분석 화학이란 무엇입니까?

우리는 분석 화학이 무엇인지, 그리고 이 화학 분야가 무엇에 중점을 두고 있는지 설명합니다. 또한, 그것이 사용하는 분석 방법.


분석화학은 다양한 분석 방법을 사용합니다.

분석 화학이란 무엇입니까?

분석화학은 물질 에 대한 이해 , 즉 실험적 또는 실험실적 방법을 사용하여 샘플을 구성하는 물질을 분석하는 데 중점을 두는 화학 분야 입니다.

분석화학은 정량분석화학과 정성분석화학으로 분류할 수 있습니다 . 정량 분석 화학은 샘플에 포함된 하나 이상의 구성 요소의 수량, 농도 또는 비율을 결정하는 데 사용됩니다. 즉, 물질의 정량화와 관련이 있습니다.

정성 분석 화학은 샘플의 구성 요소가 무엇인지 파악하는 데 사용됩니다. 즉, 샘플의 각 구성 요소를 식별하는 데 관심이 있습니다. 한편, 분석화학은 시료의 성분을 분리하는 데에도 사용됩니다. 일반적으로 문제의 물질(식별하거나 정량화하려는 물질)을 분석물이라고 합니다.

분석화학을 탄생시킨 지식은 18세기에 등장한 물질의 화학적 조성에 대한 현대적인 생각에서 비롯되었습니다.

이 분야 의 발전에서 중요한 이정표는 물질의 물리적 특성과 화학적 구성 사이의 상관관계를 이해하는 것이었습니다. 여기에는 분광학, 전기화학, 폴라로그래피에 대한 연구가 기본이었습니다.

그러나 주제를 더욱 완벽하게 이해할 수 있는 화학분석 방법의 발명은 과학기술의 발전과 함께 발전하게 되었고, 분석화학 분야의 일반적인 특징은 20세기에 이르러서야 정의될 수 있었습니다.

분석 화학은 물질을 이해하기 위해 다음과 같은 분석 방법을 사용합니다.

정량적 방법

  • 체적 방법. 적정 또는 적정이라고 알려진 이 방법은 농도가 알려진 시약(적정제 물질)을 사용하여 농도가 알려지지 않은 다른 시약(시료에서 분석할 분석물질 또는 물질)의 화학 반응을 결정하는 정량적 방법입니다. 적정에서 지시약은 일반적으로 반응 의 종말점을 표시하는 데 사용됩니다. 다양한 종류의 학위가 있습니다:
    • 산-염기 적정. 이는 산-염기 지시약을 사용하여 산과 염기 가 반응하는 것입니다. 일반적으로 베이스를 뷰렛(부피를 측정하는 데 사용되는 화학 용기)에 넣고 부피를 삼각 플라스크에 넣습니다.페놀프탈레인(지시약) 몇 방울을 첨가한 알려진 산입니다. 페놀프탈레인은 염기성 매질에서는 분홍색을 띠고 산성 매질에서는 무색을 띤다. 그런 다음 이 방법은 최종 용액이 분홍색으로 변할 때까지 산에 염기를 첨가하는 것으로 구성됩니다. 이는 산과 염기 사이의 반응이 종말점에 도달했음을 의미합니다. 종말점에 도달하기 직전에 반응은 당량점에 도달합니다. 이 지점은 적정제의 물질 양이 분석물질의 물질 양과 같습니다. 반응의 화학양론이 1:1, 즉 동일한 양의 분석 물질과 적정제가 반응하는 경우 다음 방정식을 사용하여 분석 물질의 양을 결정할 수 있습니다.

어디:

    • [ X ]는 알려진 물질 X 의 농도로 , mol/L 또는 등가 단위로 표시됩니다.
    • V(X) 는 뷰렛에서 분배된 물질 X 의 부피로 , L 또는 이에 상응하는 단위로 표시됩니다.
    • [ Y ]는 mol/L 또는 등가 단위로 표현되는 분석물질 Y 의 미지 농도입니다 .
    • V(Y) 는 삼각플라스크에 들어 있는 물질 Y 의 부피로 , L 또는 이에 상응하는 단위로 표시됩니다.

