5 Виды химического анализа

Вид химического анализа отражает следующую информацию – зачем определяют химический состав вещества (цель анализа), что анализируют, что определяют и в каких условиях.

Существует несколько классификаций по различным признакам видов химического анализа вещества объекта анализа. Признаком вида может служить цель и объект химического анализа, определяемый компонент и его количество. Каждая цель анализа будет охарактеризована конкретной совокупностью видов анализа.

1. По конечной цели анализа выделяют качественный и количественный анализ вещества объекта анализа.

Качественный анализ вещества объекта анализа - экспериментальное определение химической природы одного или нескольких компонентов в веществе объекта анализа. Иначе, это обнаружение и идентификация компонента в веществе объекта анализа.

Результат качественного химического анализа – принятие решения о наличии или отсутствии искомого компонента в пробе вещества объекта анализа.

Количественный анализ вещества объекта анализа – экспериментальное определение содержания одного или нескольких компонентов в веществе объекта анализа.

Результат количественного химического анализа – значение количества определяемого (искомого) компонента или его массы, отнесенное к единице массы (процентное содержание компонента) или отнесенное к единице объёма пробы вещества (концентрация компонента) объекта анализа.

(А) = [m (А)/ m_вещ]100, %.

С_m(А) = m(А)/V_м.к., г/дм³

2. По природе объекта анализа выделяют:

-- анализ неорганического вещества объекта анализа природного или искусственного происхождения;

-- анализ органического вещества объекта анализа природного или искусственного происхождения.

3. По агрегатному состоянию объекта анализа выделяют:

-- анализ твердого вещества объекта анализа;

-- анализ жидкого вещества объекта анализа;

-- анализ газообразного вещества объекта анализа;

-- анализ гетерогенно-фазового вещества объекта анализа.

4. По структурным образованиям химических частиц выделяют элементный, изотопный, функциональный, молекулярный, структурно-групповой, фазовый анализ.

Элементный анализ вещества объекта анализа - это вид анализа, в результате которого будет определено, из каких химических элементов состоит данное вещество и каково их содержание, но какова их степень окисления элемента (например, Fe²⁺ или Fe³⁺) и как элементы связаны между собой, этот вид анализа определить не позволяет.

Изотопный анализ вещества объекта анализа - это вид анализа, в результате которого будет определено, из каких изотопов химических элементов состоит данное вещество и каково их содержание. Такие анализы проводят физики, геологи, биологи. Например, определение дейтерированной воды (D₂O) в обычной воде, а также «тяжелого» кислорода (изотоп ¹⁸О) в смеси с распространенным изотопом ¹⁶О. Для геологов изучение изотопного состава кислорода, углерода, серы, водо­рода, аргона, стронция, свинца и других элементов в различных природных образованиях дает ценную информацию о факторах, определяющих породо- и рудообразование. Изотопный анализ необходим также для оценки времени жизни геологических образований.

Молекулярный анализ вещества объекта анализа. Это вид анализа, в результате которого будет определено, из каких конкретных химических соединений состоит данное вещество и каково их содержание. Типичным примером молекулярного анализа является анализ смеси газов. Например, определение содержания в атмосферном воздухе основных компонентов – молекул газов N₂, 0_2, С0₂, Н₂, СН₄, Н₂О позволяет судить о наличии месторождения нефти или природного газа, так как на газовых и нефтяных месторождениях в атмосферном воздухе преобладают газы С0₂, СН₄, N₂, Н_2, H₂S и их соотношение иное, чем фоновое.

Структурно-групповой или функциональный анализ вещества объекта анализа или компонента вещества объекта анализа. Это вид анализа, в результате которого будет определено, из каких функциональных групп органических соединений, например, метильной, карбоксильной, гидроксильной, аминной и др., определяющих химические свойства органических соединений, состоит вещество объекта анализа (функциональный анализ). В этом варианте вещество объекта анализа состоит практически на 100 % из органических молекул одного наименования, например, функциональный анализ гуминовой кислоты, выделенной из пробы болотной воды. Здесь болотная вода – объект анализа, вода – вещество объекта анализа, гуминовая кислота – определяемый компонент, обнаружение наличия карбоксильной и гидроксильной функциональных групп в гуминовой кислоте и (или) их количества – это функциональный анализ компонента вещества объекта анализа. К структурно-групповому анализу вещества объекта анализа может быть отнесен вид анализа, в результате которого будет определено, каково содержание молекул, имеющих определённые функциональные группы, в веществе объекте анализа. Например, это может быть определение содержания суммы нефтепродуктов в 1 дм³ подземной воды в районе Томского подземного водозабора или суммы гуминовых кислот в 1 дм³ воды Васюганского болота.

Фазовый анализ вещества объекта анализа. Это вид анализа гетерогенных систем, в результате которого будет определено, сколько фаз присутствуют в веществе объекта анализа, в виде какого химического соединения и в составе какой фазы существует в образце определяемый компонент. Анализ включений в минералах – это фазовый анализ. Например, сульфид (CuS) и оксид меди (CuO) не распределены в минерале гомогенно, а образуют отдельные фазы в его объёме.

Вещественный анализ вещества объекта анализа. Такое словосочетание противоречит нормам русского языка (масло масляное). Однако в геологической практике такой термин используется. Это вид анализа, в результате которого будут определены формы нахождения элемента, например, будет определено, в какой степени окисления – As³⁺ или As⁵⁺, присутствует элемент мышьяк в природной воде, Fe²⁺ или Fe³⁺ в руде и каково содержание этих форм. Однако по рассмотренной выше классификации видов анализа – это задачи функционального анализа. В каком химическом соединении (задача молекулярного анализа) находится элемент медь в минерале – он может быть в виде оксида (CuO), или сульфида (CuS), или соли (CuSО₄) или смеси этих соединений, распределенных равномерно или неравномерно по объёму минерала (задача фазового анализа). Вещественный анализ имеет много общего с функциональным, молекулярным и фазовым и это, скорее профессиональная, чем научно-обоснованная классификационная терминология. По крайней мере, всегда требуется дополнительно сообщить химику – аналитику, какой вид химического анализа заказывает геолог.