§ 103. Предмет і значення кількісного аналізу

Кількісний аналіз за змістом є сукупністю хімічних і фізичних методів визначення відносної кількості елементів, іонів чи хімічних сполук у до­сліджуваній речовині. Методи кількісного аналізу грунтуються на ряді теоретичних положень, розробка яких тісно пов'язана з розвитком інших розділів хімії. Важливими питаннями теорії кількісного аналізу є законо­мірності процесів кристалізації і утворення малорозчинних сполук,_ явищ співосадження, умов рівноваги між іонами в водних розчинах, протікання окислювально-відновних реакцій. Значне місце в теоретичній частині кіль­кісного аналізу займають розділи про комплексні сполуки і шляхи їх ви­користання для аналітичних визначень, про помилки титрування та їх за­лежність від умов визначення тощо.

Актуальними й цікавими теоретичними проблемами є також проблеми збільшення чутливості аналітичних реакцій і підвищення їх специфічності, синтезу нових аналітичних органічних реактивів з наперед заданими влас­тивостями тощо.

З цього короткого й неповного переліку видно, що для свідомого засто­сування методів кількісного аналізу потрібне ґрунтовне знання багатьох теоретичних розділів хімії.

Існує два великих розділи кількісного аналізу: аналіз неорганічних та аналіз органічних сполук. У цьому підручнику розглянуто тільки методи не­органічного кількісного аналізу. Кількісний аналіз має важливе значення для розвитку хімічної науки і контролю виробництва.

Початковий період становлення і розвитку хімії як науки нерозривно пов'язаний з кількісним дослідженням різноманітних матеріалів неорга­нічного й органічного походження. Хімія XVII та XVIII ст. була переважно аналітичною: основним завданням її на той час було встановити якісний і кількісний склад природних і штучних об'єктів. Нагромаджений у цій га­лузі експериментальний матеріал дав змогу зробити важливі узагальнення і сформулювати ряд фундаментальних законів хімії. Закон постійності хі-мічногоскладу речовин, закон кратних відношень та закон збереження маси при хімічних перетвореннях (М. В. Ломоносова) значною мірою грунтуються на результатах кількісного аналізу багатьох матеріалів. - Хімічний аналіз був основою для формулювання першого наукового поняття хімічного елементу як межі розкладу хімічно складних речовин. Методами кількісного аналізу було визначено атомну масу багатьох елемен­тів, що дало можливість Д. І. Менделєєву побудувати періодичну систему

327

елементів і відкрити періодичний закон. Кількісний аналіз, як метод дослідження, відіграє також значну роль у розвитку інших природничих наук. Відомо, що К. А. Тімірязєв, вивчаючи процеси дихання рослин, розробив і застосував на практиці метод визначення вуглекислого газу.

Методами аналітичної хімії показано також виняткову роль найменших кількостей елементів (так званих мікроелементів) для нормальної фізіоло­гічної діяльності тварин і рослин.

Взагалі можна твердити, що всі рослини і живі істоти містять у тій або іншій кількості всі відомі хімічні елементи, причому кожний з них відіграє певну роль у фізіологічних відправленнях організмів. Цей важливий ви­сновок зроблено на підставі численних досліджень, виконаних методами кількісного аналізу.

Не менш важливе значення має кількісний аналіз для контролю вироб­ництва. Немає майже жодного підприємства хімічної, металургійної та ін­ших галузей промисловості, жодної геологічної експедиції, в яких не вико­нувалися б кількісні хімічні аналізи сировини, напівфабрикатів і готової продукції.

Кількісний аналіз дає можливість відповісти на питання про придатність конструкційних матеріалів для певної мети. Відомо, наприклад, що чистий цирконій є одним з найкращих матеріалів для атомної промисловості, але навіть найменша домішка гафнію робить його непридатним для цього.

Важливу роль відіграє кількісний аналіз у водопостачанні при оціню­ванні якості питної води, у харчовій промисловості при контролі доброякіс­ності продуктів, у судовій медицині для встановлення отрути, яка спричи­нила смерть, тощо.

Слід сказати також про роль методів кількісного аналізу в розробці тех­нологічних схем розділення елементів у промисловості. У багатьох випадках основними принципами методики розділення елементів для дальшого кіль­кісного визначення користуються при добуванні цих елементів у промисло­вому масштабі. Одним з методів розділення і визначення рідкісноземельних елементів є хроматографічний метод, за яким розчин складної суміші цих елементів пропускають через колонку, наповнену адсорбентом, здатним по­глинати окремі елементи з різним ступенем інтенсивності. Аналогічний метод застосовують для промислового розділення рідкісноземельних елементів і очищення їх від домішок.

Створення матеріально-технічної бази комунізму передбачає посилений розвиток промисловості, зокрема збільшення виробництва легких, кольоро­вих і рідкісних металів; застосування нових конструкційних матеріалів — складних сплавів, чистих металів, синтетичних матеріалів; впровадження досягнень сучасної хімії в усі галузі народного господарства тощо.

У світлі цих завдань хімічний контроль виробництва, а отже, і кількісний аналіз набуватимуть дедалі більшого значення і складніших форм: підви­щуватимуться вимоги до точності аналізу, важливе значення матиме роз­робка нових методик визначення малих кількостей домішок v різноманітних матеріалах тощо.

328