• Was ist analytische Chemie?

Wir erklären, was analytische Chemie ist und worauf sich dieser Zweig der Chemie konzentriert. Auch die von Ihnen verwendeten Analysemethoden.

Die analytische Chemie verwendet verschiedene analytische Methoden.

Was ist analytische Chemie?

Die analytische Chemie wird als ein Zweig der bezeichnet Chemie das konzentriert sich auf das Verstehen der Angelegenheit, das heißt von der Analyse der Materialien, aus denen eine Probe besteht, mit experimentellen oder Labormethoden.

Die analytische Chemie kann in quantitative und qualitative analytische Chemie eingeteilt werden. Quantitative analytische Chemie wird verwendet, um die Menge, Konzentration oder Anteil einer oder mehrerer Komponenten in einer Probe, d. h. es handelt sich um die Quantifizierung von Stoffen.

Die qualitative analytische Chemie wird verwendet, um zu wissen, was die Komponenten einer Probe sind, dh sie befasst sich mit der Identifizierung jeder Komponente der Probe. Andererseits wird die analytische Chemie auch zur Trennung der Bestandteile einer Probe verwendet. Im Allgemeinen wird der fragliche Stoff (der zu identifizierende oder zu quantifizierende Stoff) als Analyt bezeichnet.

Die Erkenntnisse, die der analytischen Chemie zu Grunde liegen, sind aus der modernen Vorstellung von der chemischen Zusammensetzung der Materie entstanden, die im 18. Jahrhundert auftauchte.

Ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung dieser Disziplin Es war das Verständnis des Zusammenhangs zwischen den physikalischen Eigenschaften der Materie und ihrer chemischen Zusammensetzung. Dabei waren das Studium der Spektroskopie, Elektrochemie und Polarographie grundlegend.

Die Erfindung chemischer Analysemethoden, die ein umfassenderes Verständnis der Materie ermöglichen würden, würde jedoch mit der wissenschaftlichen und technologischen Entwicklung voranschreiten, so dass die allgemeinen Merkmale des Gebiets der analytischen Chemie erst im 20. Jahrhundert definiert würden.

Die analytische Chemie verwendet die folgenden analytischen Methoden, um Materie zu verstehen:

Quantitative Methoden

• Volumetrische Methoden. Als Titration oder Titration bezeichnet, handelt es sich um quantitative Verfahren, bei denen mit Hilfe eines Reagenzes mit bekannter Konzentration (Titriersubstanz) diejenige eines anderen Reagenzes unbekannter Konzentration (Analyt oder zu analysierender Stoff in der Probe) bestimmt wird chemische Reaktion Bei Titrationen werden im Allgemeinen Indikatoren verwendet, die den Endpunkt der Reaktion markieren. Es gibt verschiedene Arten von Abschlüssen:
  • Säure-Base-Titrationen. Sie sind diejenigen, in denen a Säure mit einer Base unter Verwendung eines Säure-Basen-Indikators. In der Regel wird der Sockel in eine Bürette (Chemikalienbehälter zur Volumenmessung) und ein Kolben in einen Erlenmeyerkolben gestellt. Volumen bekannte Säure mit einigen Tropfen Phenolphthalein (Indikator) hinzugefügt. Phenolphthalein verfärbt sich in basischem Milieu rosa und ist in saurem Milieu farblos. Dann besteht die Methode darin, der Säure die Base zuzusetzen, bis die endgültige Lösung rosa wird, was bedeutet, dass die Reaktion zwischen der Säure und der Base ihren Endpunkt erreicht hat. Einen Moment vor dem Erreichen des Endpunkts erreicht die Reaktion ihren Äquivalenzpunkt, an dem die Substanzmenge im Titriermittel gleich der Substanzmenge im Analyten ist. Beträgt die Stöchiometrie in der Reaktion 1:1, d. h. es reagiert die gleiche Menge Analytsubstanz wie das Titriermittel, kann die Analytmenge mit folgender Gleichung bestimmt werden:
    

Wo:

• • [x] ist die bekannte Konzentration des Stoffes X, ausgedrückte Mol / L oder äquivalente Einheiten.
  • V(X) ist das Volumen des Stoffes x Abgabe aus der Bürette, ausgedrückt in L oder gleichwertigen Einheiten.
  • [Ja] ist die unbekannte Konzentration des Analyten Ja, ausgedrückt in mol / L oder äquivalenten Einheiten.
  • V (Y) ist das Volumen des Stoffes Ja im Erlenmeyerkolben enthalten, ausgedrückt in L oder äquivalenten Einheiten.

Es ist wichtig, klarzustellen, dass diese Gleichung, obwohl sie weit verbreitet ist, oft je nach Art des verwendeten Abschlusses variiert.

