כימיה היא מדע המאורגן בכמה ענפים, אחד מהם הוא של כימיה אנליטית, אזור החוקר ומיישם טכניקות לזיהוי דגימות, שיכולות להיות טבעיות או מלאכותיות.
כימיה אנליטית, בתורה, מחולקת גם היא לתחומים מסוימים, על פי מטרת המחקר. אם מטרה זו היא לגלות בדיוק אילו אלמנטים מהווים מדגם (איכותי) ובאיזה פרופורציה הם מופיעים במולקולה או בנוסחה (כמותית), אז זה הענף של ניתוח אלמנטרי.
לדוגמא, נניח וחומר נוזלי חסר צבע נמצא בזירת פשע. לדעת מהו חומר זה יכול לעזור לך לגלות כיצד הקורבן נהרג ומי היה הרוצח, תלוי במקרה. מדגם זה שנמצא עשוי להיות רק חומר, כגון מים, או תערובת של חומרים, כגון מים ואלכוהול.
לפיכך, לפני שממשיך במחקר כמותי או איכותי, הכימאי מנתח תחילה את התכונות הפיזיקליות והכימיות של החומר.
לדוגמא, אם המדגם הוא חומר טהור, תהיה לו נקודת רתיחה קבועה ונקודת התכה בטמפרטורה מסוימת כל אחת. מצד שני, אם מדובר בתערובת, נקודות ההיתוך והרתיחה לא יהיו קבועות וקבועות, אך שינוי המצב הפיזי יתרחש בטווח טמפרטורות.
אם לדגימה שנמצאה בזירת הפשע שהוזכרה לעיל יש נקודת רתיחה קבועה ב 100 מעלות צלזיוס ונקודת התכה קבועה ב 0 מעלות צלזיוס, הכימאי כבר יידע שמדובר במים. אבל נניח שזו למעשה תערובת, ולכן היא תשתמש בטכניקות הפרדת תערובת, כגון משקעים, מיצוי וזיקוק. לדוגמא, אם כל רכיב (
אנליטי) יש נקודת רתיחה אחרת, ניתן לבצע זיקוק.כדי לגלות אילו יסודות מרכיבים את הנוסחה או המולקולה של החומר, מתחיל הכימאי לבצע את ניתוח יסודי איכותי, בהן מתבצעות תגובות פירוק ובדיקות סטנדרטיות, כגון טיפול בניתוחים עם ריאגנטים שיכולים לייצר תרכובות שניתן לזהותן לפי צבע, מסיסות, נקודות התכה ורתיחה וכו '
לדוגמא, ניתן להמיס את החומר בבסיסים או בחומצות כדי לבדוק אם יש שינויים בצבע או היווצרות משקעים כדי לזהות את החומר המוצא.
כדי לגלות גם את הפרופורציה בה מופיעים היסודות המרכיבים את החומר בנוסחה או במולקולה שלו, הכימאי ממשיך בטכניקות של ניתוח יסודי כמותי. קביעה זו נעשית בדרך כלל בתחילה במסה או בנפח ואז בכמות החומר (מול).
כמה טכניקות נפוצות הן נפח (טיטרציות) וגרבימטריה (מדידות מסה). נעשה שימוש נרחב בשיטות קלאסיות אלה בשל הפשטות היחסית של הציוד הדרוש ואמינות התוצאות שהתקבלו.
נכון לעכשיו, ישנם ציוד אנליטי מודרני רב שיש להם או מחובר למכשיר אלקטרוני מתוחכם אחד או יותר, כגון מגברים, מעגלים משולבים, מיקרו-מעבדים או אפילו מחשבים המסוגלים לבצע ניתוח איכותי וכמותי באופן ישיר. זה חשוב מאוד לא רק לדיוק ובדיוק הניתוח, אלא גם למניעת האנליטיקאי לחשוף את עצמו לחומרים מסוכנים, כמו גזים העלולים להרעיל אותו.
מיקרוסקופ אלקטרונים סריקת JSM-6510 בתערוכה הבינלאומית לניתוח וציוד מעבדה, 28 באפריל 2011 במוסקבה*
בכך ניתן לקבוע את המסה המולקולרית של החומר ואת הנוסחאות האחוזיות, המינימליות והמולקולריות שלו, המאפשרות לזהות באיזה חומר מדובר.
* זיכוי עריכה: דיקיי / shutterstock.com
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/analise-elementar.htm