• Какво е аналитичната химия?

Обясняваме какво е аналитичната химия и върху какво се фокусира този клон на химията. Също така аналитичните методи, които използвате.

Аналитичната химия използва различни аналитични методи.

Какво е аналитичната химия?

Аналитичната химия се нарича клон на химия който се фокусира върху разбирането на материя, тоест на анализ на материалите, които съставляват пробата, като се използват експериментални или лабораторни методи.

Аналитичната химия може да бъде класифицирана на количествена и качествена аналитична химия. Количествената аналитична химия се използва за определяне на количеството, концентрацията или пропорция на един или повече компоненти в пробата, тоест се занимава с количествено определяне на материята.

Качествената аналитична химия се използва, за да се знае какви са компонентите на пробата, тоест тя се занимава с идентифицирането на всеки компонент от пробата. От друга страна, аналитичната химия също се използва за разделяне на компонентите на пробата. Обикновено въпросното вещество (това, което трябва да бъде идентифицирано или количествено определено) се нарича аналит.

Знанията, които пораждат аналитичната химия, произлизат от съвременната идея за химическия състав на материята, която се появява през 18 век.

Важен крайъгълен камък в развитието на това дисциплина Това беше разбирането за връзката между физическите свойства на материята и нейния химичен състав. В това изучаването на спектроскопията, електрохимията и полярографията бяха основни.

Въпреки това, изобретяването на методи за химичен анализ, които биха позволили по-пълното разбиране на материята, ще напредне заедно с научното и технологичното развитие, така че общите характеристики на областта на аналитичната химия ще бъдат определени едва през двадесети век.

Аналитичната химия използва следните аналитични методи, за да разбере материята:

Количествени методи

• Обемни методи. Известни като титруване или титруване, те са количествени методи, при които реагент, чиято концентрация е известна (титриращо вещество), се използва за определяне на тази на друг реагент, чиято концентрация е неизвестна (аналит или вещество, което трябва да се анализира в пробата), чрез химическа реакция При титруванията обикновено се използват индикатори, които отбелязват крайната точка на реакцията. Има различни видове степени:
  • Киселинно-алкални титрувания. Те са тези, в които а киселина с основа с помощта на киселинно-алкален индикатор. Като цяло основата се поставя в бюретка (химичен контейнер, използван за измерване на обеми) и колба се поставя в ерленмайерова колба. сила на звука известна киселина с добавени няколко капки фенолфталеин (индикатор). Фенолфталеинът става розов в основна среда и е безцветен в кисела среда. След това методът се състои в добавяне на основата към киселината, докато крайният разтвор стане розов, което означава, че реакцията между киселината и основата е достигнала крайната си точка. Миг преди да достигне крайната точка, реакцията достига своята точка на еквивалентност, където количеството вещество в титранта е равно на количеството вещество в аналита. Ако стехиометрията в реакцията е 1:1, тоест същото количество аналитно вещество реагира като титранта, може да се използва следното уравнение за определяне на количеството аналит:
    

Където:

• • [х] е известната концентрация на веществото Х, изразени mol / L или еквивалентни единици.
  • V (X) е обемът на веществото х отпуска се от бюретата, изразено в L или еквивалентни единици.
  • [Й] е неизвестната концентрация на аналита Й, изразено в mol / L или еквивалентни единици.
  • V (Y) е обемът на веществото Й съдържащи се в ерленмайеровата колба, изразени в L или еквивалентни единици.

Важно е да се изясни, че въпреки че това уравнение е широко използвано, то често варира в зависимост от вида на използваната степен.

• • Редокс титрувания. Основата е същата като при киселинно-алкалното титруване, но в този случай има редокс реакция между аналита и разтваряне окисляване или редуциране, в зависимост от случая. Използваният индикатор може да бъде потенциометър (оборудване за измерване на потенциалната разлика) или редокс индикатор (съединения, които имат определен цвят във всяко от техните степени на окисление).
  • Сложна формационна квалификация. Те се състоят от реакцията на образуване на комплекс между аналита и титранта.
  • Преципитационни титрувания. Те се състоят от образуване на утайка. Те са много специфични и използваните индикатори са много специфични за всяка реакция.
• Гравиметрични методи. Количествен метод който се състои в измерване на теглото на материал или вещество преди и след извършване на каквито и да било промени. Инструментът за изпълнение на измерване обикновено това е аналитичен баланс. Има няколко гравиметрични метода:
  • Валежи. Състои се от образуването на утайка, така че когато се претегля, нейното количество в оригиналната проба може да се изчисли с помощта на стехиометрични отношения. Утайката може да бъде събрана от разтвора, в който се намира от филтриране. За да се приложи този метод, аналитът трябва да бъде слабо разтворим и химически добре дефиниран.
  • Изпаряване. Състои се от изпаряване на аналита, за да се отдели от пробата. След това аналитът се извлича чрез абсорбирането му в някакъв материал, този материал се претегля и печалбата от тегло Това ще се дължи на включването на аналита, чието тегло ще бъде изчислено чрез разликата в теглата на абсорбиращия материал преди и след абсорбирането на аналита. Този метод може да се приложи само когато аналитът е единственото летливо вещество в пробата.
  • Електроотлагане. Състои се от a редокс реакция където аналитът се отлага върху електрод като част от съединение. След това електродът се претегля преди и след окислително-редукционната реакция, като по този начин може да се изчисли количеството отложен аналит.

По-модерни инструментални методи:

• Спектрометрични методи. Апаратите се използват за измерване на поведението на електромагнитното излъчване (светлина) в контакт с веществото или съединението, което се анализира.
• Електроаналитични методи. Подобно на спектрометричното, но електричество вместо светлина за измерване на електрически потенциал или електрически ток предавани от веществото, което ще се анализира.
• Хроматографски методи. В хроматография е метод за разделяне, характеризиране и количествено определяне на сложни смеси. Използва се за отделяне на един или повече компоненти на a смес и в същото време да ги идентифицира и да изчисли тяхната концентрация или количество в пробата, тоест да ги определи количествено. Хроматографският метод основно се състои от неподвижна фаза и подвижна фаза, които са част от оборудване или структура, която се използва за анализ на пробата. Неподвижната фаза е неподвижна и се състои от вещество, което се придържа към някаква система, обикновено проектирана под формата на колона, а подвижната фаза е вещество (течно или газообразно), което протича през неподвижната фаза. Разделянето на компонентите (аналитите) става според афинитета на всеки от тях към неподвижната фаза или към подвижната фаза, което ще зависи от различни химични и физични свойства (на всяка една или на двете фази). Съществуват различни видове хроматография в зависимост от веществата, използвани като подвижна и неподвижна фаза, условията, наложени на метода и конструкциите на хроматографското оборудване. Например, на следващото изображение можете да видите разделянето на различните компоненти на смес, която е била инжектирана върху хроматографска колона. Можете да видите различното цветове на всеки компонент, докато те се спускат през стационарната фаза, която запълва колоната: