Аналитическая химия

Аналитическая химия - наука о методах изучения состава веществ. Она состоит из двух основных разделов: качественного анализа и количественного анализа. С помощью приемов качественного анализа можно установить, из каких химических компонентов состоит интересующее нас вещество. Цель количественного анализа - установление количественного соотношения компонентов - химических элементов и отдельных соединений, входящих в состав анализируемого вещества. Очень важно также определить концентрацию, т.е. массу элемента или другой составной части, отнесенную к единице объема или массы анализируемого образца.

В зависимости от характера компонентов, с которыми имеет дело ученый, говорят об анализе изотопном (см. Изотопы), элементном, структурно-групповом, молекулярном и фазовом (см. Фазы). Анализируя неорганические вещества, чаще всего определяют химические элементы и ионы. При анализе веществ и материалов органической природы важен и элементный анализ, и молекулярный.

В аналитической лаборатории в научном институте (слева) и на заводе

Химический анализ применяется исключительно широко, он необходим при решении важных хозяйственных и научно-технических задач. Анализ стали по ходу ее выплавки (например, определение содержания углерода) - условие успешного проведения металлургического процесса. Без определения концентрации примесей, загрязняющих воду и воздух, невозможен контроль за состоянием окружающей среды. Химический анализ горных пород и руд служит существенной составной частью поиска и разведки полезных ископаемых.

А космические исследования? В значительной степени цель химического анализа космических объектов - изучение атмосферных газов Венеры, горных пород Марса, лунного грунта.

Сколько творческой энергии, знаний, изобретательности нужно вложить, например, в разработку так называемых недеструктивных методов, которые дают возможность проанализировать пробу без ее разложения - растворения, сплавления, растирания и т.п. Подобные методы исследований необходимы археологу, криминалисту, искусствоведу, медику и другим специалистам.

Не менее сложная задача - создание методов анализа на расстоянии, чтобы в лаборатории можно было судить о том, что происходит на дне океана или в космосе... А еще нужны экспресс-методы проведения очень быстрого и в то же время точного анализа.

Аналитическая химия прошла большой путь развития. В XVIII и начале XIX в. вся химия в значительной мере сводилась к аналитической. Действительно, изучение состава разнообразных природных соединений, открытие новых элементов, выявление количественных соотношений, в которых элементы и соединения реагируют между собой - все это было прежде всего решением аналитических задач.

Термин "химический анализ" предложил в XVII в. английский ученый Р. Бойль. Выдающиеся химики XVIII-начала XIX столетия ТС. Шееле, А. Лавуазье, Г. Дэви, Й. Берцелиус были и крупнейшими аналитиками. Особенно много аналитической химией занимался шведский ученый Т. Бергман; его, вероятно, можно считать одним из первых профессиональных химиков-аналитиков. Хорошо понимал значение химического анализа наш великий соотечественник М. В. Ломоносов и использовал его в своих исследованиях.

В XIX в. получили развитие классические методы анализа - гравиметрический, титриметрический, способы газового анализа. В конце столетия немецкий ученый В. Оствальд заложил теоретические основы аналитической химии, базирующиеся на изучении ионных равновесий в растворах.

XX век в небывалой степени обогатил аналитическую химию новыми, очень эффективными методами анализа. Современные аналитики широко пользуются и химическими, и физико-химическими, и физическими, и даже биологическими методами исследования. Один из самых точных методов анализа - радиоактивационный - позволяет обнаружить миллионные доли процента химического элемента в образце. Создаются совершенные приборы для исследований, промышленность выпускает разнообразные аналитические реактивы.

На наших глазах формируется новая наука о химическом анализе, корнями своими уходящая и в химию, и в физику, и в современную технику. Широкое использование достижений приборостроения, электронных вычислительных машин, автоматизация анализа - сегодняшний и завтрашний день этой науки.