طرق البحث الفيزيائية في البناء. الطرق الفيزيائية والكيميائية للبحث عن المواد

مقدمة

تستخدم البشرية ، طوال تطورها ، قوانين الكيمياء والفيزياء في أنشطتها لحل المشكلات المختلفة وتلبية العديد من الاحتياجات.

في العصور القديمة ، سارت هذه العملية بطريقتين مختلفتين: بوعي ، بناءً على الخبرة المتراكمة ، أو عن طريق الصدفة. إلى أمثلة رئيسيةيشمل التطبيق الواعي لقوانين الكيمياء: اللبن الرائب ، واستخدامه لاحقًا في تحضير منتجات الجبن والقشدة الحامضة وأشياء أخرى ؛ تخمير بعض البذور ، على سبيل المثال القفزات والإنتاج اللاحق لمنتجات التخمير ؛ تخمير عصائر الفواكه المختلفة (خاصة العنب الذي يحتوي على عدد كبير من sugar) ، وأعطى منتجات النبيذ والخل في النهاية.

كان اكتشاف النار ثورة في حياة البشرية. بدأ الناس في استخدام النار للطهي ، للمعالجة الحرارية لمنتجات الطين ، للعمل معها معادن مختلفةللفحم وأكثر من ذلك بكثير.

بمرور الوقت ، يحتاج الناس إلى المزيد من المواد والمنتجات الوظيفية التي تعتمد عليها. تأثير هائلساهمت معرفتهم بالكيمياء في حل هذه المشكلة. لعبت الكيمياء دورًا مهمًا بشكل خاص في إنتاج مواد نقية وعالية النقاء. إذا كانت عمليات تصنيع المواد الجديدة في المقام الأول تنتمي إلى العمليات الفيزيائية والتقنيات القائمة عليها ، فإن تركيب المواد فائقة النقاء ، كقاعدة عامة ، يتم تنفيذه بسهولة أكبر باستخدام التفاعلات الكيميائية [

باستخدام الأساليب الفيزيائية والكيميائية ، يدرسون الظواهر الفيزيائيةالتي تحدث أثناء التفاعلات الكيميائية. على سبيل المثال ، في الطريقة اللونية ، يتم قياس شدة اللون اعتمادًا على تركيز المادة ، في طريقة قياس الموصلية ، يتم قياس التغيير في التوصيل الكهربائي للحلول ، وتستخدم الطرق البصرية العلاقة بين الخواص البصريةالنظام وتكوينه.

الطرق الفيزيائية والكيميائيةتستخدم الدراسة أيضًا لإجراء دراسة شاملة لمواد البناء. يتيح لك استخدام هذه الأساليب الدراسة المتعمقة لتكوين وهيكل وخصائص مواد البناء والمنتجات. يتيح تشخيص تكوين المواد وهيكلها وخصائصها في مراحل مختلفة من تصنيعها وتشغيلها إمكانية تطوير تقنيات توفير الموارد وتوفير الطاقة بشكل تدريجي [

توضح هذه الورقة تصنيفًا عامًا للطرق الفيزيائية والكيميائية لدراسة مواد البناء (التصوير الحراري ، التصوير الشعاعي ، الفحص المجهري البصري ، المجهر الإلكتروني، مطيافية الانبعاث الذري ، مطيافية الامتصاص الجزيئي ، قياس الألوان ، قياس الجهد) وطرق مثل تحليل الطور الحراري والأشعة السينية ، وكذلك طرق دراسة البنية المسامية ، يتم النظر فيها بمزيد من التفصيل [كتيب البناء [ المورد الإلكتروني] // وزارة التعمير الحضري والريفي جمهورية بيلوروسيا الاشتراكية السوفياتية. URL: www.bibliotekar.ru/spravochnick-104-stroymaterialy.html].

1. تصنيف طرق البحث الفيزيائية والكيميائية

تعتمد طرق البحث الفيزيائية والكيميائية على اغلق الاتصالالخصائص الفيزيائية للمادة (على سبيل المثال ، القدرة على امتصاص الضوء ، والتوصيل الكهربائي ، وما إلى ذلك) و التنظيم الهيكليمادة من حيث الكيمياء. يحدث ذلك من الطرق الفيزيائية والكيميائية ، مثل مجموعة منفصلةيميز بين طرق البحث الفيزيائية البحتة ، ويظهر بطريقة معينة في الطرق الفيزيائية والكيميائية تفاعل كيميائي، على عكس المادية البحتة. غالبًا ما يطلق على طرق البحث هذه دورًا فعالًا ، لأنها تنطوي على استخدام أجهزة قياس مختلفة. طرق البحث الآلي ، كقاعدة عامة ، لها قاعدة نظرية خاصة بها ، هذه القاعدة تنحرف عن القاعدة النظرية بحث كيميائي(قياس الوزن بالمعايرة والجاذبية). كان يقوم على تفاعل المادة مع الطاقات المختلفة.

أثناء البحوث الفيزيائية والكيميائيةمن أجل الحصول على البيانات اللازمة عن التركيب والتنظيم الهيكلي للمادة ، تخضع العينة التجريبية لتأثير نوع من الطاقة. اعتمادًا على نوع الطاقة في المواد ، تتغير حالات طاقة الجسيمات المكونة لها (الجزيئات والأيونات والذرات). يتم التعبير عن هذا في تغيير في مجموعة معينة من الخصائص (على سبيل المثال ، اللون ، الخواص المغناطيسيةو اخرين). نتيجة لتسجيل التغييرات في خصائص مادة ما ، يتم الحصول على بيانات عن التركيب النوعي والكمي لعينة الاختبار ، أو بيانات عن هيكلها.

وفقًا لتنوع الطاقات المؤثرة والخصائص قيد الدراسة ، يتم تقسيم طرق البحث الفيزيائية والكيميائية على النحو التالي.

الجدول 1. تصنيف الطرق الفيزيائية والكيميائية

بالإضافة إلى تلك المدرجة في هذا الجدول ، هناك عدد غير قليل من الطرق الفيزيائية والكيميائية الخاصة التي لا تتناسب مع هذا التصنيف. في الواقع ، تُستخدم الأساليب البصرية والكروماتوغرافية وقياسات الجهد بشكل أكثر فاعلية لدراسة خصائص وتكوين وهيكل العينة [جالوزو ، جي إس. طرق دراسة مواد البناء: مساعدة تعليمية/ ج. جالوزو ، ف. بوجدان ، O.G. جالوزو ، ف. كوفازنكوف. - مينسك: BNTU ، 2008. - 227 صفحة].

2. طرق التحليل الحراري

يستخدم التحليل الحراري بنشاط لدراسة مواد البناء المختلفة - المعدنية والعضوية والطبيعية والاصطناعية. يساعد استخدامه في الكشف عن وجود مرحلة معينة في المادة ، لتحديد تفاعلات التفاعل ، والتحلل ، وفي حالات استثنائية ، للحصول على معلومات حول التركيب الكمي للمرحلة البلورية. تعد إمكانية الحصول على معلومات عن تكوين الطور للمخاليط متعددة المعادن شديدة التشتت والبلورات الكريستالية دون تقسيم إلى كسور متعددة المعادن إحدى المزايا الرئيسية لهذه التقنية. تعتمد طرق البحث الحراري على قواعد ثبات التركيب الكيميائي و الخصائص البدنيةالمواد ، في ظل ظروف محددة ، ومن بين أمور أخرى ، على قوانين المراسلات والخصائص.

ينص قانون المطابقة على أنه يمكن أن يُعزى تأثير حراري محدد إلى أي تغيير طور في العينة.

وقانون الخصائص ينص على أن التأثيرات الحرارية فردية لكل مادة كيميائية.

تتمثل الفكرة الرئيسية للتحليل الحراري في دراسة التحولات التي تحدث في ظل ظروف زيادة مؤشرات درجة الحرارة في أنظمة المواد أو مركبات معينة في مختلف العمليات الفيزيائية والكيميائية ، وفقًا للتأثيرات الحرارية المصاحبة لها.

عادة ما تستند العمليات الفيزيائية على التحول الهيكل الهيكلي، أو الحالة الإجمالية للنظام عند ثابتها التركيب الكيميائي.

تؤدي العمليات الكيميائية إلى تحول التركيب الكيميائي للنظام. وتشمل هذه مباشرة الجفاف ، والتفكك ، والأكسدة ، وتبادل التفاعلات ، وغيرها.

في البداية ، حصل الكيميائي الفرنسي Henri Louis Le Chatelier على المنحنيات الحرارية للحجر الجيري والصخور الطينية في 1886-1887. في روسيا ، كان الأكاديمي ن. كورناكوف (1904). لا تزال التعديلات المحدثة على بيرومتر كورناكوف (جهاز لتسجيل منحنيات التدفئة والتبريد تلقائيًا) مستخدمة في معظم المعامل البحثية حتى يومنا هذا. فيما يتعلق بالخصائص المدروسة نتيجة التسخين أو التبريد ، يتم تمييز طرق التحليل الحراري التالية: التحليل الحراري التفاضلي (DTA) - يتم تحديد التغيير في طاقة العينة قيد الدراسة ؛ قياس الثقل الحراري - تغيرات الكتلة ؛ قياس التمدد - تغير الأحجام ؛ قياس حجم الغاز - يتغير تكوين الطور الغازي ؛ الموصلية الكهربائية - تغيرات المقاومة الكهربائية.

في سياق البحث الحراري ، يمكن تطبيق عدة طرق للدراسة في وقت واحد ، كل منها يلتقط التغيرات في الطاقة والكتلة والحجم وغيرها من الخصائص. تساعد الدراسة الشاملة لخصائص النظام أثناء عملية التسخين على الدراسة بمزيد من التفصيل وبشكل أكثر شمولاً لأساسيات العمليات التي تحدث فيه.

يعد التحليل الحراري التفاضلي من أهم الطرق وأكثرها استخدامًا.

يمكن الكشف عن التقلبات في خصائص درجة حرارة مادة ما أثناء تسخينها المتسلسل. لذلك ، تمتلئ البوتقة بمواد تجريبية (عينة) ، موضوعة في فرن كهربائي ، يتم تسخينها ، ويبدأون في قياس مؤشرات درجة حرارة النظام قيد الدراسة باستخدام مزدوج حراري بسيط متصل بجلفانومتر.

يتم تسجيل التغيير في المحتوى الحراري لمادة ما بمساعدة مزدوج حراري عادي. ولكن نظرًا لحقيقة أن الانحرافات العصرية التي يمكن رؤيتها على منحنى درجة الحرارة ليست كبيرة جدًا ، فمن الأفضل استخدام المزدوج الحراري التفاضلي. في البداية ، اقترح استخدام هذه المزدوجة الحرارية من قبل N. كورناكوف. يظهر تمثيل تخطيطي لبيرومتر ذاتي التسجيل في الشكل 1.

تُظهر هذه الصورة التخطيطية زوجًا من المزدوجات الحرارية العادية ، والتي ترتبط ببعضها البعض بنفس الأطراف ، وتشكل ما يسمى بالوصلة الباردة. يتم توصيل الطرفين المتبقيين بالجهاز ، مما يسمح لك بإصلاح التحولات في دائرة القوة الدافعة الكهربائية (EMF) التي تظهر نتيجة لزيادة درجة حرارة الوصلات الساخنة المزدوجة الحرارية. يوجد تقاطع ساخن واحد في العينة المدروسة ، والثاني يقع في المادة المرجعية المرجعية.

الشكل 1. تمثيل تخطيطي لمزدوجة حرارية تفاضلية وبسيطة: 1 - فرن كهربائي ؛ 2 - بلوك 3 - عينة تجريبية قيد الدراسة. 4 - مادة مرجعية (قياسية) ؛ 5 - مفرق حراري ساخن ؛ 6 - تقاطع بارد من المزدوجات الحرارية ؛ 7 - الجلفانومتر لتثبيت منحنى DTA ؛ 8 - الجلفانومتر لتثبيت منحنى درجة الحرارة.

إذا كانت بعض التحولات ، بالنسبة للنظام قيد الدراسة ، متكررة مرتبطة بامتصاص أو إطلاق الطاقة الحرارية ، فيمكن أن يكون مؤشر درجة حرارته في الوقت الحالي أعلى أو أقل بكثير من مؤشر المادة المرجعية. يؤدي هذا الاختلاف في درجة الحرارة إلى اختلاف في قيمة المجالات الكهرومغناطيسية ، ونتيجة لذلك ، إلى انحراف منحنى DTA لأعلى أو لأسفل عن الصفر ، أو خط الأساس. خط الصفر هو الخط الموازي للمحور السيني والمرسوم خلال بداية منحنى DTA ، ويمكن رؤية ذلك في الشكل 2.

الشكل 2. مخطط منحنيات درجة الحرارة البسيطة والتفاضلية (DTA).

في الواقع ، في كثير من الأحيان بعد الانتهاء من بعض التحول الحراري ، لا يعود منحنى DTA إلى خط الصفر ، ولكنه يستمر في العمل بالتوازي معه أو بزاوية معينة. هذا الخط يسمى خط الأساس. يفسر هذا التناقض بين خط الأساس وخط الصفر من خلال الخصائص الفيزيائية الحرارية المختلفة لنظام المواد المدروس والمادة المرجعية للمقارنة [].

3. طرق تحليل الطور بالأشعة السينية

تعتمد طرق الأشعة السينية لدراسة مواد البناء على التجارب التي تستخدم فيها الأشعة السينية. تُستخدم هذه الفئة من الدراسات بنشاط لدراسة التركيب المعدني للمواد الخام والمنتجات النهائية ، وتحولات الطور في المادة في مراحل مختلفة من معالجتها إلى منتجات جاهزة للاستخدام وأثناء التشغيل ، ومن بين أمور أخرى ، لتحديد طبيعة الهيكل الهيكلي للشبكة البلورية.

