Аналитическая химия

Относится к междисциплинарным наукам. Ее цель – качественно и количественно определить состав вещества, обеспечить точность, высокую чувствительность, экспрессность и селективность анализа.

Существуют химический, физический, физико-химический, биологический методы анализа. Особое место занимает технический анализ, основывающийся на методах качественного и количественного определения. Включает аналитический контроль сырья, процессов производства, готовой продукции, воды, воздуха и т. д.

Классификация видов анализа основана на природе обнаруживаемых или определяемых частиц. В связи с этим различают анализы изотопный, элементный (атомно-ионный), структурно-групповой (функциональный), молекулярный, вещественный, фазовый.

Почти до середины ХХ века анализ органических веществ относился к органической химии. Анализ органических веществ стал частью аналитической химии с появлением новых, главным образом физических методов исследования и широким применением органических реактивов в неорганическом анализе.

С аналитической химии, по существу, началось развитие химии как науки, в которой господствующим методом исследования был химический анализ, использующийся с глубокой древности.

В качестве первого аналитического прибора издавна использовались обыкновенные весы. Уже Архимед (около 240 года до нашей эры) при помощи весов определил плотность золотого венца для выяснения наличия в нем примеси серебра.

Многие методы, позволяющие различать вещества, были отработаны в алхимический период развития химии (XI–XIV века). Термин «химический анализ» впервые использовал английский учёный Р.Бойль (XVII век).

Методы аналитической химии имели определяющее значение в установлении основных законов химии.

В России первая химическая лаборатория была создана в Санкт-Петербурге М.В.Ломоносовым (1748). В ней проводились анализы солей, руд и минералов.

Началом развития аналитической химии в Поволжье можно считать исследование К.Клауса, открывшего в 1844 году химический элемент рутений в Казанском университете.

В начале XX века в университете разрабатывались методы обнаружения солей металлов в твердом состоянии с помощью цветных реакций, явившихся праобразом современных тест-методов (Ф.М.Флавицкий).

В 1918 году А.М.Васильевым в Казанском университете была основана кафедра аналитической химии, которая стала одним из ведущих научных центров, определявших развитие этой науки не только в Татарстане, но и за его пределами.

В 1920-е годы изучалось явление соосаждения, на котором основан один из методов концентрирования следовых количеств веществ (А.М.Васильев).

С конца 1930-х годов развиваются исследования комплексообразования ионов металлов в растворах (А.М.Васильев, В.Ф.Торопова и др.). На основе изучения закономерностей реакций комплексообразования были разработаны полярографические, амперометрические и кулонометрические методы определения концентраций элементов (В.Ф.Торопова, А.А.Попель, В.И.Гороховская, А.И.Костромин). В 1960-е годы эти методы стали применяться при изучении электродных реакций органических соединений (Ю.П.Китаев, Ю.М.Каргин).

Исследования в области электроаналитической химии проводятся в Казанском университете, в Казанском национальном исследовательском технологическом университете, Казанском национальном исследовательском техническом университете, Институте органической и физической химии Казанского научного центра Российской академии наук, Казанском институте кинофотоматериалов.

Активно развиваются исследования по органическим реагентам, экстракционному концентрированию (В.Ф.Торопова, Г.К.Будников); полярографии и ее различным модификациям, химическим сенсорам, в том числе и биосенсорам (Г.К.Будников); неводной электрохимии (Ю.М.Каргин); кулонометрии (И.Ф.Абдуллин); хроматографии газовой (С.М.Вигдергауз, В.Ф.Новиков) и жидкостной с модифицирующими органическими реагентами (М.И.Евгеньев); применению боргидридов металлов в редокс-анализе (К.Н.Мочалов); также по ряду физических методов, в том числе ядерно-магнитной релаксации (А.А.Попель) и атомно-эмиссионной спектроскопии (И.С.Фишман). Почти все названные методы используются для определения малых количеств веществ.

В ряде вузов и научно-исследовательских институтов РТ разрабатываются аналитические приборы, созданы современные вольтамперографы (Р.Ш.Нигматуллин, М.Р.Вяселев) и спектральные приборы высокого разрешения (Р.Д.Мухамедяров). Научные разработки внедряются в практику аналитических лабораторий крупных предприятий нефтихимического комплекса и органического синтеза, а также ведомств, связанных с охраной окружающей среды, – акционерного общества «Нижнекамскнефтехим», акционерного общества «Органический синтез», Центральной специализированной инспекции аналитического контроля, Научно-исслдовательского института геолнеруд, Научно-исслдовательского института химических продуктов и др. Современное оборудование, в том числе управляемое компьютерами, дает возможность получения сведений о химическом составе вещества в реальном масштабе времени, решения важнейших вопросов эколого-аналитического мониторинга.

Золотов Ю.А. Аналитическая химия: проблемы и достижения. М., 1992.

Основы аналитической химии. М., 1999. Кн. 1.

Автор –Г.К.Будников