Курс лекций для студентов специальности 1-25 01 09 «Товароведение и экспертиза товаров»

Экстракция. Для извлечения из проб пищевых продуктов органических веществ используется экстракция – процесс распределения вещества между двумя или более несмешивающимися фазами. С целью усиления экстракции в одну из фаз экстракционной системы вносят экстрагент. При анализе пищевых продуктов в качестве экстрагентов используют воду, спирты, бензол, ацетон, дихлорметан и др. Выбор экстрагента зависит от природы пищевых продуктов. Экстракционный способ имеет недостаток – необходимость отгонки значительных объемов растворителя, что может привести к потерям веществ, особенно летучих или образующих с растворителем азеотропные смеси.
Жидко-жидкостная экстракция (ЖЖЭ) – классический способ извлечения пестицидов из водных образцов при использовании дихлорметана. В настоящее время появилась микроЖЖЭ – экстракция из большого объема воды (400 мл) очень малым объемом растворителя (500 мкл), которая применяется для подготовки пробы для анализа методом газовой хроматографии без стадии испарения, что важно для определения высоколетучих соединений. В сравнении с твердофазной экстракцией данный метод подготовки пробы является более быстрым и дешевым.
Твердофазная экстракция применяется при анализе природных вод, пестицидов и продуктов их распада. Ее преимущества – экономия времени и растворителей, исключение опасности образования эмульсий, возможность выделения следовых количеств аналита и автоматизации.
Сверхкритическая жидкостная экстракция является относительно новым методом, применяемым для извлечения веществ с помощью специальных экстрагентов – «сверхкритических» жидкостей (жидкие СО₂, NH₃, пропан, бутан и др.). Сверхкритическая жидкостная экстракция используется для анализа пестицидов в почвах, тканях растений и животных.


тема 2. Погрешности анализа, обработка
результатов измерений, методы
оценки точности методик


2.1. Аналитический сигнал. Методы измерения

После отбора и подготовки пробы наступает стадия химического анализа, на которой и проводят обнаружение компонента или определение его количества. С этой целью измеряют аналитический сигнал. В отдельных случаях возможно непосредственное определение его содержания. Так, например, при гравиметрическом методе иногда прямо измеряют массу определяемого компонента, например, влаги или химического элемента. В большинстве методов аналитическим сигналом служит среднее из измерений физической величины, функционально связанной с содержанием определяемого компонента. Это могут быть сила тока, электродвижущая сила системы, оптическая плотность, интенсивность излучения и т. д.

В случае необходимости обнаружения какого-либо компонента обычно фиксируют появление аналитического сигнала – появление осадка, окраски, линии в спектре, – которое должно быть надежно зафиксировано. При определении количества компонента измеряется величина аналитического сигнала: масса осадка, сила тока, интенсивность линии спектра и т. д. Затем рассчитывается содержание компонента с использованием функциональной зависимости «аналитический сигнал – содержание» (у = f(c)), которая устанавливается расчетным или опытным путем и может быть представлена в виде формулы, таблицы или графика. Содержание при этом может быть выражено абсолютным количеством определяемого компонента в мо-
лях, в единицах массы или через соответствующие концентрации.
При измерении аналитического сигнала учитывают наличие полезного аналитического сигнала, являющегося функцией содержания определяемого компонента, и аналитического сигнала фона, обусловленного примесями определяемого компонента и мешающими компонентами в растворах, растворителях и матрице образца, а также шу-
мами, возникающими в измерительных приборах, усилителях и другой аппаратуре. Обычно аналитический сигнал фона учитывают при проведении контрольного (холостого) опыта, когда через все стадии химического анализа проводится проба, не содержащая определяемого компонента. Полезным сигналом при этом будет аналитический сигнал, равный разности измеренного аналитического сигнала и аналитического сигнала фона.
На основании существующей зависимости между аналитическим сигналом и содержанием находят концентрацию определяемого компонента, используя методы градуировочного графика, стандартов или добавок. Наиболее распространен метод градуировочного графика. При этом в координатах «аналитический сигнал – содержание компонента» строят график с использованием образцов сравнения с различным и точно известным содержанием определяемого компонента. Затем, измерив величину аналитического сигнала (у) в анализируемой пробе, находят содержание определяемого компонента (с) по градуировочному графику (рисунок 2.1).



Рисунок 2.1 – Метод градуировочного графика

Чаще всего используют прямолинейные градуировочные графики, построенные для определенного диапазона определяемых содержаний.

Используя метод стандартов, измеряют аналитический сигнал в образце сравнения (эталонном образце) с известным содержанием компонента и в анализируемой пробе: у_эт = Sc_эт и у_х = Sc_х, где S – коэффициент пропорциональности.
Если определенное в идентичных условиях значение S заранее известно, то можно провести расчет по формуле
 (2.1)
Обычно же применяют соотношение
 (2.2)
откуда
 (2.3)
В тех случаях, когда при определении малых количеств компонента нужно учесть влияние матрицы образца на величину аналитического сигнала, часто используют метод добавок (расчетный и графический).
При определении содержания расчетным методом берут две аликвоты раствора анализируемой пробы и в одну из них вводят добавку определяемого компонента известного содержания. В обеих пробах измеряют аналитический сигнал (у_х и у_{х + доб}). Неизвестную концентрацию определяемого компонента рассчитывают по следующей формуле:
 (2.4)
где V_доб и c_доб – объем и концентрация добавленного раствора определяемого компонента;