Վերլուծական քիմիա

Վերլուծական քիմիա, անալիտիկ քիմիա, քիմիայի բաժին, գիտություն նյութերի ինքնության, քիմիական բաղադրության և հետազոտվող նմուշում բաղադրիչների հարաբերական պարունակության որոշման սկզբունքների ու եղանակների մասին։ Վերլուծությունն իրականացվում է նստվածքագոյացման, կոմպլեքսագոյացման, օքսիդավերականգնման ռեակցիաների օգնությամբ։

Վերլուծական քիմիայի բաժինները

Բաղկացած է երկու հիմնական բաժիններից.

Որակական վերլուծություն

Խնդիրը նյութերի որակական քիմիական բաղադրության որոշումն է՝ որոշակի ատոմների, իոնների, մոլեկուլների և կառուցվածքային այլ տարրերի առկայության հայտնաբերումը վերլուծվող նյութում։

Քանակական վերլուծութուն

Խնդիրը նյութերի կառուցվածքային մասնիկների(մոլեկուլ, ատոմ, իոն, և այլն) բաղադրիչների քանակական հարաբերությունների որոշումը։

Վերլուծությունների տեսակներն ըստ որոշվող բաղադրիչների բնույթի

Ըստ որոշվող բաղադրիչի բնույթի տարբերում են․ իզոտոպային, տարրային, ֆունկցիոնալ, մոլեկուլային և ֆազային վերլուծություններ։

Վերլուծական քիմիան օգտագործում է վերլուծության քիմիական, ֆիզիկական և ֆիզիկաքիմիական եղանակներ, որոնք հիմնված են նյութի բնույթով կամ բաղադրությամբ պայմանավորված որևէ հատկության (վերլուծական ազդանշան) չափման վրա։ Այդ հատկությունների հայտնաբերումը, համապատասխան մաթեմատիկական հավասարումների ստացումը, վերլուծական ազդանշանի վրա այլ բաղադրիչների՝ խանգարիչների ազդեցության կանխման եղանակների մշակումը Վերլուծական քիմիայի հիմնական խնդիրներն են։

Վերլուծական ազդանշաններ

Վերլուծական ազդանշաններ են․ զանգվածը, ծավալը, գույնը, լուծույթի պղտորությունը, ադսորբցիան, էլեկտրական հատկությունները և այլն, որոնց վրա են հիմնված վերլուծական քիմիայի դասական եղանակները (կշռային վերլուծություն, ծավալային անալիզ, գազային վերլուծություն, գունաչափություն, պղտորաչափություն, քրոմատագրաֆիական վերլուծություն, պոտենցիալաչափություն, ամպերաչափություն, վերլուծության էլեկտրա-քիմիական եղանակներ, վոլտամպերաչափություն, կոնդուկտաչափություն, պոլյարոգրաֆիա և այլն)։

Ժամանակակից քիմիան լայնորեն օգտագործում է կլանման և առաքման ատոմական ու մոլեկուլային սպեկտրները էլեկտրամագնիսական տատանումների լայն միջակայքում (գամմա, ռենտգենյան, ուլտրամանուշակագույն, տեսանելի, ինֆրակարմիր, ռադիոհաճախական ճառագայթներ), իզոտոպների և իոնների զանգվածային սպեկտրները, բնական և արհեստական ռադիոակտիվությունը են։ Այդ հատկությունների վրա են հիմնված վերլուծական քիմիայի ժամանակակից եղանակները (սպեկտրաչափություն, լուսաչափություն, սպեկտրա-լուսաչափական վերլուծություն, լյումինեսցենտային վերլուծություն, ֆլուորիմետրական վերլուծություն, բոցային լուսաչափություն, ռադիոչափական վերլուծություն, ակտիվացնող վերլուծություն, կայծային զանգվածասպեկարաչափություն, ինվերսիոն վոլտ-ամպերաչափություն և այլն), որոնք թույլ են տալիս 10⁻⁷-10⁻⁹ զանգվածային բաժնով խառնուրդների հայտնաբերումը և քանակական որոշումը։ Վելուծական քիմիան օգտագործում է նաև էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսի, միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի, միջուկային գամմա ռեզոնանսի եղանակները։

