כימיה אנליטית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Incomplete-document-purple.svg יש להשלים ערך זה: בערך זה חסר תוכן מהותי. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה.
הנכם מוזמנים להשלים את החלקים החסרים ולהסיר הודעה זו. שקלו ליצור כותרות לפרקים הדורשים השלמה, ולהעביר את התבנית אליהם.

כימיה אנליטית - אחד ממדעי המשנה של כימיה, עוסקת בשיטות לבדיקה ובחינה של חומרים, על-מנת לברר את הרכבם הכימי, את נוסחת המבנה שלהם, דרגת הניקיון של המדגם מחומרים מזהמים ונתונים אחרים.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

כימיה אנליטית היא אחד התחומים הבסיסים והקדומים ביותר בענף הכימיה. שיטות אנליזה כימית מספקת שיטות לקביעת נוכחות של חומרים בכל מיני עצמים.

ההתקדמות העיקרית בתחום זה היה במאה ה-19 כאשר חלה התפתחות תחום האנליה של יסודות בידי יוסטוס וון לייביג והתפתחות של ניתוח מדעי מדויק של תרכובות אורגניות לפי אופן התגובות בהן הם משתתפות ולפי הקבוצות הפונקציונליות שלהן. המכשור האנליטי הראשון היה ספקטרוסקופית להבה שפותחה על ידי רוברט בונסן וגוסטב קירכהוף אשר גילה את היסודות רובידיום וצסיום. רוה ההתפתחויות שהתחוללו בכימיה אנליטית התרחשו לאחר 1900 כאשר מכשור אנליטי לזיהוי חומרים נעשה תחום מוביל בכימיה. חלק ניכר מאותם שיטות בסיסיות שפותחו בראשית המאה פותחו וקודמו לקראת סופה.

החל משנות ה-70 ועד לימינו חלה התקדמות של תחום הכימיה האנליטית להיות תחום מטרייה המכסה תחתיו גם את תחום הכימיה הביו-אנליטית, כאשר אנליזה וכימות של חומרים ביולוגים נעשה נפוץ יותר בהשוואה לעבר בו לרוב בוצע מחקר על חומרים אי-אורגנים ומולקולות אורגניות קטנות. לייזרים גם הם היוו תפנית בתחום המחקר שכן הם מאפשרים לחולל ולהשפיע על מגוון רחב של תגובות. חשוב מכל, בסוף המאה ה-20 החלה הטיה של השימוש בכימיה האנליטית בנושא אקדמי טהור לשימושים אזרחיים כמו פתירת בעיות רפואיות, סביבתיות ופורנזיות.

סוגים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הכימיה האנליטית מתחלקת לשני סוגים עיקריים:

  • אנליזה איכותיתאנגלית: Qualitative analysis) - בדיקה האם יסוד או תרכובת ספציפים נמצאים בחומר הנבדק או לא.
  • אנליזה כמותית (Quantitative analysis) - בדיקת כמותו של יסוד או תרכובת מסוימים בחומר נתון.

הכימיה האנליטית המודרנית עוסקת בעיקר באנליזה כמותית. את האנליזה הכמותית מחלקים לחלוקת משנה נוספת: בדיקת כמותו של יסוד אחד, או בדיקת כמות של קבוצת חומרים, כמו למשל המתכות האלקליות. האפשרות האחרונה חשובה במיוחד בביולוגיה.

שיטות[עריכת קוד מקור | עריכה]

קיים מגוון רחב של שיטות לפירוק, מציאת ומדידה נעלמים של תרכובות כימיות.

גרווימטריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

הפרדת החומר על מנת למדוד את המסה או הנפח של התוצר הסופי. שיטה זו מבוססת על שיקוע גרוויטציוני ומכאן שמה. באמצעות מסת החומר (או נפח החומר) שהוסף ניתן לחשב את כמות החומר ששקע. שיטה זו נחשבת לפשוטה מאוד וקלה לביצוע, אך היא מדויקת פחות משיטות אנליטיות רבות ולכן אינה נמצאת בשימוש נרחב.

ספקטרוסקופיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

מתבססת ברוב המקרים על ספקטרום בליעה וספקטרום פליטה של קרינה מסוגים שונים, כאשר לחומרים שונים תבניות בליעה ופליטה שונות. בין השיטות בקטגוריה זו - ספקטרופוטומטריה, המבוססת על אור נראה, על-סגול, ותת-אדום; ספקטרוסקופיית תת-אדום, מבוססת על קרינת תת-אדום; תהודה מגנטית גרעינית (NMR) המבוססת על תגובה לגלי רדיו בנוכחות שדה מגנטי, ספקטרוסקופיית בליעה אטומית (AAS), ועוד.

שיטה שאינה מבוססת על קרינה היא ספקטרוסקופיית מסות. גרסה מתקדמת יותר של זו, המשמשת בעיקר לבדיקה איכותית וכמותית של יסודות, היא ICP-MS ‏(Inductively-Coupled Plasma - Mass Spectrometry), בשיטה זו דוגמה מומסת של חומר, עוברת דרך להבה חמה ביותר (עד עשרות אלפי מעלות צלזיוס) אשר הופכת את התמיסה לפלזמה, ולאחר מכן נבדקת הבליעה של הדוגמה או המסות של האטומים המרכיבים אותה. לעיתים שיטה זו משולבת בהפרדה באמצעות שיטה כרומטוגרפית.

טיטרציות[עריכת קוד מקור | עריכה]

העיקרון בשיטה זו הוא ריאקציה של תמיסת הנעלם עם תמיסה של חומר בריכוז ידוע וקבוע המגיב איתו. ניתן לחשב את ריכוז הנעלם על ידי מדידת ומציאת כמות המולים שהגיבו מתוך ידיעת הנפח והריכוז המדויקים של הטיטרנט. ישנם סוגים רבים של טיטרציות כגון טיטרציה של חומצה בסיס מאפשרת קביעת PH -מציאת ריכוז יוני הידרוניום (H3O+), בתמיסה הנעלמת

ארגנטומטריה, היא טיטרציה עם יוני כסף, בעיקר למדידת ריכוז (או המצאות) של הלוגנים. מדידה איכותית תבוצע באמצעות טפטוף כמה טיפות של יוני כסף. אם נוצר משקע לבן, סיכוי רב שהתמיסה מכילה הלוגנים.

אלקטרואנליזה[עריכת קוד מקור | עריכה]

בשיטה זו נבדק שינוי במתח או בזרם שהתמיסה מוליכה, על מנת לקבוע את ריכוז החומר בתמיסה.

כרומטוגרפיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

השיטות הכרומטוגרפיות שימושיות במיוחד באנליזות של חומרים אורגניים ובפרט בהפרדה וכימות של אי-נקיונות וממיסים שאריתיים.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]