• Hóa học phân tích là gì?

Chúng tôi giải thích hóa học phân tích là gì và ngành hóa học này tập trung vào điều gì. Ngoài ra, các phương pháp phân tích bạn sử dụng.

Hóa học phân tích sử dụng các phương pháp phân tích khác nhau.

Hóa học phân tích là gì?

Hóa học phân tích được gọi là một nhánh của hóa học tập trung vào việc hiểu vấn đề, nghĩa là, của phân tích của các vật liệu tạo thành mẫu, sử dụng các phương pháp thực nghiệm hoặc phòng thí nghiệm.

Hóa học phân tích có thể được phân loại thành hóa học phân tích định lượng và định tính. Hóa học phân tích định lượng được sử dụng để xác định số lượng, nồng độ hoặc tỷ lệ của một hoặc nhiều thành phần trong một mẫu, nghĩa là nó liên quan đến việc định lượng vật chất.

Hóa học phân tích định tính được sử dụng để biết các thành phần của mẫu là gì, nghĩa là nó liên quan đến việc xác định từng thành phần của mẫu. Mặt khác, hóa học phân tích cũng được sử dụng để tách các thành phần của mẫu. Nói chung, chất được đề cập (chất được xác định hoặc định lượng) được gọi là chất phân tích.

Kiến thức về hóa học phân tích nảy sinh từ ý tưởng hiện đại về thành phần hóa học của vật chất, xuất hiện vào thế kỷ 18.

Một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của kỷ luật Đó là sự hiểu biết về mối tương quan giữa các đặc tính vật lý của vật chất và thành phần hóa học của nó. Trong đó, việc nghiên cứu quang phổ, điện hóa và phân cực là cơ bản.

Tuy nhiên, việc phát minh ra các phương pháp phân tích hóa học cho phép hiểu biết đầy đủ hơn về vật chất sẽ tiến bộ cùng với sự phát triển khoa học và công nghệ, do đó các đặc điểm chung của lĩnh vực hóa học phân tích sẽ chỉ được xác định trong thế kỷ XX.

Hóa học phân tích sử dụng các phương pháp phân tích sau để hiểu vật chất:

Phương pháp định lượng

• Các phương pháp thể tích. Được gọi là chuẩn độ hoặc chuẩn độ, chúng là các phương pháp định lượng trong đó thuốc thử đã biết nồng độ (chất chuẩn độ) được sử dụng để xác định nồng độ của thuốc thử khác chưa biết nồng độ (chất phân tích hoặc chất cần phân tích trong mẫu), bằng phương pháp phản ứng hóa học Thông thường, trong các phép chuẩn độ, các chất chỉ thị được sử dụng để đánh dấu điểm kết thúc của phản ứng. Có nhiều loại độ khác nhau:
  • Chuẩn độ axit-bazơ. Họ là những người trong đó một axit với một bazơ sử dụng chỉ thị axit-bazơ. Nói chung, đế được đặt trong buret (bình đựng hóa chất dùng để đo thể tích) và bình được đặt trong bình tam giác. âm lượng axit đã biết có thêm vài giọt phenolphtalein (chất chỉ thị). Phenolphtalein chuyển sang màu hồng trong môi trường bazơ và không màu trong môi trường axit. Sau đó, phương pháp bao gồm thêm bazơ vào axit cho đến khi dung dịch cuối cùng chuyển sang màu hồng, có nghĩa là phản ứng giữa axit và bazơ đã đến điểm kết thúc. Một thời điểm trước khi đạt đến điểm kết thúc, phản ứng đạt đến điểm tương đương, tại đó lượng chất trong chất chuẩn độ bằng lượng chất trong chất phân tích. Nếu tỷ lệ phân tích trong phản ứng là 1: 1, tức là cùng một lượng chất phân tích phản ứng với chất chuẩn độ, thì có thể sử dụng phương trình sau để xác định lượng chất phân tích:
    

Ở đâu:

• • [X] là nồng độ đã biết của chất X, tính theo mol / L hoặc các đơn vị tương đương.
  • V (X) là thể tích của chất X được phân phối từ buret, tính bằng L hoặc các đơn vị tương đương.
  • [Y] là nồng độ chưa biết của chất phân tích Y, tính bằng mol / L hoặc các đơn vị tương đương.
  • V (Y) là thể tích của chất Y chứa trong bình Erlenmeyer, tính bằng L hoặc các đơn vị tương đương.

Điều quan trọng cần làm rõ là, mặc dù phương trình này được sử dụng rộng rãi, nhưng nó thường thay đổi tùy thuộc vào loại mức độ được sử dụng.

• • Chuẩn độ oxy hóa khử. Cơ sở giống như trong chuẩn độ axit-bazơ, nhưng trong trường hợp này có phản ứng oxy hóa khử giữa chất phân tích và giải tán oxy hóa hoặc khử, tùy từng trường hợp. Chất chỉ thị được sử dụng có thể là một chiết áp (thiết bị để đo hiệu điện thế) hoặc một chất chỉ thị oxy hóa khử (các hợp chất có màu xác định trong mỗi trạng thái oxy hóa của chúng).
  • Trình độ hình thành phức tạp. Chúng bao gồm phản ứng tạo phức giữa chất phân tích và chất chuẩn độ.
  • Chuẩn độ kết tủa. Chúng bao gồm sự hình thành của chất kết tủa. Chúng rất cụ thể và các chất chỉ thị được sử dụng rất cụ thể đối với từng phản ứng.
• Các phương pháp trọng lượng. Phương pháp định lượng bao gồm việc đo trọng lượng của vật liệu hoặc chất trước và sau khi thực hiện bất kỳ thay đổi nào. Công cụ để biểu diễn đo đạc nó nói chung là một cân phân tích. Có một số phương pháp trọng lượng:
  • Sự kết tủa. Nó bao gồm sự hình thành của một chất kết tủa, do đó khi nó được cân, số lượng của nó trong mẫu ban đầu có thể được tính toán bằng cách sử dụng các mối quan hệ phân vị. Kết tủa có thể được thu thập từ dung dịch trong đó nó được tìm thấy bằng cách lọc. Để áp dụng phương pháp này, chất phân tích phải hòa tan kém và được xác định rõ về mặt hóa học.
  • Sự bay hơi. Nó bao gồm việc làm bay hơi chất phân tích để tách nó ra khỏi mẫu. Sau đó, chất phân tích được thu hồi bằng cách hấp thụ của nó trong một số vật liệu, vật liệu này được cân và thu được trọng lượng Đó là do sự kết hợp của chất phân tích, trọng lượng của chúng sẽ được tính bằng sự khác biệt về trọng lượng của vật liệu hấp thụ trước và sau khi hấp thụ chất phân tích. Phương pháp này chỉ có thể được áp dụng khi chất phân tích là chất bay hơi duy nhất trong mẫu.
  • Mạ điện. Nó bao gồm một Phản ứng oxi hỏa khứ nơi chất phân tích được lắng đọng trên điện cực như một phần của hợp chất. Sau đó, điện cực được cân trước và sau phản ứng oxy hóa khử, bằng cách này có thể tính được lượng chất phân tích lắng đọng.

Các phương pháp công cụ tiên tiến hơn:

• Các phương pháp đo phổ. Thiết bị được sử dụng để đo hoạt động của bức xạ điện từ (nhẹ) tiếp xúc với chất hoặc hợp chất được phân tích.
• Các phương pháp phân tích điện. Tương tự như phép đo phổ, nhưng điện lực thay vì ánh sáng để đo điện thế hoặc dòng điện truyền bởi chất cần phân tích.
• Các phương pháp sắc ký. Các sắc ký là phương pháp tách, xác định đặc tính và định lượng của hỗn hợp phức tạp. Nó được sử dụng để tách một hoặc nhiều thành phần của một hỗn hợp đồng thời xác định chúng và tính toán nồng độ hoặc số lượng của chúng trong mẫu, tức là định lượng chúng. Phương pháp sắc ký về cơ bản bao gồm pha tĩnh và pha động là một phần của thiết bị hoặc cấu trúc được sử dụng để phân tích mẫu. Pha tĩnh là bất động và bao gồm một chất bám vào một số hệ thống thường được thiết kế ở dạng cột và pha động là một chất (lỏng hoặc khí) chảy qua pha tĩnh. Sự phân tách của các thành phần (chất phân tích) xảy ra theo ái lực của mỗi thành phần đối với pha tĩnh hoặc đối với pha động, điều này sẽ phụ thuộc vào các tính chất hóa học và vật lý khác nhau (của mỗi một hoặc của cả hai pha). Có nhiều loại sắc ký khác nhau tùy thuộc vào các chất được sử dụng làm pha động và pha tĩnh, các điều kiện đặt ra đối với phương pháp và thiết kế của thiết bị sắc ký. Ví dụ, trong hình ảnh sau đây, bạn có thể thấy sự phân tách của các thành phần khác nhau của hỗn hợp được bơm vào cột sắc ký. Bạn có thể thấy sự khác biệt màu sắc của mỗi thành phần khi chúng đi xuống qua pha tĩnh lấp đầy cột: