content top

Analitička hemija

Analitička hemija, ili umetnost razlikovanja različitih supstanci i određivanja njihovih sastavnih delova, zauzima istaknuto mesto u primeni nauke, jer omogućava davanje odgovora na pitanja koja se postavljaju uvek kada se hemijski postupci primenjujuu naučne ili tehničke svrhe. Izuzetna važnost analitičke hemije uzrok je činjeniceda se ona neprestalno neguje od samih početaka hemije, a zapisi, koji uglavnomobuhvataju rezultate kvantitativnog rada, protežu se celom naukom.”

Wilhelm Ostwald, 1894

ŠTA JE ANALITIČKA HEMIJA?

„Analytical chemistry is what analytical chemist do”

Analitička hemija je naučna disciplina koja se bavi dokazivanjem i određivanjem elemenata, molekula, faza i izotopa, strukturnom analizom, razradom i izučavanjem metoda za rešavanje već navedenih zadataka, kao i razvijanjem teorijskim osnovama analitike – hemometrija. Ona se pojavila istovremeno sa savremenom hemijom u XVII veku, a u XVIII, kao i u prvoj polovini XIX veka predstavlja glavnu granu ove nauke. Nemački hemičar Klaprot (H.Klaproth) je 1797.god. izolovao uran(VI)-oksid sledeći Lavoazijev (A.L.Lavoisier) kvantitativni laboratorijski rad i tako osnovao analitičku hemiju. Kasnije, sa razvojem i drugih grana hemijske nauke, analitička hemija je samo prividno potisnuta, jer se sa sve intenzivnijem razvojem prirodnih nauka i materijalne proizvodnje ona suočava sa rešavanjem sve obimnijih i složenijih zadataka, a naročito u novije vreme, u doba naučno-tehnološke i tehničke revolucije.

Postupci i metode hemijske analize razvijali su se i primenjivali na hemijske reakcije između jona, prvenstveno u rastvorima, pri čemu se prati ne samo sastav polaznih supstanci (reaktanata) i nastalih supstanci (proizvoda), već takođe i kvantitativni odnosi koji vladaju tokom reakcije.

Za objašnjenje i praćenje kvantitativnih odnosa supstanci u rastvorima, i za njihovo razumevanje, neophodno je poznavanje osnovnih hemijskih zakona, a pre svih zakona hemijske ravnoteže.

Osnovni zadatak analitičke hemije je dokazivanje i određivanje hemijskog sastava nekog uzorka, pa se na osnovu toga analitička hemija deli na kvalitativnu i kvantitativnu hemijsku analizu.

Kvalitativna hemijska analiza (lat. qualitas – svojstvo, odlika, vrednost) bavi se dokazivanjem hemijskih elemenata i jedinjenja i daje odgovore od čega se sastoji neki uzorak. Kvantitativna hemijska analiza (lat. quantitas – količina) bavi se određivanjem sadržaja elemenata i jedinjenja u uzorku i daje odgovore koliko ima ispitivanog sastojka u uzorku.

Za pouzdano i potpuno određivanje kvantitativnog sastava nekog uzorka primenjuju se hemijske, fizičko-hemijske i fizičke metode analize. Hemijske metode analize, zasnovane na hemijskim reakcijama, kao što su gravimetrija i volumetrija nazivaju se klasičnim, i kao takve predstavljaju osnovu ove knjige. Klasične metode, iako zvuče kao nešto retro i prevaziđeno, objedinjuju znanja iz svih hemija, posebno opšte, i kao takve omogućuju ne samo pouzdana pojedinačna određivanja, već predstavljaju preduslov za izučavanje, razvoj i primenu složenijih – instrumentalnih metoda. Takođe, njeno poznavanje omogućava logično povezivanje teorijskih i eksperimentalnih znanja tj. navikavanje na analitički pristup rešavanju problema i analitičko razmišljanje, što je osnova za rešavanje inženjerskih problema.

Kada je razvijena analitička misao i analitički pristup, onda se lako mogu primeniti nove instrumentalne metode i novi kompjuterizovani sistemi, takođe navedeni u ovoj knjizi.

U drugoj polovini XX veka klasične hemijske analitičke metode suočene su sa sve oštrijom tendencijom njihovog potiskivanja. Tako se, gravimetrijske metode koje su izuzetno spore, danas primenjuju samo pri određivanju makro-komponenata u ispitivanim uzorcima, kada je neophodna visoka tačnost, kao referentne metode pri utvrđivanju pouzdanosti i tačnosti rezultata dobijenih instrumentalnih metodama, kao i pri pripremanju standardnih rastvora i standardnih uzoraka.

Neophodno je, međutim, naglasiti da druga klasična analitička metoda – volumetrija, nije doživela sličnu sudbinu prvenstveno zahvaljujući svojoj univerzalnosti, jednostavnosti, brzini izvođenja analiza, kao i zadovoljavajućoj tačnosti dobijenih rezultata. Ona se i danas stalno razvija i osvežava uvođenjem novih metoda za detekciju završne tačke i automatizacijom procesa određivanja.

Sredinom XX veka volumetrija je doživela značajan podstrek u svome razvoju uvođenjem novog titracionog sredstva, dinatrijumove soli etilendiamintetrasirćetne kiseline, kao i nekih drugih kompleksona od strane Švarcenbaha (G.Schwarzenbach) i njegovih saradnika.

Druga velika i važna oblast volumetrije koja se razvila u XX veku su titracije u nevodenim rastvaračima. Ona se pojavila 1910.god. kada su Folin (C.Folin) i Ventvort (Wentworth) titrovali u vodi nerastvorne više masne kiseline natrijum-alkoholatom u aprotonskim rastvaračima.

Intenzivan razvoj analitičke hemije u nevodenim rastvaračima započeo je pred kraj, a naročito odmah po završetku Drugog svetskog rata u SAD-u, SSSR-u, SR Nemačkoj, Kanadi, Indiji, Mađarskoj i Čehoslovačkoj, a od šezdesetih godina XX veka i u Jugoslaviji. Vodeću ulogu u ovoj oblasti uskoro su preuzele dve škole: a) jedna u SAD, na čelu sa Kolthofom (I.M.Kolthoff) najvećim analitičarem XX veka i b) druga u SSSR-u pod rukovodstvom Izmajlova (Н.А.Измайлов), fiziko-hemičara širokog profila.

Analitička hemija zauzima posebno mesto u primenjenoj hemiji, jer pruža mogućnost rešavanja mnogih analitičkih pitanja, vezanih za hemijske procese. Iz svih tih razloga, Analitička hemija, nalazi široku primenu i znatno utiče na razvitak raznih grana nauke i tehnike, koje su na određeni način povezane sa hemijom, kao što su: fizika, geologija, metalurgija, biohemija, medicina i dr. Danas ni jedan materijal ne ulazi u proizvodnju i ne izlazi iz proizvodnje bez hemijske analize koja karakteriše njegov kvalitet i pogodnost za različite primene. Znajući za rezultate ovih analiza moguće je na najbolji način iskoristiti sirovinu, odnosno odstraniti nedostatke tehnološkog procesa, a samim tim izbeći stvaranje grešaka.

Analitička hemija je, sa gledišta analitičkih metoda i tehnika, poslednjih 20-30 godina XX veka doživela veliki napredak. Osim klasične analitičke hemije koja je zasnovana uglavnom na hemijskim reakcijama u vodenim i nevodenim rastvorima, u novije vreme veoma brzo su razvijane nove fizičko-hemijske i fizičke metode, koje se zasnivaju na merenju fizičkih veličina uzoraka pri određenim uslovima ispitivanja. Ovo je omogućilo nagli razvoj instrumentalnih metoda analize, koje su veoma pogodne za brzo i masovno ispitivanje različitih neorganskih i organskih proizvoda.

Danas je u velikoj meri proširen domen analitičke hemije, tako da se ona više ne ograničava samo na elementarnu analizu, već obuhvata i prostornu raspodelu komponenata, površinsku analizu različitih materijala, strukturnu analizu nepoznatih jedinjenja i dinamičku analizu i kontrolu procesa proizvodnje. Zbog sve šire primene fizičkih metoda analize, naziv ANALITIČKA HEMIJA ne izražava u pravoj meri veliki značaj ovih metoda u savremenoj analitičkoj praksi. Da bi se istakao značaj svih savremenih analitičkih metoda, u sve većoj primeni je jednostavan ali znatno širi naziv ANALITIKA.

Analiticka-hemija_01Analitička hemija je danas prisutna u svim prirod-nim naukama (hemiji, biolo-giji, fizici, geologiji, mine-ralogiji), u nekim granama umetnosti (slikarstvu i dr.), u celokupnoj materijalnoj proiz-vodnji (hemijskoj, farmaceut-skoj, prehrambenoj i tekstil-noj industriji, metalurgiji, poljoprivrednoj proizvodnji, pri istraživanju i korišćenju rudnih bogatstava pri proizvodnji čistih i superčistih supstanci, kao i novih materijala), u medicinskoj dijagnostici i u organizaciji zdravstvene zaštite u celini. Uspešna zaštita životne sredine ne može se zamisliti bez pouzdane kontrole vrste zagađivača i stepena zagađenosti zemljišta, vode i vazduha. Metode i rezultati analitičke hemije široko se koriste i pri izučavanju kosmosa.

Mnogostruke i složene zadatke analitika može uspešno da rešava samo zahvaljujući neprekidnom poboljšavanju postojećih i iznalaženju novih, savremenijih, metoda analize. U tom cilju pronalaze se nove, brže i osetljivije hemijske, kao i instrumentalne (fizičko-hemijske i fizičke) metode analize koje omogućavaju i kompjutersku obradu podataka i digitalno isticanje rezultata.

LITERATURA

Kvalitativna hemijska analiza

Kvalitativna-hemijska-analiZadatak ovog udžbenika je da, na savremen način, izloži najvažnije principe kvalitativne hemijske analize. Istovremeno, treba da pomogne studentima u upoznavanju i savladavanju postupaka i tehnike rada pri rešavanju praktičnih problema kvalitativne hemijske analize.

Obim gradiva je takav da omogućava izbor prema konkretnim potrebama. U uvodnom delu izloženi su osnovni principi kvalitativne hemijske analize. U teorijskom delu, data je analiza ravnotežnih stanja homogenih i heterogenih sistema koji u suštini predstavljaju osnovu kvalitativne hemijske analize, kao i uloga oksido-redukcionih i kompleksirajućih reakcija u kvalitativnoj analizi. Praktični aspekti kvalitativne hemijske analize katjona i anjona opisani su u saglasnosti sa položajem i svojstvima elemenata u Periodnom sistemu elemenata. Prilog sadrži veći broj tablica koje mogu korisno da posluže u teorijskom i praktičnom radu.




Preuzmite sadržaj:
Adobe-reader-icon-small
Sadržaj kvalitativna hemijska analiza.pdf



Uvod u analiticku hemiju
Uvod-u-analiticku-hemijuUvod-u-analiticku-hemiju-2-


Među svim hemijama posebno ili čak, moždato i subjektivno rečeno, istaknuto mesto zauzima – Analitička hemija. Ona je something in between među hemijama.Da bi se razumela i shvatila, neophodno je poznavanje osnovnih principa opšte hemije. Da bi se mogla primeniti odgovarajuća analitička metoda, neophodno je poznavanje neorganskih i organskih jedinjenja, koja se pak izučavaju u odgovarajućim hemijama. Da bi se primenila odgovarajuća tehnika, neophodno je poznavanjeodgovarajućih fizičkih zakona. Za obradu rezultata, teorijskoobjašnjenje mehanizama hemijskih reakcija, neophodno je poznavanje, uz hemizam datih procesa, i matematike i matematičkih zakonitosti.

Preuzmite sadržaj:
Adobe-reader-icon-small
Sadržaj I izdanje.pdf

Adobe-reader-icon-small
Sadržaj II izdanje.pdf

Adobe-reader-icon-small
Predgovor II izdanje.pdf


PREPORUČENA LITERATURA

Teorijski osnovi iz analitičke hemije
1. Beck, C.M., Classical Analysis: A Look at the Past, Present, and Future, Anal.Chem., 63 (1991) pp. 993A–1003A.
2. Booksh, K.S. and B.R.Kowalski, Theory of Analytical Chemistry, Anal.Chem., 66 (1994) 782A-791A
3. Braun, R.D., Introduction to Chemical Analysis, McGraw-Hill, New York, 1982.
4. Christian, G.D., Analytical Chemistry, Jonh Wiley&Sons, Inc., New York, 1994.
5. Fifield, F.W. and K.Kealey, Principles and Practice of Analytical Chemistry,
International Textbook Company Limited, London, 1975.
6. Havay, D., Modern Analytical Chemistry, The McGraw Hill Comp., Inc., Boston, 2000.
7. Janjić, T., Teorijski osnovi Analitičke hemije, Naučna knjiga, Beograd, 1980.
8. Янсон, Э.Ю., Теоретические основы аналитической химии,
Высшая школа, Москва, 1987.
9. Янсон, Э.Ю. и Я.К.Путнинь, Теоретические основы аналитической химии,
Высшая школа, Москва, 1980.
10. Kolthoff, I.M., Analytical Chemistry in the USA uin the First Quarter of This Century, Anal.Chem., 66 (1994) pp. 241A-249A.
11. Latinen, H.A., Ewing, G.W., eds., A History of Analytical Chemistry, The Division of Analytical Chemistry of the American Chemical Society, Washington, DC, 1977, pp. 10-24.
12. Ляликов, Ю.С. и Ю.А.Клячко, Теоретические основы современного качественного анализа, Химия, Москва, 1978.
13. Meites, L. and H.C.Thomas, Advanced Analytical Chemistry, McGraw-Hill Book Co., New York, 1958, Ch. 4.6.
14. Петерс, Д., Хайес, Дж. и Г.Хифтье, Химическое разделение и измерение.
Теория и практика аналитической химии, Химия, Москва, 1978, Т. 1,2
15. Пилипенко, А.Т. и И.В.Пятницкий, Аналитическая химия 1, Химия, Москва, 1990.
16. Пятницкий, И.В., Теоретические основы аналитической химии, Вища школа, Киев, 1978.
17. Пиккеринг, У.Ф., Современная аналитическая химия, Пер. с англ. Б.Я.Спивакова, Г.И.Рамендика, Химия, Москва, 1977.
18. Пономарев, А.Д., Аналитическая химия, Высшая школа, Москва, 1982.
19. Попадич, И.А., С.Е.Траубенберг, Н.В.Осташенкова и Ф.А.Лысюк,
Аналитическая химия, Химия, Москва, 1989.
20. Pretrzyk, D.J. and C.W.Frank, Analytical Chemistry, Academic Press, New York, 1979.
21. Rajković, M.B., B.Vučurović, K.Karljiković-Rajić i S.Đorđević, Analitička hemija – elementi teorije sa zadacima, Savremena administracija, Beograd, 1993.
22. Rajković, M.B., Uvod u analitičku hemiju – klasične osnove, Pergament, Beograd, 2007.
23. Skoog, D.A., D.M.West and F.J.Holler, Fundaments of Analytical Chemistry, Sixts edition, Saunders College Publishing, A.Harcourt Brace Jovanovich College Publisher, 1992.
24. Tanaka, N., Electrodeposition, In Kolthoff, I.M. and Elving, P.J., eds., Treatise on Analytical Chemistry, Part I: Theory and Practice, Vol. 4., Interscience, New York, 1963.
25. Vitorović, O. i R.Šaper, Analitička hemija – teorijske osnove –, Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd, 1987.
26. Vučurović, B., Lj.Rajaković i M.B.Rajković, Analitička hemija. Kvalitativna hemijska analiza, Građevinska knjiga, Beograd, 2000.