• Co je analytická chemie?

Vysvětlíme, co je to analytická chemie a na co se toto odvětví chemie zaměřuje. Také analytické metody, které používáte.

Analytická chemie používá různé analytické metody.

Co je analytická chemie?

Analytická chemie se nazývá odvětví chemie která se zaměřuje na pochopení hmota, tedy z analýza materiálů, které tvoří vzorek, pomocí experimentálních nebo laboratorních metod.

Analytickou chemii lze rozdělit na kvantitativní a kvalitativní analytickou chemii. Kvantitativní analytická chemie slouží ke stanovení množství, koncentrace, popř poměr jedné nebo více složek ve vzorku, to znamená, že se zabývá kvantifikací hmoty.

Kvalitativní analytická chemie se používá ke zjištění, jaké jsou složky vzorku, to znamená, že se zabývá identifikací každé složky vzorku. Na druhé straně se analytická chemie používá také pro separaci složek vzorku. Obecně se daná látka (která má být identifikována nebo kvantifikována) nazývána analyt.

Poznatky, které daly vzniknout analytické chemii, vzešly z moderní představy o chemickém složení hmoty, která se objevila v 18.

Důležitý milník ve vývoji tohoto disciplína Bylo to pochopení korelace mezi fyzikálními vlastnostmi hmoty a jejím chemickým složením. V tomto bylo studium spektroskopie, elektrochemie a polarografie zásadní.

Vynález metod chemické analýzy, které by umožnily plnější pochopení hmoty, by však pokročil spolu s vědeckým a technologickým rozvojem, takže obecné charakteristiky oboru analytické chemie by byly definovány až ve dvacátém století.

Analytická chemie používá k pochopení hmoty následující analytické metody:

Kvantitativní metody

• Objemové metody. Známé jako titrace nebo titrace, jsou to kvantitativní metody, ve kterých se činidlo, jehož koncentrace je známá (titrantová látka), používá ke stanovení koncentrace jiného činidla, jehož koncentrace je neznámá (analyt nebo látka, která má být ve vzorku analyzována), pomocí chemická reakce Při titracích se obecně používají indikátory, které označují konečný bod reakce. Existují různé typy stupňů:
  • Acidobazické titrace. Jsou to ty, ve kterých a kyselina se zásadou pomocí acidobazického indikátoru. Obecně se základna umístí do byrety (nádoba na chemikálie používaná k měření objemů) a baňka se umístí do Erlenmeyerovy baňky. objem známá kyselina s přidáním několika kapek fenolftaleinu (indikátor). Fenolftalein v zásaditém prostředí zrůžoví a v kyselém prostředí je bezbarvý. Poté metoda spočívá v přidávání zásady ke kyselině, dokud se konečný roztok nezbarví do růžova, což znamená, že reakce mezi kyselinou a zásadou dosáhla svého konečného bodu. Okamžik před dosažením koncového bodu dosáhne reakce svého bodu ekvivalence, což je místo, kde se množství látky v titračním roztoku rovná množství látky v analytu. Pokud je stechiometrie v reakci 1:1, to znamená, že stejné množství analytu reaguje jako titrační činidlo, lze pro stanovení množství analytu použít následující rovnici:
    

Kde:

• • [X] je známá koncentrace látky X, vyjádřené mol / L nebo ekvivalentní jednotky.
  • V (X) je objem látky X dávkované z byrety, vyjádřené v L nebo ekvivalentních jednotkách.
  • [Y] je neznámá koncentrace analytu Yvyjádřené v mol/l nebo ekvivalentních jednotkách.
  • V (Y) je objem látky Y obsažené v Erlenmeyerově baňce, vyjádřené v L nebo ekvivalentních jednotkách.

Je důležité objasnit, že ačkoli je tato rovnice široce používána, často se liší v závislosti na typu použitého stupně.

• • Redoxní titrace. Základ je stejný jako u acidobazických titrací, ale v tomto případě dochází k redoxní reakci mezi analytem a rozpuštění oxidační nebo redukční, podle okolností. Použitým indikátorem může být potenciometr (zařízení pro měření rozdílu potenciálu) nebo redoxní indikátor (sloučeniny, které mají definovanou barvu v každém ze svých oxidačních stavů).
  • Komplexní formační kvalifikace. Skládají se z reakce tvorby komplexu mezi analytem a titrantem.
  • Titrace srážek. Skládají se z tvorby sraženiny. Jsou velmi specifické a použité indikátory jsou velmi specifické pro každou reakci.
• Gravimetrické metody. Kvantitativní metoda který spočívá v měření hmotnosti materiálu nebo látky před a po provedení jakýchkoli změn. Nástroj k provedení měření je to obecně analytická bilance. Existuje několik gravimetrických metod:
  • Srážky. Spočívá ve vzniku sraženiny, takže při jejím vážení lze pomocí stechiometrických vztahů vypočítat její množství v původním vzorku. Sraženina může být odebrána z roztoku, ve kterém se nachází filtrace. Pro použití této metody musí být analyt špatně rozpustný a chemicky dobře definovaný.
  • Těkavost. Skládá se z těkání analytu, aby se oddělil od vzorku. Poté se analyt získá absorpcí v nějakém materiálu, tento materiál se zváží a získá se hmotnost Bude to způsobeno začleněním analytu, jehož hmotnost bude vypočítána z rozdílu hmotností absorpčního materiálu před a po absorpci analytu. Tuto metodu lze použít pouze tehdy, když je analyt jedinou těkavou látkou ve vzorku.
  • Elektrodepozice. Skládá se z a redoxní reakce kde je analyt deponován na elektrodě jako součást sloučeniny. Elektroda je poté zvážena před a po redoxní reakci, tímto způsobem lze vypočítat množství uloženého analytu.

Pokročilejší instrumentální metody:

• Spektrometrické metody. Přístroje se používají k měření chování elektromagnetického záření (světlo) v kontaktu s analyzovanou látkou nebo sloučeninou.
• Elektroanalytické metody. Podobné jako spektrometrické, ale elektřina místo světla k měření elektrického potenciálu popř elektrický proud přenášené látkou, která má být analyzována.
• Chromatografické metody. The chromatografií je metoda separace, charakterizace a kvantifikace komplexních směsí. Používá se k oddělení jedné nebo více složek a směs a zároveň je identifikovat a vypočítat jejich koncentraci nebo množství ve vzorku, tedy kvantifikovat. Chromatografická metoda se v zásadě skládá ze stacionární fáze a mobilní fáze, které jsou součástí zařízení nebo struktury, která se používá k analýze vzorku. Stacionární fáze je nepohyblivá a skládá se z látky, která ulpívá na nějakém systému obecně navrženém ve formě kolony, a mobilní fáze je látka (kapalná nebo plynná), která protéká stacionární fází. K separaci složek (analytů) dochází podle afinity každé z nich ke stacionární fázi nebo k mobilní fázi, která bude záviset na různých chemických a fyzikálních vlastnostech (každé nebo obou fází). Existují různé typy chromatografie v závislosti na použitých látkách jako mobilní a stacionární fáze, podmínkách kladených na metodu a na konstrukci chromatografického zařízení. Například na následujícím obrázku můžete vidět separaci různých složek směsi, která byla nastříknuta na chromatografickou kolonu. Můžete vidět různé barvy každé složky, když sestupují přes stacionární fázi, která vyplňuje kolonu: