Analiza chemiczna – badanie jakościowego (analiza jakościowa) i ilościowego (analiza ilościowa) składu chemicznego substancji.

Podział metod

Ze względu na naturę

W analizie chemicznej stosuje się metody chemiczne, fizyko-chemiczne i biochemiczne. Metody chemiczne  polegają na przeprowadzeniu specyficznych reakcji chemicznych, których efekty makroskopowe pozwalają wnioskować o obecności i zawartości poszukiwanych składników w badanym materiale W metodach fizykochemicznych  mierzy się określone wielkości fizyczne i ich zmiany pod wpływem zewnętrznych bodźców fizycznych dostarczanych do analizowanych próbek; najczęściej są to: prąd elektryczny, promieniowania elektromagnetyczne i inne formy promieniowania; otrzymane sygnały analityczne w postaci zmian określonych wielkości fizycznych – ich charakter i wielkość – pozwalają na ustalenie jakościowego i ilościowego składu próbki. W metodach biochemicznych  wykorzystuje się procesy enzymatyczne i immunochemiczne.

Ze względu na rodzaj uzyskiwanej informacji

Analiza jakościowa  polega na ustaleniu, które związki chemiczne, pierwiastki, jony lub rodniki wchodzą w skład badanego materiału, bez ustalania jego ilości w substancji. Składniki identyfikuje się na podstawie reakcji charakterystycznych lub metodami instrumentalnymi. Współczesna analiza jakościowa wykorzystuje przede wszystkim metody instrumentalne: spektrometrię atomową emisyjną, fluorescencję rentgenowską, spektrometrię mas, neutronową analizę aktywacyjną, spektrometrię ramanowska i wiele innych. Analiza strukturalna  umożliwia dokładne ustalenie struktury chemicznej czystych związków chemicznym, czyli liczby, rodzaju, i wzajemnego układu wiązań chemicznych składających się na cząsteczki. Współcześnie podstawowymi technikami w analizie strukturalnej jest NMR, FTIR, spektroskopia mas i rentgenografia strukturalna. Analiza ilościowa  polega na oznaczeniu zawartości jednego, kilku, bądź wszystkich składników badanej próbki. Chemiczne metody analizy chemicznej związków nieorganicznych dzieli się na metody miareczkowe, wagowe (analiza wagowa) i instrumentalne. Analiza ilościowa może dostarczyć informacji o ilości określonego indywiduum chemicznego w analizowanej próbce, lub o proporcji pierwiastków chemicznych w niej występujących. Ten drugi rodzaj analizy nazywany jest elementarną. Zastosowanie metod instrumentalnych, np. spektroskopii w podczerwieni, nadfiolecie i zakresie widzialnym, spektrometrii Romana, spektrometrii mas, jądrowego rezonansu magnetycznego, umożliwia oznaczenie bardzo małych zawartości składników oraz automatyzację pomiarów.

Ze względu na ilość i sposób wykorzystania próbki

Tradycyjnie do analiz wykonywanych ręcznie potrzeba było minimum 100 mg do kilku gramów próbki. Rozwój technik analitycznych umożliwił jednak radykalne zmniejszenie tej ilości. Rozróżnia się tutaj:

makroanalizę - próbki do 10 mg

mikroanalizę - próbki poniżej 10 mg

ultramikroanalizę - próbki poniżej 1 mg.

Analizy, że względu na sposób pobierania i wykorzystania próbek dzieli się na:

inwazyjne - próbka ulega w trakcie analizy bezpowrotnemu zniszczeniu

bezinwazyjne - próbka nie ulega zniszczeniu - po wykonaniu analizy nie zmienia się jej struktura ani skład chemiczny; do technik bezinwazyjnych zalicza się też:

analizy zdalne - zwane też teleanalizami - próbki nie są wyodrębniane, lecz analizę tę dokonuje się na odległość bez jakiegokolwiek wyodrębniania próbki z masy analizowanego materiału;

przepływowe - strumień materiału przepuszcza się przez aparat pomiarowy zaopatrzony w odpowiednie detektory i dokonuje automatycznej analizy bez jego zatrzymywania.

Ze względu na rodzaj stosowanych technik

Analizy ręczne  tradycyjnie, analizy chemiczne, zarówno ilościowe jak i jakościowe wykonywane były w formie prostych testów, wykonywanych ręcznie przez chemika analityka, z użyciem prostej aparatury laboratoryjnej, wagi i wzroku badacza. Tego rodzaju analizy nadal się przeprowadzane, gdyż ich zaletą jest prostota. Analizy instrumentalne  przeprowadzane są z użyciem złożonej aparatury, który zastępuje chemika zarówno w zakresie samego wykonania analizy jak i rejestracji, a nawet częściowej interpretacji wyników. Analiza instrumentalna jest bardziej kosztowna od ręcznej, ale pozwala na wyeliminowanie działalności analityka (i związanych z jego pracą błędów), zwiększenie liczby wykonywanych analiz w jednostce czasu, skrócenie czasu analizy, poprawę precyzji i dokładności oznaczeń, ponadto umożliwia analizę bez narażania zdrowia i życia analityka oraz w miejscach dla człowieka niedostępnych (teleanaliza).

czytaj dalej: [2], [3]