الكيمياء التحليلية

الكيمياء التحليلية

بالرغم من أنه يعتبر إيزاك موريتس كولثوف (1894-1993)  أب الكيمياء التحليلية الحديثة؛ حيث غيرت أبحاثه الطرق التي يستخدمها العلماء في فصل وتحديد وقياس المواد الكيميائية وأثرى هذا المجال بمبادئ نظرية متينة وتقنيات تجريبية.

إلا أن جابر بن حيان كان له إنجازات كبيرة في مجال الكيمياء التحليلية، حيث قام بتحضير الفولاذ وتنقية المعادن،

ونبغ جابر بن حيان في مجال الكيمياء وأصبح بحق أبو الكيمياء فقد وضع الأسس لبداية الكيمياء الحديثة.

ما هي الكيمياء التحليلية :

هي فرع من فروع الكيمياء يهتم بدراسة التركيب الكيميائي للمواد ويطور الأدوات المستخدمة لفحص التراكيب الكيميائية.

يعمل الكيميائيون التحليليون  في بيئة معملية؛ حيث يقضون معظم وقتهم في تحضير العينات والعمل مع الأجهزة.

لذلك يركز الكيميائيون أكثر على تشغيل الأجهزة.

في يوم معين؛ يمكن للكيميائي التحليلي القيام بأي مما يلي:  ( جمع العينات أو تشغيل الأجهزة أو قراءة المؤلفات العلمية أو إجراء تحليل إحصائي للبيانات أو كتابة تقريرًا رسميًا يلخص البيانات  )

فروع الكيمياء التحليلية:

يوجد فرعان هما :التحليل الكمي والتحليل النوعي.

1. التحليل النوعي:

 طريقة التحليل النوعي تتعامل مع تحديد مكونات مركب معين ، بغض النظر عن كميته أو تركيزه.

الطرق الكلاسيكيةفي الكيمياء التحليلية:

قبل ظهور الأدوات التحليلية الحديثة ، اعتمد الكيميائيون التحليليون على ما يعرف بالطرق الكلاسيكية .

يعد اختبار اللهب من أكثر الطرق النوعية المعروفة . حيث تتعرض عينة من معدن غير معروف للنار مما يغير لون اللهب.

على سبيل المثال ، عندما يتعرض النحاس للنار ، يتم إنتاج لهب لونه( أخضر-أزرق) .

2. التحليل الكمي:

هو طريقة لتحديد الكمية المطلقة أو النسبية فيما يتعلق بتركيز مادة أو أكثر موجودة في عينة أو مركب.

يستخدم الكيميائيون أولاً الأساليب “النوعية” لتحديد نوع المركب الموجود في العينة ؛ ثم يتم إجراء التحليل الكمي لتحديد الكمية الدقيقة أو كمية المركب الموجود في العينة.

تتضمن بعض تقنيات التحليل الكمي : التحليل الوزني والتحليل  الحجمي .

أولا التحليل الوزني :

يتم 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. 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 .

ثانيا التحليل الحجمي :

المعايرة :هي طريقة كمية يمكن استخدامها لتحديد تركيز المادة التحليلية في المحلول.

وتتضمن استعمال محاليل ذات تراكيز معلومة وقياس حجوم مثل هذه المحاليل التي تتفاعل كميًا مع محلول المادة المراد تقديرها لحد نقطة معينة تسمى نقطة التكافؤ أو نقطة انتهاء التفاعل التي يمكن الكشف عنها بواسطة الأدلة التي تتضمن تغيرًا حادًا في خواص المحلول كاللون أو التعكير الذي تلحظهما بالعين المجردة

أو تقاس بالطرق الكيميائية الفيزيائية كقياس فرق الجهد أو التوصيل الكهربائي . ويسمى المحلول المعلوم التركيز بالمحلول القياسي وهو المحلول الذي يحتوي حجم معين منه على وزن معلوم من المادة المذابة .

أما عملية إضافة المحلول القياسي من السحاحة إلى حجم معين من محلول المادة المجهولة التركيز في الدورق المخروطي أو العكس حتى يتم التفاعل الكيميائي فتسمى بعملية المعايرة.

ومن قوانين التكافؤ الكيميائي وتحديد حجم المحلول القياسي المستعمل في المعايرة نستطيع أن نعين وزن المادة المجهولة أو النسب الوزنية لما فيها من مكونات سواء أكان بطرق مباشرة أو غير مباشرة.

بعض التطبيقات الهامة لهذا الفرع من الكيمياء :

1-التأكد من جودة الأنتاج الصناعي حيث يتم من خلالها معرفة مدي نقاوة المنتج الصناعي وملاءمته للاستعمال ؛ فمثلا يمكن لشركات مستحضرات التجميل فحص التركيب الكيميائي للمنتجات وبالتالي معرفة جودة الماكياج.

2-يمكن اختبار التربة للتحقق من وجود تركيزات مناسبة من المعادن والعناصر الغذائية الضرورية لنمو النبات.

3-يتم  تصنيع الأدوية، وتحديد العمر الأفتراضي للعديد من الأدوية بمساعدة الكيمياء التحليلية .

4-يمكن استخدام الكيمياء التحليلية لتحديد تكوين اللوحات أو المعادن الأخرى لتحديد ما إذا كان العمل الفني قد تم تزويره أو تعديله من إنشائه الأصلي.

 على سبيل المثال ، لا يُتوقع أن تحتوي اللوحات التاريخية على بعض الأصباغ الاصطناعية المطورة حديثًا ، وبالتالي يمكن استخدامها لتأريخ اللوحة.

5-تعد الكيمياء التحليلية جزءًا لا يتجزأ من علم  الطب الشرعي مثل تحديد هوية المتفجرات المستخدمة في القنبلة أو محتوى السم من بين أمور أخرى.

6-تعتبر مهمة للأطباء ليتمكنوا من تشخيص الأمراض في ضوء نتائج التحاليل اللازمة لذلك مثل تحليل الكوليسترول في الدم وكيتونات البول ومستوى السكر في الدم وغيره

المصادر:

1- موقع thoughtco.com أطلعت عليه بتاريخ 2/9/2022.

2- موقع byjus.com أطلعت عليه بتاريخ 2/9/2022.

3-موقع marefa.org أطلعت عليه بتاريخ 2/9/2022.

4- موقع acs.org أطلعت عليه بتاريخ2/9/2022