В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 1 (В.П. Васильев - Аналитическая химия), страница 3

Большое значение имело также создание А. М. Бутлеровым теории строения органических соединений. Значительное влияние на формирование аналитической химии и ее преподавание оказала вышедшая в !871 г. «Аналитическая химия» А. А. Меншуткина (1842 — !907), выдержавшая 16 изданий в нашей стране и переведенная на немецкий и английский языки. В 1868 г. по инициативе Д. И. Менделеева и Н.

А. Меншуткина при Петербургском университете было учреждено Русское химическое общество, которое с 1869 г. стало издавать свой журнал. Создание научного химического общества и выпуск журнала благотворно сказались на развитии отечественной химии и аналитической химии в частности. Специальным разделом химии стал разработанный Н. С. Курнаковым (1860 — 1941) физико-химической анализ, основанный на изучении диаграмм «состав — свойство». Мегод физико-химического анализа позволяет устанавливать состав и свойства соединений, образующихся в сложных системах, зависимости свойства системы от ее состава без выделения индивидуальных соединений в кристаллическом или ином виде. Большое принципиальное значение для аналитической химии имело исследование комплексных соединений металлов с органическими веществами. В результате такого исследования Л.

А. Чугаев (1873 — 1922) предложил в 1905 г. диметилглиоксич как реактив на никель. По своим аналигическим характеристикам диметилглиоксим остается одним из важнейших реактивов в современной аналитической химии, известным во всем мире как реактив Чугаева. Хотя с применением органических реактивов в неорганическом анализе аналитики были знакомы и ранее— М. А. Ильинский (!856 — 194 П предложил а-нитрозо-()-нафтол как реактив на кобальт еще в ! 885 г, — систематические исследования в этой области началигь с работы Л. А.

Чугаева. Применение органических реактивов значительно расширило возможности аналитической химии. В 1903 г. М. С. Цвет (!872 !!)19) предложил хроматографический анализ — эффективный способ разделения близких по свойствам соединений, основанный на использовании адсорбционных и некоторых других свойств вещества. В полной мере !о достоинства этого метода были оценены лишь несколько десятилетий спустя после его открытия.

Дальнейшее развитие теории аналитической химии связано с открытием Н. Н. Бекетовым (1827 — 1911) равновесия при химических реакциях и закона действующих масс К. М. Гульдбергом (!836 — 1902) и П. Вааге (1833 — !900). Появление в 1887 г. теории электролитической диссоциации С. Аррениуса (1859— 1927) дало в руки химикам-аналитикам эффективный количест. венный метод управления химическими реакциями, а успехи химической термодинамики еще больше расширили эти возможности. Существенную роль сыграла монография В. Оствальда (1853 — !932) «Научные основы аналитической химии в элементарном изложении», вышедшая в 1894 г. Большое значение для развития окислительно-восстановительных методов аналитической химии имели работы Л.

В. Писаржевского (1874 — 1938) и Н. А. Шилова (1872 — 1930) по электронной теории окислитель- но-восстановительных процессов. С 20-х годов ХХ в. начинает интенсивно развиваться количественный эмиссионный спектральный анализ благодаря использованию предложенного В. Герлахом (1924) метода гомологической пары линий. В качестве аналитического сигнала в этом методе использовалась относительная интенсивность спектральной линии определяемого элемента. С 1945 г. для измерения интенсивности спектральных линий стал применяться фотоэлектрический метод. Несколько раньше были сконструированы спектрофотометры с фотоэлектрической регистрацией интенсивности света для исследования и анализа растворов.

Заметно прогрессирует метод фотометрии пламени, который в настоящее время стал иметь большое практическое значение. В 1925 г. Я. Гейровский (!890 — 196?) разработал полярографический анализ, за который в 1959 г. ему была присуждена Нобелевская премия. В эти же годы развиваются и совершенствуются хроматографические, радиохимические и многие другие методы анализа.

С ! 950 г. бурно развивается предложенный Э. Уолшем метод атомно-абсорбционной спектроскопии. Высокими темпами стала развиваться аналитическая химия в нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции. Интенсивная работа по изучению природных ресурсов страны, развитие горного дела, металлургии, машиностроения, химии и других важных отраслей промышленности предьявили к аналитической химии обширные и многообразные требования. Возникла, в частности, острая необходимость в стандартизации методов анализа и разработке экспрессных методик. Эти задачи были успешно решены. Развитие аналитической химии в годы Великой Отечественной войны было связано главным образом с выполнением оборонных заданий. В это время Н. А Тананаевым был разработан бесстружковый метод анализа металлов и сплавов.

По этому методу на анализируемый образец наносилась капля кислоты и получен- ный раствор анализировался. Затраты реактивов на анализ были минимальны, что при общей острой нехватке материалов и реактивов было немаловажным достоинством метода. В результате научно-технической революции появились новые отрасли промышленности. Особое значение имели освоение атомной энергии, развитие ракетостроения и космические исследования, создание полупроводниковой техники, получение новых материалов и композиций и т.

д. Существенное значение приобрели вопросы контроля за загрязнением окружающей среды и другие экологические проблемы. Нельзя не отметить также успехов биохимии, раскрытия роли микроэлементов в процессах жизнедеятельности и достижения генной инженерии. Развитие этих отраслей промышленности, науки и народного хозяйства страны потребовало от аналитической химии новых совершенных методов анализа.

Потребовались количественные определения содержания примесей на уровне 10 '...10 '% и ниже. Оказалось, например, что содержание так называемых «запрещенных» примесей !Сд, РЬ и др.) в материалах ракетной техники должно быть не выше 10 '%, содержание гафния в цирконии, используемом в качестве конструкционного материала в атомной технике, должно быть меньше 0,01%, а в материалах полупроводниковой техники примеси должны составлять не более 10 п%.

Известно, что полупроводниковые свойства германия обнаружились только посте того, как были получены образцы этого элемента высокой степени чистоты. Цирконий был вначале забракован в качестве конструкционного материала в атомной промышленности на том основании, что сам быстро становился радиоактивным, хотя по теоретическим расчетам этого не должно было быть.

Позднее выяснилось, что радноактив. ным становился не цирконий, а обычный спутник циркония— гафний. В настоящее время цирконий научились получать без примеси гафния, и он эффективно используется в атомной промышленности. Определение содержаний порядка 1О '% и менее стало повседневной потребностью многих отраслей промышлснности, поскольку содержание примесей на этом уровне стало определять качество продукции. Эти сложные задачи были решены путем использования новых методов разделения, концентрирования и определения. Наибольшее практическое значение приобрели экстракционные, хроматографические, оптические и электрохимические методы. Интенсивно развиваются в последнее время атомно-абсорбционная спектроскопия, рентгено-флуоресцентные и резонансные методы, кинетические методы анализа и некоторые другие.

Современная аналитическая химия приобретает новые черты — она становится более экспрессной, точной, автоматизированной, способной проводить анализ без разрушения и на расстоянии. гз 1.4. МЕТОДЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ Методы аналитической химии могут быть классифицированы на основе различных принципов. Можно классифицировать методы в зависимости от массы вещества, которая используется в анализе.

В м а к р о м е т одах д. для анализа требуется 0,1 г вещества и больше, п ол урометодах 01...00!г, ми крометодах 0,01 ... микр -6 ик о- .„10 'г, ультрамикрометодах 10 г и субм р мет ода х 10 ~ г. Методы, в которых используют !О ' г и ме, применяют в анализе различных биологических проб, пренее, прим тью пар атон с высокой радиоактивностью, сильной токсичное и т. д. Техника выполнения анализа в этих методах существенно усложняется; аналитические операции производят с помощью специальных манипуляторов и нередко под микроскопом. В аналитической химии существуют и е т оды р вздел ен ия и методы оп р ед ел ен ия.

Основной задачей методов разделения является главным образом отделение мешающих компонентов или выделение определяемого компонента в виде, пригодном для количественного определения. Однако нередко определение интересующего компонента производится прямо в пробе без предварительного разделения. В некоторых случаях методы разделения и определения настолько тесно связаны между собой, что составили неразрывное целое. Представителем таких методов является газовая хроматография. В процессе хроматографирования смесь разделяется на компоненты, и количественно определяется содержание компонентов.

Такие методы анализа иногда называют гибридными, подчеркивая тесную связь отделения и определения как характерную особенность. Методы определения можно классифицировать, основываясь на свойстве вещества, которое положено в основу определения. Есл измеряется масса осадка, метод называется г р а в ни и е т р и ч ес к и м, если определяется интенсивность окраск и раствора, — фото метр ически м, или сиектрофотометрическим, а если величина ЭДС,— потенциометрическим и т.

д. Методы определения часто делят на х и м и ч ес к и е и ф и з и к о - х и м и ч е с к и е, иногда выделяя группу физических методов анализа. К химическим, или, как их еще называют, класс ическим методам анализа относят гравиметрический и титриметрический. В физико-химических и физических методах анализ а наблюдаются и измеряются такие свойства вещества, как интенсивность спектральной линии в эмиссионной спектроскопии, величина диффузионного тока в полярографни и т. д. Многообразие физико-химических методов анализа является проявлением многообразия форм существования и движения материи.