Аналитическая химия

Аналитическая химияАНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ — наука о методах и средствах химического анализа. Химический анализ — совокупность действий, в результате которых получают информацию о химическом составе объекта. Средства химического анализа — реактивы, приборы, стандартные образцы и т.п.. Необходимо четко различать понятия «метод анализа» и «методика анализа». Первое означает универсальный и теоретически обоснованный способ определения состава, в основу которого положен связь между составом и свойством, которое определяется. Применение метода анализа к конкретному определяемого объекта с подробным описанием всех аналитических операций является методикой анализа. Основные функции А.Х. как отрасли знания такие: разработка общих вопросов анализа, методов анализа и решения конкретных вопросов (напр. разработка методов анализа лекарств, методов химико-токсикологического анализа и т.п.).

Основные разделы аналитической химии: качественный и количественный химический анализ, а также инструментальные (физические и физико-химические) методы анализа. Качественный химический анализ связан с определением в исследуемом веществе химических элементов, ионов, атомных групп и молекул. С помощью количественного химического анализа в исследуемом веществе определяют количество химических элементов, ионов, атомных групп и молекул. В инструментальных методах анализа используют зависимость между измеряемыми физическими свойствами веществ и их качественным и количественным содержанием.

В зависимости от природы частиц, которые открывают и определяют, анализ подразделяют на элементный, или атомно-ионный, функциональный, молекулярный, изотопный, фазовый (открытие и определение включений в неоднородном объекте).

Учитывая массу или объем исследуемой пробы, анализ подразделяют на макро-, полумикро-, микро-и субмикроанализ.

Среди экспрессных методов анализа очень удобным является капельный анализ, основанный на изучении продуктов реакции, которые образуются при смешении капли исследуемого раствора с каплей раствора соответствующего реагента. Метод широко применяют в химико-токсикологическом анализе в связи с незначительными затратами исследуемых объектов и реактивов. При осуществлении капельного анализа реакции проводят на фарфоровых пластинках или на фильтровальной бумаге. В последнем случае можно открывать и разделять различные ионы при их совместном присутствии за счет капиллярно-адсорбционных свойств бумаги. Капельный анализ нередко сочетают с микроскопией образования кристаллов характерной формы (микрокристалоскопичний анализ).

При химическом качественном анализе используют аналитические реакции — превращение исследуемого вещества в результате взаимодействия с аналитическим реагентом с образованием продуктов с характерными аналитическими признаками — эффектами (образование осадка, окрашенных соединений, растворения осадков, выделения газов, образование кристаллов характерной формы, появление или тушения люминесценции, окраску пламени ‘я газовой горелки и т.п.). Различают специфические (характерные) аналитические реакции и реагенты, а также селективные (выборочные) и групповые. Специфические реакции и реагенты позволяют выявить то или иное вещество (ион) в присутствии других веществ (ионов), селективные — несколько веществ (ионов), групповые используют для открытия (обнаружения) ионов определенной аналитической группы. Мерой способности аналитического реагента (реакции) выявлять аналитический эффект является чувствительность аналитического реагента (реакции), которую выражают разными способами: открываний минимум (абсолютная чувствительность) mmin (X) — наименьшая масса вещества Х (мкг, нг, пг), которую можно открыть с помощью отдельной реакции при определенных условиях; предельное разбавление Vгран (Х) — это максимальный объем раствора, в котором может быть обнаружен 1 г данного вещества Х с помощью этой аналитической реакции (выражается в см3 / г); предельная концентрация Сгран (Х) — низкая концентрация вещества Х, которая может быть определена в растворе с использованием данной аналитической реакции (выражается в г/см3); минимальный объем предельно разбавленного раствора Vмин (Х) — наименьший объем исследуемого раствора, необходимый для определения вещества с помощью данной аналитической реакции (выражается в см3); показатель чувствительности аналитической реакции рСгран — это отрицательный логарифм предельной концентрации.

В качественном анализе широко применяют методы анализа: спектроскопия в УФ, видимой и ИК-областях спектра, спектроскопия ЯМР, масс-спектроскопия, различные виды хроматографии и электрофорез. Эти же методы чаще используют для установления структуры соединений. С этой целью применяют и рентгеноструктурный анализ. В химическом качественном анализе различают два направления: дробный анализ и систематический анализ. При дробном анализе используют специфические реагенты, позволяющий открывать в исследуемой пробе вещество или ион в присутствии всех компонентов пробы. При отсутствии специфических реагентов в дробном анализе широко применяют метод маскировки ионов, который позволяет устранить нежелательное влияние посторонних ионов. В систематическом анализе неорганических соединений смесь исследуемых ионов предварительно разделяют по аналитическим группам с помощью групповых реагентов и далее в каждой группе открывают соответствующие ионы. Существует несколько аналитических классификаций катионов по группам: сульфидная (гидрогенсульфидна), амониачно-фосфатная, кислотно-основное. Известны также различные классификации анионов. Методы количественного анализа подразделяют на химические, физические и физико-химические (инструментальные). Химические методы анализа развиваются по двум направлениям: гравиметрическим (весовым) и титриметрическим (объемным) анализом.

Важное значение для аналитической химии имеет развитие теории отбора проб (средняя проба, генеральная, лабораторная и исследовано пробы). Для правильного выполнения химического анализа важное значение имеет подготовка пробы к анализу.

По общим вопросам важнейшее значение в аналитической химии имеют метрологические характеристики методов и приборов. С целью их изучения в Харьковском национальном университете впервые была открыта кафедра химической метрологии (профессор Н. П. Комар).

При решении различных аналитических задач аналитик всегда сталкивается с вопросом выбора метода исследований, что требует специальной методики сопоставления методов. Важное значение имеет экспериментальное доказательство того, что методика пригодна для решения поставленных задач — так называемая валидация аналитической методики. Направлениями аналитической химии, которые интенсивно развиваются, являются аналитическое приборостроение, а также синтез новых аналитических реагентов. Быстро развиваются и гибридные методы анализа, которые объединяют такие процессы, как разделение, обнаружение и определение, напр. в различных видах хроматографии (газовая, ВЭЖХ). В случаях, когда методы прямого открытия и определения невозможны вследствие воздействия других веществ, присутствующих в пробе, необходимо выполнять разделения смесей, для чего используют экстракцию, дистилляцию, хроматографию, осаживания подобное. При определении веществ, присутствующих в пробе в относительно малых количествах, важное значение приобретает процесс концентрирования.

Современное состояние аналитической химии — наука о методах и средствах химического анализа. Химический анализ — совокупность действий, в результате которых получают информацию о химическом составе объекта. академик Ю.А. Золотов характеризует так: «Сегодняшний день аналитической химии характеризуется многими изменениями: расширяется арсенал методов анализа, особенно в сторону физических и биологических; вводится автоматизация и математизация анализа; разрабатываются меры и средства локального, нерушийного, дистанционного, непрерывного анализа; появляются новые возможности для повышение чувствительности, точности и экспрессности анализа; постоянно расширяется круг исследуемых объектов. Широко используются компьютеры, лазеры, появились лабораторные работы; значительно повысилась роль аналитического контроля, особенно объектов окружающей среды ». Методы аналитической химии широко используются в фармации, которая, в свою очередь, влияет на их развитие.

Метки текущей записи:

 
Статья прочитана 1513 раз(a).
 

Еще из этой рубрики:

Здесь вы можете написать комментарий к записи "Аналитическая химия"

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля