История развития аналитической химии
История развития аналитической химии неотделима от истории развития химии и химической промышленности. Отдельные приёмы и методы химического анализа были известны с глубокой древности (распознавание веществ по цве- ту, запаху, вкусу, твердости). В IX–X вв. на Руси пользовались так называемым "пробирным анализом" (определение чистоты золота, серебра и руд). Так, сохранились записи Петра I о выполнении им "пробирного анализа" руд. При этом качественный анализ (определение качественного состава) всегда предшествовал количественному анализу (определе- ние количественного соотношения компонентов).
Основоположником качественного анализа считают английского ученого Роберта Бойля, который впервые опи- сал методы обнаружения SO 2− - и Cl − -ионов с помощью Ba2+- и Ag+-ионов, а также применил органические красители в качестве индикаторов (лакмус). Однако аналитическая химия начала формироваться в науку после открытия Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711–1765) закона сохранения веса веществ при химических реакциях и применения весов в химической практике. Таким образом, М.В. Ломоносов – основоположник количественного анализа.
Современник Ломоносова академик Товий Егорович Ловиц (1775–1804) установил взаимосвязь между формой кри- сталлов и их химическим составом: "микрокристаллоскопический анализ". Первые классические работы по химическому анализу принадлежат академику Василию Михайловичу Севергину (1765–1826), опубликовавшему "Руководство по ис- пытанию минеральных вод". В 1844 г. Профессор Казанского университета Карл Карлович Клаус (1796–1864), анализи- руя "сырую платину", обнаружил новый элемент – рутений.
Переломным этапом в развитии аналитической химии, в становлении её как науки было открытие периодического закона Д.И. Менделеевым (1869 г.). Труды Дмитрия Ивановича Менделеева (1834–1907) составили теоретический фун- дамент методов аналитической химии и определили основное направление её развития.
В 1871 г. вышло первое руководство по качественному и количественному анализу Николая Александровича Мен- шуткина "Аналитическая химия". Аналитическая химия создавалась трудами учёных многих стран. Неоценимый вклад в развитие аналитической химии внесли русские учёные: Александр Павлович Виноградов (1897–1975), Николай Алексан- дрович Тананаев (1878–1959), Иван Павлович Алимарин (1903–1989), Юрий Александрович Золотов (1932 р.), Анатолий Павлович Крешков (1905–1976), Лев Александрович Чугаев (1873–1922), Михаил Семенович Цвет (1872–1919), Евгений Александрович Божевольнов (1916-1975) и др.
Развитие аналитической химии в первые годы Советской власти проходило в трёх основных направлениях:
– помощь предприятиям в выполнении анализов;
– разработка новых методов анализа природных и промышленных объектов;
– получение химических реактивов и препаратов.
В годы Великой Отечественной войны аналитическая химия выполняла оборонные задания.
В настоящее время необходимо применять мощные, информативные и чувствительные методы анализа, чтобы контролировать концентрации загрязнителей, меньшие ПДК. В самом деле, что означает нормативное "отсутствие компонента"? Может быть, его концентрация настолько мала, что традиционным способом её не удаётся определить, но сде- лать это всё равно нужно. Действительно, охрана окружающей среды – вызов аналитической химии. Принципиально важно, чтобы предел обнаружения загрязняющих веществ аналитическими методами был не ниже 0,5 ПДК.
Качественный анализ, классификация методов качественного анализа.
Задачей качественного анализа является выяснение качественного состава вещества, т. е. из каких элементов или ионов состоит данное вещество. При изучении состава неорганических веществ в большинстве случаев приходится иметь дело с водными растворами кислот, солей и оснований. Эти вещества являются электролитами и в растворах диссоциированы на ионы. Поэтому анализ сводится к определению отдельных ионов — катионов и анионов.
При проведении качественного анализа можно работать с различными количествами исследуемого вещества. Имеются так называемые грамм-метод, при котором масса исследуемого вещества берется более 0,5 г (более 10 мл раствора), сантиграмм-метод (масса исследуемого вещества от 0,05 до 0,5 г, или 1—10 мл раствора), миллиграмм-метод (масса исследуемого вещества от 10 -6 г до 10 -3 г, или от 0,001 до 0,1 мл раствора) и др. Наиболее распространенным является сантиграмм-метод, или полумикрометод.]
Методы качественного анализа делятся на химические, физико-химические и физические. Физические методы основаны на изучении физических свойств анализируемого вещества. К этим методам относятся спектральный, рентгеноструктурный, масс- спектрометрический анализы и др. В физико-химических методах течение реакции фиксируется измерением определенного физического свойства исследуемого раствора. К этим методам относятся полярография, хроматография и др. К химическим методам относятся методы, основанные на использовании химических свойств исследуемых веществ.