• Що таке аналітична хімія?

Ми пояснюємо, що таке аналітична хімія і на чому зосереджена ця галузь хімії. Крім того, аналітичні методи, які ви використовуєте.

Аналітична хімія використовує різні аналітичні методи.

Що таке аналітична хімія?

Аналітичну хімію називають галуззю хімія який фокусується на розумінні матерія, тобто з аналіз матеріалів, з яких складається зразок, за допомогою експериментальних або лабораторних методів.

Аналітичну хімію можна поділити на кількісну та якісну аналітичну хімію. Кількісна аналітична хімія використовується для визначення кількості, концентрації або пропорція одного або кількох компонентів у зразку, тобто він має справу з кількісною речовиною.

Якісна аналітична хімія використовується для того, щоб дізнатися, які компоненти зразка, тобто вона займається ідентифікацією кожного компонента зразка. З іншого боку, аналітична хімія також використовується для поділу компонентів зразка. Як правило, речовина, про яку йде мова (та, яку потрібно ідентифікувати або визначити кількісно) називають аналітом.

Знання, що породили аналітичну хімію, виникли з сучасного уявлення про хімічний склад речовини, що виникло в 18 столітті.

Важлива віха в розвитку цього дисципліна Це було розуміння кореляції між фізичними властивостями речовини та її хімічним складом. При цьому фундаментальними були дослідження спектроскопії, електрохімії та полярографії.

Однак винахід методів хімічного аналізу, які дозволили б повніше зрозуміти матерію, буде розвиватися разом з науково-технічним розвитком, так що загальні характеристики галузі аналітичної хімії будуть визначені лише в ХХ столітті.

Аналітична хімія використовує такі аналітичні методи для розуміння матерії:

Кількісні методи

• Об'ємні методи. Відомі як титрування або титрування, вони є кількісними методами, за допомогою яких реагент, концентрація якого відома (титрована речовина), використовується для визначення концентрації іншого реагенту, концентрація якого невідома (аналіт або речовина, що аналізується в зразку), за допомогою хімічна реакція При титруванні, як правило, використовуються індикатори, які відзначають кінцеву точку реакції. Існують різні види ступенів:
  • Кислотно-лужні титрування. Це ті, в яких а кислота з основою за допомогою кислотно-основного індикатора. Як правило, основу поміщають у бюретку (хімічний контейнер, який використовується для вимірювання об’ємів), а колбу поміщають у колбу Ерленмейера. обсяг відома кислота з додаванням кількох крапель фенолфталеїну (індикатор). Фенолфталеїн стає рожевим в основному середовищі і безбарвним у кислому середовищі. Потім метод полягає в додаванні основи до кислоти, поки кінцевий розчин не стане рожевим, що означає, що реакція між кислотою та основою досягла кінцевої точки. За мить до досягнення кінцевої точки реакція досягає точки еквівалентності, де кількість речовини в титранту дорівнює кількості речовини в аналіті. Якщо стехіометрія в реакції дорівнює 1:1, тобто реагує така ж кількість досліджуваної речовини, що й титрант, для визначення кількості аналіту можна використовувати таке рівняння:
    

де:

• • [X] – відома концентрація речовини X, виражені моль/л або еквівалентні одиниці.
  • V (X) – це об’єм речовини X видається з бюретки, виражається в L або еквівалентних одиницях.
  • [Ю] – невідома концентрація аналіту Ю, виражене в моль/л або еквівалентних одиницях.
  • V (Y) – це об’єм речовини Ю міститься в колбі Ерленмейера, виражається в L або еквівалентних одиницях.

Важливо уточнити, що, хоча це рівняння широко використовується, воно часто змінюється залежно від типу використовуваного ступеня.

• • Окисно-відновні титрування. Основа така ж, як і при кислотно-лужному титруванні, але в цьому випадку між аналітом і речовиною відбувається окисно-відновна реакція. розчинення окислювальні або відновні, залежно від обставин. Використовуваним індикатором може бути потенціометр (обладнання для вимірювання різниці потенціалів) або окислювально-відновний індикатор (сполуки, які мають певний колір у кожному зі ступенів окислення).
  • Кваліфікація комплексного формування. Вони складаються з реакції комплексоутворення між аналітом і титрантом.
  • Титрування осадів. Вони складаються з утворення осаду. Вони дуже специфічні, а використовувані індикатори дуже специфічні для кожної реакції.
• Гравіметричні методи. Кількісний метод який полягає у вимірюванні ваги матеріалу або речовини до та після внесення будь-яких змін. Інструмент для виконання вимірювання загалом це аналітичний баланс. Існує кілька гравіметричних методів:
  • Опади. Він полягає в утворенні осаду, так що коли його зважують, його кількість у вихідному зразку можна розрахувати за допомогою стехіометричних співвідношень. Осад можна зібрати з розчину, в якому він знайдений фільтрація. Для застосування цього методу аналіт повинен бути погано розчинним і добре хімічно визначеним.
  • Випаровування. Він складається з випаровування аналіту, щоб відокремити його від зразка. Потім аналіт відновлюють шляхом його поглинання в якомусь матеріалі, цей матеріал зважують і приріст вага Це буде пов’язано з введенням аналіту, маса якого буде розрахована за різницею у вазі абсорбуючого матеріалу до та після поглинання аналіту. Цей метод можна застосовувати лише тоді, коли аналіт є єдиною леткою речовиною у зразку.
  • Електроосадження. Він складається з a окисно-відновна реакція де аналіт наноситься на електрод як частина сполуки. Потім електрод зважують до та після окислювально-відновної реакції, таким чином можна розрахувати кількість аналіту, що осадився.

Більш просунуті інструментальні методи:

• Спектрометричні методи. Апарат використовується для вимірювання поведінки електромагнітного випромінювання (світло) при контакті з речовиною або сполукою, що аналізується.
• Електроаналітичні методи. Подібний до спектрометричного, але електрика замість світла для вимірювання електричного потенціалу або електричний струм передається речовиною, що підлягає аналізу.
• Хроматографічні методи. The хроматографія є методом поділу, характеристики та кількісного визначення складних сумішей. Він використовується для відокремлення одного або кількох компонентів a суміш і водночас ідентифікувати їх і розрахувати їх концентрацію або кількість у зразку, тобто визначити їх кількісно. Хроматографічний метод в основному складається з нерухомої фази та рухомої фази, які є частиною обладнання або конструкції, яка використовується для аналізу зразка. Нерухома фаза є нерухомою і складається з речовини, яка прилипає до якоїсь системи, зазвичай сконструйованої у вигляді стовпа, а рухома фаза являє собою речовину (рідку або газоподібну), яка протікає через нерухому фазу. Поділ компонентів (аналітів) відбувається відповідно до спорідненості кожного з них до нерухомої фази або до рухомої фази, що буде залежати від різних хімічних і фізичних властивостей (кожної однієї або обох фаз). Існують різні види хроматографії залежно від речовин, які використовуються як рухома і нерухома фаза, умов, що накладаються на метод і конструкції хроматографічного обладнання. Наприклад, на наступному зображенні ви можете побачити поділ різних компонентів суміші, яка була введена на хроматографічну колонку. Ви можете побачити різне кольори кожного компонента, коли вони спускаються через нерухому фазу, яка заповнює стовпець: