Гравиметрическую методику анализа применяют, если надо осуществить количественные исследования. С использованием этого метода вычисляют объём фосфора в удобрениях фосфорной разновидности, кормах, например.
Суть методики в безошибочном замере массы исследуемой пробы. Допустимо исследовать выделившиеся элементы. Исследовательский процесс основывается на законе сохранения массы при превращениях, происходящих из-за различных реакций в химии.
Способ характеризуется точностью, отсутствием погрешностей, возможностью получения полных данных. Гравиметрия базируется на обменных реакциях, разложении, замещении. Важную роль играют процессы, относящиеся к электрохимической разновидности.
Чтобы выполнить необходимые операции, нужные действия осуществляются в определённой последовательности:
- Отбирается проба. Дополнительно проводится её подготовка.
- Берётся навеска.
- Осуществляется растворение.
- Проводится осаждение. Процесс выполняется с пробой на её полноту.
- Осуществляется фильтрация.
- Промывается осадка. Это делается с пробой на полноту промывания.
- Высушивается, прокаливается осадка.
- Выполняется взвешивание.
Когда нужные операции выполнены, проводятся вычисления результатов проведённого анализа. Предполагается упорядочивание полученных данных, занесение информации в отчёт.
Выполнить перечисленные операции невозможно без особого оборудования. Его подбирают, подготавливают заранее. Речь идёт об использовании гравиметра. Лучше заранее разобраться, как работает это устройство, чтобы не допустить ошибок при выполнении обязательных операций в ходе анализа.
Виды гравиметров
Гравиметр — акселерометр: используя принцип эквивалентности, замеряет аналогичные параметры. Он ориентируется на замер вертикального ускорения, близкого к нормальной гравитации. Измерение осуществляется с повышенной точностью. По типу измерений устройства делят на относительные, абсолютные.
Относительные гравиметры используются для прямых замеров интенсивности силы тяготения. Когда геодезия начинала развиваться, они использовались долго. Сегодня замеряется время падения объектов в вакууме: временной промежуток прохождения заданного расстояния позволяет получить доступ к значению ускорения свободного падения. Чаще расстояние замеряется с использованием лазера в интерферометре.
Относительные гравиметры используются в иных ситуациях. Их задействуют, если надо провести исследование объекта, который может подвешиваться на пружине. Замеряют степень её удлинения между двумя точками. Это позволяет вычислить разницу в интенсивности гравитационного поля.
Гравиметрический метод анализа отличается по точности измерений. В зависимости от неё приборы делятся на лабораторные, полевые. Каждый имеет своё назначение. Его стоит изучить перед покупкой, применением устройств.
Ориентированные на работу в лаборатории приборы используются в жёстких условиях. Они работают с учётом вибрации, паразитных масс и иных факторов. Это обеспечивает высокую точность замеров. Учитывается интенсивность гравитационного поля, что также играет важную роль.
Полевые устройства относятся к стационарной, мобильной разновидности. Приборы устанавливаются, например, на борт корабля, самолёта. Они называются морскими, бортовыми гравиметрами. Первые производят замеры с точностью до миллиграмма.
Применение
Гравиметры применяют для измерения ускорения силы тяготения. Допустимо применение для замера разности ускорения силы тяжести по корректировке деформаций пружины, которые компенсируют силу тяготения грузика. Замеры проводят на исходном пункте последовательно. Есть возможность использования для измерения малых деформаций упругой разновидности в поле.
Заложенные на этапе производства характеристики, свойства, конструктивные особенности обеспечивают возможность применения для:
- Разведки минералов.
- Исследования гравитации в определённом регионе.
- Картирования геологической разновидности.
- Выполнения инженерных манипуляций разного типа.
- Проведения замеров, исследований в сфере метеорологии, вулканологии, сейсмологии. Речь идёт о прогнозировании, регистрации землетрясений, оползней, лавин.
- Разведки газа, нефти.
Чаще гравиметры задействуют, когда надо нанести на карту пространственные изменения силы тяжести, провести микрогравиметрические съёмки. Выполнение этой операции позволяет получить лучшее разрешение.
Исследования с применением гравиметрического метода анализа позволяют контролировать процесс заводнения месторождений газа, нефти. Речь идёт об изменении силы тяжести на поверхности, спровоцированном закачиванием воды в газовую шапку.
Допустимо применение для создания системы раннего предупреждения для проектов нагнетания, консервации скважин. Допускается использование для замеров приливных движений грунта.
Если произвести особую настройку, то можно регистрировать иные перемещения почвы. Верно откалиброванный прибор позволяет следить за движущимися подземными, наземными, летящими, подводными объектами. Их тип можно распознать по колебательному спектру.
Как работает прибор
Гравиметр состоит из корпуса, внешнего контейнера, выполняющего функции тепловой изоляции. Последний сделан в виде цилиндра из стали, внизу имеет винты для фиксации. По дну, стенкам кожуха прокладывается тепловая изоляция. В контейнер помещают особый сосуд. Это полый стакан с цилиндрической конфигурацией, посеребрёнными двойными стенками. В корпус монтируются стойки для фиксации кварцевой системы. Он также является непроницаемым стаканом из металла, из которого откачиваются воздушные массы.
Перед использованием на рамку из кварца натягивают нить с маятником. Он имеет грузик с заданной массой на конце. Когда сила тяжести меняется, происходит отклонение от равновесного положения, растягивание основной пружины, закручивание подвесной нити. Это происходит, пока момент не уравновешивается. Когда равновесие достигается, действие компенсируется.
Для замера положения маятникового элемента используется индекс, совмещающийся в микроскопном окуляре с нулем на шкале. Отсчёт производится с использованием микрометра.
Действие пружины провоцирует увеличение чувствительности прибора при незначительных изменениях силы тяготения. Из-за нарушения равновесия маятник на немалый угол отклоняется от равновесного положения.
Чтобы перевести показания прибора, задействуют особый коэффициент. Цену деления гравиметра рассчитывают при эталонировании на полигонах. Чтобы добиться благоприятного результата, проводят множество замеров.
Суть метода
Использование описываемой методики предполагает выполнение особого химического анализа. Он базируется на точном замере массового показателя исследуемого образца или элементов, входящих в его состав. Последние могут выделяться в виде соединений известного заранее состава, характеризующегося постоянством. Гравиметрические определения делятся на:
- Методы осаждения. Базируются на осаждении исследуемого образца в виде соединения с малой растворимостью. Учитывается фильтрование, прокаливание до неизменяющейся массы.
- Методы отгонки. В их основе отгонка исследуемого составляющего в виде соединения, относящегося к летучей разновидности. Предполагается вычисление массы отогнанного вещества, остатка.
- Методы выделения. В их основе количественное выделение определяемого компонента из исследуемого раствора. Процесс идёт за счёт реакции, предполагающей определение массы выделившегося вещества.
Больше других распространена методика осаждения. Это обусловлено разными факторами, узнать о которых можно у знающего человека. Общение с ним позволит лучше разобраться в сути описываемой методики, принципе функционирования гравиметра.