КИНЕТИ́ЧЕСКИЕ МЕ́ТОДЫ АНА́ЛИЗА

КИНЕТИ́ЧЕСКИЕ МЕ́ТОДЫ АНА́ЛИЗА, ме­то­ды ко­ли­че­ст­вен­но­го оп­ре­де­ле­ния не­ор­га­нич. и ор­га­нич. со­еди­не­ний, ос­но­ван­ные на за­ви­си­мо­сти ско­ро­сти хи­мич. ре­ак­ции от кон­цен­тра­ций реа­ги­рую­щих ве­ществ, в слу­чае ка­та­ли­тич. ре­ак­ций – и от кон­цен­тра­ции ка­та­ли­за­то­ра. Для ре­ак­ции $m\text{A}+n\text{B} \to$ Про­дук­ты эта за­ви­симость (при сов­па­де­нии сте­хио­мет­рич. ко­эф­фи­ци­ен­тов с по­ряд­ка­ми ре­ак­ции по реа­ген­там) вы­ра­жа­ет­ся урав­не­ни­ем $v=kc^m_\text{A}c^n_\text{B}c_{кат}$, где $v$  – ско­рость хи­мич. ре­ак­ции, $k$ – кон­стан­та ско­ро­сти ка­та­ли­тич. ре­ак­ции, $c_\text{A}$, $c_\text{B}$, $c_\text{кат}$ – кон­цен­тра­ции со­от­вет­ст­вую­щих ве­ществ.

Оп­ре­де­ляе­мым ве­ще­ст­вом мо­жет быть один из реа­ген­тов, ка­та­ли­за­тор или ве­ще­ст­во, взаи­мо­дей­ст­вую­щее с ка­та­ли­за­то­ром и уве­ли­чи­ваю­щее (ак­ти­ва­тор) или умень­шаю­щее (ин­ги­би­тор) его ак­тив­ность. Ре­ак­ция, ско­рость ко­то­рой из­ме­ря­ют, на­зы­ва­ет­ся ин­ди­ка­тор­ной, а ве­ще­ст­во, по из­ме­не­нию кон­цен­тра­ции ко­то­ро­го су­дят о ско­ро­сти ре­ак­ции, – ин­ди­ка­тор­ным. В ка­че­ст­ве ин­ди­ка­тор­ных при­ме­ня­ют гл. обр. го­мо­ген­ные ре­ак­ции – окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ные, ре­ак­ции внут­ри­сфер­но­го за­ме­ще­ния в ком­плекс­ных со­еди­не­ни­ях, изо­топ­но­го об­ме­на.

Для из­ме­ре­ния ско­ро­сти ре­ак­ции (т. е. из­ме­не­ния во вре­ме­ни кон­цен­тра­ции ин­ди­ка­тор­но­го ве­ще­ст­ва или лю­бой про­пор­цио­наль­ной ей ве­ли­чи­ны – оп­тич. плот­но­сти, си­лы то­ка, элек­трод­но­го по­тен­циа­ла и др.) наи­бо­лее час­то при­ме­ня­ют спек­тро­фо­то­мет­рич. и лю­ми­нес­цент­ные, ре­же – элек­тро­хи­мич. ме­то­ды. Для оп­ре­де­ле­ния не­из­вест­ной кон­цен­тра­ции ве­ще­ст­ва по дан­ным ки­не­тич. из­ме­ре­ний ис­поль­зу­ют за­ви­си­мость ско­ро­сти ре­ак­ции от кон­цен­тра­ции оп­ре­де­ляе­мо­го ве­ще­ст­ва (спо­соб тан­ген­сов), кон­цен­тра­ции ин­ди­ка­тор­но­го ве­ще­ст­ва в оп­ре­де­лён­ный мо­мент вре­ме­ни (спо­соб фик­си­ро­ван­но­го вре­ме­ни) или вре­ме­ни дос­ти­же­ния оп­ре­де­лён­ной кон­цен­тра­ции ин­ди­ка­тор­но­го ве­ще­ст­ва (спо­соб фик­си­ро­ван­ной кон­цен­тра­ции).

Вы­де­ля­ют не­ка­та­ли­тич. (оп­ре­де­ляе­мым яв­ля­ет­ся од­но из реа­ги­рую­щих ве­ществ) и ка­та­ли­тич. (оп­ре­де­ля­ют ка­та­ли­за­тор, ак­ти­ва­тор или ин­ги­би­тор) ва­ри­ан­ты К. м. а. Чув­ст­ви­тель­ность не­ка­та­ли­тич. ме­то­да не­вы­со­ка (пре­дел об­на­ру­же­ния 10^–2–10^–1 мг/дм³, 10^–6–10^–4 М) и оп­ре­де­ля­ет­ся, как пра­ви­ло, ме­то­дом, вы­бран­ным для на­блю­де­ния за ско­ро­стью ре­ак­ции. Не­ка­та­ли­тич. ме­тод се­лек­ти­вен, по­зво­ля­ет оп­ре­де­лять в сме­си близ­кие по свой­ст­вам ве­ще­ст­ва без их пред­ва­рит. раз­де­ле­ния.

Чув­ст­ви­тель­ность оп­ре­де­ле­ния мн. не­ор­га­нич. ве­ществ ка­та­ли­тич. ме­то­дом срав­ни­ма с чув­ст­ви­тель­но­стью масс-спек­траль­ных, ак­ти­ва­ци­он­ных ме­то­дов (пре­дел об­на­ру­же­ния 10^–6–10^–5 мг/дм³, 10^–12– 10^–10 М), ор­га­ни­че­ских – наи­бо­лее чув­ст­ви­тель­ных ва­ри­ан­тов хро­ма­то­гра­фии. В отд. слу­ча­ях (напр., для оп­ре­де­ле­ния се­реб­ра, хро­ма, ко­баль­та) ка­та­ли­тич. ме­тод – наи­бо­лее чув­ст­ви­тель­ный из всех из­вест­ных ме­то­дов оп­ре­де­ле­ния. Важ­ное пре­иму­ще­ст­во ка­та­ли­тич. ме­то­да – со­че­та­ние вы­со­кой чув­ст­ви­тель­но­сти с про­сто­той ап­па­ра­тур­но­го оформ­ле­ния и ме­то­ди­ки про­ве­де­ния ана­ли­за. Ка­та­ли­тич. ме­тод, как пра­ви­ло, не­се­лек­ти­вен. По­вы­сить се­лек­тив­ность мож­но варь­и­руя ус­ло­вия про­ве­де­ния ре­ак­ции (кон­цен­тра­ции реа­ген­тов, рН, при­ро­ду рас­тво­ри­те­ля и др.), ис­поль­зуя ак­ти­ва­то­ры и мас­ки­рую­щие ве­ще­ст­ва. При оп­ре­де­ле­нии ка­та­ли­за­то­ра в мно­го­ком­по­нент­ных сме­сях его обыч­но от­де­ля­ют от ме­шаю­щих ве­ществ и мат­ри­цы ана­ли­зи­руе­мо­го объ­ек­та. Вы­со­кой чув­ст­ви­тель­но­стью и се­лек­тив­но­стью от­ли­ча­ют­ся фер­мен­та­тив­ные ме­то­ды, ис­поль­зую­щие ре­ак­ции, ка­та­ли­зи­руе­мые фер­мен­та­ми.

К. м. а. экс­пресс­ны, лег­ко под­да­ют­ся ав­то­ма­ти­за­ции, при ус­ло­вии стро­го­го со­блю­де­ния ус­ло­вий про­ве­де­ния ана­ли­за не ус­ту­па­ют др. ме­то­дам по точ­но­сти. В прак­ти­ке ана­ли­тич. хи­мии эти ме­то­ды при­ме­ня­ют при ана­ли­зе сме­сей близ­ких по свой­ст­вам ор­га­нич. со­еди­не­ний (не­ка­та­ли­тич. ме­тод), для оп­ре­де­ле­ния мик­ро­ко­ли­честв ме­тал­лов пер­во­го пе­ре­ход­но­го ря­да и пла­ти­но­вых ме­тал­лов, ря­да анио­нов, био­ло­ги­че­ски ак­тив­ных ве­ществ, ле­кар­ст­вен­ных пре­па­ра­тов и др. Ка­та­ли­тич. ме­тод ис­поль­зу­ют в ана­ли­зе объ­ек­тов ок­ру­жаю­щей сре­ды, в ме­ди­ци­не, гео­ло­гии, пи­ще­вой и др. от­рас­лях про­мыш­лен­но­сти.