Тема 1: Аналітична хімія, її задачі і значення
Аналітична хімія – це наука, що розвиває теоретичні основи хімічного
аналізу речовини, матеріалів, об’єктів природного середовища і розробляє
методи виявлення, ідентифікації, розділення і кількісного визначення
хімічних елементів та їх сполук, а також методи встановлення хімічної
будови речовини. Аналітична хімія – це наука про методи розділення, ідентифікації та
визначення хімічного складу речовин. Під хімічним складом розуміємо склад
елементний, молекулярний, фазовий, ізотопний.
Традиційно в аналітичній хімії виділяють два розділи – якісний та
кількісний аналіз.
Метою якісного аналізу є виявлення хімічного елемента,
йона, окремої сполуки, наявність яких встановлюють за аналітичним
сигналом: зміною кольору розчину, появою осаду, виділенням газу при
проходженні реакції, характерним забарвленням полум’я газового пальника
тощо. В кількісному аналізі фіксується інтенсивність аналітичного сигналу,
яка пропорційна вмісту в досліджуваному об’єкті визначуваного компонента.
Основна мета аналітичної хімії – розробка специфічних, високочутливих,
дистанційних чи контактних методів аналізу, що вимагає глибоких знань
теоретичних основ.
Крім практичних навиків виконання того чи іншого аналізу, студент
повинен вміти вибрати певний метод стосовно конкретної мети, об’єкта
дослідження, наявного обладнання лабораторії, необхідної чутливості аналізу
тощо. Це вимагає вміння розрахувати концентрацію розчину, визначити pH,
необхідну кількість осаджувача для забезпечення повноти осадження
малорозчинної сполуки, врешті-решт оформити результати експерименту.
Предметом аналітичної хімії як науки є теорія і практика хімічного
аналізу.
Таким чином, аналітична хімія як фундаментальна наука розробляє та
теоретично обґрунтовує методи хімічного аналізу речовин або їх сумішей.
Практичною задачею аналітичної хімії є встановлення хімічного складу (якісного
та кількісного) речовин або їх сумішей.
У теперішній час спостерігається новий виток розвитку аналітичної хімії, її
межі розповсюдились та поєднались з усіма природознавчими науками та
виробництвом.
Аналітична хімія відіграє велику та важливу роль в соціальному, науковому
та технічному прогресі людства і сприяє розвитку таких наук як біологія, геологія,
агрохімія, матеріалознавство, фармація і медицина. Її завданнями є розробка
нових та вдосконалення існуючих методик ідентифікації (якісний аналіз) та
визначення (кількісний аналіз) відносних вмістів одного або декількох
компонентів у речовині, яку аналізують.
Велике значення аналітична хімія має в промисловому виробництві, де є
необхідним постійний аналітичний контроль продукції. За даними хімічного
аналізу ґрунтів геологи проводять пошук корисних копалин. За даними аналізу
крові лікарі роблять висновок про стан здоров’я людини. Без сучасних методів
10
аналізу не можливий синтез нових хімічних сполук. Аналіз лікарських речовин і
відповідних лікарських форм дозволяє зробити висновок про якість ліків.
Без аналітичної хімії не може існувати ні одне виробництво, ні одна із сфер
життя, побуту, сільського господарства. Не занурилися б в такі глибини геологи, у
живу клітину – біологи, у давнину – археологи, якби не розвивалися методи
аналітичної хімії. Без аналітиків не можуть працювати виробники сучасних
електронних матеріалів, бо концентрації домішок 10–7 % та менше змінюють
властивості напівпровідників, особливо чистих речовин.
Все це свідчить про те, що сучасна аналітична хімія стала універсальною за
розповсюдженням та зв’язками з другими науками. Це і є першою особливістю
сучасної аналітичної хімії.
Повернемося ще раз до змісту аналітичної хімії. Із наведеного визначення
видно, що вона займається одержанням інформації про речовинні системи: про
природу та кількість складових часток, про їх просторове розташування та
локальне розподілення, зміну вмісту компонента за часом.
Ознайомиись з матеріалом. Зробіть стислий конспект.
Фото-звіт надіслати на Viber за номером +380997066912
Тема 2: Методи якісного і кількісного аналізу, умови їх проведення.
Перед аналітичною хімією стоять як наукові, так і практичні завдання,
тобто вона складається з теоретичної аналітичної хімії та аналітичної служби, але
інколи аналітичну хімію як науку ототожнюють з аналітичною службою.
Теоретична аналітична хімія вирішує такі завдання, як пошук нових та
удосконалення існуючих методів аналізу, удосконалення пробопідготовки,
винаходи нових аналітичних приладів, синтез нових аналітичних реагентів.
Винахід нового методу аналізу – це велике досягнення, у ряді випадків - це
наукове відкриття, за ряд методів аналітичної хімії вчені-хіміки одержали
Нобелевські премії.
Практична аналітична хімія – це і є аналіз, вона застосовує розроблені
наукові досягнення для вирішення конкретних завдань аналізу численних об,
єктів:
промислових, навколишнього середовища, різних типів вод, продуктів харчової
промисловості, фармпрепаратів тощо.
Аналіз – складне поняття, яке включає:
1) якісний та кількісний аналіз;
2) валовий (загальний) та локальний аналіз;
3) деструктивний та недеструктивний аналіз;
4) контактний та дистанційний аналіз;
5) дискретний та безперервний аналіз.
Для проведення аналізу відбирають невелику кількість речовини, величина
якої залежить перш за все від обраної методики.
Проба для аналізу – це частка
речовини, яка аналізується. Вона повинна бути представницькою, тобто її склад
повинен максимально відповідати складу всієї речовини.
Якісний аналіз. Загальні положення.
Метою якісного аналізу є виявлення в пробі окремих іонів, функціональних
груп або елементів, що входять до її складу за допомогою хімічних або фізикохімічних методів аналізу.
В хімічних методах якісного аналізу визначуваний елемент чи іон
переводять в будь-яку сполуку, яка має характерні властивості, за якими можна
встановити, що утворилась саме ця сполука.
У якісному аналізі використовують
характерні аналітичні реакції, що супроводжуються певним зовнішнім ефектом -
появою або зникненням забарвлення, характерного запаху, зміною агрегатного
стану речовини.
Для проведення якісного аналізу обирають реагенти, які:
а) утворюють малорозчинні продукти реакції з визначуваним
компонентом, так SO4
2-
утворює з іонами Ва2+осад BaSO4;
б) утворюють з досліджуваним компонентом забарвлену сполуку:
роданід-іони є реагентом, який утворює з іонами Со2+ комплексну
сполуку [Co(SCN)4]
2-
блакитного кольору;
в) реагують з речовиною, яку аналізують, з виділенням газів (СО2, NH3).
Не кожна реакція може бути використана як якісна аналітична .
Реакція, яка
використовується в якісному аналізі, повинна задовольняти наступним вимогам:
1) перебігати швидко, практично миттєво;
2) супроводжуватись зовнішнім ефектом: утворення характерного осаду,
газу або появою забарвлення;
3) бути практично необоротною, тобто перебігати переважно в одному
напрямку;
4) бути якомога більш специфічною і відрізнятись високою чутливістю.
Слід зазначити, що при визначенні якісного складу речовини в багатьох
випадках немає потреби брати велику кількість цієї речовини. Робота з великими
кількостями або великими об’ємами розчину дуже уповільнює аналіз особливо в
тих випадках, коли необхідно розділити іони або компоненти за допомогою осадження, екстракції, перегонки або за допомогою інших методів. При
фільтруванні великих об’ємів розчинів необхідно витратити більше часу, ніж при
фільтруванні малих об’ємів. Тому у більшості випадків при визначенні якісного
складу речовини використовують напівмікрометод.
Комментарии
Отправить комментарий