• • Redoxtitrationen. Die Basis ist die gleiche wie bei Säure-Base-Titrationen, jedoch kommt es hier zu einer Redoxreaktion zwischen Analyt und a Auflösung oxidierend oder reduzierend, je nachdem. Als Indikator kann ein Potentiometer (Gerät zur Messung der Potentialdifferenz) oder ein Redoxindikator (Verbindungen, die in jeder ihrer Oxidationsstufen eine definierte Farbe aufweisen) verwendet werden.
  • Komplexe Ausbildungsqualifikationen. Sie bestehen aus der Komplexbildungsreaktion zwischen dem Analyten und dem Titriermittel.
  • Niederschlagstitrationen. Sie bestehen in der Bildung eines Niederschlags. Sie sind sehr spezifisch und die verwendeten Indikatoren sind für jede Reaktion sehr spezifisch.
• Gravimetrische Methoden. Quantitative Methode die darin besteht, das Gewicht eines Materials oder einer Substanz zu messen, bevor und nachdem Änderungen vorgenommen wurden. Das Instrument zur Durchführung der Messung es handelt sich im Allgemeinen um eine Analysenwaage. Es gibt mehrere gravimetrische Methoden:
  • Niederschlag. Es besteht in der Bildung eines Niederschlags, so dass beim Wiegen seine Menge in der Originalprobe über stöchiometrische Verhältnisse berechnet werden kann. Der Niederschlag kann aus der Lösung, in der er sich befindet, aufgefangen werden durch Filterung. Um diese Methode anwenden zu können, muss der Analyt schlecht löslich und chemisch gut definiert sein.
  • Verflüchtigung. Es besteht darin, den Analyten zu verflüchtigen, um ihn von der Probe zu trennen. Dann wird der Analyt durch seine Absorption in einem Material wiedergewonnen, dieses Material wird gewogen und der Gewinn an Gewicht Dies ist auf den Einbau des Analyten zurückzuführen, dessen Gewicht aus der Gewichtsdifferenz des absorbierenden Materials vor und nach der Aufnahme des Analyten berechnet wird. Diese Methode kann nur angewendet werden, wenn der Analyt die einzige flüchtige Substanz in der Probe ist.
  • Elektroabscheidung. Es besteht aus a redox Reaktion wobei der Analyt als Teil einer Verbindung auf einer Elektrode abgeschieden wird. Anschließend wird die Elektrode vor und nach der Redoxreaktion gewogen, so dass die Menge des abgeschiedenen Analyten berechnet werden kann.

Fortgeschrittenere instrumentelle Methoden:

• Spektrometrische Methoden. Geräte werden verwendet, um das Verhalten elektromagnetischer Strahlung zu messen (hell) in Kontakt mit dem zu analysierenden Stoff oder der zu analysierenden Verbindung.
• Elektroanalytische Methoden. Ähnlich der spektrometrischen, aber die Elektrizität statt Licht zur Messung des elektrischen Potenzials oder elektrischer Strom durch den zu analysierenden Stoff übertragen.
• Chromatographische Methoden. Der Chromatographie ist eine Methode zur Trennung, Charakterisierung und Quantifizierung komplexer Gemische. Es wird verwendet, um eine oder mehrere Komponenten von a . zu trennen Mischung und gleichzeitig zu identifizieren und ihre Konzentration oder Menge in der Probe zu berechnen, also zu quantifizieren. Das chromatographische Verfahren besteht im Wesentlichen aus einer stationären Phase und einer mobilen Phase, die Teil einer Ausrüstung oder Struktur sind, die zur Analyse der Probe verwendet wird. Die stationäre Phase ist immobil und besteht aus einer Substanz, die an einem im Allgemeinen in Form einer Säule ausgelegten System haftet, und die mobile Phase ist eine Substanz (flüssig oder gasförmig), die durch die stationäre Phase fließt. Die Trennung der Komponenten (Analyten) erfolgt entsprechend ihrer Affinität zur stationären Phase oder zur mobilen Phase, die von verschiedenen chemischen und physikalischen Eigenschaften (jeder einer oder beider Phasen) abhängt. Abhängig von den verwendeten Substanzen als mobile und stationäre Phase, den an das Verfahren gestellten Bedingungen und der Ausführung der Chromatographiegeräte gibt es verschiedene Arten der Chromatographie. In der folgenden Abbildung sehen Sie beispielsweise die Trennung der verschiedenen Komponenten einer Mischung, die auf eine Chromatographiesäule injiziert wurde. Sie können die verschiedenen sehen Farben jeder Komponente beim Abstieg durch die stationäre Phase, die die Säule füllt: