Предмет и цели аналитической химии.
Аналитическая химия – наука о принципах и методах определения химического состава веществ или их смесей.
Другими словами, аналитическая химия занимается разработкой теоретических основ методов анализа химического состава веществ и практическим воплощением этих методов.
Следует различать понятия метод анализа и методика анализа. Методом анализа называют теоретически обоснованный способ определения состава веществ. Методика анализа – это подробная схема анализа с использованием выбранного метода.
Аналитическая химия является дисциплиной на стыке наук, так как широко использует достижения физики, математики, биологии и прикладных технических дисциплин.
Теоретическую основу аналитической химии составляют различные физические и химические законы, в частности:
· закон сохранения массы,
· закон постоянства состава,
· периодический закон,
· закон действующих масс.
А также теоретические концепции общей химии, описывающие важнейшие химические явления, такие как:
· электролитическая диссоциация,
· химическое равновесие,
·комплексообразование,
·окислительно-восстановительные реакции и др.
Основная задача химического анализа – определить, какие компоненты содержит исследуемый образец, и каково их количественное соотношение.
В соответствии с этой задачей в аналитической химии выделяют качественный и количественный анализ.
Цель качественного анализа – обнаружение компонентов анализируемого образца, а также идентификация тех или иных соединений.
Цель количественного анализа – определение количественного содержания компонентов в образце.
Исследуя неизвестный объект, прежде всего устанавливают, из каких компонентов он состоит, а затем находят их количественные соотношения. Поэтому качественный анализ вещества предшествует количественному.
Если объект исследования не является новым, то есть его качественный состав уже известен, то сразу приступают к количественному анализу.
Перечислить аналитические реакции, условия проведения аналитических реакций, требования, предъявляемые к аналитическим реакциям.
Химические методы анализа основаны на проведении химической реакции между определяемым веществом Х и каким-либо реагентом R. Такие реакции часто называют аналитическими. Все они соответствуют общей схеме:
Х + R 
Y
и должны отвечать ряду общих требований:
· проходить при комнатной температуре и атмосферном давлении;
· протекать с большой скоростью. Желательно, чтобы равновесие устанавливалось как можно быстрее – за несколько секунд или, в крайнем случае, за несколько минут;
· Реакции должны быть практически необратимы.
· Реакции должны сопровождаться внешним эффектом.
· Реакция должна отличаться высокой чувствительностью и по возможности специфичностью.
Невыполнение любого из этих требований может привести к ошибочным результатам анализа, поэтому реакции, не обладающие перечисленными свойствами, в анализе практически не используют. Кроме общих требований к аналитическим реакциям, в рамках отдельных методов существуют дополнительные требования к реакциям или их продуктам, не имеющие общего характера.
Например, в фотометрическом анализе реакция должна приводить к образованию веществ, сильно поглощающих свет, в гравиметрическом анализе – к образованию малорастворимых или летучих веществ. В качественном анализе для обнаружения Х можно применять только те реакции, которые дают заметный внешний эффект (образование осадков, появление или изменение окраски раствора и т.п.), а для титриметрического определения Х это условие вовсе не обязательно.
С учетом вышеизложенных требований в химических методах анализа преимущественно применяют реакции следующих типов:
· кислотно-основные,
· окислительно-восстановительные,
· реакции комплексообразования.
· осаждения (осадки можно получать, проводя реакции любого типа, например кислотно-основные или окислительно-восстановительные)
Кроме перечисленных выше реакций, в анализе иногда применяют и некоторые другие, в частности, отдельные реакции органического синтеза. В последние годы важную роль стали играть характерные для живого организма реакции с участием ферментов.
Как правило, аналитические реакции проводят в растворах. В качестве растворителя используют воду, а также другие жидкости, например, спирты, карбоновые кислоты, кетоны.
Все аналитические реакции в той или иной степени обратимы. Чтобы равновесие реакции было смещено в сторону образования продуктов, надо выбирать подходящие реагенты. Нужно также создавать такие условия проведения реакции, которые обеспечат ее протекание с требуемой полнотой, с количественным образованием продуктов. Находить подходящие условия можно эмпирически, «методом проб и ошибок», но гораздо быстрее и проще делать это расчетным путем.