Kimia Analitik

Apa itu Kimia Analitik?

The Kimia Analitik Ia adalah cabang kimia yang didedikasikan untuk mengkaji atau menganalisis (oleh itu namanya) komposisi subjek. Ini bermakna bahawa ia bertanggungjawab untuk menentukan bahan yang dibuat, dan juga dalam perkadaran komponennya.

Ini adalah disiplin eksperimen semata -mata yang menggabungkan pengetahuan dan kemahiran dari pelbagai bidang yang terdiri daripada statistik ke fizik moden dan optik untuk membangunkan kaedah analisis yang membolehkan untuk menentukan, dengan tahap keyakinan yang mencukupi, apa yang mengandungi sampel.

Sebagai tambahan kepada kepentingannya dalam penyelidikan saintifik asas, cabang kimia ini digunakan dalam praktikal semua industri. Ini kerana ia membolehkan pemantauan dari kualiti bahan kimia atau makanan, ke tahap bahan pencemar yang terdapat dalam sisa yang dimuat turun ke alam sekitar.

Sejarah Singkat Kimia Analisis

Asal -usul kimia analitik dapat dikesan dengan karya -karya Antoine Lavoisier pada akhir abad ke -18, yang menjalankan kajian penting yang berkaitan dengan komposisi mineral dan udara, serta proses pernafasan dan pernafasan haiwan.

Lavoisier

Walau bagaimanapun, tidak sampai abad kesembilan belas ketika perantis farmaseutif Jerman Carl Freseenius Mohr membangunkan apa yang akan menjadi perarakan analisis pertama untuk menentukan komposisi kualitatif sampel. Buku yang diterbitkan oleh Mohr dianggap sebagai teks pertama kimia analisis, dan banyak prinsipnya masih diajar hari ini di dalam kelas.

Mohr melakukan lebih daripada sekadar menerbitkan penemuannya. Beliau juga mencipta teknik volumetrik dan direka dan membina beberapa instrumen analisis volumetrik yang paling penting dalam kimia analisis, seperti pipet volumetrik dan burette.

Di samping itu, di makmalnya di Frankfurt, beliau melatih banyak perantis lain dalam teknik yang dikembangkannya. Sebagai tambahan kepada teknik kuantitatif seperti volumetri dan gravimetri, beliau juga mengajar teknik analisis kimia kualitatif. Untuk ini dan banyak lagi, dia dianggap bapa kimia analisis.

Cawangan Kimia Analisis

Kimia analisis boleh dibahagikan, dalam pukulan luas, dalam dua kelas, bergantung kepada objektif analisis kimia:

Kimia analitik kualitatif

Masalah pertama yang bertujuan untuk menyelesaikan kimia analisis adalah untuk menentukan apa yang mengandungi sampel yang tidak diketahui. Iaitu, cari atau mengenal pasti apa komponen mereka. Analisis jenis ini dipanggil analisis kualitatif, jadi cawangan kimia analisis ini juga dipanggil kimia analitik kualitatif.

Boleh melayani anda: besi (elemen): ciri, struktur kimia, kegunaan

Kimia Analisis Kuantitatif

Cabang kimia analisis ini bertanggungjawab untuk menentukan berapa banyak komponen dalam sampel. Iaitu, ia bertujuan untuk mengukur dalam kuantiti, perkadaran atau kepekatan adalah komponen yang berbeza, yang dipanggil analisis.

Dalam kebanyakan kes, analisis kuantitatif selalu didahului oleh analisis kualitatif, kerana ia tidak dapat ditentukan berapa banyak analit yang ada dalam sampel jika tidak diketahui apa analisis yang ada dalam hal yang sama.

Inilah sebabnya, kecuali dalam beberapa keadaan apabila diketahui terlebih dahulu apa yang sedang dianalisis, kimia analisis kualitatif dan kuantitatif selalu bersatu.

Kaedah analisis

Kimia analisis menggunakan kaedah kualitatif dan kuantitatif untuk memahami komposisi perkara:

1.  Kaedah kualitatif

Kaedah kualitatif berdasarkan tindak balas kimia seperti pemendakan dan pembentukan kompleks, serta penggunaan teknik pemisahan untuk mengenal pasti komponen sampel. Ini adalah kaedah klasik dan termasuk contoh berikut:

• Perarakan analitik kationik: Set ujian kimia yang sistematik yang mengenal pasti kehadiran kation logam tertentu.
• Perarakan analitik anionik: Set ujian kimia yang sistematik yang mengesahkan kehadiran anion biasa tertentu.
• Ujian Api: Analisis mudah yang membolehkan anda mengenal pasti beberapa logam mengikut warna api apabila sampel dibakar.

2.  Kaedah kuantitatif

Ini terdiri daripada menentukan kepekatan spesies dalam sampel. Kaedah analisis biasanya dibahagikan kepada teknik basah klasik seperti volumetri dan gravimetri, dan teknik instrumental moden seperti teknik spektrometri dan kromatografi, yang akan dijelaskan di bawah:

• Kaedah analisis volumetrik

Penganalisis kimia dengan melaksanakan ijazah

Volumetri merujuk kepada satu set teknik untuk penentuan tidak langsung kepekatan analit dalam sampel atau dalam aliquot yang sama, berdasarkan pengukuran jumlah reagen kepekatan yang diketahui yang diperlukan untuk mengambil stoikiometri. Teknik ini juga dipanggil ijazah atau penilaian.

