1.2. Значение аналитической химии

В любой отрасли промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении, геологии, ведомствах охраны природы и др. существуют аналитические службы – сервисные системы, обеспечивающие конкретный анализ определенных объектов с использованием методов, рекомендуемых аналитической химией.

В промышленности различают аналитический контроль технологических процессов, сырья, готовой продукции и отходов. Все химические анализы в промышленности можно разделить на констатирующие и оперативные (экспрессные). Результаты констатирующих анализов нельзя непосредственно использовать для корректировки технологического процесса, хотя суммирование результатов таких анализов позволяет выявлять «хронические» дефекты технологии. Результаты же оперативных анализов должны быть получены настолько быстро, чтобы их можно было использовать для изменения технологического процесса, если это необходимо. Аналитический контроль в наибольшем объеме требуется при запуске нового производства и его освоения и должен сохраняться в тех точках, где по тем или иным причинам есть колебания в составе веществ.

Аналитическая химия тесно связана с другими науками. С одной стороны, она получает от других научных дисциплин принципы, закономерности, на основе которых создаются методы анализа. С другой стороны, аналитическая химия обеспечивает многие науки методами и приборами, подчас в очень значительной степени предопределяя успехи этих наук.

Достаточно хотя бы вспомнить, что химия стала количественной наукой благодаря успехам в осуществлении анализов. Почти все основные химические законы и ряд химических элементов были открыты с помощью методов аналитической химии.

Многие отрасли промышленности работают только благодаря тому, что выпускаемая ими продукция соответствует заданным стандартам (например, материалы для атомной энергетики, полупроводниковой техники).

Важное значение имеет аналитическая химия для контроля за экологической ситуацией, при этом жесткие требования к качеству воды, почвы и атмосферного воздуха (предельно допустимые концентрации токсичных компонентов часто очень малы) обуславливают трудности в их определении и, соответственно, привлечение новых аналитических методов. В России и многих других странах организована специальная общегосударственная служба наблюдения и контроля за уровнем загрязнения объектов окружающей среды.

1.3. Краткий очерк развития аналитической химии

С глубокой древности известны простейшие приемы качественного распознавания веществ по твердости, вкусу, цвету, запаху, а также несложные приемы их очистки с помощью перекристаллизации, фильтрования или перегонки. В IX–X вв. на Руси умели с помощью так называемого пробирного анализа определять чистоту благородных металлов.

Развитие промышленности и различных производств к середине XVII в. потребовало новых методов анализа. К этому времени относят зарождение аналитической химии и формирование самой химии как науки.

Термин «химический анализ» был введен англичанином Р. Бойлем в первой половине XVII в. Р. Бойль заложил основы качественного анализа «мокрым» путем, т.е. проведением реакций в растворе, привел в систему известные в то время качественные реакции и предложил новые, применил лакмус для обнаружения кислот и щелочей.

Однако аналитическая химия начала формироваться в самостоятельную науку лишь после работ М.В. Ломоносова, открывшего закон сохранения массы вещества, который составил основу количественного анализа. В книге «Первые основания металлургии или рудных дел» (1763) М.В. Ломоносов описал ряд методов анализа.

Применение точных методов химического анализа позволило определить состав многих природных веществ и продуктов технологической переработки, установить ряд основных законов химии. Так, А.Л. Лавуазье определил состав воздуха, воды и других веществ и разработал кислородную теорию горения. Д. Дальтон установил законы постоянства состава и кратных отношений, опираясь на аналитические данные.

Определенный вклад в развитие аналитической химии внесли в XIХ в.

Ж.Л. Гей-Люссак, А. Авогадро, Т.Е. Ловиц, М.В. Севергин, Т.У. Бергман, Л.Ж. Тенар, К.К. Клаус, И.Я. Берцелиус, Ю. Либих, Р.В. Бунзен, Г.Р. Кирхгорф, С. Аррениус, В. Оствальд. Нельзя не отметить работы Д.И. Менделеева и А.М. Бутлерова, а также А.А. Меншуткина, который выпустил в 1871 г. первое руководство по качественному и количественному анализу «Аналитическая химия», выдержавшие 16 изданий и переведенное на немецкий и английский языки.

В ХХ веке также был сделан ряд открытий, продвинувших аналитическую химию.

Н.С. Курнаков разработал физико-химический анализ, основанный на изучении диаграмм «состав–свойство».

М.С. Цвет предложил хроматографический анализ. В результате исследований Л.А. Чугаева, В.Г. Хлопина, И.И. Черняева и др. были разработаны методы определения и разделения элементов платиновой группы методы контроля технологии получения урана, радия, ванадия.

В 1925 г. Я. Гейровский разработал полярографический анализ, за который в 1959 г. ему была присуждена Нобелевская премия.

Благодаря работам Г.С. Ландсберга, С.И. Вавилова, Л.И. Мандельштама и др. важнейшим методом аналитического контроля стал эмиссионный спектральный анализ.

Методы аналитического контроля в производстве материалов атомной и полупроводниковой промышленности разрабатывались А.П. Виноградовым, Д.И. Рябчиковым, И.П. Алимариным, Б.П. Никольским, И.В. Тананаевым, М.С. Чупахиным, Ю.В. Яковлевым, Ю.А. Золотовым и др.

Труды Российских ученых по аналитической химии представляют собой крупный вклад в мировую химическую науку.