Математическая обработка результатов анализа.

Краткий исторический очерк развития аналитической химии.

Аналитическая химия сформировалась в современную науку в процессе длительного исторического развития.

Практические приемы аналитической химии возникли в глубокой древности. Первоначально с помощью качественного анализа распознавались свойства некоторых соединений и минералов. В IX – X вв. на Руси количественный анализ применялся в пробирном деле для определения содержания благородных металлов (золота, платины, серебра) в изделиях и рудах.

Впервые научно обосновал понятие «химический анализ» английский ученый Р. Бойль (1627–1691) в 1661 г. в книге «Химик-скептик». Однако аналитическая химия начала формироваться в самостоятельную науку лишь после работы великого русского ученого М. В. Ломоносова (1711–1765), который открыл закон сохранения массы веществ. Руководствуясь этим законом, французский химик А. Л. Лавуазье (1743–1794) впервые установил количественный состав некоторых соединений (H₂O, P₂O₅,CO₂ и др.).

Химические методы анализа, созданные на научной основе, оформились в XVIII в. и первой половине XIX в. К этому времени относятся работы шведского химика Т. Бергмана (1735–1784) по качественному анализу, в основу которого был положен метод выделения из раствора катионов металла группами, что способствовало применению систематического хода анализа. Другой метод качественного анализа – микрокристаллоскопический анализ – возник в России благодаря трудам М. В. Ломоносова, и особенно Т. Е. Ловица (1757–1804). Т. Е. Ловицу принадлежит также очень важное открытие явления адсорбции, которая в дальнейшем получила широкое применение в хроматографическом методе анализа, разработанном русским ученым М. С. Цветом (1872–1919). В 1824–1848 гг. французский ученый Ж. Гей-Люссак (1778–1850) разработал титриметрический метод количественного анализа, получивший в середине XIX в. дальнейшее развитие. В 1859 г. немецкие ученые Р. Бунзен (1811–1899) и Г. Кирхгоф (1824–1887) разработали важнейший из физических методов качественного анализа – качественный спектральный анализ.

Важным этапом в развитии аналитической химии явилось открытие Д. И. Менделеевым (1834–1907) периодического закона и создание в 1869 г. периодической системы химических элементов. Периодический закон способствовал систематизации знаний, необходимых для химического анализа.

Во второй половине XIX в. большой вклад в теорию аналитической химии внесли норвежские ученые К. М. Гульдберг (1836–1902) и П. Вааге (1833–1900), открывшие в 1867 г. закон действия масс; шведский ученый С. Аррениус (1859–1927), предложивший теорию электролитической диссоциации в 1887 г.; немецкий физико-химик В. Нернст (1864–1941), установивший правило произведения растворимости и разработавший теорию гальванических элементов; русский ученый А. В. Писаржевский (1874–1938), раскрывший сущность окислительно-восстановительных процессов.

Основателем русской школы химиков-аналитиков явился профессор Петербургского университета Н. А. Меншуткин (1842–1907). Он разработал руководство по изучению аналитической химии. Первое издание руководства Н. А. Меншуткина «Аналитическая химия» появилось в 1871 г. Эта книга выдержала 15 изданий в нашей стране (последнее издание относится к 1931 г.) и была переведена на немецкий, английский, шведский, французский и другие языки, оказав влияние на преподавание аналитической химии во всем мире.

Огромное влияние на развитие аналитической химии оказал бурный рост органического синтеза. Русские ученые М. А. Ильинский (1856–1941) и Л. А. Чугаев (1873–1922) заложили основы применения органических реактивов в анализе.

Существенный вклад в развитие новых методов аналитической химии внесли советские ученые. В 1920–1922 гг. Н. А. Тананаевым (1878–1959) был разработан капельный анализ, на основании которого был создан «бесстружковый» метод анализа металлов и сплавов.

Организаторами первых лабораторий по полярографии стали советские ученые В. И. Вернадский и А. П. Виноградов. Разработка других электрохимических методов анализа (потенциометрии, амперометрии, кулонометрии) связана с трудами Б. П. Никольского, И. П. Алимарина, П. А. Крюковой. Большой вклад в развитие метода инверсионной вольтамперометрии внес профессор Томского политехнического университета А. Г. Стромберг. Успешно развивались методы анализа высокочистых веществ, полупроводниковых материалов и чистых реактивов (И. П. Алимарин, Ю. А. Золотов, И. М. Коренман ). Для развития советской аналитической химии много сделали ученые А. К. Бабко, К. Б. Яцимирский, А. П. Крешков, Ю. С. Ляликов и др.

Предмет, содержание и задачи аналитической химии.

Аналитическая химия – это наука о методах определения химического состава вещества и его структуры. Предметом аналитической химии как науки является решение общих проблем теории и практики химического анализа.

Аналитическая химия имеет огромное научное и практическое значение, представляя совокупность методов исследования веществ и их превращений. Важную роль она играет также и в смежных с химией областях науки – минералогии, геологии, физиологии, микробиологии, а также в медицинских, агрономических и технических науках. Проведение многих научных исследований тесно связано с использованием методов аналитической химии. Ни один химико-технологический процесс не обходится без входного, технологического, арбитражного и экологического контроля. Такая служба аналитического контроля, существующая в большинстве лабораторий различных предприятий, обеспечивает необходимое качество промышленного сырья и готовой продукции, помогает в решении вопросов охраны окружающей среды.

Развитие аналитической химии в настоящее время осуществляется в следующих направлениях:

o создание методов анализа, обладающих высокой чувствительностью, позволяющих определять минимальные концентрации и количества определяемых веществ;

o разработка экспрессных методов анализа, позволяющих проводить исследования в очень короткие промежутки времени;

o разработка безразрушительных и дистанционных методов анализа, когда аналитик не может непосредственно контактировать с анализируемым объектом (радиоактивные вещества, морские воды на больших глубинах, космические объекты);

o внедрение в аналитический контроль автоматизации на основе новых методов, устанавливающих зависимость между составом и измеримыми свойствами химических систем без их измерения (например, на основе лазерной, электронной и полупроводниковой техники).