Η χημεία είναι μια επιστήμη που είναι οργανωμένη σε διάφορους κλάδους, ένας από τους οποίους είναι Αναλυτική Χημεία, μια περιοχή που μελετά και εφαρμόζει τεχνικές αναγνώρισης δειγμάτων, που μπορεί να είναι φυσικά ή τεχνητά.
Η Αναλυτική Χημεία, με τη σειρά της, υποδιαιρείται επίσης σε ορισμένα πεδία, σύμφωνα με τον στόχο της μελέτης. Εάν αυτός ο στόχος είναι να ανακαλύψουμε ακριβώς ποια στοιχεία αποτελούν ένα (ποιοτικό) δείγμα και σε ποια αναλογία εμφανίζονται στο μόριο ή στον τύπο (ποσοτικά), τότε είναι ο κλάδος του στοιχειώδης ανάλυση.
Για παράδειγμα, ας πούμε ότι μια άχρωμη υγρή ουσία βρέθηκε σε μια σκηνή εγκλήματος. Η γνώση αυτής της ουσίας μπορεί να σας βοηθήσει να μάθετε πώς σκοτώθηκε το θύμα και ποιος ήταν ο δολοφόνος, ανάλογα με την περίπτωση. Αυτό το δείγμα που βρέθηκε μπορεί να είναι απλώς μια ουσία, όπως νερό, ή ένα μείγμα ουσιών, όπως νερό και αλκοόλ.
Έτσι, πριν προχωρήσει σε ποσοτική ή ποιοτική μελέτη, ο χημικός αναλύει πρώτα τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του υλικού.
Για παράδειγμα, εάν το δείγμα είναι καθαρή ουσία, θα έχει σταθερό σημείο βρασμού και σημείο τήξεως σε συγκεκριμένη θερμοκρασία το καθένα. Από την άλλη πλευρά, εάν πρόκειται για μείγμα, τα σημεία τήξης και βρασμού δεν θα είναι σταθερά και σταθερά, αλλά η αλλαγή της φυσικής κατάστασης θα συμβεί σε ένα εύρος θερμοκρασιών.
Εάν το δείγμα που βρέθηκε στη σκηνή του εγκλήματος που αναφέρεται παραπάνω έχει σταθερό σημείο βρασμού στους 100 ° C και σταθερό σημείο τήξης στους 0 ° C, ο φαρμακοποιός θα γνωρίζει ήδη ότι είναι νερό. Αλλά ας πούμε ότι είναι στην πραγματικότητα ένα μείγμα, οπότε πρόκειται να χρησιμοποιήσει τεχνικές διαχωρισμού μιγμάτων, όπως καταβύθιση, εκχύλιση και απόσταξη. Για παράδειγμα, εάν κάθε συστατικό (αναλυτής) έχει διαφορετικό σημείο βρασμού, μπορεί να πραγματοποιηθεί απόσταξη.
Για να μάθετε ποια στοιχεία αποτελούν τον τύπο ή το μόριο της ουσίας, ο χημικός αρχίζει να εκτελεί το ποιοτική στοιχειώδης ανάλυση, στις οποίες εκτελούνται αντιδράσεις αποσύνθεσης και τυποποιημένες δοκιμές, όπως επεξεργασία αναλυτών με αντιδραστήρια που μπορούν να παράγουν ενώσεις που μπορούν να αναγνωριστούν από το χρώμα, τη διαλυτότητα, τα σημεία τήξης και βρασμού και τα λοιπά.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Για παράδειγμα, η ουσία μπορεί να διαλυθεί σε βάσεις ή οξέα για να ελεγχθεί η αλλαγή χρώματος ή να σχηματιστεί καθίζηση για να αναγνωριστεί η αρχική ουσία.
Για να ανακαλύψει επίσης την αναλογία στην οποία τα στοιχεία που απαρτίζουν την ουσία εμφανίζονται στον τύπο ή το μόριό της, ο χημικός προχωρά με τις τεχνικές ποσοτική στοιχειακή ανάλυση. Αυτός ο προσδιορισμός γίνεται συνήθως αρχικά σε μάζα ή όγκο και στη συνέχεια σε ποσότητα ύλης (mol).
Ορισμένες τεχνικές που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι ογκομετρία (τιτλοδοτήσεις) και βαρυμετρία (μετρήσεις μάζας). Αυτές οι κλασικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται ευρέως λόγω της σχετικής απλότητας του εξοπλισμού που απαιτείται και της αξιοπιστίας των αποτελεσμάτων που επιτεύχθηκαν.
Επί του παρόντος, ωστόσο, υπάρχουν πολλοί σύγχρονοι αναλυτικοί εξοπλισμοί που έχουν ή συνδέονται με μία ή περισσότερες εξελιγμένες ηλεκτρονικές συσκευές, όπως ενισχυτές, ολοκληρωμένα κυκλώματα, μικροεπεξεργαστές ή ακόμα και υπολογιστές, που είναι ικανοί να εκτελούν τόσο ποιοτική όσο και ποσοτική ανάλυση κατευθείαν. Αυτό είναι πολύ σημαντικό όχι μόνο για την ακρίβεια και την ακρίβεια της ανάλυσης, αλλά και για την αποτροπή της έκθεσης του αναλυτή σε επικίνδυνες ουσίες, όπως αέρια που θα μπορούσαν να τον δηλητηριάσουν.
JSM-6510 Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης στη Διεθνή Έκθεση Ανάλυσης και Εργαστηριακού Εξοπλισμού, 28 Απριλίου 2011 στη Μόσχα*
Με αυτό, είναι δυνατός ο προσδιορισμός της μοριακής μάζας της ουσίας και του ποσοστού, του ελάχιστου και του μοριακού τύπου, που επιτρέπει τον προσδιορισμό της ουσίας που είναι.
* Συντακτική πίστωση: ανάχωμα / shutterstock.com
Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία
