ما هو التحليل الكيميائي؟
التحليل الكيميائي هو فرع متعلق بالكيمياء ، إنه تطبيق للمعرفة الكيميائية ، ولا يقتصر هذا التحليل على إجراء تحليل روتيني على عينات مختلفة.
بدلاً من ذلك ، هدفها هو تطوير وتحسين الأساليب التحليلية الحالية ، مع توسيع نطاق الأساليب التحليلية الحالية لتشمل أنواعًا جديدة من العينات.
تهدف الكيمياء التحليلية أيضًا إلى تطوير طرق تحليلية جديدة لقياس أي ظواهر كيميائية متاحة ، ومن الجدير بالذكر أن الكيميائي الدكتور سي إن ريلي وصف التحليل الكيميائي بأنه ما يفعله متخصص في الكيمياء التحليلية.
وذلك عندما حصل على “جائزة فيشر” للكيمياء التحليلية عام 1965 م ، وهو الكيميائي التحليلي الأكثر تأثيرًا في النصف الأخير من القرن العشرين.
التطور التاريخي للكيمياء التحليلية.
كان التحليل الكيميائي موجودًا ومستخدمًا لفترة طويلة ، لذا نشأت الحاجة إلى استخدامه بسبب حاجة الكيميائيين لدراسة مركبات المواد المختلفة.
طور العديد منهم طرقًا لتحديد ما يُعرف بالمركبات الكيميائية أثناء فصلها ، ومن بين الكيميائيين الذين نفذوا هذه المهمة “جوستوس فون ليبيج وروبرت بنسن وجوستاف كيرشوف”.
كما طور روبرت وجوستاف الأداة المسؤولة عن إجراء التحليل الكيميائي للمركبات ، وتحديد العناصر المكونة لها ، لتكون “مطياف اللهب”.
حاليًا ، يتم استخدام العديد من الطرق التحليلية ، مثل قياس الطيف الكتلي ، والكروماتوغرافيا بالرنين المغناطيسي النووي ، والكروماتوجرافيا السائلة عالية الأداء.
أهمية الكيمياء التحليلية.
يُستخدم التحليل الكيميائي في العديد من المجالات العلمية والطبية والصناعية ، ومن أهمها ما يلي:
- التعرف على التركيز الكيميائي للأكسجين “O2” وثاني أكسيد الكربون “CO2” في الدم.
- يستخدم التحليل الكيميائي في التشخيص المرضي للغدة الدرقية من خلال التحليل الكمي لأيون الكالسيوم “Ca” في الدم.
- التعرف على محتوى البروتين وقيمة الغذاء من خلال التحليل الكمي لعنصر النيتروجين في الغذاء.
- تحليل “الفولاذ” أثناء العمل لاستخراجه من عناصر الكربون والنيكل والكروم.
- التعرف على مواصفاتها ومتطلبات صلابتها وقدرتها على مقاومة التآكل والعديد من المواصفات الأخرى.
- التحليل الكيميائي لمحتوى مركبي “ميركابتان” المرتبطين بتوريد الغازات المنزلية ، والتحذير من حدوث تسربات خطيرة.
طرق الفصل في التحليل الكيميائي.
يوجد العديد من طرق الفصل في الكيمياء التحليلية ، من أهمها ما يلي:
التحليل الكروماتوغرافي
يعتمد هذا التحليل الكيميائي على اختلاف المواد في ميولها للخلط أو التبادل أو الانقسام من خلال السطح المغطى بالمذيب الصالح أو المناسب ، أو من خلال المادة الكيميائية المحددة ، وينقسم التحليل الكروماتوغرافي إلى عدة طرق ، أي:
التجزئة الكروماتوغرافية
كروماتوغرافيا التبادل الأيوني
يتم الفصل في هذه الطريقة عن طريق التبادل الأيوني للسطح مع أيونات المادة.
كروماتوغرافيا الامتزاز
يتم الفصل بهذه الطريقة باستخدام الظاهرة المعروفة باسم امتصاص السطح.
لا تنس أن تقرأ:
طبقة رقيقة اللوني
يتم الفصل في هذه الطريقة باستخدام ألواح زجاجية توضع عليها المادة المسامية المسؤولة عن فصل وتحليل مكونات المادة.
كروماتوغرافيا HPLC
إنه كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء تعرف باسم “HPLC”.
الطرق الكهربائية
- يتم الفصل باستخدام الموصلات الكهربائية عن طريق القياس لتغيير معامل إمداد الكهرباء للمحول.
- يتم الفصل أيضًا باستخدام فرق الجهد الكهربائي عن طريق قياس التغير في فرق الجهد أثناء التفاعلات الكيميائية.
- هذا يساعد على تحديد تركيز المواد المختلفة.
- يتم الفصل باستخدام كمية الكهرباء عن طريق تحديد كمية الكهرباء اللازمة لإكمال التفاعلات ، ويتم استخدام وحدة الكولوم لقياسها.
- يتم الفصل من خلال استخدام التيارات الكهربائية المعروفة باسم علم الاستقطاب.
- والتي تتناسب مع تراكيز المواد التي تم تأكسدها وخفضها.
انبعاثات الطاقة الخفيفة
طريقة توثيق طيف الانبعاث
يتم إثارة المواد عن طريق ما يعرف بالقوس الكهربائي.
استخدام مطياف اللهب الضوئي.
يتم إثارة المواد بواسطة ألسنة اللهب من أنواع مختلفة.
استخدام ومضات الأشعة السينية.
يتم إثارة المواد من خلال استخدام فلاش الأشعة السينية.
امتصاص الطاقة الضوئية
- يتم فصل المواد باستخدام الطيف فوق البنفسجي.
- يتم فصل المواد أيضًا باستخدام طيف الأشعة تحت الحمراء.
- يتم فصل المواد بواسطة الرنين المغناطيسي النووي.
- كما يتم فصل المواد بواسطة الأشعة السينية.
طرق أخرى لفصل المواد في الكيمياء الحيوية
يتم فصل المواد بواسطة الكيمياء الحيوية بالطرق التالية:
الانكسار الضوئي
مقياس الاستقطاب
المواد المشعة
تتميز المادة بالنشاط الإشعاعي عندما تشع إشعاعًا يستخدم في التقدير الكمي للمادة.
مطياف الكتلة
حيث يتم قياس النسب الخاصة المختلفة.