كيمياء تحليلية: الفرق بين النسختين

تم إزالة 21 بايت ، ‏ قبل سنة واحدة
تهذيب
(تنسيق ويكي)
(تهذيب)
[[ملف:Flame test.jpg|thumb|left|200px|تعيين [[النحاس]] في هذا التحليل النوعي البسيط ،البسيط، واللون الأزرق المخضر في الشعلة دليل على وجود النحاس. (الصوديوم مثلا ينتج لونا برتقاليا أصفرا) .]]
 
'''الكيمياء التحليلية''' هي دراسة التركيب [[كيمياء|الكيميائي]] [[مواد|للمواد]] الطبيعية والاصطناعية. بخلاف الفروع الأخرى من [[كيمياء|الكيمياء]] مثل [[كيمياء لاعضوية|الكيمياء اللاعضوية]] أو [[كيمياء عضوية|الكيمياء العضوية]] فإن الكيمياء التحليلية غير محصورة بنوع محدد من [[مركب كيميائي|المركبات]] أو بنوع معين من [[تفاعل كيميائي|التفاعلات الكيميائية]].<ref>{{مرجع كتاب|title=الكيمياء الشيقة|url=https://books.google.com.ua/books?id=N3NUDwAAQBAJ&lpg=PA9&dq=%D8%AA%D8%AF%D8%B1%D8%B3%20%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A1%20%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%B6%D9%88%D9%8A%D8%A9&hl=ar&pg=PA9#v=onepage&q&f=false|publisher=Al Manhal|date=2011-01-01|ISBN=9796500154848|language=ar|author1=صبحي}}</ref> الخواص التي تدرس في الكيمياء التحليلية تتضمن الخواص الهندسية مثل شكل الجزيئات وتوزع الذرات بها إلى خواص مثل التركيب وتحديد المكونات من العناصر. تطورت الكيمياء التحليلية على يد الكيميائيين التحليليين وأسهم تطورها في تقدم كثير من العلوم الأخرى : بالذات الكيمياء وعلم الحياة بفروعه وعلوم الأرض والتربة : من تطوير للنظريات ومناهج البحث ([[علوم بحتة]]) إلى تطوير التطبيقات مثل التطبيقات [[طبي حيوي|الطبية الحيوية]]، [[علوم بيئية|البيئية]] ومراقبة التطورات البيئية والمناخية وتأثيرات الإنسان على البيئة، [[جودة|رقابة الجودة]] في [[صناعة|الصناعة]] خاصة [[صناعة صيدلانية|صناعة الأدوية]]، وحتى التحليلات الجينية والوراثية في أبحاث [[علم الأحياء]] و [[طب جنائي|الطب الجنائي]]
 
كلاسيكيا : تصنف طرق ومناهج الكيمياء التحليلية إلى نمطين : نوعية وكمية:
* [[تحليل لاعضوي نوعي]] : يبحث في إثبات وجود [[عنصر كيميائي|عناصر كيميائية]] في مركب ما أو وجود [[مركب لاعضوي]] في عينة ما.
* [[تحليل عضوي نوعي]] : يبحث عن تأكيد وجود [[زمرة وظيفية]] ما أو [[مركب عضوي]] في عينة ما.
* [[تحليل كمي (كيمياء)|التحليل الكمي]] : يبحث في تحديد المقادير الدقيقة لعنصر ما أو مركب ما في عينة مأخوذة. أي يعين وزن المركب أو العنصر [[جرام|بالجرام]] أو [[جرام|بالمليجرام]].
 
