11. Електрохімічні методи контролю за станом довкілля. Різновиди та їх використання.

Електрохімічні методи аналізу (ЕМА) засновані на дослідженні процесів, що протікають на поверхні електрода або в приелектродних просторі. Аналітичним сигналом служить електричний параметр, функціонально пов'язаний з концентрацією визначається компонента розчину і піддається правильному виміру.

Істотна увага приділяється електрохімічним осередкам та датчикам аналітичного сигналу, саме ці первинні електрохімічні перетворювачі визначають аналітичні можливості будь-якого методу. В даний час не представляє проблеми найдосконаліша і швидка обробка сигналу від датчика, розрахунок статистичних характеристик як вихідного сигналу, так і результатів всього аналізу в цілому. Саме тому важливо отримати достовірний вихідний сигнал, щоб прокалибровать його в одиницях концентрації.

Відповідно до загальної класифікації, запропонованої

ІЮПАК, ЕМА поділяються на методи, в яких порушуваний електричний сигнал постійний чи дорівнює нулю і на методи, в яких порушуваний сигнал змінюється в часі. Ці методи класифікуються наступним чином:

вольтамперометрические -, I ≠ 0; E = f (t); потенціометричні - potentiometry, (I = 0); амперометричних - (I ≠ 0; E = const); хронопотенціометріческіе, E = f (t); I = const; імпедансний, або кондуктометричні - вимірювання, що використовують накладення змінного напруги малої амплітуди; інші, комбіновані .

Вольтамперометрію застосовують: для кількісного аналізу неорганічних і органічних речовин у дуже широкому інтервалі змістів - від 10 -10% до десятків%; для дослідження кінетики та механізму електродних процесів, включаючи стадію переносу електрона, попередні і подальші хімічні реакції, адсорбцію вихідних продуктів і продуктів електрохімічних реакцій і т. п.; для вивчення будови подвійного електричного шару с, рівноваги комплексоутворення в розчині, освіти і дисоціації інтерметалевих сполук у ртуті і на поверхні твердих електродів; для вибору умов амперометричного титрування та ін

При амперометричного титрування точку еквівалентності визначають за зламу кривої струм - обсяг додається робочого розчину.

Кондуктометрія - заснована на вимірюванні електропровідності розчину і застосовується для визначення концентрації солей, кислот, основ і т.д.

12. Форми знаходження хімічних інгредієнтів у навколишньому середовищі.

В останній час багато уваги приділяється вивченню форм знаходження хімічних елементів у земній корі, під якими розуміють різні відносно стійкі системи хімічних елементів.

Форми знаходження хімічних елементів у земній корі відносно стійкі, оскільки більшість елементів включаються у великий і малий цикли міграції. При цьому ті поєднання елементів, що були раніше, руйнуються і виникають нові. Але багато хімічних елементів можуть знаходитись у відносній хімічній рівновазі достатньо довгий час.

У природі існує багато різних форм знаходження хімічних елементів. Існують різні класифікації форм знаходження. В.І. Вернадський запропонував об’єднати всі форми знаходження елементів у чотири основні групи:

1) гірські породи та мінерали (до них були віднесені також природні води і гази);

2) жива речовина, або біогенна форма знаходження;

3) магматичні (в основному силікатні) розплави;

4) стан розсіювання.В результаті розвитку біогеохімії виділяють все більше форм знаходження хімічних елементів, серед яких в останній час велике значення набуває техногенна форма, яка не має природних аналогів. Обособлення останньої форми обумовлене зростанням впливу на оболонки Землі антропогенної діяльності та зростанням впливу на міграцію і концентрацію хімічних елементів у біосфері нових техногенних сполук.

13. Характеристика хімічних, фізико-хімічних, фізичних властивостей ґрунтів та донних відкладів. Процеси самоочищення.

ГРУНТ І донні відкладення

Ці об'єкти можуть містити практично всі елементи

періодичної системи Д.І. Менделєєва. Особливості грунтів як об'єкта

хімічного аналізу : - Великий набір елементів;

- Високий вміст вуглецю і кремнію ;

- Великий діапазон концентрацій , що охоплює 4-5 або навіть 9-10

порядків ;

- Профільована диференціація хімічного складу грунтів .

Грунт складається з мінеральної та органічної частин. До

органічної частини відносять лігнін , флавоноїди і дубильні речовини,

гумусові кислоти, пігменти , ліпіди , вуглеводи , азотовмісні

з'єднання. Між двома частинами здійснюється постійне

органоминеральное взаємодію. Хімічний склад грунтів залежить від

їх типи: тундрові , торф'яні , підзолисті, сірі лісові, пергнойно-

карбонатні , чорноземи , каштанові, бурі пустельні-степові піщані ,

коричневі, бурі лісові , червоноземи , сіроземи .

Хім.хар.Грунти, залежно від переважання у них хімічних сполук, бувають кислими, нейтральними і лужними. Показник кислотності грунту прийнято умовно позначати латинськими буквами pH з відповідною цифрою.

• Сильнокислі грунти мають pH 4 і менше,

• середньокислі — 4—5,

• слабокислі — 5—6, нейтральні — 6—7,

• лужні — 7—8,

• сильнолужні — 8—9.

Фіз-хім.хар.Фізичні властивості грунту пов'язані з його дисперсністю (роздробленістю на окремі частки) і пористістю (ступенем примикання частинок грунту одна до одної). Завдяки дисперсності і пористості в грунтах можна виділити три фази - тверду, рідку та газоподібну, що знаходяться у взаємодії. Найменш рухома частина - тверда фаза грунту і особливо мінерали, більше рухливі - органічні речовини, ще більш динамічні - рідка і газоподібна фази. Тому фізичні властивості можуть бути розділені на основні (загальні фізичні, фізико-хімічні, водні, повітряні, теплові) і функціональні, пов'язані з різними режимами (водним, повітряним, тепловим). До числа загальних фізичних властивостей грунту відносять відносну щільність, об'ємну щільність і пористість.

Самоочищення грунту- вельми складний процес, який залежить від структури, хімічного складу, фізичних властивостей, бактеріальної флори і фауни грунту.Вирішальна роль у переробці органічних речовин належить мікробам. Розпад органічних речовин (білка) здійснюється в два етапи - через мінералізацію та нітрифікацію.

Процес мінералізації органічних речовин може проходити в аеробних умовах (при доступі кисню) і в анаеробних умовах (при відсутності або недостатньої кількості кисню). При цьому органічні речовини піддаються розпаду внаслідок діяльності ферментів, що виділяються мікробами, грибами, і т. п. В анаеробних умовах процеси гниття і бродіння органічних речовин, що супроводжуються виділенням смердючих газів (аміаку, сірководню, метану та ін), тому грунтову знешкодження відходів слід здійснювати з допомогою аеробних процесів при доступі кисню. У процесі мінералізації гинуть збудники заразних захворювань, а яйця глистів втрачають життєздатність.

Процес нітрифікації здійснюється аеробними нитрифицирующими мікробами. Кінцеві продукти, які утворилися при мінералізації, під впливом цих мікробів переходять у складні хімічні сполуки, необхідні для живлення рослин.

На певному етапі розкладання органічних речовин утворюється особливий продукт - гумус (перегній). Гумус повільно розкладається і віддає рослинам необхідні поживні речовини. Він не видає смороду і не містить мікроорганізмів, крім спороносних.