Аналітична хімія в давнину

В Інституті хімічної фізики АН СРСР під керівництвом В. Л. Тальрозе розроблений новий напрямок у газовій хроматографії- хроматомас-спектроскопія. У цьому методі для ідентифікації речовини в хроматографічному піку служить масс-спектрометр. З'єднуючи хро-матографічну колонкові з мас-спектрометричним детектором, проводять кількісний  аналіз складної  суміші  газів.

Методи газової хроматографії  широко застосовуються в лабораторному  аналізі складних сумішей і домішок, мікроаналізі різних об'єктів та ін. Можливість автоматичного відбору середніх проб газових сумішей і автоматичного проведення аналізу зробила метод особливо коштовним.  Виділилися в самостійну область методи аналізу газів у металах. Крім того, вивчалося питання про стан газів у металах, застосуванні методів термодинаміки для оцінки умов проведення аналізів, взаємодії газів з металами й т.д.

Для визначення в металах  неметалічних включень і газів (кисню, водню, азоту, вуглецю, сірки й ін.) у цей час використовуються багато методів аналізу: хімічні, фізичні  й фізико-хімічні. Серед хімічних методів слід зазначити сірчаний метод для визначення кисню, який удосконалив А. К. Бабко зі співробітниками.

Вчені-аналітики розробили  велику кількість методів радіохімічного аналізу. Вивченню радіоактивних елементів  присвячені праці І. Е. Старого зі співробітниками. Умови виділення радіоактивних ізотопів у чистому стані при аналізі продуктів ядерних реакцій із частками різних енергій вивчалися А. К. Лаврухіної. Питання ізотопного обміну в комплексних сполуках вирішувалися А. А. Гринбергом.

Процесами співосадження  з використанням радіоактивних елементів займалися І. П. Алімарин і Н. А. Руднєв. Однієї з перших робіт у цій області було кількісне визначення домішок у напівпровідниковому германії, який виконав І. П. Алімарин зі співробітниками. Ядерні реакції вивчалися А. П. Виноградовим, І. П. Алімариним, А. К. Лаврухиної, В. І. Барановим і ін.

Успішно застосовуються методи аналізу, засновані на розсіюванні  або поглинанні β- і γ-випромінювання аналізованим середовищем, метод резонансної флуоресценції (випромінювання, поглинання й розсіювання ν-квантів без віддачі), методи ізотопного розведення й радіометричного титрування.

Теорію рентгеноструктурного аналізу розробляли Ю. В. Вульф, Н. Е. Успенський, А. Ф. Іоффе, І. І. Китайгородський, Г. В. Курдюмов. Проводилися роботи з  рентгенівського просвічування (дефектоскопії), рентгеноструктурному й рентгеноспектральному аналізам. Заслуговують на увагу дослідження із пластичної деформації й структури металевих кристалів, деформації сплавів при відпалюванні, явищу втоми металів і т.д. II. С. Курнаковим і його школою всебічно вивчалися метали й сплави методом фізико-хімічного аналізу.

Рентгеноспектральний  мікрометод використовується для аналізу  різноманітних об'єктів: сплавів, зварених швів, жароміцних захисних покриттів  мінералів. З. Е. Вайнштейн методом рентгеноструктурного аналізу вивчив структури деяких хімічних сполук і встановив валентності елемента в сполуці. У цей час рентгенівська дефектоскопія й ν-дефектоскопія відіграють більшу роль у контролі продукції.

Мас-спектральний аналіз спочатку використовувався для поділу ізотопів і визначення їхнього співвідношення для даного елемента або для поділу й визначення органічних речовин у газоподібній суміші. За допомогою мас-спектроскопічного методу вивчалася також кінетика реакцій у газоподібній фазі й установлювалася наявність у тім або іншому випадку вільних радикалів як проміжних продуктів. Надалі метод стали застосовувати для аналізу твердих тіл: графіту, напівпровідникового кремнію, феритів і титану. Створена спеціальна апаратура для проведення мас-спектральних досліджень (хімічного й ізотопного аналізів газів, рідин і твердих речовин).

Ще в 30-і роки наші аналітики  почали розробляти оптичні методи аналізу, засновані на вимірі показника переломлення рідких й газоподібних тіл. Велике значення для розвитку рефрактометричних методів аналізу мали роботи Б. Ф. Іоффе, А. В. Думанського, А. Г. Морачевського, А. І. Бродського, А. Н. Захар’євського та Н. А. Фігуровського.

Процеси осадження й  співосадження широко застосовуються для поділу й концентрування елементів. Із цією метою вивчається розчинність опадів, установлюється величина їхнього добутку розчинності, вплив умов осадження на кристалічну форму й чистоту опадів, а також механізм утворення опадів при звичайному й гомогенному осадженнях. Розглядається вплив комплексоутворення на процес формування опадів, досліджуються умови поділу елементів за участю твердих фаз, співосадження елементів при проведенні твердофазних поділів.

Успішно розвиваються також  титриметричні методи аналізу, вивчаються комплексони різної сполуки й з'ясовуються можливості їхнього застосування в аналізі. У цей час мікроаналіз можна провести за допомогою будь-якого фізико-хімічного або фізичного методу. Так, кінетичні методи аналізу, розроблені К. Б. Яцимирським, також можна використати в мікрохімічному аналізі.

Перші роботи з якісного й кількісного мікроаналізів  належать І. М.   Коренману,   що  написав  «Коротку допомогу   з якісного мікрохімічного аналізу», «Кількісний мікрохімічний аналіз» і ін. В 1949 р. опубліковане навчальний посібник для вузів «Кількісний мікрохімічний аналіз», розділ якого присвячений ультрамікрохімічному аналізу.

Слід зазначити більшу заслугу І. М. Коренмана в розвитку тонких методів аналізу. Техніці  експерименту й методам ультрамікроаналізу на предметному столику мікроскопа з використанням маніпуляторів присвячені праці І. П. Алімарина й М. Н. Петрикової. Результати цих досліджень узагальнені в керівництві «Неорганічний ультрамікроаналіз». І. П. Алімарин і співробітники займалися розробкою методів мікрохімічного аналізу мінералів і руд. Підсумки цих робіт викладені в практичному керівництві «Кількісний мікрохімічний аналіз мінералів і руд».

Сучачний період розвитку аналітичної хімії

Новітній період історії аналітичної хімії, особливо багатий нововведеннями. Велике значення мало відкриття хроматографії (російський ботанік і біохімік М. С. Колір, 1903) та наступне створення різних варіантів хроматографічного методу - процес, що продовжується досі. А. Мартін і Р. Сіндж за роботи з розподільної хроматографії були удостоєні Нобелівських премій, А. Тізеліус - за дослідження з електрофорез і "адсорбційного аналізу". Був запропонований і розвинуто метод полярографії, за який чехословацький вчений Я. Гейровській теж був удостоєний премії.

Значним доповненням  до тетриметричного методу був розвиток так званого комплексонометричного титрування - методу, заснованого на використанні поліамінополікарбонових кислот, названих "комплексон". Власне кажучи, майже всі методи базувалися на застосуванні однієї кислоти -- етилендіамінтетраоцтової. Вклад в цей напрямок внесений перш за все швейцарським хіміком Г. Шварценбахом, а також чехословацьким вченим Р. Пршібілом та ін (30-50-і роки).

З'явилося багато фізичних і хімічних методів аналізу - мас-спектрометричні, рентгенівські, ядерно-фізичні, нові варіанти електрохімічних методів, інтенсивно розвивалися фотометричні методи (особливо з використанням органічних реагентів). Потрібно відзначити розробку і широке поширення атомно-абсорбційного методу (А. Уолш, К. Алкемаде, Б. В. Львів, 50-і роки).

Сьогоднішній день аналітичної  хімії характеризується багатьма змінами: розширюється арсенал методів аналізу, особливо в бік фізичних та біологічних; автоматизація і математизація  аналізу; створення прийомів і засобів  локального, неруйнівного, дистанційного, безперервного аналізу; підхід до вирішення задач про формах існування компонентів у аналізованих пробах; поява нових можливостей для підвищення чутливості, точності і експресному аналізу; подальше розширення кола аналізованих об'єктів. Широко використовують тепер комп'ютери, багато що роблять лазери, з'явилися лабораторні роботи; значно піднялася роль аналітичного контролю, особливо об'єктів оточуючого нас середовища. Зріс інтерес до методологічних проблем аналітичної хімії.

Список використаної літератури:

1. Сегеда А.С. Аналітична хімія. Якісний аналіз. – К: ЦУЛ, Фітосоціоценр, 2002. – 524-536 с.

2. Сегеда А.С. Аналітична хімія. Якісний і кількісний аналіз. – К: ЦУЛ, Фітосоціоценр, 2003. – 312-321 с.

3. Жаровський Ф.Г., Пилипенко А.Т., П’ятницький І.В. Аналітична хімія.– К.:Вища шк. – 1982.– 505-524 с.

4. Супрунович В. І.Плаксієнко І.Л., Шевченко Ю.І. Електрохімічні методи аналізу: Навч. посіб.- Дніпропетровськ: УДХТУ, 2006. – 413-419 с.

5. Скоробагатий Я. П. Фізико-хімічні методи аналізу. – Львів: Каменяр, 1993. – 205-213 с.