الكيمياء التحليلية هي مجال كيميائي ضمن المجالات الكيميائية المختلفة ، وهي مسؤولة عن تحليل المواد لوصف تركيبها ومكوناتها من حيث النوع أو الكمية ، التحليل الكيميائي هو فرع متعلق بالكيمياء ، إنه تطبيق للمعرفة الكيميائية ، ولا يقتصر هذا التحليل على إجراء التحليلات الروتينية على عينات مختلفة. بدلاً من ذلك ، يهدف إلى تطوير وتحسين الأساليب التحليلية الحالية ، مع توسيع نطاق الأساليب التحليلية الحالية لتشمل أنواعًا جديدة من العينات.
ما هو التحليل الكيميائي
تهدف الكيمياء التحليلية أيضًا إلى تطوير طرق تحليلية جديدة لقياس أي ظاهرة كيميائية متاحة. جدير بالذكر أن الكيميائي الدكتور رايلي “سي إن ريلي” وصف التحليل الكيميائي بأنه ما يفعله الكيميائي التحليلي:
- كان ذلك عندما نال جائزة “فيشر” للكيمياء التحليلية عام 1965 م ، والتي تعتبر الكيميائي التحليلي الأكثر تأثيرًا في النصف الأخير من القرن العشرين.
- التحليل الكيميائي موجود وقد تم استخدامه لفترة طويلة ، لذلك نشأت الحاجة إلى استخدامه بشكل كبير بسبب حاجة الكيميائيين لدراسة مركبات المواد المختلفة.
- طور العديد منهم طرقًا لتحديد ما يعرف بالمركبات الكيميائية أثناء فصلها ، ومن بين الكيميائيين الذين قاموا بهذه المهمة “Justus von Liebig و Robert Bunsen و Gustav Kirchhoff”.
- طور الكيميائي Liebig نظامًا لتحديد العناصر المختلفة للكيمياء ، وتعلم أيضًا أن ما يعرف بالمجموعات الوظيفية ، مثل الألدهيدات ، يميل إلى التفاعل بطرق مماثلة.
- كما طور روبرت وجوستاف الأداة المسؤولة عن عمل التحليلات الكيميائية للمركبات ، مع تحديد العناصر المكونة لها ، لتكون “مطياف اللهب”.
- في الوقت الحاضر ، يتم استخدام العديد من الطرق التحليلية مثل قياس الطيف الكتلي ، وما يُعرف بالكروماتوغرافيا بالرنين المغناطيسي النووي (NMR – اللوني) ، والكروماتوجرافيا السائلة عالية الأداء.
أهمية الكيمياء التحليلية
يُستخدم التحليل الكيميائي في العديد من المجالات العلمية والطبية والصناعية ، ومن أهمها ما يلي:
- التعرف على التركيز الكيميائي للأكسجين “O2” وثاني أكسيد الكربون “CO2” في الدم.
- يستخدم التحليل الكيميائي في التشخيص المرضي للغدة الدرقية عن طريق إجراء تحليل كمي لأيون الكالسيوم “Ca” في الدم.
- التعرف على محتوى البروتين وقيمة الغذاء من خلال التحليل الكمي لعنصر النيتروجين في الغذاء.
- تحليل “الفولاذ” أثناء العمل على استخراجه من عناصر الكربون والنيكل والكروم لتحديد مواصفاته الخاصة والمطلوبة من الصلابة وقدرته على مقاومة التآكل والعديد من المواصفات الأخرى.
- التحليل الكيميائي لمحتوى المركبين “ميركابتان” المرتبطين بإمدادات الغاز المنزلي ، والتحذير من أي تسربات خطيرة.
الفصل في التحليل الكيميائي
تتعدد طرق الفصل في الكيمياء التحليلية ومن أهم هذه الطرق ما يلي:
- التحليل الكروماتوغرافي، يعتمد هذا التحليل الكيميائي على الاختلاف في المواد في ميلها إلى الاختلاط أو التبادل أو التجزئة من خلال السطح المغطى بمذيب جيد أو مناسب ، أو من خلال مادة كيميائية محددة. ينقسم التحليل الكروماتوغرافي إلى عدة طرق وهي:
- التجزئة الكروماتوغرافية تُعرف بعملية فصل الخليط عن طريق التجزئة ، والتي تتكون من عدة أجزاء ، ويتم تحليلها في العمود الذي يحتوي على مواد معينة.
- التبادل الأيوني الكروماتوغرافي يتم الفصل بهذه الطريقة عن طريق التبادل الأيوني للسطح مع أيونات المادة.
- الامتزاز الكروماتوغرافي ويتم الفصل بهذه الطريقة باستخدام ظاهرة تعرف باسم امتصاص السطح.
- طبقة رقيقة اللوني يتم الفصل بهذه الطريقة باستخدام ألواح زجاجية توضع عليها المادة المسامية المسؤولة عن فصل وتحليل مكونات المادة.
طرق كهربائية للفصل
يتم الفصل باستخدام الموصلات الكهربائية عن طريق القياس لتغيير معامل التوصيل الكهربائي للمحول:
- يتم الفصل باستخدام فرق الجهد الكهربي عن طريق قياس التغير في فرق الجهد أثناء التفاعلات الكيميائية مما يساهم في تحديد تركيز المواد المختلفة.
- يتم الفصل باستخدام كمية الكهرباء من خلال معرفة كمية الكهرباء اللازمة لإنهاء التفاعلات ، ويتم استخدام وحدة الكولوم لقياسها.
- يتم الفصل عن طريق استخدام التيارات الكهربائية المعروفة باسم Polarography ، والتي تتناسب مع تركيزات المواد التي تم أكسدة وخفضها.
- يتم فصل المواد عن طريق استخدام الطيف فوق البنفسجي.
- يتم فصل المواد عن طريق استخدام أجهزة قياس الطيف الضوئي بالأشعة تحت الحمراء.
- يتم فصل المواد بواسطة الرنين المغناطيسي النووي.
- يتم فصل المواد بواسطة الأشعة السينية.
طرق أخرى لفصل المواد
يتم فصل المواد بواسطة الكيمياء الحيوية بالطرق التالية:
- الانكسار البصري يتم الفصل عن طريق تحديد معامل انكسار الضوء وتحديد التركيب الكيميائي.
- مقياس القطبية حدد ما يعرف بكمية الانحرافات التي تحدث عندما يمر الضوء عبر المحلول.
- المواد المشعة المادة مشعة عندما تشع إشعاعها المستخدم في التقدير الكمي للمادة.
- مطياف الكتلة إنه قياس نسبة الشحنة الأيونية المختلفة.
- توصيل حراري يتم قياس الموصلية الحرارية لتحديد التراكيب المكونة للمادة.
في نهاية الموضوع ، وبعد أن تعرفنا على التحليل الكيميائي وتطوره التاريخي وأهمية الكيمياء التحليلية ورأس الفصل في الكيمياء التحليلية ، ما عليك سوى مشاركة هذا الموضوع على جميع وسائل التواصل الاجتماعي.