Аналитикалық химия

Аналитикалық химия, аналитика (грек. аnalysіs – талдау, жіктеу) – заттардың химиялық құрамын анықтау әдістері туралы ғылым. Ең алғаш «химиялық анализ» ұғымын 1654 ж. ағылшын химигі Роберт Бойль, ал «аналитикалық химия» ұғымын 1801 ж. В.А. Лампадиус енгізген. Аналитикалық химияның даму кезеңдері: алхимия (4–16 ғ-лар), иатрохимия (16–17 ғ-лар), флогистондық (17–18 ғ-лар) және ғылыми (19–20 ғ-лар) болып бөлінеді. Бұл ғылымның негізгі міндеттері – талдау әдістерінің қолдану шегін анықтау, түрлі заттардың құрамын анықтау әдістемелерін жетілдіру, жаңа әдістемелер ұсыну. Осыған байланысты аналитикалық химия іргелі қолданбалы ғылым болып табылады. Онда сапалық және сандық талдау жүзеге асырылады. Сапалық талдау зерттелетін заттың құрамын, ал сандық талдау сол құраушы заттардың массасын не массалық үлесін анықтайды. Зерттелетін бөлшектердің табиғатына байланысты элементтік (атом-ионды), заттық, молекулалық, фазалық және функционалдық талдау болып жіктеледі. Аналитикалық белгінің табиғатына және оны өлшеу тәсіліне байланысты талдаудың химиялық (классикалық), аспаптық, биология әдістері бар. Химиялық әдістер (гравиметрлік, титриметрлік) химиялық реакциялар арқылы жүргізіледі. Аспаптық әдістер физикалық құбылыстар мен үрдістердегі және химиялық реакциялардағы құбылыстарды физика әдістермен өлшеуге сүйенеді. Биологиялық әдістер тіршілік құбылыстарын саралауға негізделген. Қазақстанда Аналитикалық химияның дамуы М.Т. Козловскийдің есімімен байланысты. Оның басқаруымен жүргізілген ғылым жұмыстардың нәтижесінде Қазақ ұлттық университетінің "Аналитикалық химия" кафедрасы ірі ғылыми ортаға айналды. Аналитикалық химия салаларының ішінен Қазақстанда, әсіресе, электраналитикалық химия мен фазалық талдау жақсы дамыды. Амперметрия, инверсиялық вольтамперметрия т.б. әдістердің көмегімен түрлі құймалардың, өндірісте пайдаланатын судың құрамын (А.И. Зебрева), кентастардағы ренийдің (Е.Ф. Сперанская) т.б. металдардың (О.А. Сонгина, В.А. Захаров, З.Б. Рождественская) мөлшерін, құймалардан алынатын катализаторлардың фазалық құрамын (Р.Н. Матакова) анықтаудың әдістері жасалды. Көптеген беттік активтігі жоғары заттардың электрхимиялық үрдістерге әсері (мысалы, кадмий, мыс, таллий, мырыш сияқты металдардың электродтардағы бөліну үрдісі) зерттелді (М.К. Наурызбаев, Д.К. Меңдәлиева). Болаттың түрлі маркаларының қышқыл және сілтілі орталардағы коррозияға төзімділігі зерттеліп, олармен күресудің тиімді жолдары ұсынылды (Т.З. Ахметов). Термодинамикалық зерттеулерге сүйене отырып, минералдардың селективті еруінің теориялық негіздері жасалды (Х.Қ. Оспанов). Комплексті қосылыстарды аналитикалық мақсаттарға пайдалану бағытындағы ғылым жұмыстар жүргізілді (Е.А. Мәмбетқазиев, А.М. Шалдыбаева). Аналитикалық химия саласындағы мамандар Қазақ ұлттық және Қарағанды мемлекеттік университеттерінде даярланады, ал аналитикалық химия зерттеулерін Қазақстан ҒМ ғылым академиясының арнаулы ғылым кеңесі үйлестіріп отырады. Қазіргі кездегі аналитикалық химияның негізгі мәселелері: аспаптық және биол. әдістерді жетілдіру, автоматтандыру және математикаландыру, аралық химия әдістерді дамыту, әдістердің сезгіштігі мен дәлдігін жоғарылату, тест-әдістерді дамыту. Аналитикалық химия әдістері * Дәстүрлі талдау әдістеріне гравиметриялық және титриметриялық талдау әдістері жатады. * Инструменттік талдау әдістерінің түрлері: фотометрия, колориметрия, полярография, потенциометрия, спектрометрия, хроматография т.б. Аналитикалық химияның әдістері әртүрлі принциптерге негізделіп, түрліше жіктеледі. Әдістерді жіктегенде, кейде мақсаттық бағытталу бойынша атайды: соттық, өндірістік, арбиторлық т.б. Кейде анықталатын заттың класы бойынша атайды: металдың, газдың, судың талдауы, силикаттық талдау, органикалық заттардың талдауы т.б. Талдауда қолданылатын реакцияны жүргізу үшін алынатын заттың мөлшеріне байланысты химиялық талдау жіктеледі: 1) макроанализ (грамм-әдіс) – заттың 1 - 10 г. алынады; 2) жартылай микроанализ (сантиграмм-әдіс) – 0,05 - 0,5 г. алынады; 3) микроанализ (миллиграмм-әдіс) – 10 −3 - 10 −6 г. алынады; 4) ультрамикроанализ (микрограмм-әдіс) – 10 −6 - 10 −9 г. алынады; 5) субмикроанализ (нанограмм-әдіс) – 10 −9 - 10 −12 г. алынады. Химиялық зертханада оқу үрдісінде, негізінен, жартылай микроталдау жүргізіледі. Онда сезімталдығы жоғары реакциялар қолданылады. реакциялар микрокристаллоскопиялық не тамшылы әдістермен орындалады, заттың аз мөлшеріне ондағы бөлшектерді анықтау мақсатында жүргізіледі. Микрокристаллоскопиялық әдісті заттық шыныда жүргізеді де, анықталатын йонның бар-жоғын микроскоп арқылы қарап болжайды. Тамшылы әдісте ерітінді түсін өзгерте жүретін немесе нәтижесінде түсті қосылыстар не тұнба түсетін аналитикалық реакциялар қолданылады. Бұл реакцияларды көбінесе сүзгі қағазының бетінде жүргізеді. Аналитикалық реакциялар "құрғақ" және "ылғал" жолмен орындалады. "Құрғақ" реакциялар қосымша рөл атқарады, олар "ылғал" рекция жүргізу мүмкін болмаған жағдайда жасалады. Көбіне "ылғал" реакциялар қолданылады. Оларды жүргізу үшін алдымен затты ерітеді. Еріткіш ретінде су, кейде қышқыл, кейде сілті қолданылады. Химиялық талдауда қолданылатын реакцияларға келесі талаптар қойылады: 1) реакция тез орындалады және қайтымсыз; 2) аналитикалық сигнал бере жүреді; 3) сезімталдығы жоғары; 4) жоғары таңдамалылығы бар реакция. Аналитикалық әдістердің түрлерінің көптігіне қарамастан, негізгі операциялар кез келген әдіс үшін ортақ болады және аналитикалық талдаудың негізгі тізбегін құрайды. Талдауда орындалатын жалпы операциялар келесідей: 1) сынаманы іріктеу, орташа сынама және нақты үлгі алу; 2) сынаманы ыдырату (ажырату), еріту; 3) бөлу және концентрлеу; 4) сандық өлшемдер жүргізу; 4) нәтижелерді есептеу. Дереккөздер Сілтемелер *[http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/HIMIYA_ANALITICHESKAYA.html ХИМИЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ | Онлайн Энциклопедия Кругосвет] *[http://www.xumuk.ru/encyklopedia/271.html XuMuK.ru - АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ - Химическая энциклопедия] *[http://chemistry.narod.ru/razdeli/Analiticheskaya/analiticheskaya.htm Аналитическая химия]