Chemia analityczna, wraz z analizą jakościową, ilościową, strukturalną oraz procesową odgrywają niebagatelną rolę naukową i praktyczną. Znacząco przyczyniają się do rozwoju szeregu nauk – szczególnie przyrodniczych i technicznych. Stanowi niezbędne narzędzie do kontroli oraz optymalizacji wielu procesów. A przede wszystkim dostarcza użytecznych informacji na temat badanych materiałów.
Chemia analityczna jest wysoce interdyscyplinarną dziedziną nauki, łączącą w sobie zagadnienia z takich obszarów jak chemia, fizyka, matematyka, biologia czy inżynieria. Zajmuje się odkrywaniem, opracowywaniem i rozwijaniem praw, metod oraz technik analitycznych, mających na celu z założoną dokładnością i precyzją odpowiedzieć na pytanie o skład jakościowy i ilościowy badanego obiektu materialnego.
Narzędziem wykorzystywanym do uzyskania informacji o analizowanym materiale jest analiza chemiczna. Pojęcie to odnosi się bezpośrednio do praktycznego wykorzystania chemii analitycznej w ośrodkach badawczych i laboratoriach chemicznych, poprzez wykorzystanie właściwych metod analitycznych.
Chemia analityczna jest ważnym filarem, który pozwala określić skład jakościowy i ilościowy danego obiektu, a przez to stworzyć jego charakterystykę. Stanowi element współodpowiedzialny za jakość chemikaliów stosowanych w wielu dziedzinach gospodarczych. Analizę chemiczną można zaklasyfikować do czterech głównych obszarów:
Chemia analityczna w dużej mierze zajmuje się opracowaniem oraz walidacją metod analitycznych, w celu skutecznego wykrywania pożądanych substancji, w różnorodnych matrycach i z założoną dokładnością. Aby analiza chemiczna była skuteczna, ważne jest właściwe planowanie i realizacja poszczególnych etapów procesu analitycznego.
Pobieranie próbek – jest najważniejszym etapem w całym procesie oznaczania analitu. Badany materiał należy pobrać w sposób reprezentatywny, tak aby odnosił się do właściwości całego obiektu. Błędy na tym etapie są nieodwracalne i powodują podanie końcowego wyniku niezgodnego z prawdą.
Przygotowanie próbki do analizy – ma za zadanie, jeśli to konieczne, wyodrębnienie oznaczanego składnika z matrycy, która szczególnie w próbkach biologicznych jest skomplikowana i zaburza pomiar analityczny. Na tym etapie, oprócz usunięcia interferentów, dokonuje się derywatyzacji analitów. Proces ten polega na przeprowadzeniu oznaczanego składnika w formę, która posiada właściwości odpowiednie dla danej metody analitycznej.
Pomiar – w trakcie pomiaru, za pomocą właściwej metody, mierzona jest określona cecha fizykochemiczna. W wyniku pomiaru uzyskuje się sygnał analityczny. Technikę pomiarową należy dobrać w ten sposób, aby z wystarczającą dokładnością, precyzją oraz czułością oznaczyć dany analit.
Obróbka i interpretacja wyników – obecnie, większość instrumentów analitycznych jest połączona z systemami komputerowymi, dzięki czemu otrzymywany w trakcie analizy sygnał po przekształceniach, jest przedstawiany w formie np. stężenia. Niektóre pomiary należy jednak w odpowiedni sposób przeliczyć i w ten sposób wyznaczyć wynik końcowy. Końcowym etapem jest ocena merytoryczna i statystyczna uzyskanych informacji.
Analiza jakościowa zajmuje się odpowiedzią na pytanie: jakie związki znajdują się w badanym materiale. Jej zadaniem jest wykrycie poszczególnych pierwiastków lub jonów wchodzących w skład próbki. Stanowi ważne narzędzie, szczególnie w przypadku materiałów o nieznanej budowie chemicznej. Analiza jakościowa ma duże znaczenie, ponieważ wybór dalszego postępowania analitycznego jest uzależniony od uzyskanych w jej toku wyników. Jakościowe oznaczenie polega na przeprowadzeniu poszczególnych analitów w wyniku reakcji chemicznej, w nowe związki, których właściwości są znane (zabarwienie, rozpuszczalność itd.). Oddzielnie dokonuje się analizy kationów, a osobno anionów. Ponadto kationy dzielą się na pięć grup analitycznych, a aniony na siedem. Analizie jakościowej poddaje się także sole, stopy metali, minerały i grupy funkcyjne.
Zajmuje się ilościowym określeniem zawartości pierwiastków i jonów, które wcześniej zostały wykryte jakościowo. Analizę ilościową dzieli się na klasyczną analizę chemiczną, analizę instrumentalną oraz analizę śladów. Klasyczne metody opierają się na pomiarze masy lub objętości danego składnika. Do pomiaru masy wykorzystuje się analizę wagową, elektrograwimetryczną oraz niektóre metody analizy gazowej. Pomiar objętości jest wykorzystywany przede wszystkim w metodach miareczkowych (np. miareczkowanie pehametryczne, potencjometryczne, spektrofotometryczne czy radiometryczne). Szczególnie szeroko wykorzystywane w laboratoriach naukowych i komercyjnych są analizy instrumentalne. Polegają na pomiarze zmiennej właściwości fizyko chemicznej, która jest proporcjonalna do stężenia składnika. Analiza śladowa opiera się na pomiarze zawartości składnika na wyjątkowo niskim poziomie stężenia. Obejmuje specjalne procedury przygotowania próbek, ich zatężania oraz pomiaru wielkości mierzonej.
Opiera się na ustaleniu budowy cząsteczek chemicznych. W wyniku analizy strukturalnej ustala się, jaki jest skład atomowy związków – ile ich jest i jakie one są, a także, w jaki sposób łączą się one ze sobą. Jest to dział chemii analitycznej znajdujący szczególne zastosowanie w jednostkach naukowych. Informacje uzyskane w toku analizy strukturalnej poszerzają wiedzę o budowie wielu związków chemicznych.
Znajdź swoje miejsce w Grupie PCC. Zapoznaj się z naszą ofertą i rozwijaj się razem z nami.
Program bezpłatnych praktyk letnich dla studentów i absolwentów wszystkich kierunków studiów.
