• Шта је аналитичка хемија?

Објашњавамо шта је аналитичка хемија и на шта се фокусира ова грана хемије. Такође, аналитичке методе које користите.

Аналитичка хемија користи различите аналитичке методе.

Шта је аналитичка хемија?

Аналитичка хемија се назива граном хемија који се фокусира на разумевање материја, односно од анализа материјала који чине узорак, коришћењем експерименталних или лабораторијских метода.

Аналитичка хемија се може класификовати на квантитативну и квалитативну аналитичку хемију. Квантитативна аналитичка хемија се користи за одређивање количине, концентрације или пропорција једне или више компоненти у узорку, односно бави се квантификацијом материје.

Квалитативна аналитичка хемија се користи да би се знало које су компоненте узорка, односно бави се идентификацијом сваке компоненте узорка. С друге стране, аналитичка хемија се такође користи за одвајање компоненти узорка. Генерално, супстанца у питању (она коју треба идентификовати или квантификовати) назива се аналит.

Знање које је довело до аналитичке хемије произашло је из модерне идеје о хемијском саставу материје, која се појавила у 18. веку.

Важна прекретница у развоју овога дисциплина То је било разумевање корелације између физичких својстава материје и њеног хемијског састава. У овоме су биле фундаменталне студије спектроскопије, електрохемије и поларографије.

Међутим, проналазак метода хемијске анализе који би омогућили потпуније разумевање материје напредовао би упоредо са научним и технолошким развојем, тако да би опште карактеристике области аналитичке хемије биле дефинисане тек у двадесетом веку.

Аналитичка хемија користи следеће аналитичке методе за разумевање материје:

Квантитативне методе

• Волуметријске методе. Познате као титрација или титрација, оне су квантитативне методе у којима се реагенс чија је концентрација позната (титрантна супстанца) користи за одређивање концентрације другог реагенса чија је концентрација непозната (аналит или супстанца која се анализира у узорку), помоћу хемијска реакција У титрацијама се углавном користе индикатори који означавају крајњу тачку реакције. Постоје различите врсте диплома:
  • Кисело-базне титрације. То су они у којима а киселина са базом помоћу ацидо-базног индикатора. Уопштено, база се ставља у бирету (хемијски контејнер који се користи за мерење запремине), а боца се ставља у ерленмајер. обим позната киселина са додатком неколико капи фенолфталеина (индикатор). Фенолфталеин постаје ружичаст у базној средини, а безбојан је у киселој средини. Затим се метода састоји од додавања базе киселини све док коначни раствор не постане ружичаст, што значи да је реакција између киселине и базе достигла своју крајњу тачку. Тренутак пре него што дође до крајње тачке, реакција достиже тачку еквиваленције, где је количина супстанце у титранту једнака количини супстанце у аналиту. Ако је стехиометрија у реакцији 1:1, односно иста количина аналита реагује као титрант, за одређивање количине аналита може се користити следећа једначина:
    

Где:

• • [Икс] је позната концентрација супстанце ИКС, изражене мол / Л или еквивалентне јединице.
  • В (Кс) је запремина супстанце Икс издаје се из бирете, изражено у Л или еквивалентним јединицама.
  • [И] је непозната концентрација аналита И, изражено у мол / Л или еквивалентним јединицама.
  • В (И) је запремина супстанце И садржане у Ерленмајеровој тиквици, изражене у Л или еквивалентним јединицама.

Важно је разјаснити да, иако се ова једначина широко користи, често варира у зависности од врсте степена који се користи.

• • Редок титрације. Основа је иста као код кисело-базних титрација, али у овом случају постоји редокс реакција између аналита и распуштање оксидацију или редукцију, у зависности од случаја. Индикатор који се користи може бити потенциометар (опрема за мерење потенцијалне разлике) или редокс индикатор (једињења која имају дефинисану боју у сваком од својих оксидационих стања).
  • Сложене формацијске квалификације. Састоје се од реакције формирања комплекса између аналита и титранта.
  • Титрације падавина. Састоје се од формирања талога. Они су веома специфични и коришћени индикатори су веома специфични за сваку реакцију.
• Гравиметријске методе. Квантитативна метода који се састоји од мерења тежине неког материјала или супстанце пре и после било каквих промена. Инструмент за извођење мерење углавном је аналитичка равнотежа. Постоји неколико гравиметријских метода:
  • Падавине. Састоји се од формирања талога, тако да када се измери, његова количина у оригиналном узорку може се израчунати коришћењем стехиометријских односа. Талог се може прикупити из раствора у коме се налази помоћу филтрација. Да би се применила ова метода, аналит мора бити слабо растворљив и хемијски добро дефинисан.
  • Волатилизација. Састоји се од испаравања аналита да би се одвојио од узорка. Затим се аналит извлачи његовом апсорпцијом у неком материјалу, овај материјал се одмерава и добитак од тежина То ће бити због уградње аналита, чија ће тежина бити израчуната разликом у тежини упијајућег материјала пре и после апсорбовања аналита. Ова метода се може применити само када је аналит једина испарљива супстанца у узорку.
  • Електродепозиција. Састоји се од а редокс реакција где се аналит депонује на електроду као део једињења. Електрода се затим мери пре и после редокс реакције, на тај начин се може израчунати количина депонованог аналита.

Напредније инструменталне методе:

• Спектрометријске методе. Апарати се користе за мерење понашања електромагнетног зрачења (светлости) у контакту са супстанцом или једињењем које се анализира.
• Електроаналитичке методе. Слично спектрометријском, али електрична енергија уместо светлости за мерење електричног потенцијала или електрична струја које преноси супстанца која се анализира.
• Хроматографске методе. Тхе хроматографија је метода раздвајања, карактеризације и квантификације сложених смеша. Користи се за одвајање једне или више компоненти а мешавина а истовремено их идентификовати и израчунати њихову концентрацију или количину у узорку, односно квантификовати их. Хроматографска метода се у основи састоји од стационарне фазе и мобилне фазе које су део опреме или структуре која се користи за анализу узорка. Стационарна фаза је непокретна и састоји се од супстанце која се држи неког система који је генерално дизајниран у облику стуба, а мобилна фаза је супстанца (течна или гасовита) која протиче кроз стационарну фазу. Раздвајање компоненти (аналита) се дешава према афинитету сваке од њих за стационарну фазу или за мобилну фазу, што ће зависити од различитих хемијских и физичких особина (сваке једне или обе фазе). Постоје различите врсте хроматографије у зависности од супстанци које се користе као мобилна и стационарна фаза, услова наметнутих методи и дизајна хроматографске опреме. На пример, на следећој слици можете видети раздвајање различитих компоненти смеше која је убризгана на хроматографску колону. Можете видети другачије боје сваке компоненте док се спуштају кроз стационарну фазу која испуњава колону: