- •Введение. Предмет «аналитической химии», ее значение и задачи.
- •II. Развитие. Вклад русских ученых в развитие.
- •III. Связь аналитической химии с другими дисциплинами.
- •IV. Объекты аналитического анализа.
- •V. Методы химического анализа.
- •VI. Основные характеристики методов.
- •VII. Требования, предъявляемые к анализу веществ.
- •VIII. Современные достижения аналитической химии как науки.
III. Связь аналитической химии с другими дисциплинами.
Аналитическая химия занимает особое место в системе естественных наук. Связь ее с другими науками чрезвычайно разнообразна. Являясь частью химии, аналитическая химия способствовала открытию многих законов природы: закона ее хранения массы веществ, закона постоянства состава, закона эквивалентов, закона действующих масс, периодического за кона и др. В свою очередь, основные законы химии позволили теоретически обосновать и развить методы аналитической химии, которые широко используются при проведении научных исследований в области неорганической, органической, физической и коллоидной химии. Анализ присутствует при проведении практически любого химического исследования. С другой сто роны, каждый метод аналитической химии базируется на достижениях всей химии и физики. Так, в основе гравиметрии лежат законы постоянства состава и сохранения массы, закон эквивалентов — основа титриметрического анализа, законы электрохимии лежат в основе электрохимических методов анализа. Периодический закон Д. И. Менделеева дает теоретическое обоснование аналитической классификации ионов, положение элементов в периодической системе во многом предрешает аналитические свойства элемента, его ионов и соединений.
Аналитическая химия тесно связана и с другими точными науками. Связь ее с физикой выражается во все большем развитии физических методов анализа, в основе которых лежат процессы, связанные со строением электронной оболочки и ядра атома.
Постоянна и все более укрепляется связь аналитической химии с математикой. Результаты анализа часто выражаются в виде математических функций (кривые титрования, градуировочные графики). Оценку метрологических характеристик аналитических методов, точности результатов анализа, выявление погрешностей определения проводят на основе методов математической статистики. В последние годы для решения аналитических задач применяют теорию информатики, математические методы планирования и оптимизации эксперимента.
Аналитическая химия тесно связана с техникой и приборостроением, так как совершенствование методов анализа направлено на все более широкое использование инструментальных методов. В практике анализа большие преимущества имеет комбинация аналитического прибора с ЭВМ малой и средней мощности. Большие ЭВМ используют аналитики-исследователи при расшифровке молекулярных структур сложных соединений, расчете сложных ионных равновесий, нахождении оптимальных условий осуществления метода и др.
IV. Объекты аналитического анализа.
Объектами химического анализа является практически все, что нас окружает. Тем не менее можно выделить важнейшие из них.
Минеральное сырье. Огромное богатство недр нашей земли требует внимательного и бережного к ним отношения. Различные геологические исследования, добывающая промышленность, потребляющая полезные ископаемые, немыслимы без химического анализа. Необходимо анализировать горные породы, различные минералы, руды, строительные материалы, природные запасы солей и др. Эти задачи возникают в связи с необходимостью комплексного использования сырья и оценкой значимости его месторождений.
Металлы и сплавы. Металлургическая промышленность, машиностроение не могут обойтись без химического анализа металлов и сплавов. Необходимо определять содержание в них примесей, легирующих добавок, газов. Появление новых марок сталей и сплавов, повышение требований к чистоте металлов ставят новые задачи перед аналитической химией.
Особо чистые вещества. Современная промышленность нуждается в материалах высокой степени чистоты, содержащих минимальное количество примесей; Эти материалы очень дороги. Особо чистые вещества нужны атомной энергетики: ей необходимы высокой степени чистоты уран, цирконий, ниобий, графит; электронной технике необходимы такие особо чистые вещества, как германий, кремний, арсенид галлия и другие полупроводники.
Природные объекты. В настоящее время экологические проблемы, чистота воздуха, вод наших рек, озер и морей волнуют всех людей планеты. Контроль чистоты окружающей нас среды, качество воды и воздуха, рациональное использование природных богатств требуют вмешательства аналитической химии. Необходимо следить за появлением в атмосфере продуктов и отходов промышленных производств, таких, как оксиды серы, азота и др.; токсичного свинца, содержащегося в выхлопных газах автомобилей; за появлением в воде загрязняющих отходов; нефтепродуктов, моющих средств. Тысячи вредных веществ попадают в окружающую нас среду в результате деятельности человека и требуют постоянного контроля.
Органические вещества. Химический анализ органических соединений необходим в различных областях народного хозяйства. Это и химическая промышленность, производящая синтетические материалы, фармацевтические препараты; это и медицина, которая немыслима без проведения анализов крови и др.; это и научные исследования в области биологии, физиологии настоящее время каждая отрасль народного хозяйства располагает прикладной аналитической службой. Объекты анализа этих служб различны. Так, объектами технического анализа являются руды, металлы, техническое сырье; сельскохозяйственного - почвы, удобрения, корма; пищевого – продукты питания; биохимического - кровь, моча и др.; санитарно-химического - воздух, вода, почвы; фармацевтического - лекарственное сырье и лекарства и т. п. Выполнение прикладных, видов химического анализа осуществляет сеть специализированных аналитических лабораторий, таких, как лаборатории Госкомприроды, Госкомгидромета, СЭС, агрохимических станций и т. п.