ANALYTICKÁ CHEMIE: CO STUDUJE, METODY A APLIKACE - CHEMIE - 2025

Analytická chemie, spíše než pobočka této vědy, je nástroj, který může být použit ve všech oblastech chemie. V podstatě všichni chemici, bez ohledu na to, jak, kde a co pracují, využívají teoretické a praktické znalosti k analýze svých vzorků v určitém okamžiku.

Co přesně je vzorek? Je to matice, která obsahuje analyt, což je látka, na kterou je zaměřen veškerý zájem. Analytická chemie umožňuje jak identifikaci povahy tohoto analytu, tak jeho separaci nebo kvantifikaci. Jinými slovy: umožňuje určit, co to je, odlišit jej od zbytku vzorku a vědět, kolik toho je.

Toho je dosaženo pomocí řady technik, klasických nebo instrumentálních, podle toho, co je stanoveno analytickou metodou. Tudíž, i když se studie odchyluje od přísně analytických účelů, většinou se uchyluje k některému z těchto rutinních experimentů.

Existuje čistá analytická chemie? Ano, analytického chemika lze považovat za člověka, který odebere vzorek, analyzuje jej a určí jeho vlastnosti a složení s podporou příslušných statistických analýz.

Co studuješ?

Stručně řečeno, veškeré úsilí je zaměřeno na analyt a jak jej identifikovat a kvantifikovat ve vzorku. Například: shromažďuje se určitý počet ryb, které se vznášejí na hladině řeky, přičemž mají podezření, že jejich smrt byla způsobena kontaminací jedovatou sloučeninou X.

Před smrtí ryby integrovaly X do svých organismů a možná si na rozdíl od říční vody udržely značnou koncentraci.

Vzorky jsou ryby a analytem je X; je nutné jej identifikovat, aby se vyloučily nebo ne možné otravy. Protože biologická matrice je složitá, je nemožné, aby se X vyskytovalo samostatně, ale doprovázely miliony dalších sloučenin.

Podle exkluzivní analytické metody pro stanovení X je nutné nebo neošetřit vzorek před chemickou analýzou. Maso ryb je tedy zpracováno tak, aby byly vyloučeny všechny možné interference v analýze.

Co jsou to interferenty? Jsou to všechny látky, které by mohly poskytnout falešně pozitivní výsledky pro X nebo zabránit jeho detekci. Existují stovky metod pro stanovení X: některé levnější a sofistikovanější, jiné rudimentární a nákladnější.

Kvalitativní analýza

Pokud je možné určit X, stejně jako řadu sloučenin, které tvoří tyto ryby, pak mluvíme o kvalitativním výsledku. V tomto případě slovo kvalitativní pochází z kvality a odkazuje na to, jaké látky jsou ve vzorku přítomny (zejména ty, které zajímají výzkumného pracovníka).

Stejně jako byla ověřena existence X, je možné provést další kvalitativní analýzu, aby se ověřilo, zda ryby také požily těžké kovy (jako je rtuť, olovo, kadmium atd.).

Je také pravděpodobné, že identifikace X není přímá; Jinými slovy, jednoduchá klasická zkouška nestačí, ale je nezbytná instrumentální technika. Existuje mnoho možností, ale chromatografie je jednou z nejlepších, která dokáže rozeznat přítomnost X vůči jiným sloučeninám.

Na druhé straně, pokud X absorbuje ultrafialové záření, nejvhodnější technikou může být analýza UV-Vis; pokud se jedná o kation nebo anion, použije se analytický běh k odstranění řady iontů ve skupinách, dokud nenajde ten správný: X.

Kvantitativní analýza

Jaká je koncentrace X v rybách? V jakých jednotkách je vyjádřeno a jaké procento chyb je spojeno s tímto určením? Pokud jde o kvantitativní analýzu, jde o ty, kdo se snaží změřit množství hmoty, a výběr metody závisí na povaze analytu (X) a na mnoha dalších proměnných.

Díky tomuto typu analýzy lze získat procentuální složení X a dalších látek souvisejících s vyšetřováním.

Analytické metody chemie

Počet metod dostupných pro chemickou analýzu je velmi velký; lze ji však shrnout do dvou kategorií: klasické metody a instrumentální metody.

Klasické metody

Skládá se ze všech tradičních technik „holých rukou“ bez pomoci nebo manipulace s jakýmkoli moderním zařízením.

Některé klasické metody umožňují identifikaci sloučeniny, zatímco jiné jsou charakterizovány jako kvantitativní. Klasické kvalitativní metody zahrnují testování plamenem a chemické testování.

Na čem to spočívá? První se snaží excitovat elektrony kovových atomů pomocí tepla plamene, přičemž dochází k absorpci a emisi světla charakteristických pro každý druh; například měděný plamen bliká modro-zelené barvy.

Druhá metoda, chemické testy, nejsou ničím jiným než analytickými kroky nebo organickými reakcemi, které způsobují viditelnou změnu v prohlížeči.

Příkladem je identifikace Al ³⁺ s alizarinovým žlutým barvivem, jehož reakce v základním médiu vede ke vzniku načervenalého laku, což je pozitivní signál pro hliník.

Ve vztahu k klasickým kvantitativním metodám lze jmenovat objemový (objemový) a gravimetrický (hmotnostní).

Instrumentální metody

Jsou to všichni, ve kterých je vzorek vystaven fyzickému podnětu (teplo, záření, elektřina atd.) A odezva analytu je měřena podle některých standardů, které diktují jeho přítomnost a dokonce i jeho množství. Některé instrumentální metody zahrnují následující:

- Infračervená spektroskopie.

-Nukleární magnetická rezonance.

-Kalorimetrie.

-Hmotnostní spektrometrie.

-Elektrotechnická analýza.

-Uv-viditelné.

-Absorpce a atomová emise.

- Molekulární fluorescence.

Aplikace

- Používá se při analýze kvality potravin, léků nebo jakéhokoli zboží či produktu získaného na trhu.

- Používá se v oblasti zdraví a poskytuje cenné příspěvky pro diagnostiku nemocí u pacientů.

- Určuje složení půdy, vody nebo jakékoli tekutiny nebo vzorku bez ohledu na jeho fázi. Jeden z hlavních vzorků je tvořen ropou ve slavné analýze SARA. Podobně lze díky chromatografickým metodám rozložit profil mastných kyselin jakékoli potraviny rostlinného nebo živočišného původu.

- Je to základní kámen forenzní analýzy s cílem nalézt stopy, které řídí řešení případu; například určení, zda existuje vzorek DNA od podezřelého na místě činu.

- Zaměřte cíl na noční oblohu a určete složení hvězd nebo jiných nebeských těles.

- Obecně platí, že všechna odvětví potřebují analytické přístupy k řešení problémů nebo ke zvýšení svých výnosů.

Reference

1. Wikipedia. (2018). Analytická chemie. Citováno z 3. června 2018, z: en.wikipedia.org
2. West & Vick. (1959). Kvalitativní analýza a analytické chemické separace. Společnost Macmillan.
3. Day, R., & Underwood, A. Kvantitativní analytická chemie (5. vydání). PEARSON Prentice Hall.
4. BYJU. (2. srpna 2017). Analytické teorie chemie. Citováno 3. června 2018 z: byjus.com
5. AZ chemie. (17. dubna 2017). 50 Aplikace analytické chemie v každodenním životě - zemědělství - farmacie. Citováno z 3. června 2018, z: azchemistry.com
6. Quimicas.net (2018). Analytická chemie. Citováno z 3. června 2018, z: quimicas.net