Раздел 4. Аналитическая химия

Аналитическая химия - наука о принципах, методах, средствах определения состава веществ и их химической структуры.

Аналитическая химия имеет огромное практическое значение в жизни общества, она создает средства для химического анализа и обеспечивает его осуществление – в этом ее главное предназначение. Без эффективного химического анализа невозможно функционирование ведущих отраслей народного хозяйства, систем охраны природы и здоровья населения, оборонного комплекса, невозможно развитие многих смежных областей знания. Анализ обеспечивает контроль многих технологических процессов, качества продукции, лекарственных препаратов, контроль окружающей среды и т.д.

Анализ – это метод исследования, основанный на разложении данного сложного вещества на более простые составные части и последующим определении этих составных частей особыми способами. Противоположностью анализа в химии является синтез – получение сложного вещества из более простых.

Цель аналитической химии ‒ установление качест­венного и количественного состава вещества или смеси веществ. В соответствии с этим аналитическая химия состоит из двух больших разделов – качественного и количественного анализа.

Аналитические реакции – реакции, используемые для качественного и количественного анализа и сопровождающиеся аналитическим сигналом.

Аналитический сигнал – внешний эффект, позволяющий судить об осуществлении химического процесса: выпадении или растворении осадка, изменении окраски раствора, выделении газа, тепла, появлении запаха, изменении электропроводности и т.д.

Происходящее химическое превращение называется аналитической реакцией, а вещество, его вызывающее, — реагентом. Примером аналитической реакции может быть реакция взаимодействия хлорид-ионов с катионами серебра, в результате которой образуется белый творожистый осадок AgCl↓. При этом можно сказать, что хлориды являются реагентом на катионы серебра, и наоборот.

Cl ˉ + Ag + = AgCl↓

Требования к аналитическим реакциям:

1. Реакция должна протекать быстро, практически мгновенно.

2. Быть необратимой, т. е. протекать преимущественно в одном направлении.

3. Быть по возможности специфической.

4. Отличаться высокой чувствительностью.

Все методы анализа принято разделять на химические, физические и физико - химические методы анализа.

В химических методах анализа для получения аналитического сигнала используется химическая реакция. В качестве аналитического сигнала в химических методах выступает либо масса вещества (гравиметрический метод анализа), либо объем реактива - титранта (титриметрические методы).

Физико - химические методы анализа основаны на регистрации аналитического сигнала какого-то физического свойства (потенциала, тока, количества электричества, интенсивности излучения света или его поглощения и т. д.) при проведении химической реакции.

Физические методы - методы, при реализации которых регистрируется аналитический сигнал каких-то физических свойств (ядерные, спектральные, оптические) без проведения химической реакции.

В последнее время в отдельную группу методов анализа выделяют так называемые биологические методы, в которых для получения аналитического сигнала используются реакции, протекающие в живых организмах или с участием выделенных из них биологических субстратов (ферментов, антител и др.).