Предмет и задачи аналитической химии

ОСНОВЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

План:

1. Предмет и задачи аналитической химии

2. Химические методы анализа

2.1. Качественный анализ

2.2. Количественный анализ: гравиметрия, титриметрия

3. Физико-химические методы анализа

Аналитическая химия – наука, развивающая теоретические основы анализа химического состава веществ, разрабатывающая методы идентификации и обнаружения, определения и разделения химических элементов и их соединений, а также методы установления химического строения соединений.

Предметом аналитической химии является разработка методов анализа и практическое выполнение анализов, а также широкое исследование теоретических основ аналитических методов.

Теоретическую основу самой науки составляют фундаментальные законы естествознания, такие, как периодический закон Д. И. Менделеева, законы сохранения массы вещества и энергии, постоянства состава вещества, действующих масс и др.

Аналитическая химия тесно взаимосвязана со многими науками: всеми химическими, физикой, электроникой, математикой, информатикой и т. д. С одной стороны использование достижений этих наук приводит к усовершенствованию методической и технической базы аналитической химии. С другой – аналитическая химия вооружает эти науки инструментарием для интенсификации и исследований и предоставляет данные своих исследований.

Две основные практические задачи, решаемые аналитической химией:

1. Установление химического состава анализируемого объекта – качественный анализ, который включает обнаружение и идентификацию тех или иных компонентов.

Обнаружение (открытие) – проверка присутствия в анализируемом объекте тех или иных основных (макро-), примесей, микрокомпонентов и следов веществ, наличия функциональных групп и т. д.

Макрокомпонент (основной компонент) – вещество, содержание которого в анализируемой пробе 0-100% (масс.).

Примесь – вещество, содержание которого в анализируемой пробе меньше 10% (масс.).

Микрокомпонент – вещество, содержание которого в пробе меньше 10^-3% (масс.).

Следы (следовые количества) – содержание вещества в пробе в районе миллионных долей, т. е. 10^-4% (масс.).

Идентификация – установление идентичности (тождества) исследуемого химического соединения или какой-либо другой структурной единицы заведомо известному веществу или структурной единице, путем сравнения их физических и химических свойств.

2. Количественный анализ – решает задачу определения – установления содержания (количества) или концентрации того или иного компонента в анализируемом объекте.

Виды анализа определяются конкретными задачами:

· Элементный анализ – установление качества и определение отдельных элементов в данном веществе, т. е. нахождение его элементного состава;

· Фазовый анализ – установление наличия и содержания отдельных фаз в исследуемом материале;

· Молекулярный (вещественный) анализ – обнаружение и определение различных соединений в объекте исследований;

· Структурный – установление взаимного расположения и связей элементарных составных частей в молекулах, т. е. структуры соединения;

· Локально-распределительный – установление изменения состава объекта по поверхности или в объеме и другие.

В зависимости от характера определяемого компонента различают неорганический и органический анализ. Выделение анализа органических веществ в отдельный раздел аналитической химии связано с большими или меньшими различиями в методике исследования неорганических и органических соединений. Прежде всего, в отличие от реакций неорганических веществ, органические соединения взаимодействуют значительно медленнее, реакции почти никогда не доходят до конца и могут протекать по нескольким направлениям, образуя различные продукты. Кроме того, разрушение их под воздействием различных факторов делает невозможным установление первоначального состава объекта. В связи с этим на каждой стадии органический анализ имеет ряд особенностей, о чем мы будем говорить в дальнейшем.