Boleh melayani anda: Oxácido

Semua kaedah volumetrik adalah berdasarkan mencari titik kesetaraan, di mana ia dipenuhi bahawa:

Oleh kerana kesamaan adalah sama dengan kepekatan normal dengan isipadu, dan kepekatan titular diketahui, kemudian mengukur jumlahnya menunjukkan bahawa bilangan kesamaan dari titler akan diketahui, dan oleh itu, dari analit atau berhak, seperti yang ditunjukkan seperti yang ditunjukkan untuk kesinambungan:

Terdapat banyak kaedah analisis berdasarkan volumetri, yang berbeza mengikut jenis tindak balas kimia yang mereka gunakan. Bergantung pada ini, jenis kaedah volumetrik berikut boleh dibezakan:

• • Volumetri Asid-Asid: Dalam kes ini, sama ada analit adalah asid dan tajuk asas, atau sebaliknya. Reaksi adalah peneutralan asid-asas dan titik akhir ijazah ditentukan oleh perubahan warna penunjuk kimia.
  • Volumetri hujan: Dalam teknik ini tindak balas yang terlibat adalah pembentukan pendahuluan yang tidak larut.
  • Penilaian atau Volumetri Pembentukan Kompleks: Dalam kes ini, tindak balas adalah pembentukan kompleks logam, kadang -kadang berwarna, kadang -kadang tidak.
  • Volumetri Redoks: Ia merujuk kepada volumetri yang membayangkan tindak balas pengoksidaan dan pengurangan antara titular dan analit. Seseorang memainkan peranan ejen pengoksidaan dan yang lain dari reducer.

• Kaedah analisis gravimetrik

Skala analisis yang digunakan dalam analisis gravimetrik

Tidak seperti kes sebelumnya, kaedah ini berdasarkan pengukuran jisim atau perubahan jisim sampel setelah tertakluk kepada pelbagai jenis rawatan kimia dan terma.

Beberapa contoh kaedah gravimetrik biasa di makmal kimia analisis adalah:

• • Kaedah pemendakan: Dalam kes ini, analit biasanya merupakan ion yang dicetuskan secara kuantitatif dalam bentuk garam yang tidak larut. Kata penapis garam dan kering dan kemudian menentukan jisimnya. Dengan jisim ini jumlah analit dalam sampel asal kemudian ditentukan.
  • Kaedah Volatilisasi: Tidak seperti yang sebelumnya, analit dalam kes ini dipisahkan dari matriks sampel dalam bentuk gas. Dalam beberapa kaedah, gas ini dikumpulkan dengan bertindak balas dengan reagen yang mencukupi dan kemudian menimbang produk reaksi tersebut. Pada yang lain, jisim gas ditentukan dengan perbezaan berat badan sebelum dan selepas volatilisasi.
  • Electrodeposition: Ia serupa dengan kaedah pemendakan, kecuali fakta bahawa analit disimpan pada elektrod kerana tindak balas redoks yang dihasilkan oleh arus elektrik. Peningkatan jisim elektrod membolehkan menentukan jumlah analit dalam sampel.

• Kaedah instrumental

Instrumen analisis automatik

Kaedah analisis moden kebanyakannya berdasarkan penggunaan instrumen saintifik maju yang dapat menganalisis sampel kompleks dengan cekap, tepat dan, dalam beberapa kes, automatik. Kaedah ini berdasarkan pengukuran beberapa harta fizikal yang boleh dikaitkan dengan kepekatan analit dalam sampel.

Boleh melayani anda: Logam alkali: sifat fizikal dan kimia, kegunaan, memperoleh

Sesetengah teknik mengukur perbezaan potensi elektrik atau intensiti semasa, sementara yang lain mengukur jumlah cahaya yang dipancarkan atau diserap oleh atom atau molekul pada panjang gelombang tertentu.  Beberapa contoh kaedah analisis instrumental adalah:

• • Kaedah Spektrometri: Kaedah ini berdasarkan fenomena penyerapan cahaya oleh atom dan molekul, atau pada pelepasan cahaya apabila atom dipanaskan pada suhu tinggi. Dalam kes pertama, teknik dipanggil spektrometri penyerapan (atom atau molekul seperti yang mungkin) dan pada kedua mereka dipanggil spektrometri pelepasan atom.
  • Kaedah Electroanalytic: Tidak seperti yang terdahulu, ukuran ini berubah dalam elektrik atau dalam sifat elektrik sampel dengan kehadiran analit. Ini termasuk pengukuran intensiti semasa (seperti dalam hal polarografi), voltan (seperti dalam hal pH-kaedah), kekonduksian elektrik, dll.

• Kaedah kromatografi

Kromatografi boleh dianggap sebagai kelas selain kaedah analisis yang berasingan, kerana ia termasuk pemisahan, pengenalan kualitatif dan kuantifikasi semua dalam satu. Kaedah ini boleh digabungkan dengan teknik volumetrik atau instrumental untuk analisis analisis berasingan.

Dalam teknik ini, sampel kompleks larut dalam pelarut yang mencukupi dan mengalir melalui bahan berliang seperti gel, kertas penapis atau pasir halus, ditolak oleh pelarut yang sama.

Larutan yang berbeza yang terdapat dalam sampel akan mempunyai pertalian yang berbeza kerana bahan berliang, jadi ada yang akan bergerak lebih cepat daripada yang lain. Akhirnya, pecahan yang meninggalkan analisis dikumpulkan, atau dianalisis secara dalam talian melalui spektrometer penyerapan.