ما هي الكيمياء التحليلية؟

الكيمياء التحليلية هي فرع الكيمياء الذي يتعامل مع تحليل المواد المختلفة.

تتضمن الكيمياء التحليلية فصل وتحديد وتقدير المادة. يتضمن استخدام الأساليب الكلاسيكية جنبًا إلى جنب مع الأساليب الحديثة التي تنطوي على استخدام الأدوات العلمية.

تتضمن الكيمياء التحليلية الطرق التالية:

• تعزل عملية الفصل الأنواع الكيميائية المطلوبة التي سيتم تحليلها من الخليط.
• يتم تحديد المادة التحليلية من خلال طريقة التحليل النوعي .
• يمكن تحديد تركيز المادة التحليلية في خليط معين باستخدام طريقة التحليل الكمي.

اليوم ، يتضمن مجال الكيمياء التحليلية عمومًا استخدام أدوات حديثة ومتطورة. ومع ذلك ، يمكن إرجاع المبادئ التي بنيت عليها هذه الأدوات إلى تقنيات أكثر تقليدية.

الطرق المستخدمة في الكيمياء التحليلية

يمكن تقسيم الطرق المستخدمة لتحديد هوية وكمية المواد التحليلية في مجال الكيمياء التحليلية على نطاق واسع إلى طرق كلاسيكية وطرق آلية.

1. الطرق الكلاسيكية

• توجد العديد من الطرق الكلاسيكية للتحقق من وجود أو عدم وجود مركب معين في تحليل معين. أحد الأمثلة على ذلك هو الاختبار الحمضي للذهب.
• مثال آخر على الطريقة الكلاسيكية للتحليل النوعي هو اختبار Kastle-Meyer الذي يستخدم الفينول فثالين كمؤشر للتحقق من وجود الهيموغلوبين في التحليل المحدد.
• يمكن استخدام اختبارات اللهب للتحقق من وجود عناصر محددة في مادة التحليل عن طريق تعريضها للهب ومراقبة التغير في لون اللهب.
• التحليل الوزني هو طريقة كلاسيكية للتحليل الكمي ، والتي يمكن استخدامها في الكيمياء التحليلية لتحديد كمية الماء في الهيدرات عن طريق تسخينها وحساب وزن الماء المفقود.
• يعد التحليل الحجمي (المعروف أيضًا باسم المعايرة بالتحليل الحجمي) أحد الأساليب الكلاسيكية المعروفة للتحليل الكمي. في طريقة المعايرة ، يضاف المتفاعل إلى المادة التحليلية حتى يتم الحصول على نقطة التكافؤ.

2. طرق مفيدة

• يشمل التحليل الطيفي قياس التفاعل بين الإشعاع الكهرومغناطيسي والذرات أو الجزيئات التي تنتمي إلى عينة.
• بمساعدة المجالات الكهربائية والمجالات المغناطيسية ، يتم استخدام طريقة التحليل الطيفي الكتلي لقياس نسبة كتلة الجزيء إلى شحنته.
• طريقة مفيدة شائعة تستخدم في مجال الكيمياء التحليلية هي التحليل الكهروكيميائي. في هذه الطريقة ، يتم وضع المادة التحليلية في خلية كهروكيميائية ويتم قياس الجهد أو التيار المتدفق خلالها.
• يتم دراسة التفاعل بين المادة التحليلية والطاقة على شكل حرارة في تخصص الكيمياء التحليلية المعروف باسم قياس المسعرات. المسعر هو أداة تستخدم لقياس حرارة تفاعل كيميائي.

يمكن ملاحظة أنه حتى القياسات البيولوجية تتم بمساعدة هذا الفرع من الكيمياء ، ويعرف هذا المجال بالكيمياء التحليلية الحيوية.

فروع الكيمياء التحليلية

يخضع فرعان فرعيان للكيمياء التحليلية وهما التحليل الكمي والتحليل النوعي الذي يمكن تفسيره على النحو التالي. تشكل هاتان الطريقتان العمود الفقري للعديد من المعامل التعليمية للكيمياء التحليلية.

1. التحليل الكمي

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

على سبيل المثال ، خذ عينة من مادة صلبة غير معروفة. يستخدم الكيميائيون أولاً الأساليب "النوعية" لتحديد نوع المركب الموجود في العينة ؛ ثم يتبنى إجراء التحليل الكمي لتحديد الكمية الدقيقة أو كمية المركب الموجود في العينة.

تتضمن بعض تقنيات التحليل الكمي التحليل الوزني والتحليل  الحجمي .

2. التحليل النوعي

الجودة تعني معيار أو ميزة مادة واحدة. ومن ثم ، فإن طريقة التحليل النوعي تتعامل مع تحديد جودة مركب معين ، بغض النظر عن كميته أو تركيزه. بكلمات أبسط ، لا يقيس التحليل النوعي كمية المادة ولكنه يقيس جودة تلك المادة. من أفضل الأمثلة على هذا النوع من الطريقة مراقبة تفاعل  كيميائي ، سواء كان هناك تغيير في اللون أم لا.

يمكن قياس طريقة التحليل النوعي بطرق مختلفة مثل الاختبارات الكيميائية واختبارات اللهب وما إلى ذلك. تستخدم العديد من هذه الاختبارات على نطاق واسع في تحليل الملح (تحديد الكاتيون وأنيون الأملاح غير العضوية).

أهمية الكيمياء التحليلية

الكيمياء التحليلية هي الفرع الذي يتم تدريسه في جميع المدارس والكليات تقريبًا. لكن تطبيقاته تتم في الصناعات الدوائية ومصانع المواد الغذائية والصناعات الكيماوية والصناعات الزراعية والمختبرات العلمية. الأدوات المستخدمة لهذا الغرض باهظة الثمن ولا يستطيع المرء تحملها في المنزل.

تطبيقات الكيمياء التحليلية

بعض التطبيقات الهامة لهذا الفرع من الكيمياء مذكورة أدناه.

• يتم تحديد العمر الافتراضي للعديد من الأدوية بمساعدة الكيمياء التحليلية.
• يتم استخدامه للتحقق من وجود المواد الزانية في المخدرات.
• يمكن اختبار التربة للتحقق من وجود تركيزات مناسبة من المعادن والعناصر الغذائية الضرورية لنمو النبات.
• يتم استخدامه في عملية الفصل اللوني حيث يتم تصنيف عينات دم الشخص.

• يمكن أيضًا تحديد تركيز بقايا مبيدات الآفات والملوثات في عينة طعام معينة عن طريق الكيمياء التحليلية.
• كما أن لها العديد من التطبيقات المهمة في الطب ، حيث تستخدم في فحص مستويات الكوليسترول والجلوكوز في عينة الدم.
• تعد الكيمياء التحليلية جزءًا لا يتجزأ من علم الطب الشرعي والتحليل السريري وحتى التحليل البيئي.

وبالتالي ، يتم توفير مقدمة موجزة في مجال الكيمياء التحليلية في هذه المقالة. لمعرفة المزيد حول هذا الفرع من الكيمياء إلى جانب الفروع الأخرى ، مثل الكيمياء غير العضوية ، قم بالتسجيل في BYJU'S وتنزيل تطبيق الهاتف المحمول على هاتفك الذكي.