Analytická chemie

Kvalitativní analýza se zabývá zjišťováním a prokazováním přítomnosti konkrétních látek, prvků, iontů a funkčních skupin ve vzorku. Neurčuje v jakém množství se tyto složky ve vzorku vyskytují.

Kvalitativní analýza se zabývá zjišťováním množství jednotlivých složek ve zkoumaných vzorcích. Přitom může jít o sledování zastoupení jednotlivých chemických prvků ve vzorku, ale i zkoumání obsahu chemických sloučenin v nejrůznějších směsích.

Symboly mokré chemické analýzy

Mokrá chemická analýza využívá převážně chemické metody pro identifikaci a kvantifikaci jednoduchých fyzikálních jevů (hmotnost, barva). S výjimkou nejrůznějších testů na místě již tyto metody nemají velký význam.

Příklady kvalitativních metod

• Detekční reakce barevného komplexu nebo srážení srážkovými reakcemi
• Zbarvení plamene kovových iontů charakteristickým způsobem nad Bunsenovým kahanem

Příklady kvantitativních metod

• Fotometrie - barvení roztoku analytem se porovnává s barvením roztoků se známou koncentrací. V případě analytů bez vlastního charakteristického zbarvení může být barevná sloučenina vyrobena chemickou reakcí.
• Titrace (volumetry) - k roztoku analytu se pomalu přidává roztok reaktantu známé koncentrace. Když analyt zcela zreaguje, přidaný reaktant nebo indikátor způsobí změnu barvy, tvorbu srážek nebo jinou jasně viditelnou změnu. Z objemu spotřebovaného roztoku reaktantu lze vypočítat koncentraci analytu.
• Gravimetrie - analyt reaguje s reaktantem a tvoří nerozpustnou sraženinu známého složení. Z její hmotnosti se určuje množství analytu (latinsky gravis znamená těžký).

Zařízení pro plynovou chromatografii

Metody instrumentální analýzy jsou založeny na fyzikálních principech měření. Mnohé z těchto metod lze použít pro kvalitativní i kvantitativní stanovení. Počet metod instrumentální analýzy je velký a stále jich přibývá. V současnosti mají největší význam právě tyto metody.

• Spektroskopie - měří absorpci záření v závislosti na vlnové délce nebo emise elektromagnetického záření, která je charakteristická pro příslušný analyt. Elektromagnetickým zářením může být viditelné nebo UV záření (UV spektroskopie), infračervené záření (IR spektroskopie, Ramanova spektroskopie), rentgenové záření (rentgenová fotoelektronová spektroskopie XPS), rentgenová fluorescenční analýza (XRF) nebo gama záření (Mössbauerův jev). Pro kvantitativní elementární analýzu se používá především atomová absorpční spektroskopie, atomová emisní spektroskopie a indukčně vázané plazma spojené s optickou emisní spektroskopií (ICP-OES) nebo s hmotnostní spektrometrií (ICP-MS).
• Hmotnostní spektrometrie - při hmotností spektroskopii jsou molekuly ionizovány ve vysokém vakuu nebo při atmosférickém tlaku v plynné fázi. Nejběžnějšími metodami používanými při atmosférickém tlaku jsou elektrosprejová ionizace a chemická ionizace za atmosférického tlaku. Existují i jiné metody ionizace, jako je fotoionizace za atmosférického tlaku (APPI), laserová ionizace za atmosférického tlaku (APLI), chemická ionizace (CI), přímá analýza v reálném čase (DART), rychlé bombardování atomů (FAB), desorpce pole (FD), ionizace pole (FI), tepelná ionizace (TIMS).
• Nukleární rezonanční spektroskopie (NMR) - při nukleární rezonanční spektroskopii jsou využívány magnetické interakce mezi atomovými jádry a elektrony v molekulách analytu. Zvláštní variantou NMR je MRI (magnetická rezonanční tomografie), která získala značný význam jako zobrazovací metoda v medicíně.
• Chromatografie - jejím cílem je především separace různých látek. Nejčastěji se používá kapalinová chromatografie, kdy se směs analytu rozpustí v rozpouštědle (mobilní fáze), které pak protéká pevnou nosnou látkou (stacionární fáze). Ve stacionární fází jsou některé analyty transportovány rychle a jiné pomalu. Rychlost transportu je charakteristická pro příslušný analyt.
• Elektroanalytické metody - využívají elektrochemické parametry (například redox potenciály, elektrický proud, vodivost) k provádění kvalitativních a kvantitativních analýz. Známé metody jsou polarografie (voltametrie), coulometrie, amperometrie, potenciometrie, konduktometrie a elektrogravimetrie.
• Chemické senzory a biosenzory - při této metodě jsou látky absorbovány na speciálně vyvinuté vrstvě senzoru a detekovány změnou fyzikálních veličin (průtok proudu, napětí, elektrický odpor, absorbance nebo fluorescence). Senzor musí být pro analyt co nejspecifičtější. Výzkum v oblasti senzorových materiálů je důležitým odvětvím vědy o materiálech. Plynové senzory jsou široce používány. Kyslíková lambda sonda je nejrozšířenějším chemickým senzorem na světě.