Инструментальные методы судебно-экспертных исследований. Практикум
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Судебная экспертиза
Издательство:
Сибирская пожарно-спасательная академия
Автор:
Долгушина Любовь Викторовна
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 197
Дополнительно
Учебное пособие включает в себя основные разделы учебной дисциплины Естественнонаучные методы судебно-экспертных исследований: общие принципы допустимости использования методов и средств судебной экспертизы, классификация методов и методик судебно-экспертных исследований, физико-химические и физические методы анализа. Содержит материал для подготовки и проведения практических занятий.
Учебное пособие предназначено для обучающихся по специальности 40.05.03 Судебная экспертиза. Может быть использовано для самостоятельного изучения дисциплины обучающимися и в практической деятельности специалистов в области физико-химических методов анализ, используемых при изучении состава веществ.
Тематика:
ББК:
УДК:
- 3406: Судебная медицина. Судебная психология. Судебная химия. Судебно-медицинская экспертиза
- 543: Аналитическая химия
ОКСО:
- ВО - Специалитет
- 40.05.03: Судебная экспертиза
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГПС МЧС РОССИИ Долгушина Л.В. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ СУДЕБНО-ЭКСПЕРТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ПРАКТИКУМ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Железногорск 2022
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГПС МЧС РОССИИ Долгушина Л.В. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ СУДЕБНО-ЭКСПЕРТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ПРАКТИКУМ Учебное пособие «Допущено Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий в качестве учебного пособия для курсантов, студентов и слушателей образовательных организаций МЧС России» Железногорск 2022
УДК 543.42 + 543.52.054 ББК 24.46 Д64 Авторы: Долгушина Любовь Викторовна, канд. хим. наук, доцент Рецензенты: Бельшина Юлия Николаевна, кандидат технических наук, доцент (ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России) Таратанов Николай Александрович, канд. хим. наук (Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России) Долгушина, Л.В. Инструментальные методы судебно-экспертных исследований. Практикум [Текст]: учебное пособие / Л.В. Долгушина – Железногорск: ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2022. – 197 с.: ил. Учебное пособие включает в себя основные разделы учебной дисциплины Естественнонаучные методы судебно-экспертных исследований: общие принципы допустимости использования методов и средств судебной экспертизы, классификация методов и методик судебно-экспертных исследований, физико-химические и физические методы анализа. Содержит материал для подготовки и проведения практических занятий. Учебное пособие предназначено для обучающихся по специальности 40.05.03 Судебная экспертиза. Может быть использовано для самостоятельного изучения дисциплины обучающимися и в практической деятельности специалистов в области физико-химических методов анализ, используемых при изучении состава веществ. УДК 543.42 + 543.52.054 ББК 24.46 © ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2022 © Долгушина, Л.В., 2022.
Оглавление Введение ................................................................................................................... 6 Глава 1. Общие принципы допустимости использования методов и средств судебной экспертизы, классификация методов и методик судебно экспертных исследований ...................................................................................... 8 Погрешности средств измерений .................................................................... 9 Примеры решения задач ................................................................................. 28 Задания для самостоятельного выполнения ................................................ 32 Глава 2 Химический анализ ................................................................................. 39 Пробоподготовка в экспертных исследованиях .......................................... 39 Аналитическая химия в судебной экспертизе ............................................. 46 Задания для самостоятельного выполнения ................................................ 49 Глава 3 Спектральные методы измерений ......................................................... 55 Основные законы поглощения электромагнитного излучения ................. 55 Спектроскопия УФ и видимой области ........................................................ 59 Спектры люминесценции. Спектры испускания и возбуждения флуоресценции ................................................................................................ 62 ИК-спектроскопия .......................................................................................... 67 Примеры решения задач ................................................................................. 72 Задания для самостоятельного выполнения ................................................ 75 Глава 4 Рентгеновский и электронный методы измерений .............................. 85 Рентгенофлуоресцентный анализ. Пробоподготовка образцов ................. 85 Рентгенофазовый анализ .............................................................................. 102 Задания для самостоятельного выполнения .............................................. 105 Глава 5 Методы разделения ............................................................................... 111 Основы хроматографического анализа ...................................................... 111 Газовая хроматография ................................................................................ 112 Тонкослойная хроматография ..................................................................... 112 Хроматографический анализ в пожарно-технической экспертизе .......... 115 Исследование методом газожидкостной хроматографии ......................... 117
Ионообменная хроматография .................................................................... 127 Решение задач по теме «Хроматографические методы» .......................... 128 Задания для самостоятельного решения .................................................... 131 Глава 6 Физико-химические методы измерения .............................................. 134 Термические методы анализа ...................................................................... 134 Основы термогравиметрического анализа ................................................. 137 Термический анализ в делах о пожарах ..................................................... 138 Масс-спектрометрия ..................................................................................... 143 Задания для самостоятельного выполнения .............................................. 151 Глава 7 Метод микроскопии и анализ изображений ....................................... 156 Методы микроскопии в экспертных исследованиях ................................. 156 Методы анализа поверхностей текстильных материалов ........................ 158 Микроскопический метод исследования металлов и сплавов ................. 173 Задание для практического занятия по теме «Методы анализа поверхностей текстильных материалов» .................................................... 182 Задание для практического занятия по теме «Микроскопический метод исследования металлов и сплавов» ............................................................. 183 Библиографические источники .......................................................................... 185
Введение Производство и проведение судебных экспертиз – процесс, требующий подготовки специалистов в области юриспруденции. Однако при исследовании веществ и материалов, поступающих на исследования, требуются знания в области строения веществ и материалов. Следовательно, изучение физических, химических и физико-химических методов анализа является актуальной задачей. Учебное пособие «Инструментальные методы судебно-экспертных исследований. Практикум» составлено с учетом требований Федерального Государственного образовательного стандарта высшего образования для обучающихся по специальности 40.05.03 Судебная экспертиза. Цель данного пособия – предоставление обучающимся современного уровня знаний теоретического и практического характера в области использования методов и средств судебной экспертизы, классификации методов и методик судебно-экспертных исследований, химический анализ, спектральные методы измерений, рентгеновский и электронный методы измерений. Использование данного учебного пособия позволит решить следующие задачи: организовать практические занятия; обеспечить возможность самостоятельного изучения разделов дисциплины студентами и слушателями, а также в случае пропусков по объективным причинам аудиторных занятий обучающимися на очном отделении; систематизировать и обновить теоретические и учебно-практические материалы по дисциплине. В отличие от аналогичных изданий, учебное пособие «Инструментальные методы судебно-экспертных исследований. Практикум» предполагает полное соответствие разработанной в ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России рабочей программе дисциплины. В пособии содержатся примеры решения задач по всем разделам дисциплины, приводятся тестовые задания для самостоятельной проверки знаний обучающихся.
Учебное пособие «Инструментальные методы судебно-экспертных исследований. Практикум» является продолжением и дополнением к ранее изданному учебному пособию: Долгушина, Л.В. Естественнонаучные методы судебно-экспертных исследований [Текст]: учебное пособие / Л.В. Долгушина – Железногорск: ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2020. – 85 с.: ил.
Глава 1. Общие принципы допустимости использования методов и средств судебной экспертизы, классификация методов и методик судебно-экспертных исследований Погрешности измерений и средств измерений Измерение - определение значения физической величины экспериментальным путем с помощью специальных технических средств. Измерение относится к процессу экспериментального сравнения данной физической величины с однородной физической величиной, значение которой принимается за единицу. Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для генерации сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы классифицируются по различным критериям. Например, измерительные устройства могут быть построены на основе аналоговой схемотехники или цифровой. Соответственно они делятся на аналоговые и цифровые. Ряд устройств, выпускаемых промышленностью, позволяют только считывать показания. Эти устройства называются показывающими. Измерительные устройства, в которых предусмотрена запись показаний, называются регистрирующими устройствами. Погрешности измерений Погрешность является одной из основных характеристик средств измерений. Под погрешностью электроизмерительных приборов, измерительных преобразователей и измерительных систем понимается отклонение их выходного сигнала от истинного значения входного сигнала. Абсолютная погрешность Δa прибора есть разность между показанием прибора ах и истинным значением а измеряемой величины, т.е.