Խանգարիչների ազդեցությունը վերացնելու և վերլուծության զգայունությունը մեծացնելու համար կիրառվում են բաժանման, կոնցենտրացման և քողարկման եղանակները (նստեցում, լուծահանում, գոլորշիացում, կոմպլեքսագոյացում և այլն)։ Վերլուծական քիմիայի տեսությունը, որը հիմնվում է քիմիայի տեսության և չափագիտության վրա, ներառնում է նյութի զանգվածից վերլուծության համար պիտանի նմուշ վերցնելու մասին ուսմունքը, կազմում է վերլուծության ծրագիրը, կատարում եղանակի ընտրությունը և արդյունքների վիճակագրական մշակումը։ Վերլուծական քիմիայի եղանակները բնորոշող ցուցանիշներն են՝ ճշտությունը, վերարտադրելիությունը, զգայունության գործակիցը, որոշելի պարունակությունների տիրույթը, հայտնաբերման սահմանը, արդյունքների բացարձակ կամ հարաբերական սխալը, ստանդարտ շեղումը, դիսպերսիան և այլն։

Վերլուծական քիմիայի նշանակությունը

Վերլուծության դերը պայմանավորված է նրանով, որ ուսումնասիրում են տարրերի անալիտիկական հատկությունները և դրա հիման վրա մշակում եղանակներ, որոնց օգնությամբ հնարավոր է դառնում պարզել, թե այս կամ այն միացությունը կամ միացությունների խառնուրդն ինչ տարրերից կամ մոլեկուլներից է կազմված (որակական անալիզ), և այդ բաղադրիչ մասերն ինչ քանակական հարաբերության մեջ են գտնվում (քանակական անալիզ)։ Անալիտիկ քիմիան կիրառական գիտություն է և ունի գործնական մեծ նշանուկություն։ Օրինակ՝ վերլուծության քիմիական եղանակների օգնությամբ հայտնագործվել են նյութի բաղադրության կայունության օրենքը, բազմապատիկ հարաբերությունների օրենքը, տարրի ատոմական զանգվածի որոշման եղանակները, համարժեքի օրենքը, հաստատվել են մի քանի նյութերի բանաձևերը և այլն։

Վերլուծական քիմիան մեծ չափով օգնում է նաև բնական այնպիսի գիտությունների զարգացմանը, ինչպիսիք են երկրաքիմիան, երկրաբանությունը, հանքաբանությունը, ֆիզիկան, կենսաբանությունը, ագրոքիմիան, բժշկությունը, քիմիական տեխնոլոգիան և այլն։

Վերլուծությունը քիմիական տեխնոլոգիայի հիմքն է։ Գործարաններում և ֆաբրիկաներում կան քիմիական լաբորատորիաներ, որտեղ կատարվում են հումքի, պատրաստի արտադրանքի, կիսաֆաբրիկատների և արտադրության թափոնների անալիզներ, և անալիզի հիման վրա գնահատվում են տեխնոլոգիական պրոցեսի ընթացքն ու ստացվող արտադրանքի որակը։ Թողարկվող ամբողջ արտադրանքի պետական որակը որոշելու հիմքում ընկած են անալիզի քիմիական և ֆիզիկաքիմիական եղանակները։ Ժամանակակից անալիտիկ քիմիայի բնորոշ առանձնահատկությունն այն է, որ այստեղ կիրառվում են անալիզի գործիքային եղանակները։

Վերլուծության էքսպրես եղանակները թույլ են տալիս մի քանի ակնթարթում որոշելու անալիզվող նյութի բաղադրությունը և կազմությունը։

Վերլուծական քիմիայի սկզբնավորումը և զարգացումը

Մարդը ի սկզբանե կարիք է ունեցել որոշել այս կամ այն նյութի պիտանելիությունը։ Նա այդ արել է զգայարանների օգնությամբ՝ որոշել գույնը, հոտը, համը և այլն։ Զգայաորոշման եղանակները կիրառվում են նաև այժմ (օրինակ, սննդարդյունաբերության մեջ)։ Մետաղագործության զարգացմանը զուգընթաց զարգացավ նյութի խտության և մեխանիկական հատկությունների հետազոտությունը, որը կիրառվում է նաև մեր օրերում։

Ավելի ուշ՝ հատկապես 14-16-րդ դարերում ալքիմիկոսները մշակեցին ներկանյութերի, խեցեղենի, ապակու, դեղանյութերի և օգտագործվող այլ նյութերի բաղադրության ու հատկությունների որոշման եղանակներ։ Ստեղծվեցին վերլուծական քիմիայի նոր, այդ թվում՝ նյութերի բաժանման, եղանակներ։ Ալքիմիկոսները քիմիական վերլուծության համար օգտագործեցին կշեռքը։ Վերլուծության քիմիական եղանակները (հատկապես «թաց») ավելի զարգացան յատրոքիմիայի շրջանում, հայտնաբերվեցին և օգտագործվեցին նստվածքագոյացման և գունագոյացման ռեակցիաները։ Վերլուծական քիմիայի գիտական հիմքը դրեց Ռոբերտ Բոյլը։ Նա տվեց «Վերլուծական քիմիայի» և քիմիական տարրի, որպես նյութի «չքայքայվող բաղադրիչի» հասկացությունները։ Որոշակի դարձավ քիմիական վերլուծության խնդիրը՝ նյութը տարրալուծել բաղադրիչների և որոշել նրանց ինքնությունը։ Քիմիայի զարգացումը մինչև 19-րդ դարի 1-ին կեսը պայմանավորված էր վերլուծական քիմիայի նվաճումներով, հայտնաբերվեցին նոր քիմիական տարրեր, հաստատուն բաղադրության օրենքը, բազմապատիկ հարաբերությունների օրենքը, զանգվածի պահպանման օրենքը։ Շվեդ քիմիկոս Բերգմանն առաջարկեց սիստեմատիկ վերլուծությունը (բաղադրիչների հաջորդական նստեցում H₂S-ով ու ալկալիներով), նստվածքագոյացումն օգտագործել քանակական վերլուծության համար, սիլիկատները կարբոնատների հետ տաքացնելով դարձնել լուծելի, զարգացրեց վերլուծական քիմիայի «չոր» եղանակները (ուլունքների առաջացումը բոցում)։ Որակական վերլուծության զարգացումը 19-րդ դարը կապված է նաև ֆրանսիացի գիտնական Լուի Ժակ Թենարի (1777— 1857), Վոկլենի (1763-1829), գերմանացի գիտնական Ռոզեի (1795 —1864), Ֆրեզենիուսի (1818 —1897) և Ն․ Ա․ Մենշուտկինի քանակական վերլուծության զարգացումը՝ ժոզեֆ Գեյ-Լյուսակի, Լիբիխի (օրգանական նյութերի տարրային վերլուծություն) և ուրիշների անունների հետ։ 19-րդ դարի վերջում Օստվալդի քիմիական հավասարակշռության տեսության հիման վրա ձևավորվեց վերլուծական քիմիայի տեսությունը։ 1903 թվականին Ցվետը հայտնաբերեց քրոմատագրաֆիական վերլուծության եղանակը։ Վերլուծական քիմիայի զարգացումը խթանվում է գիտության և տեխնիկայի նվաճումներով ու պահանջներով և ընթանում է սերիական վերլուծությունների ավտոմատացման և ԷՀՄ-ների կիրառման ուղղությամբ։ Վերլուծական քիմիայի ամբիոններ են կազմակերպվել շատ բուհերում։ Վերլուծական քիմիայի հարցերը լուսաբանվում են Ժուռնալ անալիտիչեսկոյ խիմիի (Журнал аналитической химии) ամսագրում։

Գրականություն

В. Н. Агексеев. Курс качественного химического полумнкроанализа. Госхимиздат.М.. 1957.
И. П. Ашмарин, Н. Н. Ушакова. Справочные таблицы по аналитической химии.Им. МГУ, 1960.
О. В. Андреева, В. В. Васильев, Н. П. Терещенко. Чувствительность качественныхреакций. Им. ЛГУ, 1962.
С. Д. Бесков, О. В. Слизковская. Аналитическая химия. “Госхимиздат?41959.Տ. Ս. Կ. Բաբկո, Ի. Վ. Պյատնիցկի. Քանակական անալիզ, Երևանի համալսարանի հրատ., 1974 թվական.:
Ա. Գ. Քանքանյան, Որակական քիմիական անալիզի տեսական հիմունքները. «Լույս»,, հրատ.. 1966 թվական։
Дж. Фритц, Г. Шенк. Количественный анализ. Им., «Мир», М., 1978.
X. Марк, Г. Рехниц. Кинетика в аналитической химии. «Мир», 1972.
А. П. Крешков. Основы аналитической химии. Им. «Химия», М.. 1970.
В. Б. Алесковский, В. В. Бардин и другие. Физико-химические методы анализа. Им. «Химия» М., 1964.
Ю. С. Ляликов. Физико-химические методы анализа. Госхимиздат. 1960.
Ю. Ю. Луреье. Справочник по аналитической химии. Им. «Химия», М., 1971.
Д. Перрин. Органические аналитические реагенты. М., 1967.
П. П. Коростьиев. Приготовление растворов для химико- аналитических работ. М., 1962.
Н. Я. Логинов, А. Г. Воскресенский, И. С. Саюдкин. Аналитическая химия. Им. «Просвещение», М., 1973.
И. П. Ашмарин, Н. Н. Ушаков. Справочник. Таблицы по аналитической химии. М., 1960.
А. П. Мусакин. Таблицы и схемы аналитической химии.
А. М. Васизьев и др. Сборник задач по аналитической химии. Им. Казанского университета, 1970, 1971.
Понамарев. Аналитическая химия, ч. 1 и 2, М., Им. «Высшая школа», 1982.

Տես նաև

Արտաքին հղումներ

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 11, էջ 408)։