Аналитическая Химия
наука об определении хим. Состава в-в и, в нек-рой степени, хим. Строения соединений. А. Х. Развивает общие теоретич. Основы хим. Анализа, разрабатывает методы определения компонентов изучаемого образца, решает задачи анализа конкретных объектов. Осн. Цель А. Х. - обеспечить в зависимости от поставленной задачи точность, высокую чувствительность, экспрессность и (или) избирательность анализа. Разрабатываются методы, позволяющие анализировать микрообъекты (см. Микрохимический анализ), проводить локальный анализ (в точке, на пов-сти и т. Д.), анализ без разрушения образца (см. Неразрушающий анализ), на расстоянии от него (дистанционный анализ), непрерывный анализ (напр., в потоке), а также устанавливать, в виде какого хим.
Соед. И в составе какой фазы существует в образце определяемый компонент ( фазовый анализ). Важные тенденции развития А. Х.-автоматизация анализов, особенно при контроле технол. Процессов (см. Автоматизированный анализ), и математизация, в частности широкое использование ЭВМ. Структура. Можно выделить три крупных направления А. Х. Общие теоретич. Основы. Разработка методов анализа. А. Х. Отдельных объектов. В зависимости от цели анализа различают качественный анализ и количественный анализ. Задача первого - обнаружение и идентификация компонентов анализируемого образца, второго - определение их концентраций или масс. В зависимости от того, какие именно компоненты нужно обнаружить или определить, различают изотопный анализ, элементный анализ, структурно-групповой (в т.
Ч. Функциональный анализ), молекулярный анализ, фазовый анализ. По природе анализируемого объекта различают анализ неорг. И орг. Веществ. В теоретич. Основах А. Х. Существенное место занимает метрология химического анализа, в т. Ч. Статистич. Обработка результатов. Теория А. Х. Включает также учение об отборе и подготовке аналитических проб, о составлении схемы анализа и выборе методов, принципах и путях автоматизации анализа, применения ЭВМ, а также основы народнохозяйств. Использования результатов хим. Анализа. Особенность А. Х. - изучение не общих, а индивидуальных, специфич. Св-в и характеристик объектов, что обеспечивает избирательность мн. Аналит. Методов. Благодаря тесным связям с достижениями физики, математики, биологии и разл.
Областей техники (это особенно касается методов анализа) А. Х. Превращ. В дисциплину на стыке наук. В А. Х. Различают методы разделения, определения (обнаружения) и гибридные, сочетающие методы первых двух групп. Методы определения подразделяют на химические методы анализа (гравиметрич. Анализ, титриметрия), физико-химические методы анализа (напр., электрохим., фотометрич., кинетич.), физические методы анализа (спектральные, ядерно-физ. И др.) и биологические методы анализа. Иногда методы определения делят на химические, основанные на хим. Р-циях, физические, базирующиеся на физ. Явлениях, и биологические, использующие отклик организмов на изменения в окружающей среде. Практически все методы определения основаны на зависимости к.-л.
Доступных измерению свойств в-в от их состава. Поэтому важное направление А. Х. - отыскание и изучение таких зависимостей с целью использования их для решения аналит. Задач. При этом почти всегда необходимо найти ур-ние связи между св-вом и составом, разработать способы регистрации св-ва (аналит. Сигнала), устранить помехи со стороны др. Компонентов, исключить мешающее влияние разл. Факторов (напр., флуктуации т-ры). Величину аналит. Сигнала переводят в единицы, характеризующие кол-во или концентрацию компонентов. Измеряемыми свойствами могут быть, например, масса, объем, светопоглощение. Большое внимание уделяется теории методов анализа. Теория хим. И частично физ.-хим. Методов базируется на представлениях о нескольких осн.
Типах хим. Р-ций, широко используемых в анализе (кислотно-основных, окислит.-восстановит., комплексообразования), и нескольких важных процессах (осаждения - растворения, экстракции). Внимание к этим вопросам обусловлено историей развития А. Х. И практич. Значимостью соответствующих методов. Поскольку, однако, доля хим. Методов уменьшается, а доля физ.-хим. И физ. Методов растет, большое значение приобретает совершенствование теории методов двух последних групп и интегрирование теоретич. Аспектов отдельных методов в общей теории А. Х. История развития. Испытания материалов проводились еще в глубокой древности, напр. Руды исследовали с целью установления их пригодности для плавки, разл. Изделия -для определения содержания в них Аи и Ag.
Алхимики 14-16 вв. Впервые применили взвешивание и выполнили огромный объем эксперим. Работ по изучению св-в в-в, положив начало хим. Методам анализа. В 16-17 вв. (период ятрохимии) появились новые хим. Способы обнаружения в-в, основанные на р-циях в р-ре (напр., открытие ионов Ag+ по образованию осадка с ионами Cl-). Родоначальником научной А. Х. Считают Р. Бойля, к-рый ввел понятие "хим. Анализ". До 1-й пол. 19 в. А. Х. Была осн. Разделом химии. В этот период были открыты мн. Хим. Элементы, выделены составные части нек-рых прир. В-в, установлены законы постоянства состава и кратных отношений, закон сохранения массы. Т. Бергман разработал схему систематич. Анализа, ввел H2S как аналит. Реагент, предложил методы анализа в пламени с получением перлов и т.
Д. В 19 в. Систематич. Качеств. Анализ усовершенствовали Г. Розе и К. Фрезениус. Этот же век ознаменовался огромными успехами в развитии количеств. Анализа. Был создан титриметрич. Метод (Ф. Декруазиль, Ж. Гей-Люссак), значительно усовершенствован гравиметрич. Анализ, разработаны методы анализа газов. Большое значение имело развитие методов элементного анализа орг. Соединений (Ю. Либих). В кон. 19 в. Сложилась теория А. Х., в основу к-рой было положено учение о хим. Равновесии в р-рах с участием ионов (гл. Обр. В. Оствальд). К этому времени преобладающее место в А. Х. Заняли методы анализа ионов в водных р-рах. В 20 в. Разработаны методы микроанализа орг. Соединений (Ф. Прегль). Был предложен полярографич. Метод (Я. Гейровский, 1922). Пoявилocь много физ.-хим. И физ.
Методов, напр. Масс-спектрометрический, рентгеновский, ядерно-физические. Большое значение имело открытие хроматографии (М. С. Цвет, 1903) и создание затем разных его вариантов, в частности распределит. Хроматографии (А. Мартин иР. Синт, 1941). В России и в СССР большое значение для развития А. Х. Имели работы Н. А. Меншуткина (его учебник по А. Х. Выдержал 16 изданий). М. А. Ильинский, и особенно Л. А. Чугаев ввели в практику орг. Аналит. Реагенты (кон. 19-нач. 20 вв.), Н. А. Тананаев разработал капельный метод качеств. Анализа (одновременно с Ф. Файглем, 20-е гг. 20 в.). В 1938 Н. А. Измайлов и М. С Шрайбер впервые описали тонкослойную хроматографию. В 1940-е гг. Были предложены плазменные источники для атомно-эмиссионного анализа. Большой вклад советские ученые внесли в изучение комплексообразования и его аналит.
Использования (И. П. Алимарин, А. К. БабкоХ в теорию действия орг. Аналит. Реагентов, в развитие методов фотометрич. Анализа, атомно-абсорбц. Спектроскопии, в А. Х. Отдельных элементов, особенно редких и платиновых, и ряда объектов - в-в высокой чистоты, минер. Сырья, металлов и сплавов. Требования практики всегда стимулировали развитие А. Х. Так, в 40-70-х гг. 20 в. В связи с необходимостью анализа ядерных, полупроводниковых и др. Материалов высокой чистоты были созданы такие чувствительные методы, как радиоактивационный анализ, искровая масс-спектроме-трия, химико-спектральный анализ, _вольтамперометрия, обеспечивающие определение до 10-7- 10-8% примесей в чистых в-вах, т. Е. 1 часть примеси на 10-1000 млрд. Частей осн. В-ва. Для развития черной металлургии, особенно в связи с переходом к скоростному конвертерному произ-ву стали, решающее значение приобрела экспрессность анализа.
Использование т. Наз. Квантометров-фотоэлектрич. Приборов для многоэлементного оптич. Спектрального или рентгеновского анализа позволяет проводить анализ в ходе плавки за неск. Минут. Необходимость анализа сложных смесей орг. Соединений обусловила интенсивное развитие газовой хроматографии, к-рая позволяет анализировать сложнейшие смеси, содержащие неск. Десятков и даже сотен веществ. А. Х. В значит. Мере способствовала овладению энергией атомного ядра, изучению космоса и океана, развитию электроники, прогрессу биол. Наук. Предмет исследования. Важную роль играет развитие теории отбора проб анализируемых материалов. Обычно вопросы пробоотбора решаются совместно со специалистами по изучаемым в-вам (напр., с геологами, металловедами).
А. Х. Разрабатывает способы разложения проб - растворение, сплавление, спекание и т. Д., к-рые должны обеспечивать полное "вскрытие" образца и не допускать потерь определяемых компонентов и загрязнений извне. В задачи А. Х. Входит развитие техники таких общих операций анализа, как измерение объемов, фильтрование, прокаливание. Одна из задач А. Х.-определение направлений развития аналит. Приборостроения, создание новых схем и конструкций приборов (что чаще всего служит завершающей стадией разработки метода анализа), а также синтез новых аналит. Реактивов. Для количеств. Анализа очень важны метрологич. Характеристики методов и приборов. В связи с этим А. Х. Изучает проблемы градуировки, изготовления и использования образцов сравнения (в т.
Ч. Стандартных образцов) и др. Ср-в обеспечения правильности анализа. Существ. Место занимает обработка результатов анализа, в т. Ч. С использованием ЭВМ. Для оптимизации условий анализа используют теорию информации, мат. Теорию полезности, теорию распознавания образов и др. Разделы математики. ЭВМ применяются не только для обработки результатов, но и для управления приборами, учета помех, градуировки, планирования эксперимента. Существуют аналит. Задачи, решаемые только с помощью ЭВМ, напр. Идентификации молекул орг. Соединений с использованием теории искусств. Интеллекта (см. Автоматизированный анализ). А. Х. Определяет общий подход к выбору путей и методов анализа. Разрабатываются способы сопоставления методов, условия их взаимозаменяемости и сочетания, принципы и пути автоматизации анализа.
Для практич. Использования анализа необходима разработка представлений о его результате как показателе кач-ва продукции, учение об экспрессном контроле технол. Процессов, создание экономичных методов. Большое значение для аналитиков, работающих в разл. Отраслях народного хозяйства, имеет унификация и стандартизация методов. Разрабатывается теория оптимизации кол-ва информации, необходимой для решения аналит. Задачи. Методы анализа. В зависимости от массы или объема анализируемого образца методы разделения и определения иногда подразделяют на макро-, микро- и ультрамикрометоды. К разделению смесей обычно прибегают в тех случаях, когда методы прямого определения или обнаружения не позволяют получить правильный результат из-за мешающего влияния др.
Компонентов образца. Особенно важно т. Наз. Относит. Концентрирование - отделение малых кол-в определяемых компонентов от значительно больших кол-в основных компонентов пробы. Разделение смесей может базироваться на различии в термодинамич., или равновесных, характеристиках компонентов (константы обмена ионов, константы устойчивости комплексов) или кинетич. Параметров. Для разделения применяют гл. Обр. Хроматографию, экстракцию, осаждение, дистилляцию, а также электрохим. Методы, напр. Электроосаждение. Методы определения-осн. Группа методов А. Х. В основе методов количеств. Анализа лежит зависимость к.-л. Измеримого св-ва, чаще всего физического, от состава образца. Эта зависимость должна описываться определенным и известным образом.
Быстро развиваются гибридные методы анализа, объединяющие разделение и определение. Напр., газовая хроматография с разл. Детекторами - важнейший метод анализа сложных смесей орг. Соединений. Для анализа труднолетучих и термически нестойких соед. Более удобна высокоэффективная жидкостная хроматография. Для анализа необходимы разнообразные методы, поскольку каждый из них имеет свои достоинства и ограничения. Так, чрезвычайно чувствит. Радиоактивационные и масс-спектральные методы требуют сложной и дорогостоящей аппаратуры. Простые, доступные и очень чувствит. Кинетич. Методы не всегда обеспечивают нужную воспроизводимость результатов. При оценке и сопоставлении методов, при выборе их для решения конкретных задач принимаются во внимание мн.
