ПРОБОВІДБІР

ПРОБОВІДБІР — комплекс операцій, пов’язаних із відбором проби для визначення хімічного складу та засміченості об’єкта. П. є важливим етапом хімічного аналізу, який можна розглядати як процес зменшення маси зразка об’єкта, що планується для аналізу. Помилки П. часто мають критичне значення та можуть становити від 5% до 20% похибки за вмістом аналіту.

Існує декілька видів проб: А) первинна (генеральна), яку відбирають на першому етапі від великої маси матеріалу; Б) лабораторна (паспортна, сертифікована), яку отримують після зменшення генеральної проби до маси, необхідної для аналізу; В) контрольна (арбітражна, архівна, резервна), яку зберігають на випадок проведення повторних, арбітражних або інших контрольних досліджень; Г) аналітична проба (аліквота), яку відбирають від лабораторної для перевірки одиничного визначення.

Залежно від характеру вихідного матеріалу розмір проби може варіюватися від декількох грамів (і менше) до кілограмів. Залежно від розміру проби вибирають вид аналізу (табл. 1).

Таблиця 1. Класифікація методів аналізу за розміром проби

Вимоги до проби. Для визначення слідових кількостей аналіту та для важкодоступних проб мінімальна кількість проб зазвичай зумовлюється мінімальною кількістю аналіту, яку можна виміряти певним методом аналізу. П. має гарантувати, що мінімальна кількість аналіту, наявна у пробі, принаймні у 3–5 разів більша за кількість, яку можна детектувати. Крім того, кількість проби має забезпечувати необхідну кількість повторів при аналізі; П. має бути зроблений таким шляхом, щоб завірити мінімальну погрішність аналізу.

Існує декілька різних підходів П. та їх вибір залежить від природи первинного матеріалу, досліджувальної системи та мети аналізу. Випадковий П. — найбільш поширений прийом. Вважається, що первинний матеріал зроблений із великої кількості рівноспіврозмірних і дискретних порцій, випадково вибрана проба кожної порції має рівний шанс бути вибраною. Систематичний П. досягається відбором порцій первинної проби на систематичній основі відстані й часу. Багатошаровий П. здійснюється, коли первинна проба розподіляється в зонах пріоритетно (коли матеріал міститься в контейнерах) чи схематично (коли система поділяється на кілька ділянок). П. тоді здійснюється випадково чи систематично в кожній зоні.

Вибір методу відбору проби залежить від декількох факторів, найголовніші — це фізична природа проби і мета аналізу. Для П. розглядають певні характеристики проби. П. має бути відтворюваним, своєчасним, економним і безпечним, не повинен руйнувати досліджувану систему. Набір детальних умов при П. є важливим у специфічних аналізах. У певних випадках П. може бути довільно спланованим і оформленим у формі чіткого протоколу.

Параметри П. оптимізують, використовуючи статистичні методи. Загальна дисперсія результатів аналізу складається з дисперсій, зумовлених відбором проби () та іншими аналітичними операціями ():

.

Якщо похибка, зумовлена П., велика, то краще використовувати недостатньо точний, але швидкий метод аналізу і за один і той же час проаналізувати більше проб. Для забезпечення правильного відбору проб гетерогенних матеріалів існує ряд статистичних правил, заснованих на величині дисперсії П. Для добре перемішаного матеріалу, що складається з окремих часточок різної природи, мінімальний розмір окремої порції проби можна оцінити з величини константи П. Інтамелла (K_s) за рівнянням:

wR² = K_s,

де w — маса аналізованої проби; R — відносне стандартне відхилення, що характеризує неоднорідність складу матеріалу, виражене у відсотках; K_s — чисельно дорівнює масі проби, що характеризується невизначеністю складу. З рівняння виходить, що дисперсія П. зворотно пропорційна масі проби. Чим більший розмір проби, тим менша дисперсія результатів аналізу.

Аналитическая химия. Проблемы и подходы: В 2 т. / Пер. с англ. R. Kellner, J.-M. Mermet, M. Otto, H.M. Widmer — М., 2004. — Т. 1; Вершинин В.И., Власова И.В., Никирова И.А. Основы аналитической химии: Учеб. пособие / Под. ред. В.И. Вершинина. — Омск, 2007; Отто М. Современные методы аналитической химии. Т. 2. — М., 2004.