Аналітычная хімія

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Аналітычная хімія — раздзел хіміі, які разглядае прынцыпы і метады падзелу і вызначэння хімічнага складу рэчываў. Узнікла разам з неарганічнай хіміяй раней за іншыя хімічныя навукі. Якасны аналіз вызначае хімічны склад дадзенага рэчыва альбо сумесі; колькасны аналіз вызначае колькі там гэтага рэчыва.

Аналітычныя метады можна ўмоўна падзяліць на класічныя і інструментальныя. Класічныя метады выкарыстоўваюць для падзелу прэцыпітацыю, экстракцыю і дыстыляцыю і для колькаснага аналізу па колеру, паху альбо тэмпературы плаўлення. Колькасны аналіз праводзіцца ўзважваннем альбо вымярэннем аб'ёму. Інструментальныя метады выкарыстоўваюць пэўнае абсталяванне для вымярэння пэўных фізічных велічынь, напрыклад, адсорбцыі святла флюарэсцэнцыі альбо электраправоднасці. Падзел ажыцяўляецца з дапамогай храматаграфіі альбо электрафарэзу.

Гісторыя[правіць | правіць зыходнік]

Густаў Кірхгоф (злева) і Роберт Бунзен (справа)

Аналітычная хімія зарадзілася разам з навукай хіміяй і заўсёды гуляла ў ёй важную ролю, забяспечваючы методыку вызначэння хімічных элементаў і злучэнняў у рэчывах. Асновы якаснага аналізу хім. рэчываў закладзены Робертам Бойлем у XVII ст. Колькасны аналіз заснаваў М.В.Ламаносаў.

Сістэматычную методыку элементнага аналізу распрацаваў Юстус фон Лібіх. У XIX стагоддзі паўстала таксама методыка аналізу арганічных рэчываў, асновай якой былі спецыфічныя рэакцыі функцыянальных груп.

Першую методыку інструментальнага аналізу распрацавалі Роберт Бунзен і Густаў Кірхгоф, якія, вывучаючы спектры выпраменьвання полымя, вынайшлі ў 1860 годзе рубідый і цэзій[1].

Большасць важнейшых метадаў аналітычнай хіміі былі распрацаваны пасля 1900 года. У XX стагоддзі ўсё большую ролю ў галіне сталі гуляць інструментальныя метады, здабыўшы статус асноўных. Асабліва хутка асноўныя спектраскапічныя і спектраметрычныя метады развіваліся ў пачатку стагоддзя, а да яго канца інструментарый аналітыкаў быў істотна ўдасканалены[2].

Аналагічны шлях у сваім развіцці прайшлі метады сепарацыі, і тут таксама сталі дамінаваць высокапрадукцыйныя інструменты[3]. У 1970-х метады аналізу і сепарацыі ўсё часцей пачалі выкарыстоўвацца ў комплексе, што дазваляе дасягнуць поўнай характэрызацыі ўзораў.

Калі раней аналітычная хімія была сканцэнтравана ў асноўным на малых малекулах, прыкладна з 1970-х гадоў аналітычная хімія ўсё больш пашырала вобласць сваіх даследаванняў у галіне біялогіі. Удасканаленне лазераў спрыяла таму, што яны сталі выкарыстоўвацца ў хіміі спачатку для аналізу, а затым і для ўплыву на ход рэакцый. У канцы XX стагоддзя вобласць практычнага прымянення аналітычнай хіміі пашырылася, ахапіўшы такія палі дзейнасці як хімічная прамысловасць, клінічная хімія, аналіз стану навакольнага асяроддзя, крыміналістыка[4].

Сучасныя метады хімічнага аналізу ў асноўным з'яўляюцца інструментальнымі. Большасць хімікаў спецыялізуецца на пэўным тыпе прылады. Акадэмічныя даследаванні сканцэнтраваны або на пошуку новых прыкладанняў або на распрацоўцы новых метадаў аналізу. Напрыклад, хімік-аналітык можа праводзіць даследаванні, звязаныя з адкрыццём у крыві хімічных злучэнняў, якія павялічваюць рызыку захварэць на рак. Распрацоўка новай тэхналогіі можа зводзіцца да выкарыстання лазера на фарбавальніках, з дапамогай якога ўзрастае адчувальнасць і спецыфічнасць спектраскапічнага метаду. Тыя метады і інструменты, якія ўжо распрацаваны, часта стандартызуюцца, каб можна было праводзіць параўнанне з іншымі даследаваннямі на працягу значнага перыяду. Асабліва гэта важна для прамысловага кантролю якасці, для крыміналістыкі і для даследаванняў у галіне кантролю навакольнага асяроддзя. Аналітычная хімія гуляе ўсё большую ролю ў фармацэўтыцы, дзе акрамя аналізу якасці, яе метады выкарыстоўваюцца для распрацоўкі новых лекаў, асабліва там, дзе разуменне ўздзеяння лекаў на пацыента асабліва крытычнае.

Раздзелы[правіць | правіць зыходнік]

Аналітычная хімія складаецца з двух вялікіх раздзелаў:

  • Якасны аналіз, які ўстанаўлівае з якіх хімічных элементаў (або іонаў) складаецца даследчае рэчыва.
  • Колькасны аналіз, які ўстанаўлівае колькаснае ўтрыманне элементаў, іонаў або хімічных злучэнняў, якія ўваходзяць у склад даследчых рэчываў, сумесяў, матэрыялаў.

Класіфікацыя розных відаў аналізу можа грунтавацца таксама на прыродзе часціц, якія вызначаюцца. У такіх выпадках кажуць пра ізатопны, элементны (атамна-іонны), функцыянальны (структурна-групавы), малекулярны або фазавы аналіз.

Інструментальныя метады[правіць | правіць зыходнік]

Спектраскапія[правіць | правіць зыходнік]

Спектраскапічныя метады вымераюць узаемадзеянне малекул з электрамагнітным полем. Спектраскапія наогул ахоплівае такія паняткі, як атамна-адсарбцыйная спектраскапія, атамна-эмісійная спектраскапія, ультрафіялетавая спектраскапія, рэнтгэнафлюарэсцэнтны аналіз, інфрачырвоная спектраскапія, Раман-спектраскапія, падвоеная-палярызацыйная інтэрфераметрыя, ЯМР-спектраскапія, фотаэлектронная спектраскапія, Мёсбаўэраўская спектраскапія і іншыя.

Мас-спектраметрыя[правіць | правіць зыходнік]

Мас-спектраметрыя вымярае стаўленне масы да зараду малекулы выкарыстоўваючы электрычнае і магнітнае полі. Існуе некалькі метадаў іанізацыі ўзору для правядзення даследаванняў: хімічная іанізацыя, бамбарзіроўка пучком электронаў і іншыя.

Зноскі

  1. Analytical Sciences 2001, Volume17 Supplement, Basic Education in Analytical Chemistry
  2. Talanta Volume 51, Issue 5, p921-933, Review of analytical next term measurements facilitated by drop formation technology
  3. TrAC Trends in Analytical Chemistry Volume 21, Issues 9-10, Pages 547-557, History of gas chromatography
  4. Talanta, Volume 36, Issues 1-2, January–February 1989, Pages 1-9. History of analytical chemistry in the U.S.A.