• Hva er analytisk kjemi?

Vi forklarer hva analytisk kjemi er og hva denne grenen av kjemi fokuserer på. Også de analytiske metodene du bruker.

Analytisk kjemi bruker ulike analytiske metoder.

Hva er analytisk kjemi?

Analytisk kjemi kalles en gren av kjemi som fokuserer på å forstå saken, det vil si av analyse av materialene som utgjør en prøve, ved bruk av eksperimentelle eller laboratoriemetoder.

Analytisk kjemi kan klassifiseres i kvantitativ og kvalitativ analytisk kjemi. Kvantitativ analytisk kjemi brukes til å bestemme mengden, konsentrasjonen eller proporsjon av en eller flere komponenter i en prøve, det vil si at den omhandler kvantifisering av stoff.

Kvalitativ analytisk kjemi brukes for å vite hva komponentene i en prøve er, det vil si at den er opptatt av å identifisere hver komponent i prøven. På den annen side brukes analytisk kjemi også for separering av komponentene i en prøve. Generelt kalles det aktuelle stoffet (det som skal identifiseres eller kvantifiseres) en analytt.

Kunnskapen som ga opphav til analytisk kjemi oppsto fra den moderne ideen om den kjemiske sammensetningen av materie, som dukket opp på 1700-tallet.

En viktig milepæl i utviklingen av dette disiplin Det var forståelsen av sammenhengen mellom de fysiske egenskapene til materie og dens kjemiske sammensetning. I dette var studiet av spektroskopi, elektrokjemi og polarografi grunnleggende.

Imidlertid ville oppfinnelsen av metoder for kjemisk analyse som ville tillate en bedre forståelse av materie gå videre sammen med vitenskapelig og teknologisk utvikling, slik at de generelle egenskapene til feltet analytisk kjemi først ville bli definert i det tjuende århundre.

Analytisk kjemi bruker følgende analytiske metoder for å forstå materie:

Kvantitative metoder

• Volumetriske metoder. Kjent som titrering eller titrering, er de kvantitative metoder der et reagens hvis konsentrasjon er kjent (titrantstoff) brukes til å bestemme konsentrasjonen til en annen reagens hvis konsentrasjon er ukjent (analytt eller stoff som skal analyseres i prøven), ved hjelp av en kjemisk reaksjon I titreringer brukes generelt indikatorer som markerer sluttpunktet for reaksjonen. Det finnes ulike typer grader:
  • Syre-base titreringer. De er de der en syre med en base ved hjelp av en syre-base-indikator. Generelt plasseres basen i en byrett (kjemisk beholder som brukes til å måle volumer) og en kolbe legges i en erlenmeyerkolbe. volum kjent syre tilsatt noen dråper fenolftalein (indikator). Fenolftalein blir rosa i basisk medium og er fargeløst i surt medium. Deretter består metoden i å tilsette basen til syren til den endelige løsningen blir rosa, noe som betyr at reaksjonen mellom syren og basen har nådd endepunktet. Et øyeblikk før den når endepunktet, når reaksjonen sitt ekvivalenspunkt, som er der mengden stoff i titranten er lik mengden stoff i analytten. Hvis støkiometrien i reaksjonen er 1:1, det vil si at samme mengde analyttsubstans reagerer som titranten, kan følgende ligning brukes for å bestemme mengden analytt:
    

Hvor:

• • [X] er den kjente konsentrasjonen av stoffet X, uttrykt mol / L eller tilsvarende enheter.
  • V (X) er volumet av stoffet X dispensert fra byretten, uttrykt i L eller tilsvarende enheter.
  • [Y] er den ukjente konsentrasjonen av analytten Y, uttrykt i mol/L eller tilsvarende enheter.
  • V (Y) er volumet av stoffet Y inneholdt i Erlenmeyer-kolben, uttrykt i L eller tilsvarende enheter.

Det er viktig å presisere at selv om denne ligningen er mye brukt, varierer den ofte avhengig av hvilken type grad som brukes.

• • Redokstitreringer. Grunnlaget er det samme som ved syre-base titreringer, men i dette tilfellet er det en redoksreaksjon mellom analytten og en oppløsning oksiderende eller reduserende, alt ettersom. Indikatoren som brukes kan være et potensiometer (utstyr for å måle potensialforskjell) eller en redoksindikator (forbindelser som har en definert farge i hver av sine oksidasjonstilstander).
  • Komplekse formasjonskvalifikasjoner. De består av kompleksdannelsesreaksjonen mellom analytten og titranten.
  • Nedbørstitreringer. De består av dannelsen av et bunnfall. De er veldig spesifikke og indikatorene som brukes er veldig spesielle for hver reaksjon.
• Gravimetriske metoder. Kvantitativ metode som består i å måle vekten av et materiale eller stoff før og etter å gjøre endringer. Instrumentet for å utføre mål det er generelt en analytisk balanse. Det er flere gravimetriske metoder:
  • Nedbør. Den består av dannelsen av et bunnfall, slik at når det veies, kan mengden i den opprinnelige prøven beregnes ved hjelp av støkiometriske forhold. Bunnfallet kan samles opp fra løsningen det er funnet i filtrering. For å anvende denne metoden må analytten være dårlig løselig og kjemisk godt definert.
  • Volatilisering. Den består i å fordampe analytten for å skille den fra prøven. Deretter gjenvinnes analytten ved absorpsjon i noe materiale, dette materialet veies, og gevinsten av vekt Det vil være på grunn av inkorporeringen av analytten, hvis vekt vil bli beregnet ved forskjellen i vekt av det absorberende materialet før og etter å ha absorbert analytten. Denne metoden kan bare brukes når analytten er det eneste flyktige stoffet i prøven.
  • Elektrodeponering. Den består av en redoksreaksjon hvor analytten er avsatt på en elektrode som en del av en forbindelse. Elektroden veies så før og etter redoksreaksjonen, på denne måten kan mengden av avsatt analytt beregnes.

Mer avanserte instrumentelle metoder:

• Spektrometriske metoder. Apparater brukes til å måle oppførselen til elektromagnetisk stråling (lys) i kontakt med stoffet eller forbindelsen under analyse.
• Elektroanalytiske metoder. Ligner på den spektrometriske, men den elektrisitet i stedet for lys for å måle elektrisk potensial eller elektrisk strøm overføres av stoffet som skal analyseres.
• Kromatografiske metoder. De kromatografi er en metode for separasjon, karakterisering og kvantifisering av komplekse blandinger. Den brukes til å skille en eller flere komponenter av en blanding og samtidig identifisere dem og beregne deres konsentrasjon eller mengde i prøven, det vil si kvantifisere dem. Den kromatografiske metoden består i utgangspunktet av en stasjonær fase og en mobil fase som inngår i et utstyr eller en struktur som brukes til å analysere prøven. Den stasjonære fasen er ubevegelig og består av et stoff som fester seg til et system som vanligvis er utformet i form av en kolonne, og den mobile fasen er et stoff (flytende eller gassformet) som strømmer gjennom den stasjonære fasen. Separasjonen av komponentene (analyttene) skjer i henhold til affiniteten til hver av dem for den stasjonære fasen eller for den mobile fasen, som vil avhenge av forskjellige kjemiske og fysiske egenskaper (av hver eller begge fasene). Det finnes ulike typer kromatografi avhengig av stoffene som brukes som mobil og stasjonær fase, betingelsene som stilles til metoden og utformingen av det kromatografiske utstyret. For eksempel, i det følgende bildet kan du se separasjonen av de forskjellige komponentene i en blanding som ble injisert på en kromatografisk kolonne. Du kan se de forskjellige farger av hver komponent når de går ned gjennom den stasjonære fasen som fyller kolonnen: