כימיה אנליטית

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.

סוגים

הכימיה האנליטית מתחלקת לשני סוגים עיקריים:

• אנליזה איכותית (באנגלית: 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

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

גרווימטריה

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 מאד וקלה לביצוע, אך היא מדויקת פחות משיטות אנליטיות רבות ולכן אינה נמצאת בשימוש נרחב.

ספקטרוסקופיה

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

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

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

כרומטוגרפיה

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