Analytische Chemie

Was ist analytische Chemie?

Der Analytische Chemie Es ist der Zweig der Chemie, der sich dem Studium oder Analysieren (daher seinen Namen) der Zusammensetzung des Subjekts widmet oder analysiert (damit ihren Namen). Dies bedeutet, dass es dafür verantwortlich ist, zu bestimmen, welche Substanzen hergestellt werden, sowie in welchem ​​Verhältnis seine Komponenten sind.

Es handelt sich um eine rein experimentelle Disziplin, die Wissen und Fähigkeiten aus verschiedenen Bereichen kombiniert, die von Statistiken bis hin zur modernen und optischen Physik reichen, um analytische Methoden zu entwickeln, die es ermöglichen, mit angemessenem Vertrauen zu bestimmen, was eine Stichprobe enthält.

Zusätzlich zu seiner Bedeutung in der grundlegenden wissenschaftlichen Forschung wird dieser Zweig der Chemie in praktisch allen Branchen angewendet. Dies liegt daran.

Kurze Geschichte der analytischen Chemie

Die Ursprünge der analytischen Chemie können am Ende des 18. Jahrhunderts auf die Werke von Antoine Lavosier zurückgeführt werden, die wichtige Studien zur Zusammensetzung von Mineralien und Luft sowie dem Verbrennung und dem Verbrennung und des Tieratemungsprozesses durchgeführt haben.

Lavoissier

Es war jedoch erst im neunzehnten Jahrhundert, als der deutsche pharaklinive Lehrling Carl Freseenius Mohr entwickelt, was die ersten analytischen Märsche sein würde, um die qualitative Zusammensetzung einer Stichprobe zu bestimmen. Das von Mohr veröffentlichte Buch gilt als erster Text der analytischen Chemie, und viele seiner Prinzipien werden bis heute im Klassenzimmer unterrichtet.

Mohr hat mehr als nur seine Entdeckungen veröffentlicht. Er erfand auch volumetrische Techniken und entwarf und baute einige der wichtigsten volumetrischen Analyseinstrumente in der analytischen Chemie, wie z. B. volumetrische Pipetten und Burette.

Darüber hinaus schulte er in seinem Labor in Frankfurt viele andere Auszubildende in den von ihm entwickelten Techniken aus. Zusätzlich zu quantitativen Techniken wie Volumetrie und Gravimetrie lehrte er auch qualitative chemische Analysetechniken. Dafür und vieles mehr gilt er als Vater der analytischen Chemie.

Zweige der analytischen Chemie

Die analytische Chemie kann je nach dem Ziel der chemischen Analyse in zwei Klassen in zwei Klassen unterteilt werden:

Qualitative analytische Chemie

Das erste Problem, das analytische Chemie lösen möchte, besteht darin, zu bestimmen, was eine unbekannte Probe enthält. Das heißt, finden oder identifizieren, was ihre Komponenten sind. Diese Art der Analyse wird als qualitative Analyse bezeichnet, daher wird dieser Zweig der analytischen Chemie auch als qualitative analytische Chemie bezeichnet.

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Quantitative analytische Chemie

Dieser Zweig der analytischen Chemie ist dafür verantwortlich, zu bestimmen, wie viel in einer Probe jede Komponente vorhanden ist. Das heißt, es versucht zu messen, in welcher Menge, in welcher Menge, in der Proportion oder in der Konzentration die verschiedenen Komponenten genannt werden Analyten.

In den meisten Fällen geht der quantitativen Analyse immer eine qualitative Analyse voraus, da nicht bestimmt werden kann, wie viel von einem Analyten in einer Stichprobe vorhanden ist, wenn nicht bekannt ist.

Dies ist der Grund, warum, außer in wenigen Gelegenheiten, wenn es im Voraus bekannt ist.

analytische Methoden

Die analytische Chemie verwendet sowohl qualitative als auch quantitative Methoden, um die Zusammensetzung der Materie zu verstehen:

1.  Qualitative Methoden

Qualitative Methoden basieren auf chemischen Reaktionen wie Niederschlag und komplexer Bildung sowie der Verwendung von Trennungstechniken, um die Komponenten einer Probe zu identifizieren. Dies sind klassische Methoden und umfassen die folgenden Beispiele:

• Kationische analytische Märsche: systematischer Satz chemischer Tests, die das Vorhandensein bestimmter Metallkationen identifizieren.
• Anionische analytische Märsche: Systematischer Satz chemischer Tests, die das Vorhandensein bestimmter gemeinsamer Anionen bestätigen.
• Flammentests: Eine einfache Analyse, mit der Sie einige Metalle entsprechend der Flammenfarbe identifizieren können, wenn die Probe verbrannt wird.

2.  Quantitative Methoden

Diese bestehen darin, die Konzentration einer Spezies in einer Probe zu bestimmen. Analytische Methoden werden im Allgemeinen in klassische Nasentechniken wie Volumetrie und Gravimetrie sowie moderne Instrumental -Techniken wie spektrometrische Techniken und Chromatographie unterteilt, die nachstehend erklärt werden:

• Volumetrische Analysemethoden

Chemischer Analyst durch Durchführung eines Abschlusses

Volumetrie bezieht. Diese Techniken werden auch Grade oder Bewertungen bezeichnet.

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Alle volumetrischen Methoden basieren auf der Suche nach dem Äquivalenzpunkt, in dem er erfüllt ist:

Da die Äquivalente gleich der normalen Konzentration durch das Volumen sind und die Konzentration des Titels bekannt ist, bedeutet die Messung des Volumens, dass die Anzahl der Äquivalente des Titlers und daher wie gezeigt bekannt sein und daher des Analyten oder berechtigt sind Fortsetzung:

Es gibt viele analytische Methoden, die auf der Volumetrie basieren, die sich je nach Art der chemischen Reaktion unterscheiden, die sie verwenden. Abhängig davon können die folgenden Arten von volumetrischen Methoden unterschieden werden:

• • Säure-Base-Volumetrie: In diesen Fällen ist entweder der Analyte eine Säure und der Titel A Base oder das Gegenteil. Die Reaktion ist eine Säure-Base-Neutralisation und der Endpunkt des Grades wird durch die Farbänderung eines chemischen Indikators bestimmt.
  • Niederschlagsvolumetrie: In dieser Technik ist die Reaktion die Bildung eines unlöslichen Niederschlags.
  • Bewertung oder Volumetrie der komplexen Bildung: In diesem Fall ist die Reaktion die Bildung eines Metallkomplexes, manchmal gefärbt, manchmal nicht.
  • Redoxvolumetrie: Es bezieht sich auf die Volumetrie, die eine Oxidations- und Reduktionsreaktion zwischen dem Titel und dem Analyten impliziert. Einer spielt die Rolle des Oxidationsmittels und der andere des Reduzierers.

• Gravimetrische Analysemethoden

Analytische Skalen, die in der gravimetrischen Analyse verwendet werden

Im Gegensatz zum vorherigen Fall basieren diese Methoden auf der Messung der Masse oder der Änderung der Masse einer Probe, nachdem sie verschiedenen Arten von chemischen und thermischen Behandlungen unterzogen wurden.

Einige Beispiele für gängige gravimetrische Methoden im Labor der Analytischen Chemie sind:

• • Niederschlagsmethoden: In diesen Fällen ist der Analyte normalerweise ein Ion, das quantitativ in Form eines unlöslichen Salzes ausgelöst wird. Salzfilter und trocknen und bestimmen dann seine Masse. Mit dieser Masse wird die Menge des Analyts in der ursprünglichen Probe bestimmt.
  • Volatilisierungsmethoden: Im Gegensatz zum vorherigen ist der Analyte in diesem Fall von der Probenmatrix in Form eines Gass getrennt. Bei einigen Methoden wird dieses Gas durch Reagieren mit einem angemessenen Reagenz und dem Abgarten des Produkts der Reaktion erfasst. In anderen.
  • Elektrodeposition: Es ähnelt den Niederschlagsmethoden, mit Ausnahme der Tatsache, dass der Analyte aufgrund einer Redoxreaktion, die durch einen elektrischen Strom erzeugt wird, auf einer Elektrode abgelagert wird. Die Erhöhung der Elektrodenmasse ermöglicht die Bestimmung der Analytmenge in der Probe.

• Instrumentalmethoden

Automatisiertes Analyseinstrument

Moderne analytische Methoden basieren hauptsächlich auf der Verwendung fortschrittlicher wissenschaftlicher Instrumente, die komplexe Proben effizient, präzise und in einigen Fällen automatisiert analysieren können. Diese Methoden basieren auf der Messung einer physikalischen Eigenschaft, die mit der Konzentration des Analyten in der Probe korreliert werden kann.

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Einige Techniken messen Unterschiede im elektrischen Potential oder der Stromintensitäten, während andere die Menge an Licht messen, die von Atomen oder Molekülen bei bestimmten Wellenlängen emittiert oder absorbiert werden.  Einige Beispiele für instrumentelle analytische Methoden sind:

• • Spektrometrische Methoden: Diese Methoden basieren auf dem Lichtabsorptionsphänomen durch Atome und Moleküle oder auf der Emission von Licht, wenn Atome bei hohen Temperaturen erhitzt werden. Im ersten Fall werden die Techniken als Absorptionsspektrometrie (atomar oder molekular) bezeichnet und im zweiten als Atomemissionsspektrometrie bezeichnet.
  • Elektroanalytische Methoden: Im Gegensatz zu den vorherigen messen Änderungen des Stroms oder der elektrischen Eigenschaften einer Probe in Gegenwart des Analyten. Dies umfasst Stromintensitätsmessungen (wie im Fall der Polarographie), Spannung (wie im Fall von pH-Methoden), elektrische Leitfähigkeit usw.

• Chromatographische Methoden

Die Chromatographie kann als Klasse abgesehen von einer separaten analytischen Methode betrachtet werden, da sie Trennung, qualitative Identifizierung und Quantifizierung in einem enthält. Diese Methoden können mit volumetrischen oder instrumentellen Techniken zur Analyse separater Analyten kombiniert werden.

In dieser Technik löst sich eine komplexe Probe in einem angemessenen Lösungsmittel und fließt durch ein poröses Material wie ein Gel, ein Filterpapier oder feines Sand, das von demselben Lösungsmittel gedrückt wird.

Die verschiedenen in der Probe vorhandenen gelösten gelösten Stoffe haben aufgrund des porösen Materials unterschiedliche Affinitäten, sodass einige schneller als andere sich durch sie bewegen. Am Ende werden die Fraktionen, die zur Analyse abreisen.