несслер хоолойн үүрэг
Аналитик химийн хувьд хэмжилтийн нарийвчлалыг шинжээч үр дүнд нөлөөлдөг жижиг хувьсагчдыг хэр сайн хянаж байгаагаар тодорхойлдог. Спектрофотометр гэх мэт орчин үеийн багаж хэрэгслээс гадна өндөр өвөрмөц, практик функцүүдээсээ шалтгаалан хамааралтай хэвээр байгаа энгийн шилэн савнууд байдаг. Ийм хэрэгслийн нэг бол Несслерийн колбо юм. Энэ нь ердийн туршилтын хоолой шиг харагддаг ч Несслерийн колбо нь колориметрийн шинжилгээнд (өнгөний эрчмийг хэмжих) тусгайлан зориулагдсан бөгөөд янз бүрийн шинжилгээний процедурт, ялангуяа тодорхой химийн урвалын дараа өнгө үүсгэдэг параметрүүдэд удаан хугацаанд ашиглагдаж ирсэн.
Несслер хоолойн тодорхойлолт ба шинж чанарууд
Несслерийн хоолой нь өнгөний ажиглалтад саад учруулахаас зайлсхийхийн тулд ерөнхийдөө өндөр чанартай тунгалаг шилээр хийгдсэн цилиндр хэлбэртэй шилэн хоолой юм. Энгийн туршилтын хоолойтой харьцуулахад түүний ялгарах онцлог шинж чанарууд нь:
1. Хоолойн суурь нь хавтгай, тунгалаг тул хоолойг ширээн дээр босоо байрлуулж, тодорхой чиглэлээс өнгийг тогтвортой ажиглах боломжтой.
2. Нэг ижил урт ба диаметр нь хоолойнуудын хоорондох өнгөний эрчмийг харьцуулах үед оптик замын тогтвортой уртыг бий болгоход тусалдаг.
3. Өнгийг харьцуулах үед уусмалын эзлэхүүн ижил байхыг баталгаажуулахад тусалдаг эзлэхүүний хязгаарын тэмдэг (төгсгөл эсвэл тэмдэг).
4. Үндсэн зарчим нь дээжийг стандарттай харьцуулах явдал тул ерөнхийдөө хосоор нь эсвэл багцаар ашигладаг.
Энэхүү загвар нь зөвхөн гоо зүйн шинж чанартай биш; энэ нь хараанд суурилсан хэмжилт эсвэл өнгө унших энгийн боловч хяналттай үйл явцыг дэмжих зорилготой юм.
Колориметрийн шинжилгээний ажлын зарчим
Несслерийн хоолойн үндсэн үүрэг нь харааны колориметрийн урвалын сав болон харьцуулагч юм. Энэ аргаар аналитийг тодорхой урвалжаар урвалд оруулж өнгө гаргана. Дараа нь энэ өнгөний эрчмийг мэдэгдэж буй концентрацитай стандарт уусмалтай харьцуулна. Өнгө нь илүү эрчимтэй байх тусам аналитийн концентраци өндөр байна (хэрэв энэ нь аргын үйл ажиллагааны хүрээнд багтаж, чанарын болон тоон үзүүлэлтээр Беер-Ламбертын хуулийг дагаж мөрдвөл).
Практикт шинжээч дараахь зүйлийг бэлтгэнэ.
– Хоолой нь урвалд орсон дээжийг агуулдаг.
– Хоолой нь ижил нөхцөлд урвалд ордог стандарт (эсвэл цуврал стандартууд)-ыг агуулдаг.
– Заримдаа урвалж эсвэл матрицын үндсэн өнгийг засахын тулд хоосон (аналитгүй урвалж) дагалддаг.
Несслерийн хоолой нь харьцуулалтыг илүү тогтвортой хийх боломжийг олгодог, учир нь жигд хоолойн хэлбэр ба хавтгай суурь нь харах өнцөг болон гэрлийн замын хэлбэлзлийг бууруулдаг.
Аналитик химийн Несслер хоолойн үүрэг
Боловсролын лаборатори болон хэрэглээний лабораторид аналитик химийн салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг Несслерийн хоолойн үндсэн функцуудыг дор дурдав.
1. Тогтвортой өнгө үүсгэх урвалын сав
Колориметрийн шинжилгээнд өнгөний тогтвортой байдал маш чухал юм. Несслерийн хоолой нь урвалжуудыг нэмж, хольцыг нэгэн төрлийн болгож, тодорхой хугацаанд өнгийг гаргаж авахыг зөвшөөрдөг урвалын сав болж үйлчилдэг. Хоолойг босоо байрлалд барьж, жигд ажлын эзэлхүүнтэй тул өнгөний гаралтыг илүү хянаж болно. Энэ нь хэмжээ өөрчлөгдөх эсвэл жигд бус холихоос үүдэлтэй алдааг бууруулдаг.
2. Харааны өнгө харьцуулах хэрэгсэл
Несслерийн хоолойн хамгийн сонгодог функц бол дээж болон стандартын өнгийг харьцуулах явдал юм. Ажиглалтыг ихэвчлэн хоолойг цагаан дэвсгэр дээр эсвэл харьцуулах тавиур дээр байрлуулж, дараа нь хажуу талаас нь эсвэл дээрээс нь (процедураас хамааран) харах замаар хийдэг. Өнгөний эрчмийг харьцуулснаар шинжээчид, ялангуяа спектрофотометр гэх мэт багаж байхгүй үед аналитийн концентрацийг тооцоолж чадна.
Энэ арга нь хүний ойлголтоос хамаардаг тул хязгаарлалттай боловч олон энгийн хээрийн болон лабораторийн нөхцөлд маш хэрэгтэй хэвээр байна.
3. Эзлэхүүн болон оптик замын жигд байдлыг хангана
Несслерийн хоолойнууд нь ерөнхийдөө 50 мл эсвэл 100 мл гэх мэт тодорхой эзлэхүүний тэмдэглэгээтэй байдаг тул бүх уусмалууд (дээж болон стандарт) эзлэхүүнээрээ тэнцүү байж болно. Эзлэхүүний энэхүү жигд байдал нь оптик замын жигд байдалтай холбоотой бөгөөд хоолойн хэмжээс болон уусмалын өндөр нь илүү тогтвортой байх тусам өнгөний эрчмийг харьцуулах нь илүү шударга байдаг. Өөрөөр хэлбэл, Несслерийн хоолойнууд нь аналитикийн концентрацийн зөрүүнээс үүдэлтэй биш хэлбэлзлийг бууруулахад тусалдаг.
4. Стандарт цувралтай энгийн тохируулгын аргыг дэмждэг
Олон аналитик лабораторид Несслерийн хоолойг ашиглан стандартын цуврал (жишээ нь, 0, 1, 2, 3, 4, 5 мг/л)-ийг бүтээдэг бөгөөд тус бүр нь ижил урвалж агуулдаг. Дараа нь дээжийг стандартын цувралтай өнгөөр нь тохируулдаг. Энэ үйл явц нь тохируулгын муруйн тухай ойлголт болон концентраци ба өнгөний эрчмийн хоорондын хамаарлыг сургахад зориулсан энгийн, ойлгоход хялбар, хямд бөгөөд үр дүнтэй тохируулгын хэлбэр юм.
5. Аммиакийн шинжилгээний чухал хэрэгслүүд (Несслерийн урвал)
Несслерийн хоолой нь Несслерийн урвалжийг ашиглан аммиак (NH₃/NH₄⁺) тодорхойлохтой ижил утгатай. Энэ урвалд аммиак нь шараас хүрэн өнгө (концентрацаас хамаарч) гаргаж авдаг бөгөөд үүнийг нүдээр эсвэл багажаар хэмжиж болно. Несслерийн хоолойг ихэвчлэн ашигладаг, учир нь аммиакийн шинжилгээ нь сонгодог колориметрийн хамгийн түгээмэл жишээнүүдийн нэг бөгөөд жишээлбэл, усны чанарын шинжилгээ, бохир усны шинжилгээ, хүрээлэн буй орчны шинжилгээнд ашигладаг.
Хэдийгээр уншилтыг одоо спектрофотометрээр хийдэг болсон ч Несслерийн хоолойг урвалын бэлтгэл үе шатанд эсвэл тоног төхөөрөмж байхгүй үед өөр арга болгон ашигладаг хэвээр байна.
6. Хагас тоон илрүүлэлт болон скринингийг хөнгөвчилдөг
Чанарын хяналт эсвэл түргэвчилсэн туршилтын үед заримдаа маш нарийн тоо биш, харин бодисын агууламж тодорхой хязгаараас хэтэрсэн эсэхийг тодорхойлох шаардлагатай байдаг. Несслерийн хоолой нь скрининг шинжилгээнд тохиромжтой, учир нь үүссэн өнгийг стандарт хязгаартай хялбархан харьцуулж болно. Энэ арга нь цаг хугацаа, мөнгөө хэмнэж чадна, ялангуяа их хэмжээний дээжийг турших үед.
Давуу талууд ба хязгаарлалтууд
Илүүдэл
- Энгийн бөгөөд хэмнэлттэй: үнэтэй багаж хэрэгсэл шаарддаггүй.
– Хэрэглэхэд хялбар: хязгаарлагдмал тоног төхөөрөмжтэй практик болон лабораторид тохиромжтой.
– Тодорхой хүрээний хувьд нэлээд найдвартай: ялангуяа тод өнгөний ялгаа үүсгэдэг концентрацийн хувьд.
Хязгаарлалтууд
– Субъектив: үр дүн нь шинжигчийн харааны хурц байдал, гэрэлтүүлэг, өнгөний мэдрэмжээс хамаарна.
– Матрицын интерференцэд мэдрэмтгий: дээжийн суурь өнгө, булингар болон бусад урвалд орж буй бодисууд нь үр дүнд нөлөөлж болно.
– Багажны аргуудтай харьцуулахад хязгаарлагдмал нарийвчлалтай; зохицуулалтын шинжилгээнд спектрофотометрээр баталгаажуулах шаардлагатай байдаг.
Тиймээс Несслерийн гуурсыг ашиглах нь ихэвчлэн суралцах, хурдан үзлэг хийх эсвэл тодорхой нөхцөлд хэрэглэхийг зөвлөдөг сонгодог стандарт аргуудад тохиромжтой байдаг.
Несслер хоолой ашиглах сайн туршлагууд
Шинжилгээний үр дүн илүү тогтвортой байхын тулд хэд хэдэн сайн туршлагыг хэрэгжүүлэх шаардлагатай:
1. Нэг жигд гэрэлтүүлэг болон цагаан дэвсгэр ашигла.
2. Дээж болон стандартын эцсийн эзэлхүүнийг яг тааруулна уу.
3. Бүх хоолойн хувьд урвалын хугацаа ижил байгаа эсэхийг шалгаарай.
4. Толбо нь өнгөний мэдрэмжийг өөрчилж болзошгүй тул толбо арилах хүртэл хоолойг цэвэрлээрэй.
5. Боломжтой бол субъектив алдааг багасгахын тулд нэгээс олон ажиглагчаар харьцуулалт хийх.
Хаах
Несслерийн хоолой нь энгийн шилэн эдлэл нь аналитик химийн салбарт хэрхэн чухал үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг харуулсан жишээ юм. Түүний урвалын сав, колориметрийн шинжилгээнд харьцуулах хэрэгсэл болох үндсэн үүрэг нь ялангуяа Несслерийн урвалжтай аммиакийн шинжилгээ гэх мэт өнгөний эрчмийг тодорхойлоход хамааралтай болгодог. Эзэлхүүн болон оптик замын жигд байдлыг дэмждэг загвартай энэхүү хоолой нь уламжлалт хоолойноос илүү тогтвортой өнгөний харьцуулалт хийхэд тусалдаг. Нарийвчлал болон субъектив байдлын хувьд хязгаарлалттай хэдий ч Несслерийн хоолой нь химийн шинжилгээний янз бүрийн чиглэлээр боловсрол, сонгодог аргууд, хурдан туршилт хийхэд хэрэгтэй хэрэгсэл хэвээр байна.
