АНАЛІТИЧНА ХІМІЯ

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ	ДОДАТКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ			УКЛАДАЧІ

ВСТУП

Курс аналітичної хімії входить до циклу природничо-наукової підготовки, який вивчають студенти різних спеціальностей.

Аналітична хімія – наука про методи розділення, ідентифікації та визначення хімічного складу речовин

Аналітична хімія розвиває загальні теоретичні основи хімічного аналізу, розробляє методи визначення компонентів у досліджуваному об’єкті, розв’язує задачі аналізу конкретного зразка невідомої речовини або суміші.

Рис. 1. Проведення досліджень методами хімічного аналізу

Основне завдання аналітичної хімії – забезпечити високу точність аналізу, його чутливість, швидкість і селективність.

Залежно від мети аналізу його поділяють на якісний і кількісний:

Якісний аналіз дозволяє визначити та ідентифікувати компоненти в досліджуваному зразку.

Рис 2. Проведення якісного аналізу

Кількісний аналіз дозволяє визначити концентрацію компонентів або їх масу в досліджуваному зразку.

Рис 3. Проведення кількісного аналізу

browser does not support the video tag.

Your browser does not support the video tag.

Наприклад, за допомогою якісного аналізу встановлено, що до складу сплаву бронзи входять Купрум та Алюміній.

Рис 4. Процес виготовлення виробів з бронзи

Це якісний склад, який визначено за допомогою якісного аналізу. Кількісний аналіз довів, що міді у сплаві міститься 89 %, а алюмінію – 11 %. Отже, це й буде його кількісний склад. Вивчаючи невідому речовину, спочатку виконують якісний аналіз, а потім кількісний.

За природою об’єкта дослідження розрізняють аналіз неорганічних та органічних речовин.

Рис 5. Хімічний аналіз:
а) органічних речовин	б) неорганічних речовин

У цьому навчальному виданні буде розглянуто лише якісний аналіз неорганічних речовин, як це склалося в класичному курсі аналітичної хімії.

Теорія аналітичної хімії містить вчення про відбір та підготовку проб до аналізу, вибір шляхів автоматизації аналізу, застосування методів статистичної обробки результатів аналізу (метрології), використання сучасних комп’ютерних технологій для обробки результатів дослідження.

Завдяки міцним зв’язкам з досягненнями фізики, математики, техніки аналітична хімія є наукою, що лежить на межі різних наукових напрямів.

Історичні відомості про розвиток аналітичної хімії. Дослідження об’єктів навколишнього середовища цікавили наших пращурів ще з глибокої давнини. Таким об’єктами були руди, метали, корисні копалини. Алхіміки XIV-XVI ст. проводили операції зважування та безліч дослідів з вивчення властивостей речовин, що заклали основу хімічного аналізу.

Рис. 6. Хімічний аналіз в алхімії

У XVI-XVII ст. (період ятрохімії) з’явилися нові методи аналізу, які базувалися на реакціях у розчинах (наприклад, відкриття йонів Ag⁺ під час взаємодії їх з йонами Cl^-).

Рис. 7. Виготовлення ліків за часів розвитку ятрохімії

Родоначальником аналітичної хімії вважають англійського вченого Роберта Бойля, який увів термін хімічний аналіз.

До першої половини XIX ст. аналітична хімія була основним розділом хімії. У цей час було відкрито багато хімічних елементів, виділено складові частини деяких природних сполук, встановлено закони сталості складу, закон кратних співвідношень, закон збереження маси речовини. У цей самий період було закладено основи систематичного аналізу, запропоновано методи аналізу, що базуються на утворенні перлів (забарвлених сплавів у полум’ї).

Наприкінці XIX ст. систематичний якісний аналіз вдосконалили Г. Розе та К. Фрезеніус.

У цей час спостерігалися значні успіхи в розвитку кількісного аналізу. Було створено об’ємний (титриметричний) аналіз (Ф. Декруазіль і Ж. Гей-Люссак), значно вдосконалювався ваговий (гравіметричний) аналіз, розробляли метод газового аналізу.

Велике значення мав розвиток елементного аналізу органічних речовин (Ю. Лібіх).

Юстус фон Лібіх, німецький хімік, президент Баварської Академії Наук (1860), один із засновників агрохімії

Наприкінці XIX ст. у науці з’явилася теорія про рівновагу в розчинах за участю йонів (В. Оствальд). Тоді ж в аналітичній хімії розпочинається якісний аналіз йонів у водних розчинах.

У XX ст. розробляють методи макроаналізу органічних сполук. Було запропоновано полярографічний аналіз (Я. Гейровський), з’являються фізико-хімічні методи аналізу. Великим поштовхом у розвитку хімічного аналізу стало відкриття хроматографії у 1903 році (М. Цвєт) і створення різних її варіантів.

Великий внесок у розвиток аналітичної хімії зробили такі вчені, як Н. Меншуткін (його підручник з аналітичної хімії витримав понад 16 видань), М. Ільїнський, Л. Чугаєв. Вивчення комплексних сполук дало можливість значно розширити діапазони якісного та кількісного аналізу. Це, насамперед, роботи І. Алімаріна, А. Бабко. В аналітичній хімії поширені також фотометричний, атомно-абсорбційний методи аналізу.

	Ро́берт Бойль (1627-1691) – англійський хімік, фізик і філософ, один із засновників Лондонського королівського товариства. Поклав початок новому напряму в хімії, в основі якого була вимога вивчення складу речовин експериментальним методом. Уперше запровадив наукове поняття «хімічний елемент». Бойль – один із засновників якісного хімічного аналізу.
	Генріх Розе (1795-1864) – німецький хімік, засновник нової аналітичної хімії, розробник сірководневого якісного аналізу та низки методів вагового аналізу. Відкрив хімічний елемент Ніобій.
	Карл Фрезеніус (1818-1897) – німецький хімік, один із творців аналітичної хімії, засновник першого наукового журналу з цієї галузі науки «Zeitschrift für analytische Chemie». Автор підручників з якісного та кількісного хімічного аналізу.
	Ярослав Гейровський (1890-1967) – чеський хімік, лауреат Нобелівської премії з хімії, розробник полярографічного методу аналізу. Сконструював полярограф з автоматичним записом кривих поляризації.
	Михайло Цвєт (1872-1919) – російський ботанік-фізіолог і біохімік. Відкрив явище хроматографії, розробив хроматографічні методи розділення та аналізу сумішей.
	Микола Меншуткін (1842-1907) – російський хімік. Сферою наукових інтересів вченого були органічна та фізична хімія. У 1877-1897 рр. виконав серію робіт з вивчення кінетики реакцій етерифікації й омилення ефірів і сформулював низку структурно-кінетичних закономірностей. Автор підручника «Аналітична хімія», що витримав 16 видань.
	Лев Чугаєв (1873-1922) – російський хімік. Зробив великий внесок у розвиток хімії координаційних сполук. Запропонував органічний реагент для визначення катіонів Ніколу (реактив Чугаєва).
	Анатолій Бабко (1905-1968) – український хімік-аналітик. Наукові праці присвячені хімії координаційних сполук та їх застосуванню в аналітичній хімії, а також фотометричному та люмінесцентному аналізу.

Вимоги часу завжди були стимулом розвитку аналітичної хімії, її досягнення постійно були пов’язані з розвитком техніки, сільського господарства, промисловості, металургії, харчових технологій, медицини та фармакології, розробкою корисних копалин. Велику роль відіграє аналітична хімія в моніторингу об’єктів навколишнього середовища. Методи аналітичної хімії застосовують у контролі якості та безпечності харчової продукції. Нині в Україні існують потужні школи в галузі аналітичної хімії, успішно розробляються сучасні методи якісного і кількісного аналізу, біоаналітичні методи аналізу, розширюється коло аналітичних об’єктів. Аналітична хімія пронизує та інтегрує всі інші хімічні дисципліни. Формування професійних компетентностей майбутніх фахівців різних галузей знань неможливе без вивчення аналітичної хімії. Цю науку широко застосовують в харчових виробництвах, металургійній, хімічній, фармацевтичній промисловості, під час аналізу корисних копалин, нафтопродуктів. Курс аналітичної хімії розширює науковий світогляд фахівців різних галузей і сфер діяльності: технологів, фахівців у галузях біотехнології, фармації, агрохімії та ґрунтознавства, харчових виробництв, текстильної промисловості та інших, а також розвиває світогляд та загальну культуру.

На початок

Наступна тема