Аналитическая химия (ЛЕКЦИЯ 1)

АНАЛИТИЧЕСКАЯ
ХИМИЯ
Преподаватель: доцент, к.т.н.
Зеличенко Е.А.

КУРС АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ
3 Семестр
Лекции - 16 ч.
Лаб/работы - 48 ч.
Сам/работа - 44 ч.
4 Cеместр
Лекции - 16 ч.
Лаб/работы - 32 ч.
Сам/работа – 78 ч.
ИТОГО: 234 ч.
108 ч.
126 ч.

ЛИТЕРАТУРА
Аналитическая химия и физико-химические методы анализа : учебник для вузов : в 2 т. / под ред. А. А. Ищенко .— М. : Академия, 2010 .— (Высшее профессиональное образование. Химическая технология) .— ISBN 978-5-7695-5817-7. Т. 2 .— 2010 .— 416 с.
Хаханина, Татьяна Ивановна. Аналитическая химия [Текст] : учебное пособие для бакалавров / Т. И. Хаханина, Н. Г. Никитина .— 3-е изд., испр. и доп. — Москва : Юрайт, 2014 .— 278 с.
Жебентяев, А. И. Аналитическая химия. Химические методы анализа : учебное пособие / А. И. Жебентяев, А. К. Жерносек, И. Е. Талуть .— 2-е изд., стер. — Минск ; М. : Новое знание : ИНФРА-М, 2012 .— 541, [3] с.
рекомендуемые Интернет-ресурсы для самостоятельной работы:
http://www.chemport.ru - новости науки, химические справочники, электронные справочники, журналы по химии и др.
http://anchem.ru - российский химико-аналитический портал.

Введение.
Предмет и задачи аналитической химии.
Классификация методов анализа.
Основные требования к методам анализа.

Аналитическая химия – наука об определении химического состава вещества и химической структуры.
Аналитическая химия – это наука, которая развивает общую теорию, методы и средства определения химического состава вещества и разрабатывающая способы анализа различных объектов.

Аналитическая химия - это наука о принципах и методах определения химического состава и структуры веществ и их смесей.
Основная задача химического анализа – определить, какие компоненты содержит исследуемый образец, и каково их количественное соотношение.
Цель – обеспечить в зависимости от поставленной задачи точность, высокую чувствительность, экспрессность и (или) избирательность анализа.
Что?
Расположение, структура, форма
Где?
Сколько?
ЗАДАЧА АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Химический анализ представляет собой совокупность действий . Направленных на получение информации о химическом составе анализируемых объектов для важнейших областей деятельности:
контроля производства и качества продукции в самых различных областях промышленности: химической, фармацевтической, пищевой, нефтеперерабатывающей, металлургической;
контроля загрязнения окружающей среды;
медицинской диагностики и биотехнологии;
борьбы с терроризмом и преступностью.
Химический анализ объединяет аналитическую химию и аналитическую службу

Теоретическую основу АХ составляют различные физические и химические законы: закон сохранения массы, закон постоянства состава, периодический закон, закон действующих масс.
Теоретические концепции общей химии, описывающие важнейшие химические явления, такие как: электролитическая диссоциация, химическое равновесие, комплексообразование, окислительно-восстановительные реакции и др.

Качественный анализ служит для определения качественного химического состава и идентификации (установление идентичности с эталоном) веществ;
Количественный анализ служит для определения количественных соотношений между компонентами химической системы.
Химические методы основаны на химических превращениях исследуемого вещества, протекающих с образованием или участием малорастворимых соединений, слабых электролитов, окрашенных комплексов или газообразных веществ.
Химические процессы, используемые в целях анализа, называют аналитическими реакциями.

Физические методы основаны на измерении каких-либо физических характеристик вещества с помощью специальных приборов, например:
плотность (денситометрия),
показатель преломления (рефрактометрия),
вязкость (вискозиметрия),
изменение температуры кипения или замерзания растворов (эбуллиоскопия и криоскопия),
поверхностное натяжение (тензометрия),
вращение плоскости поляризации (поляриметрия),
электропроводность (кондуктометрия),
поглощение, испускание или рассеяние электромагнитного излучения (спектральные методы, колориметрия, нефелометрия, турбидиметрия) и др.

Физико-химические методы, в отличие от физических методов, основаны на изменении физических свойств исследуемой системы в результате определенных химических реакций.
Свойство объекта, регистрируемое в целях анализа, называют аналитическим сигналом.

Виды анализа
По природе определяемых частиц
элементный анализ (атомно- ионный) – это качественный и (чаще) количественный хим. анализ, показывающий какие химические элементы и в каких количественных соотношениях входят в состав анализируемого в-ва;
функциональный анализ (структурно-групповой)– это открытие и определение различных функциональных групп;
молекулярный анализ – открытие молекул и определение молекулярного состава анализируемого в-ва;
фазовый анализ – это открытие и определение различных фаз (тв., газ., ж.), входящих в данную анализируемую систему;
изотопный - обнаружение и определение изотопов одного и того же элемента;
вещественный – обнаружение и определение простых или сложных веществ в составе смеси.

По количеству анализируемого вещества

По существу решаемой задачи
Валовый – локальный.
Анализируемым объектом может быть как месторождение полезных ископаемых, так и небольшой образец.
Деструктивный – недеструктивный.
Контактный – дистанционный.
Дискретный – непрерывный.
Дискретный - информация о составе анализируемого объекта собирается один раз или через большие временные интервалы. Непрерывный - информация о составе анализируемого объекта собирается постоянно или через очень небольшие интервалы времени

Виды анализа
Мокрые
- проводят реакции с растворами в химических или центрифужных пробирках или на фильтровальной бумаге
Сухие
Метод окрашенных «перлов» буры, соды и др. соединений;
Метод окрашивания пламени;
Метод нагревания в калильной трубке;
Метод растирания порошков.

Дробный анализ основан на обнаружении искомого иона в отдельных порциях исследуемого раствора с применением специфических или селективных реакций в любой последовательности (разработан Н.А. Таланаевым).
Метод требует удаления или маскировки мешающих ионов, позволяет быстро обнаружить ограниченное число ионов (1–5), содержащихся в смеси, состав которой приблизительно известен.
Систематический анализ предусматривает разделение смеси анализируемых ионов по аналитическим группам с последующим обнаружением каждого иона с помощью характерной реакции.

Компромиссный метод сочетает в себе элементы дробного и систематического анализа.
Групповые реагенты могут избирательно осаждать ионы определенных аналитических групп в виде труднорастворимых соединений, либо выделять из смеси труднорастворимых веществ группу растворимых соединений.

Методом анализа называют теоретически обоснованный способ определения состава вещества безотносительно к определяемому компоненту и анализируемому объекту.
Методика анализа – это подробное описание всех этапов анализа данного объекта на заданные компоненты с использованием выбранного метода анализа.
Аналитическая химия располагает большим арсеналом различных методов:
Методы пробоотбора.
Метод разложения пробы.
Метод разделения компонентов.
Методы обнаружения.
Методы определения.
Гибридные методы.

По своей сущности методы аналитической химии разделяют на:
Химические методы.
Физические методы.
Биологические методы.
Решение поставленной задачи может быть выражено в виде общего плана химического анализа:
Выбор метода анализа;
Отбор пробы;
Пробоподготовка;
Измерение аналитического сигнала;
Обработка результата.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ
Физико-химические
Химические (гравиметрический)
(титриметрический)
Биологические
Физические
Инструментальные методы анализа
Спектральные и
другие
оптические методы
анализа
Хроматографические
методы анализа
Электрохимические
методы анализа

Основные требования к методам анализа:
правильность и хорошая воспроизводимости результатов,
низкий предел обнаружения нужных компонентов, избирательность,
экспрессность,
простота анализа,
возможность его автоматизации.
Выбирая метод анализа, необходимо четко знать;
цель анализа,
задачи, которые нужно при этом решить,
оценить достоинства и недостатки доступных методов анализа.