الكيمياء علم منظم في عدة فروع ، أحدها هو الكيمياء التحليلية، وهي منطقة تدرس وتطبق تقنيات لتحديد العينات ، والتي يمكن أن تكون طبيعية أو اصطناعية.
وتنقسم الكيمياء التحليلية بدورها أيضًا إلى بعض المجالات وفقًا لهدف الدراسة. إذا كان هذا الهدف هو اكتشاف العناصر التي تشكل عينة (نوعية) بالضبط وبأي نسبة تظهر في الجزيء أو في الصيغة (الكمية) ، فهي فرع من التحليل الأولي.
على سبيل المثال ، لنفترض أنه تم العثور على مادة سائلة عديمة اللون في مسرح جريمة. معرفة ماهية هذه المادة يمكن أن يساعدك في معرفة كيف قُتل الضحية ومن كان القاتل ، حسب الحالة. قد تكون هذه العينة التي تم العثور عليها مجرد مادة ، مثل الماء ، أو خليط من المواد ، مثل الماء والكحول.
وهكذا ، قبل الشروع في الدراسة الكمية أو النوعية ، يقوم الكيميائي أولاً بتحليل الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة.
على سبيل المثال ، إذا كانت العينة مادة نقية ، فسيكون لها نقطة غليان ونقطة انصهار ثابتة عند درجة حرارة معينة لكل منهما. من ناحية أخرى ، إذا كان خليطًا ، فإن نقاط الانصهار والغليان لن تكون ثابتة وثابتة ، ولكن تغير الحالة الفيزيائية سيحدث على مدى درجات حرارة مختلفة.
إذا كانت العينة التي تم العثور عليها في مسرح الجريمة المذكورة أعلاه تحتوي على نقطة غليان ثابتة عند 100 درجة مئوية ونقطة انصهار ثابتة عند 0 درجة مئوية ، فإن الكيميائي سيعرف بالفعل أنه ماء. ولكن لنفترض أنه في الواقع خليط ، لذلك سيستخدم تقنيات فصل الخليط ، مثل الترسيب والاستخراج والتقطير. على سبيل المثال ، إذا كان كل مكون (المحللة) نقطة غليان مختلفة ، يمكن إجراء التقطير.
لمعرفة العناصر المكونة لصيغة المادة أو الجزيء ، يبدأ الكيميائي في إجراء التحليل الأولي النوعي، حيث يتم إجراء تفاعلات التحلل والاختبارات المعيارية ، مثل معالجة المواد التحليلية بالكواشف يمكن أن تنتج مركبات يمكن تحديدها من خلال اللون والذوبان والذوبان ونقاط الغليان إلخ.
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
على سبيل المثال ، يمكن إذابة المادة في قواعد أو أحماض للتحقق من تغيرات اللون أو تكوين الراسب لتحديد مادة البداية.
لاكتشاف أيضًا النسبة التي تظهر بها العناصر المكونة للمادة في صيغتها أو جزيءها ، يواصل الكيميائي تقنيات التحليل الكمي للعناصر. عادة ما يتم هذا التحديد مبدئيًا في الكتلة أو الحجم ثم في كمية المادة (مول).
بعض التقنيات شائعة الاستخدام هي قياس الحجم (المعايرة) وقياس الجاذبية (قياسات الكتلة). تستخدم هذه الطرق الكلاسيكية على نطاق واسع بسبب البساطة النسبية للمعدات اللازمة وموثوقية النتائج التي تم الحصول عليها.
ومع ذلك ، يوجد حاليًا العديد من المعدات التحليلية الحديثة التي لديها أو متصلة بجهاز إلكتروني واحد أو أكثر من الأجهزة الإلكترونية المتطورة ، مثل مكبرات الصوت والدوائر المتكاملة والمعالجات الدقيقة أو حتى أجهزة الكمبيوتر ، القادرة على إجراء التحليل النوعي والكمي مباشرة. هذا مهم جدًا ليس فقط لدقة التحليل ودقته ، ولكن أيضًا لمنع المحلل من تعريض نفسه لمواد خطرة ، مثل الغازات التي يمكن أن تسممه.
JSM-6510 المجهر الإلكتروني الماسح في المعرض الدولي للتحليل ومعدات المختبرات ، 28 أبريل 2011 في موسكو*
مع هذا ، من الممكن تحديد الكتلة الجزيئية للمادة ونسبتها ، والصيغ الصغرى والجزيئية ، مما يسمح بتحديد المادة.
* الائتمان التحريري: ديكي / shutterstock.com
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