이 방정식은 널리 사용되지만 사용되는 학위 유형에 따라 달라지는 경우가 많다는 점을 명확히 하는 것이 중요합니다.

    • 산화환원 적정. 기본은 산-염기 적정과 동일하지만 이 경우 경우에 따라 분석물과 산화 또는 환원 용액 사이에 산화환원 반응이 있습니다. 사용되는 지시약은 전위차계(전위차를 측정하는 장비) 또는 산화환원 지시약(각 산화 상태에서 정의된 색상을 갖는 화합물)일 수 있습니다.
    • 복합 형성 적정. 이는 분석물과 적정제 물질 사이의 복합체 형성 반응으로 구성됩니다.
    • 강수량 적정. 그들은 침전물의 형성으로 구성됩니다. 이는 매우 구체적이며 사용되는 지표는 각 반응마다 매우 구체적입니다.
  • 중량 측정 방법. 재료나 물질을 변경하기 전과 후에 무게를 측정하는 정량적 방법 입니다. 측정을 수행하는 기기는 일반적으로 분석 저울입니다. 몇 가지 중량 측정 방법이 있습니다.
    • 강수량. 이는 침전물의 형성으로 구성되어 있어 무게를 측정할 때 화학양론적 관계를 사용하여 원래 샘플의 양을 계산할 수 있습니다. 침전물은 여과를 통해 발견된 용액으로부터 수집될 수 있습니다 . 이 방법을 적용하려면 분석물은 난용성이어야 하며 화학적으로 잘 정의되어 있어야 합니다.
    • 휘발. 분석물질을 휘발시켜 시료에서 분리하는 과정으로 구성됩니다. 그런 다음 분석물을 일부 물질에 흡수하여 회수하고, 이 물질의 무게를 측정하고, 분석물의 혼합으로 인해 중량 증가가 발생 하며 , 그 중량은 흡수 전과 흡수 후의 흡수성 물질의 중량 차이로 계산됩니다. 분석가.. 이 방법은 분석물질이 시료 내 유일한 휘발성 물질인 경우에만 적용할 수 있습니다.
    • 전착. 이는 분석물이 화합물의 일부를 형성하는 전극에 증착되는 산화환원 반응 으로 구성됩니다. 그런 다음 산화환원 반응 전후에 전극의 무게를 측정하여 침전된 분석물의 양을 계산할 수 있습니다.

더욱 발전된 도구적 방법:

  • 분광법. 장치는 분석 중인 물질 또는 화합물과 접촉하는 전자기 방사선( 빛 ) 의 거동을 측정하는 데 사용됩니다 .
  • 전기 분석 방법. 분광법과 유사하지만 빛 대신 전기를 사용하여 분석할 물질이 전달하는 전위 또는 전류를 측정합니다.
  • 크로마토그래피 방법. 크로마토그래피 는 복잡한 혼합물을 분리, 특성화 및 정량화하는 방법입니다 . 혼합물 에서 하나 이상의 성분을 분리하는 데 사용됩니다.동시에 이를 식별하고 샘플 내 농도 또는 양을 계산합니다. 즉, 정량화합니다. 크로마토그래피 방법은 기본적으로 샘플을 분석하는 데 사용되는 장비 또는 구조의 일부인 고정상과 이동상으로 구성됩니다. 고정상은 움직이지 않으며 일반적으로 기둥 형태로 설계된 일부 시스템에 부착되는 물질로 구성되며, 이동상은 고정상을 흐르는 물질(액체 또는 기체)입니다. 성분(분석물)의 분리는 고정상 또는 이동상에 대한 각 성분의 친화도에 따라 발생하며, 이는 (각 상 또는 두 상 모두의) 다양한 화학적 및 물리적 특성에 따라 달라집니다. 크로마토그래피에는 이동상과 고정상으로 사용되는 물질에 따라 다양한 종류가 있으며, 크로마토그래피 장비의 방법과 설계에 부과된 조건. 예를 들어, 다음 이미지에서는 크로마토그래피 컬럼에 주입된 혼합물의 다양한 성분이 분리되는 것을 볼 수 있습니다. 다르다는 걸 볼 수 있어요기둥을 채우는 고정상을 따라 내려갈 때 각 구성 요소의 색상은 다음과 같습니다.

참고: 물질 보존의 법칙