Δa = ax – a. (1) Абсолютная погрешность, взятая с обратным знаком, называется поправкой. Относительная погрешность δ представляет собой отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины. Относительная погрешность, обычно выражаемая в процентах, равна δа = Δa a · 100% (2) Приведенная погрешность γП есть выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности Δa к нормирующему значению апр γп = Δa aпр · 100% (3) Нормирующее значение – условно принятое значение, могущее быть равным конечному значению диапазона измерений (предельному значению шкалы прибора). Погрешности средств измерений Класс точности прибора указывают просто числом предпочтительного рода, например, 0,05. Это используют для измерительных приборов, у которых предел допускаемой приведенной погрешности постоянен на всех отметках рабочей части его шкалы (присутствует только аддитивная погрешность). Таким способом обозначают классы точности вольтметров, амперметров, ваттметров и большинства других однопредельных и многопредельных приборов с равномерной шкалой. Класс точности прибора (например, амперметра) дается выражением КА = Δi Iпр · 100 (4) При установлении классов точности приборов нормируется приведенная погрешность, а не относительная. Причина этого заключается в
том, что относительная погрешность по мере уменьшения значений измеряемой величины увеличивается. По ГОСТ 8.401-80 в качестве значений класса точности прибора используется отвлеченное положительное число из ряда: В интервале от 1 до 100 можно использовать в качестве значений класса точности числа: (α = 0) 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6; (α = 1) 10; 15; 20; 25; 40; 50; 60. Т.е. четырнадцать чисел 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6; 10; 15; 20; 25; 40; 50; 60. Необходимо отметить, классы точности от 6,0 и выше считаются очень низкими. Аналитический сигнал Для обнаружения компонента или определения его количества измеряют аналитический сигнал. В большинстве методов аналитическим сигналом служат физико-химические величины, функционально связанные с содержанием определяемого компонента, им может быть сила тока, ЭДС системы, оптическая плотность, интенсивность излучения, появление осадка, окраски, спектральной линии. В качественном анализе фиксируют появление аналитического сигнала, в количественном — измеряют его величину. Затем, используя функциональную зависимость аналитический сигнал - содержание — y = f (C), рассчитывают содержание компонента. Функция y = f (C) может быть представлена в виде формулы, таблицы или графика и устанавливается опытным или расчетным путем. Аналитический сигнал является суммарной величиной полезного аналитического сигнала и аналитического сигнала фона. Аналитический сигнал фона обусловлен многими причинами, например, составом анализируемого образца, шумами измерительных приборов, чистотой реактивов и многими другими причинами. Избежать аналитического сигнала фона ни в каких случаях не удается. Необходимо максимально снизить его.
Аналитический сигнал фона учитывают при проведении контрольного (холостого) опыта, в котором через все стадии химического анализа проводится проба, не содержащая определяемого компонента. Тогда, полезный сигнал будет равен разности аналитического сигнала и аналитического сигнала фона. Погрешности химического анализа Погрешности фотометрических определений возникают вследствие неправильно проведенной химической реакции, использования грязных кювет, невоспроизводимости установки кювет в фотометрическом приборе и неточной настройкой его на оптический ноль, нестабильности работы источника сплошного излучения и оптической схемы, а также за счет погрешностей при построении градуировочного графика. По способу вычисления погрешности можно подразделить на абсолютные и относительные. Абсолютной погрешностью (D) называется разность между результатом анализа (Х) и истинным значением (µ) этой величины: D = Х - µ (5) В зависимости от величины Х, абсолютные погрешности могут быть и положительными и отрицательными. Относительные погрешности (D%), выраженные в процентах или в долях, знака не имеют: D% = |D| µ 100% (6) Погрешности классифицируют по характеру причин, их вызывающих, на систематические, случайные и промахи. 1. Систематические погрешности вызваны постоянно действующей причиной, постоянны во всех измерениях и могут быть выявлены и устранены.
2. Случайные погрешности, причины появления которых неизвестны, но они могут быть оценены методами математической статистики. 3. Промах — это погрешность, резко искажающая результаты анализа. Промах обычно легко обнаруживается и вызван либо сбоем в работе прибора, либо ошибкой аналитика. Все виды погрешностей хорошо иллюстрируются на рис. 1. Рис. 1. Систематические и случайные погрешности химического анализа1 Прямая 1 — систематическая и случайные погрешности отсутствуют, идеализированные результаты анализа равны истинному содержанию вещества в пробе m. Прямая 2 — все измерения не содержат случайных ошибок, но имеют постоянную отрицательную систематическую погрешность Dх. Линия 3 полностью отсутствует систематическая погрешность. Линия 4 отражает реальную ситуацию, возникающую при измерениях: налицо и систематическая и случайная погрешности. А выпавшая точка символизирует промах. С систематическими и случайными погрешностями связаны понятия воспроизводимости и правильности. Воспроизводимость характеризует степень близости друг к другу единичных определений, рассеяния единичных 1 Погрешности в химическом анализе Долманова И.Ф. // СОЖ, 2001, No 11, с. 46–52.