ЛЕКЦИЯ №1

«ВВЕДЕНИЕ. ПРЕДМЕТ «АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ». ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ, ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ. РАЗВИТИЕ. ВКЛАД РУССКИХ УЧЕНЫХ В РАЗВИТИЕ. СВЯЗЬ С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ. МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ».

П Л А Н:

1. Введение. Предмет «Аналитической химии», ее значение и задачи.

2. Развитие. Вклад русских ученых в развитие.

3. Связь аналитической химии с другими дисциплинами.

4. Объекты аналитического анализа.

5. Методы химического анализа.

6. Основные характеристики методов.

7. Требования, предъявляемые к анализу веществ.

8. Современные достижения аналитической химии как науки.

Литература

Основные источники:

1. Ищенко А.А., «Аналитическая химия». М.: Академия, 2007.

2. Полеес М.Э., Душечкина И.Н. «Аналитическая химия. М.: Медицина, 1994.

Дополнительные источники:

1. Пономарев В.Д. «Аналитическая химия». Москва «Медицина» 1998.

2. Учебно-методические пособия, разработанные преподавателями колледжа.

1. Введение. Предмет «аналитической химии», ее значение и задачи.

Аналитическая химия - наука о методах определения хими­ческого состава веществ, из которых состоят объекты природы и деятельности человека. Химический состав веществ определяют с помощью химического анализа. Провести химический анализ означает опреде­лить качественный и количественный состав анализируемого объекта. Под химическим составом понимают состав элемент­ ный, молекулярный, фазовый, изотопный. Наиболее важным и самым распространенным видом ана­лиза является элементный анализ. Его цель - определить, ка­кие элементы и в каком количестве входят в состав анализи­руемого объекта.

Часто необходимо знать не только содержание того или иного элемента (иона), но и формы его нахождения в иссле­дуемом веществе. Эту задачу решает фазовый анализ. Напри­мер, при анализе породы или минерала устанавливают, в ка­кой форме данный элемент присутствует в них - в виде оксида, сульфида, сульфата и т. п. При анализе руды важно иметь све­дения не только о содержании в ней серы, но и о степени ее окисления в образце, поэтому определяют свободную (S⁰), сульфидную (S²"), пиритную ([S₂]²"), сульфатную (SO^2-) серу.

Иногда требуется определить состав отдельных включений, микрофаз. Так, металлургу важно оценить пространственное расположение включений хрома или марганца в образце стали, геохимику необходимы сведения о составе мельчайших вкраплений в породу, электронщика интересует послойный анализ полупроводниковых пленок. Это примеры локального анализа.

Для определения состава органических веществ широко ис­пользуют молекулярный анализ, с помощью которого определяют, какие соединения присутствуют в анализируемом объек­те. Молекулярный анализ проводят при исследовании нефте­продуктов на содержание в них различных углеводородов, при анализе биологически активных веществ (белков) на содержа­ние аминокислот, при обнаружении органических примесей в природных и сточных водах. Молекулярным анализом явля­ется по существу и анализ газовых смесей, например определе­ние в воздухе основных компонентов и примесей (озона, окси­дов углерода, азота, серы).Для определения химического состава органических соединений использую функционально-групповой анализ, задача которого - определение функциональных групп анализируемого; вещества (например, карбоксильной -СООН, гидроксильной - ОН, аминной – NH₂^-4 др.). В ряде случаев проводят изотопный анализ-анализ содержания определенных изотопов. Например, определяют содержание дистиллированной воды в обычной воде, «тяжелого» кислорода (изотопа ¹⁶О) в смеси с наиболее распространенным изотопом ¹⁶О. Этот вид анализа применяют при исследовании трансурановых элементов. Все эти и другие виды анализа проводят с помощью раз­личных методов. В практической деятельности аналитику все чаще приходится сталкиваться с новыми, сложными, еще не ' исследованными объектами анализа, что ставит перед ним новые задачи (анализ без разрушения образца, анализ на рас­стоянии и т. д. ). Поэтому аналитическая химия и химический анализ существуют и развиваются в тесном единстве и взаимо­действии теории и практики. Предметом аналитической химии как науки является тео­рия и практика химического анализа. Она разрабатывает тео­ретические основы методов, определяет границы их применяе­мости, их метрологические и другие характеристики, предлагает способы анализа различных объектов.

Все вещества и материалы характеризуются химическим составом и структурой. Различают качественный и количественный состав вещества.

Качественный состав дает сведения о присутствии элементов, функциональных групп и других частей в веществах, а также индивидуальных соединений в различных материалах.

Количественным составом называют количество отдельных частей в материалах или в веществах количество может выражаться в виде доли (%, моль\дм³ и т. д.) Содержание части в веществах или материале, либо в виде количества атомов, функциональных групп в молекуле веществ.

Структура описывает пространственные расположения составных частей вещества.

Химические термины:

Функциональной группой называется часть вещества, включаемую несколько атомов элементов и обладающую химическими свойствами, например: сложные ионы ЅО₄^2-,ŃО₃^-,

РО₄^3-, группировки: -РО₃^-,-СООН,-ОН.

Вещества: индивидуальные соединения, существующие в свободном состоянии и имеющие определенный химический состав. Вещества могут быть простыми – состоять из атомов одного элемента (например, кислород) и сложными – включать атомы нескольких элементов (СО₂- углерода и кислорода).

Материалами называются природные или искусственные смеси нескольких веществ технического или другого назначения. Материалами является древесина, уголь, цемент, сложные лекарства и другие.

Качество веществ и материалов.

Возможность использования материалов для тех или иных целей определяется их качество – прочность, устойчивость определенным биологическим действием, способностью выдерживать высокие температуры и т. д. Качество вещей и материалов зависит от их химического состава. Параметры качества задаются специальными документами – Государственными стандартами(ГОСТ), техническими условиями(ТУ). В фармации качество лекарств нормируется Государственной фармакопеей ГФ, имеющей законодательный характер. Фармакопейные статьи ФС разработаны и утверждены на все лекарственные препараты и лекарства, выпускаемые фармацевтической промышленностью, и в них изложены требования к химическому составу лекарств и методам его определения. Определение состава вещества и материалов является одной из основных операций оценки их качества.

Химический анализ. Определение состава вещества и материала проводят с помощью химического анализа, в задачи которого входит: отбор проб вещества и материалов на анализ, подготовка проб веществ и материалов для анализа. Подготовка проб к проведению анализа (включая разделенных смесей) проведение анализа, расчет результатов и определение соответствия полученных результатов требованиям нормативных документов.

Наука аналитическая химия разрабатывает теорию, общие методы и частные методики химического анализа, необходимые для оценки качества продукции.