Аналитическая химия
Аналитическая химия — наука о методах изучения состава веществ. Она состоит из двух основных разделов: качественного анализа и количественного анализа. С помощью приемов качественного анализа можно установить, из каких химических компонентов состоит интересующее нас вещество. Цель количественного анализа — установление количественного соотношения компонентов — химических элементов и отдельных соединений, входящих в состав анализируемого вещества. Очень важно также определить концентрацию, т. е. массу элемента или другой составной части, отнесенную к единице объема или массы анализируемого образца.
<addc>l</addc>
В зависимости от характера компонентов, с которыми имеет дело ученый, говорят об анализе изотопном (см. Изотопы), элементном, структурно-групповом, молекулярном и фазовом (см. Фазы). Анализируя неорганические вещества, чаще всего определяют химические элементы и ионы. При анализе веществ и материалов органической природы важен и элементный анализ и молекулярный.
Химический анализ применяется исключительно широко, он необходим при решении важных хозяйственных и научно-технических задач. Анализ стали по ходу её выплавки (например, определение содержания углерода) — необходимое условие успешного проведения металлургического процесса. Без определения концентрации примесей, загрязняющих воду и воздух, невозможен контроль за состоянием окружающей среды. Химический анализ горных пород и руд служит существенной составной частью поиска и разведки полезных ископаемых.
А космические исследования? В значительной степени цель химического анализа космических объектов — изучение атмосферных газов Венеры, горных пород Марса, лунного грунта.
Сколько творческой энергии, знаний, изобретательности нужно вложить, например, в разработку так называемых недеструктивных методов, которые дают возможность проанализировать пробу без её разложения — растворения, сплавления, растирания и т. п. Подобные методы исследований необходимы археологу, криминалисту, искусствоведу, медику и другим специалистам.
Не менее сложная задача — создание методов анализа на расстоянии, чтобы в лаборатории можно было судить о том, что происходит на дне океана или в космосе. А еще нужны экспресс-методы проведения очень быстрого и в то же время точного анализа.
Аналитическая химия прошла большой путь развития. В XVIII — начале XIX в. вся химия в значительной мере сводилась к аналитической. Действительно, изучение состава разнообразных природных соединений, открытие новых элементов, выявление количественных соотношений, в которых элементы и соединения реагируют между собой,— все это было прежде всего решением различных аналитических задач.
Термин «химический анализ» предложил в XVII в. английский ученый Р. Бойль. Выдающиеся химики XVIII — начала XIX столетия К. Шееле, А. Лавуазье, Г. Дэви, Я. Берцелиус были и крупнейшими аналитиками. Особенно много аналитической химией занимался шведский ученый Т. Бергман: его, вероятно, можно считать одним из первых профессиональных химиков-аналитиков. Хорошо понимал значение химического анализа наш великий соотечественник М. В. Ломоносов и использовал его в своих исследованиях.
В XIX в. получили развитие классические методы анализа — гравиметрический, титриметрический, способы газового анализа. В конце столетия немецкий ученый В. Оствальд заложил теоретические основы аналитической химии, базирующиеся на изучении ионных равновесий в растворах.
XX век в небывалой степени обогатил аналитическую химию новыми, очень эффективными методами анализа. Современные аналитики широко пользуются и химическими, и физико-химическими, и физическими, и даже биологическими методами исследования. Один из самых точных методов анализа — радиоактивационный — позволяет обнаружить миллионные доли процента химического элемента в образце. Создаются совершенные приборы для исследований, промышленность выпускает разнообразные аналитические реактивы.
На наших глазах формируется новая наука о химическом анализе, корнями своими уходящая и в химию, и в физику, и в современную технику. Широкое использование достижений приборостроения, электронных вычислительных машин, автоматизации анализа — сегодняшний и завтрашний день этой науки.