Факторы. Метрологич. Параметры, сфера возможного использования, наличие аппаратуры, квалификация аналитика, традиции и др. Важнейшие среди этих факторов - такие метрологич. Параметры, как предел обнаружения или диапазон концентраций (кол-в), в к-ром метод дает надежные результаты, и точность метода, т. Е. Правильность и воспроизводимость результатов. В ряде случаев большое значение имеют "многокомпонентные" методы, позволяющие определять сразу большое число компонентов, напр. Атомно-эмиссионный и рентгеновский спектральный анализ, хроматография. Роль таких методов возрастает. При прочих равных условиях предпочитают методы прямого анализа, т. Е. Не связанного с хим. Подготовкой пробы, однако иногда такая подготовка необходима.
Напр., предварит. Концентрирование исследуемого компонента позволяет определять меньшие его концентрации, устранять трудности, связанные с негомог. Распределением компонента в пробе и отсутствием образцов сравнения. Особое место занимают методы локального анализа. Существ. Роль среди них играют рентгеноспектральный микроанализ (электронный зонд), масс-спектрометрия вторичных ионов, спектроскопия оже-электронов и др. Физ. Методы. Они имеют большое значение, в частности, при анализе поверхностных слоев твердых материалов или включений в горных породах. Специфич. Группу составляют методы элементного анализа орг. Соединений. Обычно орг. В-во тем или иным способом разлагают, а его компоненты в виде простейших неорг. Соед. (СО 2, Н 2 О, NH3 и др.) определяют обычными методами.
Применение газовой хроматографии позволило автоматизировать элементный анализ. Для этого выпускаются С-, Н-, N-анализаторы и др. Приборы-автоматы. Анализ орг. Соединений по функц. Группам (функциональный анализ) выполняется разл. Хим., электрохим., спектральными (ЯМР-, ИК-спектроскопия) или хроматографич. Методами. При фазовом анализе, т. Е. Определении хим. Соед., образующих отдельные фазы, последние предварительно выделяют, напр., с помощью избирательного р-рителя, а затем полученные р-ры анализируют обычными методами. Весьма перспективны физ. Методы фазового анализа без предварит. Разделения фаз. Практическое значение. Хим. Анализ обеспечивает контроль мн. Технол. Процессов и кач-ва продукции во мн. Отраслях пром-сти, играет огромную роль при поиске и разведке полезных ископаемых в горнодобывающей пром-сти (см.
Геохимические методы поисков полезных ископаемых). С помощью хим. Анализа контролируется чистота окружающей среды (воды и воздуха). Достижения А. Х. Используют в разл. Отраслях науки и техники. Атомной энергетике, электронике, океанологии, биологии, медицине, криминалистике, археологии, космич. Исследованиях. Велико народнохозяйств. Значение хим. Анализа. Так, точное определение легирующих добавок в металлургии позволяет экономить ценные металлы. Переход на непрерывный автоматич. Анализ в мед. И агрохим. Лабораториях дает возможность резко увеличить скорость анализов (крови, мочи, вытяжек из почв и т. Д.) и уменьшить численность сотрудников лабораторий. Лит. Золотев Ю. А., Очерки аналитической химии, М., 1977. Пиккеринг У. Ф., Современная аналитическая химия, пер.
С англ, М., 1977. Бончев П., Введение в аналитическую химию, пер. С болт. Л., 1978. Фритц Дж. С., Шенк Г. X., Количественный анализ, пер. С англ, М, 1978. Петере Д., Хайес Дж., Хифтье Г., Химическое разделение и измерение, пер. С англ., кн. 1-2, М., 1978. Скуг Д., Уэст Д., Основы аналитической химии, пер. С англ., т. 1-2, М., 1979. Ю. А. Золотое. .
Дополнительный поиск Аналитическая Химия
На нашем сайте Вы найдете значение "Аналитическая Химия" в словаре Химическая энциклопедия, подробное описание, примеры использования, словосочетания с выражением Аналитическая Химия, различные варианты толкований, скрытый смысл.
Первая буква "А". Общая длина 19 символа