تسمى تقنية دراسات الأشعة السينية المستخدمة لتحديد معلمات الخلية الأولية للمادة بتقنية حيود الأشعة السينية. تسمى هذه التقنية ، التي يتم اتباعها في سياق دراسة تحولات الطور والتركيب المعدني للمواد ، بتحليل طور الأشعة السينية. طرق تحليل طور الأشعة السينية (XRF) لها أهمية عظيمةفي دراسة مواد البناء المعدنية. بناءً على نتائج دراسات مرحلة الأشعة السينية ، يتم الحصول على معلومات حول وجود المراحل البلورية وكميتها في العينة. ويترتب على ذلك أن هناك قيمة و الأساليب النوعيةالتحليلات.

الغرض من التحليل النوعي لمرحلة الأشعة السينية هو الحصول على معلومات حول طبيعة المرحلة البلورية للمادة قيد الدراسة. تعتمد الطرق على حقيقة أن كل مادة بلورية محددة لها نمط أشعة سينية محدد مع مجموعتها الخاصة من قمم الانعراج. في الوقت الحاضر ، هناك بيانات شعاعية موثوقة على معظم معروف للإنسانالمواد البلورية.

تتمثل مهمة التركيب الكمي في الحصول على معلومات حول عدد الأطوار المحددة في المواد متعددة البلورات متعددة الأطوار ، وهي تعتمد على اعتماد شدة الحد الأقصى للانعراج على النسبة المئويةالمرحلة قيد الدراسة. مع زيادة كمية أي مرحلة ، تصبح شدة انعكاساتها أكبر. ولكن بالنسبة للمواد متعددة الأطوار ، فإن العلاقة بين شدة وكمية هذه المرحلة غامضة ، لأن حجم شدة الانعكاس في هذه المرحلة لا يعتمد فقط على النسبة المئوية ، ولكن أيضًا على قيمة μ ، التي تميز مقدار X- يتم تخفيف شعاع الأشعة نتيجة مروره عبر المادة قيد الدراسة. تعتمد قيمة التوهين للمادة قيد الدراسة على قيم التوهين وكمية المراحل الأخرى التي يتم تضمينها أيضًا في تكوينها. ويترتب على ذلك أن كل طريقة تحليل كمييجب أن يأخذ في الاعتبار بطريقة ما تأثير مؤشر التوهين ، نتيجة للتغيير في تكوين العينات ، والذي ينتهك التناسب المباشر بين مقدار هذه المرحلة ودرجة شدة انعكاس انعراجها [ماكاروفا ، أ. الطرق الفيزيائية والكيميائية لدراسة مواد البناء: دليل الدراسة / I.A. ماكاروفا ، ن. لوكوف. - براتسك: من BrGU ، 2011. - 139 ص. ].

تنقسم خيارات الحصول على الصور الشعاعية ، بناءً على طريقة تسجيل الإشعاع ، إلى فوتوغرافي وقياس حيود. يتضمن استخدام طرق النوع الأول تسجيل الصور الأشعة السينية، تحت تأثير سواد المستحلب لوحظ. تختلف طرق قياس الانعراج للحصول على أنماط الأشعة السينية ، والتي يتم تنفيذها في مقاييس الحيود ، عن طرق التصوير الفوتوغرافي حيث يتم الحصول على نمط الانعراج بالتتابع بمرور الوقت [بينديوك ، ت. طرق دراسة مواد البناء: القواعد الارشاديةللعمل المخبري / T.F. بينديوك ، إ. تشولكوف. - أومسك: سبادي ، 2011. - 60 ص. ].

4. طرق دراسة التركيب المسامي

مواد البناء لها بنية غير متجانسة ومعقدة إلى حد ما. على الرغم من تنوع المواد وأصلها (الخرسانة ، مواد السيليكات ، السيراميك) ، هناك دائمًا مسام مختلفة في هيكلها.

يربط مصطلح "المسامية" أهم خاصيتين للمادة - الهندسة والبنية. السمة الهندسية هي الحجم الكلي للمسام وحجم المسام وسطحها المحدد الإجمالي ، والتي تحدد مسامية الهيكل (مادة ذات مسام كبيرة أو مادة ذات مسام دقيقة). الخصائص الهيكلية- هذا هو نوع المسام وتوزيع حجمها. تتغير هذه الخصائص اعتمادًا على بنية المرحلة الصلبة (الحبيبية ، الخلوية ، الليفية ، إلخ) وبنية المسام نفسها (مفتوحة ، مغلقة ، متصلة).

يتم التأثير الرئيسي على حجم وبنية التكوينات المسامية من خلال خصائص المواد الخام ، وتكوين الخليط ، العملية التكنولوجيةإنتاج. أهم الخصائص هي توزيع حجم الحبيبات ، حجم المادة الرابطة ، نسبة الرطوبة في المادة الأولية ، طرق تشكيل المنتج النهائي ، ظروف التكوين الهيكل النهائي(تلبيد ، اندماج ، ترطيب ، إلخ). تأثير قوييتأثر هيكل التكوينات المسامية بالإضافات المتخصصة ، ما يسمى بالمعدلات. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، إضافات الوقود والإضافات القابلة للحرق ، والتي يتم إدخالها في تكوين الشحنة أثناء إنتاج منتجات السيراميك ، وإلى جانب ذلك ، تُستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي في كل من السيراميك والمواد القائمة على الأسمنت. تختلف المسام ليس فقط في الحجم ، ولكن أيضًا في الشكل ، والقنوات الشعرية التي تنشئها لها مقطع عرضي متغير بطولها بالكامل. يتم تصنيف جميع تشكيلات المسام إلى مغلقة ومفتوحة ، وكذلك تشكيل قناة وطريق مسدود.

يتميز هيكل مواد البناء المسامية بمزيج من جميع أنواع المسام. يمكن أن توجد التكوينات المسامية بشكل عشوائي داخل المادة ، أو يمكن أن يكون لها ترتيب معين.

قنوات المسام لها هيكل معقد للغاية. يتم قطع المسام المغلقة عن المسام المفتوحة ولا ترتبط بأي شكل من الأشكال ببعضها البعض بيئة خارجية. هذه الفئة من المسام غير منفذة للمواد والسوائل الغازية ، ونتيجة لذلك ، لا تنتمي إلى المواد الخطرة. فتح تشكيل القناة والتكوينات المسامية المسدودة البيئة المائيةيمكن أن تملأ بسهولة. تتم عملية الحشو وفقًا لمخططات مختلفة وتعتمد بشكل أساسي على منطقة المقطع العرضي وطول قنوات المسام. نتيجة للتشبع العادي ، لا يمكن ملء جميع القنوات المسامية بالماء ، على سبيل المثال ، أصغر المسام التي يقل حجمها عن 0.12 ميكرون لا يتم ملؤها أبدًا بسبب وجود الهواء فيها. تمتلئ التكوينات المسامية الكبيرة بسرعة كبيرة ، ولكن في الهواء ، نتيجة لقيمة منخفضة القوى الشعريةيتم الاحتفاظ بالمياه بشكل سيئ فيها.

يعتمد حجم الماء الذي تمتصه المادة على حجم التكوينات المسامية وخصائص امتصاص المادة نفسها.

لتحديد العلاقة بين الهيكل المسامي و الخصائص الفيزيائية والكيميائيةتعرف القليل من المواد معنى عامحجم التكوينات المسامية. لا تحدد المسامية الكلية هيكل المادة هنا دورا هامايلعب مبدأ توزيع حجم المسام ووجود تكوينات مسامية بحجم معين.

تختلف المؤشرات الهندسية والهيكلية لمسامية مواد البناء على المستوى الجزئي وعلى المستوى الكلي. جي. جورتشاكوف وإي جي. طور مرادوف تقنية حسابية تجريبية لتحديد المسامية الكلية والجماعية للمواد الخرسانية. يكمن أساس هذه التقنية في حقيقة أنه أثناء التجربة يتم تحديد مستوى ترطيب الأسمنت في الخرسانة باستخدام دراسة كمية بالأشعة السينية أو تقريبًا من خلال حجم الماء المرتبط بالمادة الأسمنتية ω ، والتي لم تتبخر أثناء التجفيف عند درجة حرارة 150 درجة مئوية: α = ω / ω الأعلى .

يتراوح حجم الماء المربوط مع الترطيب الكامل للأسمنت في حدود 0.25 - 0.30 (إلى كتلة الأسمنت غير المكلس).

ثم ، باستخدام الصيغ الواردة في الجدول 1 ، تُحسب مسامية الخرسانة اعتمادًا على مستوى ترطيب الأسمنت واستهلاكه في الخرسانة وكمية الماء [ماكاروفا ، أ. الطرق الفيزيائية والكيميائية لدراسة مواد البناء: دليل الدراسة / I.A. ماكاروفا ، ن. لوكوف. - براتسك: من BrGU ، 2011. - 139 ص. ].

قياس ضوئي

التحديد الكمي لتركيز مادة ما عن طريق امتصاص الضوء في المناطق المرئية والقريبة من الأشعة فوق البنفسجية من الطيف. يتم قياس امتصاص الضوء باستخدام مقاييس الألوان الكهروضوئية.

قياس الطيف الضوئي (الامتصاص). طريقة فيزيائية كيميائية لدراسة المحاليل والمواد الصلبة تعتمد على دراسة أطياف الامتصاص في الأشعة فوق البنفسجية (200-400 نانومتر) ، والمرئية (400-760 نانومتر) والأشعة تحت الحمراء (> 760 نانومتر) من الطيف. الاعتماد الرئيسي الذي تمت دراسته في القياس الطيفي هو اعتماد شدة امتصاص الضوء الساقط على الطول الموجي. يستخدم قياس الطيف الضوئي على نطاق واسع في دراسة التركيب والتكوين مركبات مختلفة(المجمعات ، والأصباغ ، والكواشف التحليلية ، وما إلى ذلك) ، من أجل التحديد النوعي والكمي للمواد (تحديد العناصر النزرة في المعادن والسبائك والأشياء التقنية). أجهزة قياس الطيف الضوئي - أجهزة قياس الطيف الضوئي.

مطيافية الامتصاص، يدرس أطياف امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي بواسطة الذرات وجزيئات المادة في حالات التجميع المختلفة. تنخفض شدة تدفق الضوء أثناء مروره عبر الوسط قيد الدراسة بسبب تحويل الطاقة الإشعاعية إلى أشكال مختلفةالطاقة الداخلية للمادة و (أو) في طاقة الإشعاع الثانوي. تعتمد القدرة الاستيعابية لمادة ما على الهيكل الإلكترونيالذرات والجزيئات ، وكذلك على الطول الموجي واستقطاب الضوء الساقط ، وسمك الطبقة ، وتركيز المادة ، ودرجة الحرارة ، ووجود المجالات الكهربائية والمغناطيسية. لقياس الامتصاصية ، تُستخدم مقاييس الطيف الضوئي - أدوات بصرية تتكون من مصدر ضوء ، وحجرة عينة ، و monochromator (المنشور أو محزوز الحيود) وكاشف. يتم تسجيل الإشارة الصادرة من الكاشف في شكل منحنى مستمر (طيف الامتصاص) أو في شكل جداول إذا كان مقياس الطيف الضوئي يحتوي على كمبيوتر مدمج.

1. قانون بوجوير لامبرت: إذا كان الوسط متجانسًا وكانت الطبقة في الجزيرة متعامدة مع تدفق الضوء الموازي الساقط ، إذن

أنا \ u003d أنا 0 إكسب (- دينار كويتي) ،

حيث أنا 0 و أنا شدة على التوالي. الحادث وينتقل من خلال الضوء ، سمك الطبقة d ، معامل k. لا يعتمد الامتصاص على سمك الطبقة الماصة وشدة الإشعاع الساقط. لتوصيف الامتصاص. القدرات تستخدم على نطاق واسع المعامل. الانقراض ، أو امتصاص الضوء ؛ k "\ u003d k / 2.303 (سم -1) والكثافة البصرية A \ u003d lg I 0 / I ، بالإضافة إلى قيمة الإرسال T \ u003d I / I 0. تُعرف الانحرافات عن القانون فقط بتدفقات الضوء لـ كثافة عالية للغاية (ل أشعة الليزر). كويف. ك يعتمد على الطول الموجي للضوء الساقط ، لأن يتم تحديد قيمتها التكوين الإلكترونيةالجزيئات والذرات واحتمالات الانتقال بين مستوياتها الإلكترونية. مزيج من التحولات يخلق طيف امتصاص (امتصاص) ، سمة من سمات in-va.

2. قانون بير: كل جزيء أو ذرة ، بغض النظر عن الترتيب النسبي للجزيئات أو الذرات الأخرى ، تمتص نفس الجزء من الطاقة الإشعاعية. تشير الانحرافات عن هذا القانون إلى تكوين الثنائيات ، والبوليمرات ، والزميلات ، والكيمياء. تفاعل الجسيمات الممتصة.

3 - قانون بوغر - لامبرت - بير المجمع:

A \ u003d lg (I 0 / I) \ u003d KLC

L هو سمك الطبقة الماصة للبخار الذري

يعتمد التحليل الطيفي للامتصاص على الاستخدامقدرة المادة على امتصاص الطاقة الضوئية بشكل انتقائي (انتقائي).

يتحقق مطياف الامتصاص من قدرة امتصاص المواد. يتم الحصول على طيف الامتصاص (طيف الامتصاص) على النحو التالي: توضع المادة (العينة) بين مقياس الطيف ومصدر الإشعاع الكهرومغناطيسي مع نطاق معينالترددات. يقيس مقياس الطيف شدة الضوء الذي مر عبر العينة ، مقارنةً بكثافة الإشعاع الأصلي عند طول موجي معين. في هذه الحالة ، يكون لحالة الطاقة العالية أيضًا عمر قصير. في منطقة الأشعة فوق البنفسجية ، عادة ما تتحول الطاقة الممتصة إلى ضوء ؛ في بعض الحالات ، يمكن أن تحدث تفاعلات ضوئية كيميائية. طيف النقل المعتاد للمياه المأخوذة في كفيت AgBr بسمك حوالي 12 ميكرومتر.

يوفر التحليل الطيفي للامتصاص ، والذي يتضمن طرق التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والرنين المغناطيسي النووي ، معلومات حول طبيعة الجزيء المتوسط ​​، ولكن على عكس قياس الطيف الكتلي ، لا يسمح للفرد بالتعرف أنواع مختلفةالجزيئات التي قد تكون موجودة في العينة التي تم تحليلها.

مطيافية امتصاص الرنين البارامغناطيسي هي تقنية يمكن تطبيقها على الجزيئات التي تحتوي على ذرات أو أيونات مع إلكترونات غير مقترنة. يؤدي الامتصاص إلى تغيير اتجاه اللحظة المغناطيسية عند الانتقال من موضع مسموح به إلى آخر. يعتمد التردد الممتص الحقيقي على المجال المغناطيسي ، وبالتالي ، من خلال تغيير المجال ، يمكن تحديد الامتصاص من بعض ترددات الميكروويف.

مطيافية امتصاص الرنين البارامغناطيسي هي تقنية يمكن تطبيقها على الجزيئات التي تحتوي على ذرات أو أيونات مع إلكترونات غير مقترنة. يؤدي هذا إلى تغيير في اتجاه اللحظة المغناطيسية أثناء الانتقال من موضع مسموح به إلى آخر. يعتمد التردد الممتص الحقيقي على المجال المغناطيسي ، وبالتالي ، من خلال تغيير المجال ، يمكن تحديد الامتصاص من بعض ترددات الميكروويف.

في التحليل الطيفي للامتصاص ، يمتص الجزيء في مستوى طاقة أقل فوتونًا بتردد v ، محسوبًا من المعادلة ، مع الانتقال إلى مستوى طاقة أعلى مستوى الطاقة. في مقياس الطيف التقليدي ، يمر الإشعاع عبر العينة ، ويحتوي على جميع الترددات في الأشعة تحت الحمراء. يسجل مقياس الطيف كمية الطاقة التي تمر عبر العينة كدالة لتردد الإشعاع. نظرًا لأن العينة تمتص الإشعاع فقط عند التردد المعطى بواسطة المعادلة ، يُظهر مسجل مقياس الطيف إرسالًا عاليًا بشكل منتظم ، باستثناء تلك الترددات المحددة من المعادلة حيث يتم ملاحظة نطاقات الامتصاص.

في التحليل الطيفي للامتصاص ، يتم تحديد تغيير في شدة الإشعاع الكهرومغناطيسي الناتج عن المصدر ، وهو تغيير يتم ملاحظته عندما يمر الإشعاع عبر مادة ماصة. في هذه الحالة ، تتفاعل جزيئات المادة مع الإشعاع الكهرومغناطيسي وتمتص الطاقة.

تُستخدم طريقة التحليل الطيفي للامتصاص لتحديد كمية الشوائب الغازية من المنطقة المقاسة لخط امتصاص فردي ، أو مجموعة من الخطوط ، أو نطاق امتصاص كامل في طيف الإشعاع الذي يمر بمسار معين في متوسط. تتم مقارنة المساحات المقاسة بقيم مماثلة محسوبة على أساس أطياف الامتصاص التي تم الحصول عليها في ظروف المختبربكميات محسوبة من الغاز المقاس.

في التحليل الطيفي للامتصاص ، يزداد الحد الأدنى من العمر المطلوب لملاحظة الأطياف المميزة مع انخفاض طاقة الانتقال.

بالنسبة لمطياف الامتصاص ، يمكنك استخدام مصدر الضوء الابيضبالاشتراك مع مقياس الطيف للحصول على طيف بانورامي مسجل فوتوغرافيًا لمركبات الامتصاص في نظام رد الفعل. في حالات أخرى ، يمكن استخدام جهاز أحادي اللون مزود بمستقبل كهروضوئي لمسح النطاق الطيفي. تتمتع العديد من الوسائط قصيرة العمر المدروسة بامتصاص بصري كبير بما فيه الكفاية بسبب وجود انتقال ثنائي القطب إلكتروني مسموح به لمزيد من مستوى عالطاقة. في هذه الحالة ، على سبيل المثال ، يمكن ملاحظة حالات الإثارة الثلاثية من امتصاصها ثلاثي التوائم. في الحالة العامةنطاقات الامتصاص الفردية لها اتساع أكبر كلما كانت أضيق. نتيجة لهذا التأثير ، سمحت الذرات بخطوط امتصاص ذات سعة كبيرة بشكل خاص. في القياسات الكمية للامتصاص ، عادة ما يتم اختيار الطول الموجي حيث يتم ملاحظة نطاق امتصاص قوي ولا يتم تثبيت نطاقات امتصاص المركبات الأخرى عليه.

في التحليل الطيفي للامتصاص ، نحن مقيدون ليس كثيرًا بالخصائص البصرية للغاز قيد الدراسة ساخنًا هزة أرضية، كم عدد خصائص مصدر الإشعاع.

يرتبط استخدام التحليل الطيفي للامتصاص باستهلاك كميات صغيرة من مادة الاختبار.

تُعرف طريقة التحليل الطيفي للامتصاص الحركي ، والتي تغطي المنطقة الإلكترونية من الطيف ، بأنها الطريقة الرئيسية لرصد تركيزات الجذور والمتفاعلات والمنتجات النهائية المتكونة نتيجة التحلل الضوئي بالوميض. ومع ذلك ، لم يتم استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع في العديد من أجهزة التفريغ النفاث إلا مؤخرًا. بسبب كثافات ضوئية منخفضة ، مسح الأطياف المخططة المجهولة أنظمة كيميائيةصعبة. هذه الطريقة هي الأنسب لدراسة الجذور ، التي يتم تحديد أطياف امتصاصها الإلكترونية بدقة كافية.

في أدوات التحليل الطيفي للامتصاص ، يمر الضوء من مصدر الإضاءة عبر أحادي اللون ويسقط على كفيت به مادة اختبار. في الممارسة العملية ، عادة ما يحدد المرء نسبة شدة الضوء أحادي اللون الذي يمر عبر محلول الاختبار ومن خلال المذيب أو محلول مرجعي مختار خصيصًا.

في التحليل الطيفي للامتصاص ، يمر شعاع من الضوء أحادي اللون بطول الموجة A والتردد v عبر كفيت بطول l (سم) يحتوي على محلول من مركب ماص بتركيز ج (مول / لتر) في مذيب مناسب.

ومع ذلك ، لا يزال مصدر الضوء هذا قليل الاستخدام في التحليل الطيفي للامتصاص الذري. ميزة المصابيح عالية التردد هي سهولة التصنيع ، حيث أن المصباح عادة ما يكون عبارة عن وعاء زجاجي أو كوارتز يحتوي على كمية صغيرة من المعدن.

اللهب في مطيافية الامتصاص الذري هو الطريقة الأكثر شيوعًا لتفتيت مادة ما. في التحليل الطيفي للامتصاص الذري ، يلعب اللهب نفس الدور الذي يلعبه في التحليل الطيفي لانبعاثات اللهب ، مع الاختلاف الوحيد في الحالة الأخيرة ، حيث يكون اللهب أيضًا وسيلة لإثارة الذرات. لذلك فمن الطبيعي أن تكون تقنية اللهب الانحلال للعينات في الامتصاص الذري التحليل الطيفيينسخ إلى حد كبير تقنية القياس الضوئي لانبعاث اللهب.

طريقة مطياف الامتصاص الذري (AAS) ، تحليل الامتصاص الذري (AAA) هي طريقة للتحليل الكمي للعنصري على أساس أطياف الامتصاص الذري (الامتصاص). يستخدم على نطاق واسع في تحليل المواد المعدنية لتحديد العناصر المختلفة.

مبدأ الطريقةبناء على حقيقة أن ذرات كل منها عنصر كيميائيلها ترددات طنين محددة بدقة ، ونتيجة لذلك فإنها تنبعث أو تمتص الضوء عند هذه الترددات. هذا يؤدي إلى حقيقة أنه في المطياف ، تظهر الخطوط (الظلام أو الفاتح) على الأطياف في أماكن معينة مميزة لكل مادة. تعتمد شدة الخطوط على كمية المادة وحالتها. في التحليل الطيفي الكمي ، يتم تحديد محتوى مادة الاختبار من خلال الكثافة النسبية أو المطلقة للخطوط أو العصابات في الأطياف.

يتم الحصول على الأطياف الذرية (الامتصاص أو الانبعاث) عن طريق نقل مادة إلى حالة بخار عن طريق تسخين العينة إلى 1000-10000 درجة مئوية. كمصادر لإثارة الذرات في تحليل انبعاث المواد الموصلة ، يتم استخدام شرارة ، قوس تيار متناوب ؛ بينما يتم وضع العينة في فوهة أحد أقطاب الكربون. تستخدم اللهب أو البلازما من غازات مختلفة على نطاق واسع لتحليل الحلول.

مزايا الطريقة:

بساطة،

انتقائية عالية ،

· تأثير ضئيل لتكوين العينة على نتائج التحليل.

· الربحية.

البساطة وتوافر المعدات ؛

· إنتاجية عالية للتحليل.

· التوافر عدد كبيرطرق تحليلية معتمدة.

مؤلفات للتعرف على طريقة AAS

قيود الطريقة- استحالة التحديد المتزامن لعدة عناصر عند استخدام مصادر الإشعاع الخطي ، وكقاعدة عامة ، الحاجة إلى نقل العينات إلى محلول.

في المختبرتم استخدام طريقة XCMA AAS لأكثر من 30 عامًا. بمساعدته يحدد CaO ، MgO ، MnO ، Fe 2 O 3 ، Ag ، الشوائب الدقيقة ؛ طريقة قياس الضوء باللهب - Na 2 O، K 2 O.

تحليل الامتصاص الذري(مطياف الامتصاص الذري) ، طريقة الكمية. التحليل الأولي بواسطة أطياف الامتصاص الذري.

مبدأ الطريقة:من خلال طبقة عينات البخار الذري ، التي تم الحصول عليها باستخدام رذاذ (انظر أدناه) ، تنقل الإشعاع في حدود 190-850 نانومتر. نتيجة لامتصاص الكميات الضوئية (امتصاص الفوتون) ، تنتقل الذرات إلى حالات طاقة مثارة. تتوافق هذه التحولات في الأطياف الذرية مع ما يسمى بـ. خطوط الرنين المميزة لعنصر معين. مقياس تركيز العنصر هو الكثافة الضوئية أو الامتصاص الذري:

A \ u003d lg (I 0 / I) \ u003d KLC (وفقًا لقانون Bouguer-Lambert-Beer) ،

حيث I 0 و I هما شدة الإشعاع من المصدر ، على التوالي ، قبل وبعد المرور عبر الطبقة الماصة للبخار الذري.

معامل التناسب K (معامل احتمال انتقال الإلكترون)

L هو سمك الطبقة الماصة للبخار الذري

C هو تركيز العنصر المراد تحديده

مخطط الرسم البياني مطياف الامتصاص الذري للهب: 1-مصدر الإشعاع ؛ 2-لهب 3 جبال أحادية اللون ؛ 4 - مضاعف ضوئي. 5- جهاز تسجيل أو بيان.

أدوات لتحليل الامتصاص الذري- مطياف الامتصاص الذري - أجهزة آلية عالية الدقة توفر إمكانية استنساخ شروط القياس ، والإدخال التلقائي للعينات وتسجيل نتائج القياس. تحتوي بعض الطرز على أجهزة كمبيوتر صغيرة مدمجة. كمثال ، يوضح الشكل رسمًا تخطيطيًا لأحد أجهزة قياس الطيف. المصادر الأكثر شيوعًا لإشعاع الخط في أجهزة قياس الطيف هي المصابيح أحادية العنصر ذات الكاثود المجوف المملوء بالنيون. لتحديد بعض العناصر المتطايرة (Cd ، Zn ، Se ، Te ، وما إلى ذلك) ، من الأنسب استخدام مصابيح عديمة الإلكترود عالية التردد.

يتم نقل الجسم الذي تم تحليله إلى حالة ذرات وتشكيل طبقة بخار ماصة بشكل معين وقابل للتكرار في رذاذ ، عادةً في لهب أو فرن أنبوب. نائب. غالبًا ما تستخدم ألسنة اللهب من مخاليط الأسيتيلين مع الهواء (أقصى درجة حرارة 2000 درجة مئوية) والأسيتيلين مع N2O (2700 درجة مئوية). يتم تركيب موقد بفوهة تشبه الشق بطول 50-100 مم وعرض 0.5-0.8 مم على طول المحور البصري للجهاز لزيادة طول طبقة الامتصاص.

غالبًا ما تكون أفران المقاومة الأنبوبية مصنوعة من درجات كثيفة من الجرافيت. لمنع انتشار البخار عبر الجدران وزيادة المتانة ، يتم تغطية أنابيب الجرافيت بطبقة من الكربون الحراري المحكم للغاز. الأعلى. تصل درجة حرارة التسخين إلى 3000 درجة مئوية. أقل شيوعًا هي أفران الأنابيب ذات الجدران الرقيقة المصنوعة من المعادن المقاومة للصهر (W ، Ta ، Mo) ، والكوارتز مع سخان نيتشروم. لحماية أفران الجرافيت والمعادن من الاحتراق في الهواء ، يتم وضعها في غرف شبه محكمة أو مغلقة يتم من خلالها نفخ غاز خامل (Ar ، N2).

يتم إدخال العينات في منطقة امتصاص اللهب أو الفرن بطرق مختلفة. يتم رش المحاليل (عادة في اللهب) باستخدام البخاخات الهوائية ، وغالبًا ما تكون فوق صوتية. الأولى أبسط وأكثر استقرارًا في التشغيل ، على الرغم من أنها أدنى من الثانية في درجة تشتت الهباء الناتج. فقط 5-15 ٪ من أصغر قطرات الهباء تدخل اللهب ، والباقي يتم غربله في غرفة الخلط ويتم تصريفه في البالوعة. الأعلى. عادة لا يتجاوز تركيز المادة الصلبة في المحلول 1٪. خلاف ذلك ، هناك ترسب مكثف للأملاح في فوهة الموقد.

يعتبر التبخير الحراري لبقايا المحاليل الجافة الطريقة الرئيسية لإدخال العينات في أفران الأنابيب. في هذه الحالة ، غالبًا ما يتم تبخير العينات السطح الداخليأفران. يتم حقن محلول العينة (الحجم 5-50 ميكرولتر) باستخدام ماصة مجهرية من خلال فتحة الجرعات في جدار الأنبوب وتجفيفها عند 100 درجة مئوية. ومع ذلك ، فإن العينات تتبخر من الجدران مع زيادة مستمرة في درجة حرارة الطبقة الماصة ، مما يؤدي إلى عدم استقرار النتائج. للتأكد من أن درجة حرارة الفرن ثابتة في وقت التبخر ، يتم إدخال العينة في الفرن المسخن مسبقًا باستخدام قطب كربون (كفيت من الجرافيت) ، أو بوتقة من الجرافيت (فرن Woodriff) ، أو مسبار معدني ، أو مسبار الجرافيت. يمكن تبخير العينة من منصة (حوض الجرافيت) ، والتي يتم تثبيتها في وسط الفرن أسفل فتحة الجرعات. نتيجة لذلك ، فهذا يعني إذا تأخرت درجة حرارة المنصة عن درجة حرارة الفرن ، والتي يتم تسخينها بمعدل حوالي 2000 كلفن / ثانية ، يحدث التبخر عندما يصل الفرن إلى درجة حرارة ثابتة تقريبًا.

للحقن في اللهب المواد الصلبةأو بقايا جافة من المحاليل أو القضبان أو الخيوط أو القوارب أو البوتقات المصنوعة من الجرافيت أو المعادن المقاومة للصهر ، يتم وضعها أسفل المحور البصري للجهاز ، بحيث يدخل بخار العينة منطقة الامتصاص مع تدفق غازات اللهب. يتم أيضًا تسخين مبخرات الجرافيت في بعض الحالات بواسطة التيار الكهربائي. لاستبعاد الفراء. فقدان عينات المسحوق أثناء عملية التسخين ، يتم استخدام مبخرات أسطوانية من نوع الكبسولة مصنوعة من درجات مسامية من الجرافيت.

في بعض الأحيان يتم معالجة محاليل العينات في وعاء تفاعل مع وجود عوامل اختزال ، وغالبًا ما يتم معالجة NaBH 4. في هذه الحالة ، يتم تقطير Hg ، على سبيل المثال ، في شكل عنصري ، As ، Sb ، Bi ، وما إلى ذلك - في شكل هيدرات ، يتم إدخالها في المرذاذ عن طريق تدفق غاز خامل. بالنسبة للألوان أحادية اللون للإشعاع ، يتم استخدام المنشورات أو حواجز الانعراج ؛ بينما تصل إلى دقة من 0.04 إلى 0.4 نانومتر.

في تحليل الامتصاص الذري ، من الضروري استبعاد تراكب إشعاع المرذاذ على إشعاع مصدر الضوء ، مع مراعاة التغيير المحتمل في سطوع الأخير ، والتداخل الطيفي في المرذاذ الناتج عن التشتت الجزئي وامتصاص الضوء بواسطة الجسيمات الصلبة وجزيئات مكونات العينة الأجنبية. للقيام بذلك ، يتم استخدام طرق مختلفة ، على سبيل المثال. يتم تعديل إشعاع المصدر بتردد يتم ضبط جهاز التسجيل عليه تقريبًا ، يتم استخدام مخطط ثنائي الشعاع أو مخطط ضوئي مع مصدرين للضوء (مع أطياف منفصلة ومستمرة). الأعلى. مخطط فعال يعتمد على تقسيم زيمان واستقطاب الخطوط الطيفية في المرذاذ. في هذه الحالة ، ينتقل الضوء من خلال الطبقة الماصة ، المستقطبة بشكل عمودي حقل مغناطيسي، مما يجعل من الممكن مراعاة الضوضاء الطيفية غير الانتقائية التي تصل إلى القيم A = 2 عند قياس الإشارات الأضعف بمئات المرات.

تتمثل مزايا تحليل الامتصاص الذري في البساطة والانتقائية العالية والتأثير المنخفض لتكوين العينة على نتائج التحليل. تتمثل قيود الطريقة في استحالة التحديد المتزامن لعدة عناصر عند استخدام مصادر إشعاع الخط ، وكقاعدة عامة ، الحاجة إلى نقل العينات إلى محلول.

يستخدم تحليل الامتصاص الذري لتحديد حوالي 70 عنصرًا (بشكل رئيسي المعادن). لا تحدد الغازات وبعض غير المعادن الأخرى ، حيث تقع خطوط الرنين الخاصة بها في منطقة الفراغ من الطيف (الطول الموجي أقل من 190 نانومتر). باستخدام فرن الجرافيت ، من المستحيل تحديد Hf و Nb و Ta و W و Zr ، والتي تشكل كربيدات منخفضة التطاير بالكربون. حدود الكشف لمعظم العناصر في المحاليل أثناء الانحلال في اللهب ، في فرن الجرافيت أقل 100-1000 مرة. الحدود المطلقة للكشف في الحالة الأخيرة هي 0.1-100 بيكوغرام.

يصل الانحراف المعياري النسبي في ظل ظروف القياس المثلى إلى 0.2-0.5٪ للهب و 0.5-1.0٪ للفرن. في الوضع التلقائي ، يمكن لمطياف اللهب تحليل ما يصل إلى 500 عينة في الساعة ، والمطياف باستخدام فرن الجرافيت - ما يصل إلى 30 عينة. غالبًا ما يتم استخدام كلا الخيارين في تركيبة مع الفصل والتركيز عن طريق الاستخلاص والتقطير والتبادل الأيوني واللوني ، والذي يسمح في بعض الحالات بتحديد غير مباشر لبعض المركبات غير الفلزية والعضوية.

كما تستخدم طرق تحليل الامتصاص الذري لقياس بعض المواد الفيزيائية. و fiz.-chem. القيم - معامل انتشار الذرات في الغازات ، ودرجات حرارة الوسط الغازي ، وحرارة تبخر العناصر ، وما إلى ذلك ؛ لدراسة أطياف الجزيئات ، ودراسة العمليات المرتبطة بالتبخر وتفكك المركبات.

صفحة 1

مقدمة.

تستخدم الحضارة البشرية طوال تطورها ، على الأقل في المجال المادي ، باستمرار القوانين الكيميائية والبيولوجية والفيزيائية التي تعمل على كوكبنا لتلبية هذا أو ذاك من احتياجاته. http://voronezh.pinskdrev.ru/ طاولات الطعام في فورونيج.

حدث هذا في العصور القديمة بطريقتين: بوعي أو بشكل عفوي. بطبيعة الحال ، نحن مهتمون بالطريقة الأولى. مثال على الاستخدام الواعي الظواهر الكيميائيةيمكن أن تكون:

تحمض الحليب المستخدم في إنتاج الجبن والقشدة الحامضة ومنتجات الألبان الأخرى ؛

تخمير بعض البذور مثل القفزات في وجود الخميرة لتكوين الجعة ؛

تسامي حبوب اللقاح لبعض الأزهار (الخشخاش ، القنب) والحصول على الأدوية ؛

تخمر عصير بعض الفواكه (العنب في المقام الأول) ، حيث تحتوي على الكثير من السكر ، مما ينتج عنه الخمر والخل.

تم إدخال التحولات الثورية في حياة الإنسان بالنار. بدأ الإنسان في استخدام النار للطبخ ، في الفخار ، لمعالجة المعادن وصهرها ، ومعالجة الخشب وتحويله إلى فحم ، وتبخير الطعام وتجفيفه لفصل الشتاء.

بمرور الوقت ، يحتاج الناس إلى المزيد والمزيد من المواد الجديدة. قدمت الكيمياء مساعدة لا تقدر بثمن في إنشائها. دور الكيمياء عظيم بشكل خاص في إنشاء مواد نقية وعالية النقاوة (يشار إليها فيما يلي باسم SCM). إذا كان في إنشاء مواد جديدة ، في رأيي ، لا يزال يحتل المركز الرائد العمليات الفيزيائيةوالتكنولوجيا ، غالبًا ما يكون إنتاج SSM أكثر كفاءة وإنتاجية بمساعدة التفاعلات الكيميائية. وأيضاً كانت هناك حاجة لحماية المواد من التآكل ، هذا في الواقع هو الدور الرئيسي للطرق الفيزيائية والكيميائية في مواد البناء. بمساعدة الطرق الفيزيائية والكيميائية ، تتم دراسة الظواهر الفيزيائية التي تحدث أثناء التفاعلات الكيميائية. على سبيل المثال ، في الطريقة اللونية ، يتم قياس شدة اللون اعتمادًا على تركيز المادة ، في تحليل الموصلية ، يتم قياس التغير في التوصيل الكهربائي للحلول ، إلخ.

يوضح هذا الملخص بعض أنواع عمليات التآكل ، وكذلك طرق التعامل معها ، وهي المهمة العملية الرئيسية للطرق الفيزيائية والكيميائية في مواد البناء.

طرق التحليل الفيزيائية والكيميائية وتصنيفها.

تعتمد طرق التحليل الفيزيائية والكيميائية (PCMA) على استخدام اعتماد الخصائص الفيزيائية للمواد (على سبيل المثال ، امتصاص الضوء ، والتوصيل الكهربائي ، وما إلى ذلك) على تركيبها الكيميائي. في بعض الأحيان في الأدبيات ، يتم فصل طرق التحليل الفيزيائية عن PCMA ، مما يؤكد أن PCMA يستخدم تفاعلًا كيميائيًا ، في حين أن الطرق الفيزيائية لا تفعل ذلك. الطرق الفيزيائيةالتحليل و FHMA ، بشكل رئيسي في الأدب الغربي، تسمى أدوات ، لأنها تتطلب عادة استخدام الأدوات وأدوات القياس. طرق التحليل الآلية لها أساسًا نظريتها الخاصة ، والتي تختلف عن نظرية طرق التحليل الكيميائي (الكلاسيكي) (القياس بالمعايرة والجاذبية). أساس هذه النظرية هو تفاعل المادة مع تدفق الطاقة.

عند استخدام PCMA للحصول على معلومات حول التركيب الكيميائي للمادة ، تتعرض عينة الاختبار لشكل من أشكال الطاقة. اعتمادًا على نوع الطاقة في مادة ما ، هناك تغيير في حالة الطاقة للجسيمات المكونة لها (الجزيئات والأيونات والذرات) ، والتي يتم التعبير عنها في تغيير في خاصية أو أخرى (على سبيل المثال ، اللون ، الخصائص المغناطيسية ، إلخ.). من خلال تسجيل تغيير في هذه الخاصية كإشارة تحليلية ، يتم الحصول على معلومات حول التركيب النوعي والكمي للكائن قيد الدراسة أو حول هيكله.

وفقًا لنوع طاقة الاضطراب والممتلكات المقاسة (إشارة تحليلية) ، يمكن تصنيف FHMA على النحو التالي (الجدول 2.1.1).

بالإضافة إلى تلك المدرجة في الجدول ، هناك العديد من FHMAs الخاصة الأخرى التي لا تندرج تحت هذا التصنيف.

طرق التحليل البصرية والكروماتوغرافية وقياسية الجهد لها أكبر تطبيقات عملية.

الجدول 2.1.1.

نوع طاقة الاضطراب	الممتلكات المقاسة	اسم الطريقة	طريقة اسم المجموعة
تدفق الإلكترون (التفاعلات الكهروكيميائية في المحاليل وعلى الأقطاب)	الجهد والجهد	قياس الجهد	الكهروكيميائية
	تيار الاستقطاب الكهربائي	Voltampero-metry، polarography
	القوة الحالية	قياس التيار
	المقاومة والتوصيل	قياس التوصيل
	المقاومة (مقاومة التيار المتردد ، السعة)	قياس التذبذب ، قياس الموصلية عالية التردد
	كمية الكهرباء	قياس الكولسترول
	كتلة ناتج التفاعل الكهروكيميائي	قياس الجاذبية الكهربائية
	ثابت العزل	القياس
الاشعاع الكهرومغناطيسي	الطول الموجي وشدة الخط الطيفي في الأجزاء المرئية والأشعة فوق البنفسجية للأشعة تحت الحمراء من الطيف  = 10-3.10-8 م	الطرق البصرية (الأشعة تحت الحمراء - التحليل الطيفي ، تحليل الانبعاث الذري ، تحليل الامتصاص الذري ، القياس الضوئي ، تحليل الانارة ، قياس العكر ، قياس الكلى)	طيفية
	نفس الشيء ، في منطقة الأشعة السينية من الطيف  = 10-8.10-11 م	الأشعة السينية الضوئية ، مطيافية أوجيه