* [[تحليل لاعضوي نوعي]] : يبحث في إثبات وجود [[عنصر كيميائي|عناصر كيميائية]] في مركب ما أو وجود [[مركب لاعضوي]] في عينة ما.
الكيمياء التحليلية الحديثة تنقسم إلى قسمين : الهدف التحليلي analytical targets (الغرض من التحليل) ، أو طرق التحليل analytical methods (ابتكار طرق جديدة للتحليل). [[كيمياء تحليلية (مجلة)|مجلة الكيمياء التحليلية]] تعمد على استعراض طرق مختلفة للتصنيف في العدد الأخير من كل سنة.
* [[تحليل عضوي نوعي]] : يبحث عن تأكيد وجود [[زمرة وظيفية]] ما أو [[مركب عضوي]] في عينة ما.
* [[تحليل كمي (كيمياء)|التحليل الكمي]] : يبحث في تحديد المقادير الدقيقة لعنصر ما أو مركب ما في عينة مأخوذة. أي يعين وزن المركب أو العنصر [[جرام|بالجرام]] أو [[جرام|بالمليجرام]].
 
الكيمياء التحليلية الحديثة تنقسم إلى قسمين : الهدف التحليلي analytical targets (الغرض من التحليل) ، أو طرق التحليل analytical methods (ابتكار طرق جديدة للتحليل). [[كيمياء تحليلية (مجلة)|مجلة الكيمياء التحليلية]] تعمد على استعراض طرق مختلفة للتصنيف في العدد الأخير من كل سنة.
 
بعد جمع المعلومات الناتجة عن تحليل العينات يعمد لاستخدامها في تشكيل [[منحنى تعيير]] calibration curve، وقد يستخدم [[قياسي داخلي]] (شاهد داخلي) internal standard حيث يضاف بكميات معروفة للعينة المحللة للمساعدة على تحديد الكميات في التحليل. المقادير الموجودة من المادة المراد تحليلها تحدد كنسبة مقارنة بالشاهد الداخلي أو الخارجي كوسيلة تعيير، خاصة في الطرق الحديثة.
 
وتساعد الكيمياء التحليلية على حل العديد من المسائل، منها<ref name="كريشوف"/>:
* إيضاح طبيعة العينة المدروسة ([[حليلة (كيمياء)|الحليلة]] analyte ) ، أي إثبات ما إذا كانت المادة المعنية من منشأ عضوي أو لا عضوي.
* تحديد أشكال وجود المكونات المستقلة في العينة (مثال وجود S<sup>0</sup>، أو S<sup>−2</sup>، أو SO<sup>−2</sup><sub>3</sub>، أو SO<sup>−2</sup><sub>4</sub>) ودرجة أكسدة العناصر (Fe<sup>+2</sup>، أوFe<sup>+3</sup>، أو Cr<sup>+2</sup>، أو Cr<sup>+3</sup>، وغيرها).
* تعيين تركيب وكمية كل من المكون الرئيسي (الذهب على هيئة فلز فطري مثلا) والشوائب الغريبة فيه (النحاس والفضة في عينة الذهب مثلا) وكذلك كمية الشوائب الدقيقة (أي الموجودات بكميات ضئيلة جدًا) وتوزعها المحلي في عينات تكنيكية عالية النقاوة (كالبورون في الجرافيت والحديد وأشباه الموصلات وغيرها).
* [[مطياف الكتلة]]
* [[تحليل وزني حراري]]
* [[عملية فصل|عمليات الفصل]] : مثل [[كروماتوجرافيا|الكروماتوجرافي أو التفريق اللوني]] و[[رحلان كهربائي|الرحلان الكهربائي]]
* [[علم البلورات|بلورية]]
* [[مجهرية]]
 
== أهمية الكيمياء التحليلية ==
[[ملف:Magnetic Stirrer.JPG|thumb|left|220px|[[قضيب تحريك]] أثناءالعمل ،أثناءالعمل، يحركه من أسفل مغناطيس كهربي دوّار.]]
تقوم الكيمياء التحليلية في كثير من العلوم بدور مهم، وكذلك فهي لاغنى عنها أساسًا في علم الحياة، إذ يستفاد من التقنية التحليلية في دراسة المواد الحية وعمليات التمثيل الغذائي وغيرها، ولا يستطيع الأطباء تشخيص الأمراض دون الاستناد إلى نتائج التحليلات اللازمة لذلك. كما نجد أن تقسيم المعادن جاء بعد معرفة تامة بالمكونات الكيميائية له. ولا يستطيع الفيزيائيون تشخيص نواتج تصادم الدقائق ذات الطاقة العالية بدون استخدام التقنية التحليلية في الصناعة الحديثة. إن قيمة المواد الخام ومدى نقاوة منتج صناعي وملاءمته للاستعمال والسيطرة على العمليات الصناعية في مرحلة أو أكثر نحتاج إلى معرفة الكيمياء التحليلية للتأكد من جودة الإنتاج الصناعي.
 
 
=== التحليل الكمي ===
ويبحث في تقدير كميات المكونات أو العناصر الداخلة في تركيب المركب الكيميائي أو الخليط، ويتبين من هذا أن التحليل النوعي لمادة مجهولة التركيب يسبق عادة التحليل الكمي لها؛ لأنه لا يجوز تقدير مادة معينة تقديرًا كميًا ما لم يتأكد من وجودها وصفيًا. ويشمل التحليل الكمي على :
 
==== التحليل الوزني ====
ويتم التحليل الكمي بالوزن بترسيب المادة وتقديرها كميًا في هيئة عنصر منفرد أو مشتق معين معروف التركيب يفصل عن المحلول بالترسيب أو الطرد المركزي ثم غسله وتجفيفه ووزنه، فيحسب وزن المادة المراد تقديرها من معرفتنا لوزن الراسب وتركيبه بدقة. فمثلا يمكن تعيين نسبة الكلور في ملح الطعام مثلا بإذابة وزن معين من الملح في الماء ثم إضافة محلول نترات الفضة إليه فيترسب على شكل كلوريد الفضة، ثم يرشح الراسب ويغسل ويجفف ثم يوزن لمعرفة كمية الكلور ونسبته في الملح، ويضم التحليل الوزني الطرق التي يتم فيها تقدير أوزان المواد أو بعض مكوناتها بطريقتين هما :
 
* '''الطريقة المباشرة :'''
وفيها يتم تحديد قياسات الأوزان لنواتج العملية التحليلية المعروفة التركيب.
* '''الطريقة غير المباشرة :'''
إذ تحدد بواسطتها قياسات الأوزان المفقودة أو الناقصة في الوزن بوصفها نتيجة لخاصية التطاير بالعينة.
 
==== طرق التحليل الحجمي ====
تستعمل في هذه الحالة طرق مباشرة وغير مباشرة لتعيين أوزان المواد أو بعض مكوناتها وتشمل هذه الطرق ما يلي :
 
* طريقة [[معايرة حجمية|المعايرة الحجمية]]:
 
=== طرق [[التحليل الآلي الكيميائي|التحليل الآلي]] ===
 
تقدر المادة بقياس بعض من خواصها الفيزيائية أو الكيميائية مثل الكثافة واللون ومعامل الانكسار والتوصيلة الكهربائية والتغيرلت الحرارية والكهربائية.....الخ. وتعتمد هذه الطرق أساسًا على القياسات الآتية :
 
# '''انبعاث الطاقة الضوئية'''
 
يتضمن هذا القياس إثارة المادة إلى مستويات عالية من الطاقة بالطاقة الضوئية أو الكهربائية ثم رجوعها إلى مستوى طاقة منخفض فينبعث منها من الطاقة الممتصة وتكون مقياسًا لكمية المادة وذلك بواسطة الطرق الآتية :
 
* طرق تسجيل الطيف الانبعاثي (emission spectrography)، حيث تثار المادة باستخدام القوس الكهربائي.
* المطياف الفوتومتري باللهب(flame photometry)، حيث تثار المادة باستخدام أنواع مختلفة من اللهب وبعد رجوع المادة إلى حافة طاقة منخفضة تقاس كمية الضوء المنبعثة.
د - البولاروجرافيا حيث تقاس قيمة التيار الكهريائي حيث تتناسب مع تركيز المادة التي تختزل أو تتأكسد في تفاعل كهروكيميائي عند القطب المايكروني.
# '''التحليل الكروماتوجرافي'''
 
يعتمد هذا النوع من التحليل على اختلاف المواد بعضها عن بعض في ميلها للأمتزاز أو التجزئة أو التبادل خلال سطح مغلف بمذيب مناسب أو خلال مادة كيميائية ومن ثم يمكن أن تنفصل تلك المواد، وتنقسم طرق التحليل الكروماتوجرافي إلى :
 
# كروماتوجرافيا الادمصاص: ويقصد به التحليل الكروماتوجرافي عن طريق الأدمصاص على السطح.
# كروماتوجرافيا التبادل الأيوني : ويقصد به التحليل الكروماتوجرافي عن طريق تبادل الأيونات بين مادة التقدير وبين أيونات السطح الذي يحدث عملية التبادل وهي مادة كيميائية راتنجية.
# كروماتوجرافيا التجزئة: ويقصد به التحليل الكروماتوجرافي عن طريق الفصل التجزيئي لمخلوط من عدة مواد وتنقسم هذه الطريقة إلى كروماتوجرافيا العمود بالتجزئة ويتم فيها التحليل على عمود معبأ بمادة معينة.
# كروماتوجرافيا الطبقة الرقيقة: وفيه يتم التحليل الكروماتوجرافي بالادمصاص أو التوزيع على ألواح زجاجية تنثر عليها مادة مسامية يجرى عليها الفصل والتحليل.
 
5.كروماتوغرافيا الأداء الفائق للسوائل HPLC :
 
تفضل طرق الاستشراب السائل فائق الأداء (High-performance liquid chromatography) (HPLC) على الطرق المتبعة الأخرى في التحليل الكمي. وذلك لنوعيتها المثالية للحليلة analyte أو الحلائل المراد فصلها، بحيث نحصل على فصل نوعي ودقيق لمكونات المزيج المراد التعرف عليه.
إن أجهزة الـ HPLC متوفرة بسهولة لأنها تستخدم في مجالات متعددة منها مجال التقانة الحيوية والتقانة الطبية السريرية والتحاليل الصيدلانية. إضافة إلى استخدامها في الكيمياء ومستحضرات التجميل وفي الطاقة والبيئة والصناعات الغذائية. كما وأن توافر أجهزة بأسعار مقبولة وذات كفاءة متطورة وموثوقة قد جعل أجهزة الـHPLC هي الطريقة المفضلة في التحاليل الصيدلانية وذلك بدءً من إنشاء Synthesis العقار أو فصل مكوناته أو ضبط جودته.
لقد تطور استخدام الـHPLC بشكل كبير خلال العقود الماضية ففي الستينات تم وضع الأسس والمبادئ النظرية لهذه التقنية، وأدى التطور في مواد تعبئة عمود الاستشراب في السبعينات إلى تطور الاستشراب بالطور العكوس. وفي الثمانينات أدى التطور في الحواسيب والأتمتة إلى سهولة استخدام الـ HPLC . وفي التسعينات طورت أعمدة الاستشراب الميكرونية (الصغيرة) وأعمدة الاستشراب المتخصصة لاستعمال محدد ،محدد، المشعرات (متحريات) Detector الثابتة، بالإضافة إمكانات الحصول على البيانات المتكاملة وتخزينها واسترجاعها ،واسترجاعها، مما أدى إلى الزيادة الكبيرة في فعالية وسرعة أجهزة الـ HPLC.
# كروماتوجرافيا الغاز: ويتضمن هذا التحليل الكروماتوجرافي باستخدام غاز ناقل يقوم بحمل أبخرة المواد المحللة فيتم اتصال أبخرة هذه المواد تبعًا لدرجات غليانها أي تظهر أولا ً المواد ذات درجات الغليان المنخفضة يتبعها المواد ذات درجات الغليان العالية وتخرج هذه الأبخرة لتنضم إلى الغاز الناقل ومن ثم يمكن فصل هذه المواد عن بعضها وتعينها ويمكن أيضًا بطريقة كروماتوجرافيا الغاز إجراء التقدير الكمي لهذه المواد المنفصلة.
 
84٬830

تعديل