Аналітычная хімія

Аналіты́чная хі́мія — разьдзел хіміі, які разглядае прынцыпы й мэтады падзелу й вызначэньня хімічнага складу рэчываў. Узьнікла разам зь неарганічнай хіміяй раней за іншыя хімічныя навукі. Якасны аналіз вызначае хімічны склад дадзенага рэчыва альбо сумесі; колькасны аналіз вызначае колькі там гэтага рэчыва.

Аналітычныя мэтады можна ўмоўна падзяліць на клясычныя й інструмэнтальныя. Клясычныя мэтады выкарыстоўваюць для падзелу прэцыпітацыю, экстракцыю й дыстыляцыю й для колькаснага аналізу па колеру, паху альбо тэмпэратуры плаўленьня. Колькасны аналіз праводзіцца ўзважваньнем альбо вымярэньнем аб’ёму. Інструмэнтальныя мэтады выкарыстоўваюць пэўнае абсталяваньне для вымярэньня пэўных фізычных велічынь, напрыклад, адсорбцыі сьвятла флюарэсцэнцыі альбо электраправоднасьці. Падзел вырабляецца з дапамогай храматаграфіі альбо электрафарэзу.

Гісторыя

Густаў Кірхгоф (зьлева) і Робэрт Бунзэн (справа)

Аналітычная хімія зарадзілася разам з навукай хіміяй і заўсёды гуляла ў ёй важную ролю, забясьпечваючы мэтодыку вызначэньня хімічных элемэнтаў і злучэньняў у рэчывах. Сыстэматычную мэтодыку элемэнтнага аналізу распрацаваў Юстус фон Лібіх. У XIX стагодзьдзі паўстала таксама мэтодыка аналізу арганічных рэчываў, асновай якой былі спэцыфічныя рэакцыі функцыянальных групаў.

Першую мэтодыку інструмэнтальнага аналізу распрацавалі Робэрт Бунзэн і Густаў Кірхгоф, якія, вывучаючы спэктры выпраменьваньня полымя, вынайшлі ў 1860 годзе рубід і цэз^[1].

Большасьць найважнейшых мэтадаў аналітычнай хіміі былі распрацаваны пасьля 1900 году. У XX стагодзьдзі ўсё большую ролю ў галіне сталі гуляць інструмэнтальныя мэтады, здабыўшы статус асноўных. Асабліва хутка асноўныя спэктраскапічныя і спэктрамэтрычныя мэтады разьвіваліся ў пачатку стагодзьдзя, а да ягонага канца інструмэнтар аналітыкаў быў істотна ўдасканалены^[2].

Аналягічны шлях у сваім разьвіцьці прайшлі мэтады сэпарацыі, і тут таксама сталі дамінаваць высокапрадукцыйныя інструмэнты^[3]. Ў 1970-х мэтады аналізу і сэпарацыі ўсё часьцей пачалі выкарыстоўвацца ў комплексе, што дазваляе дасягнуць поўнай характэрызацыі рэчываў, якія дасьледуюцца.

Калі раней аналітычная хімія была сканцэнтравана ў асноўным на малых малекулах, прыкладна з 1970-х гадоў аналітычная хімія ўсё больш пашырала вобласьць сваіх дасьледаваньняў у галіне біялёгіі. Удасканаленьне лязэраў спрыяла таму, што яны сталі выкарыстоўвацца ў хіміі спачатку для аналізу, а затым і для ўплыву на ход рэакцый. У канцы XX стагодзьдзя вобласьць практычнага прымяненьня аналітычнай хіміі пашырылася, ахапіўшы такія палі дзейнасьці як хімічная прамысловасьць, клінічная хімія, аналіз стану навакольнага асяродзьдзя, крыміналістыка^[4].

Сучасныя мэтады хімічнага аналізу ў асноўным зьяўляюцца інструмэнтальнымі. Хімікі найчасьцей спэцыялізуюцца на пэўным тыпе прылады. Акадэмічныя дасьледаваньні сканцэнтраваныя або на пошуку новых прыкладаньняў або на распрацоўцы новых мэтадаў аналізу. Напрыклад, хімік-аналітык можа праводзіць дасьледаваньні, зьвязаныя з адкрыцьцём у крыві хімічных злучэньняў, якія павялічваюць рызыку захварэць на рак. Распрацоўка новай тэхналёгіі можа зводзіцца да выкарыстаньня лязэра на фарбавальніках, з дапамогай якога павялічваецца адчувальнасьць і спэцыфічнасьць спэктраскапічнага мэтаду. Тыя мэтады й інструмэнты, якія ўжо распрацаваныя, часта стандартызуюцца, каб можна было праводзіць параўнаньне зь іншымі дасьледаваньнямі на працягу значнага пэрыяду. Асабліва гэта важна для прамысловага кантролю якасьці, для крыміналістыкі й для дасьледаваньняў у галіне кантролю навакольнага асяродзьдзя. Аналітычная хімія адыгрывае ўсё большую ролю ў фармакалёгіі, дзе акрамя аналізу якасьці, ейныя мэтады выкарыстоўваюцца для распрацоўкі новых лекаў, асабліва там, дзе разуменьне ўзьдзеяньня лекаў на пацыента асабліва крытычнае.

Разьдзелы

Аналітычная хімія складаецца з двух вялікіх разьдзелаў:

Якасны аналіз, які ўсталёўвае зь якіх хімічных элемэнтаў (або іёнаў) складаецца досьледнае рэчыва.
Колькасны аналіз, які ўсталёўвае колькаснае ўтрыманьне элемэнтаў, іёнаў або хімічных злучэньняў, якія ўваходзяць у склад досьледных рэчываў, сумесяў, матэрыялаў.

Клясыфікацыя розных відаў аналізу можа грунтавацца таксама на прыродзе часьцінак, якія вызначаюцца. У такіх выпадках кажуць пра ізатопны, элемэнтны (атамна-іённы), функцыянальны (структурна-групавы), малекулярны або фазавы аналіз.

Ізатопны аналіз — дасьледаваньне рэчыва на прадмэт ягонага ізатопнага складу. Напрыклад, вызначэньне зьместу цяжкай вады (дэйтэраванай) у звычайнай.

Функцыянальны аналіз — вызначэньне функцыянальных групаў у арганічным рэчыве.

Фазавы аналіз — дасьледаваньне фазавага складу рэчыва. Напрыклад, сульфід і аксід медзі не разьмеркаваны ў мінэрале гамагенна, а ўтвораюць асобныя фазы.

Інструмэнтальныя мэтады

Спэктраскопія

Мас-спэктрамэтрыя

Мас-спэктрамэтрыя вымярае стаўленьне масы да зараду малекулы выкарыстоўваючы электрычнае й магнітнае полі. Існуе некалькі мэтадаў іянізацыі ўзору для правядзеньня дасьледаваньняў: хімічная іянізацыя, бамбаваньне пучком электронаў і іншыя.

Крыніцы

^ Analytical Sciences 2001, Volume 17 Supplement, Basic Education in Analytical Chemistry
^ Talanta Volume 51, Issue 5, p921-933, Review of analytical next term measurements facilitated by drop formation technology
^ TrAC Trends in Analytical Chemistry Volume 21, Issues 9-10, Pages 547-557, History of gas chromatography
^ Talanta, Volume 36, Issues 1-2, January–February 1989, Pages 1-9. History of analytical chemistry in the U.S.A.

Вонкавыя спасылкі

Партал хімікаў-аналітыкаў
Аналітычная хімія. Навучальны дапаможнік
Хімічная энцыкляпэдыя

[1] Analytical Sciences 2001, Volume 17 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.

[1]

[2]

[3]

[4]