التحليل الكيميائي

التحليل الكيميائي هو دراسة التركيب الكيميائي وتركيب المواد على نطاق واسع وهو مجموعة من التقنيات التي نحصل من خلالها على معلومات كيميائية دقيقة عن هوية المادة و هوية مكوناتها مما يفيد في التصنيع والإنتاج والحصول على نتائج مؤكدة أثناء التحليل، التحليلات الكيميائية مكملة للطرق الأخرى كالفحص البصري أو المجهري والتحليلات الفيزيائية، ولهذا نجد أن الكيميائي التحليلي أكثر من مجرد كيميائي يقيس التركيب الكيميائي للمادة فهو قادر على حل المشكلة بخطوتين حيث يعرف المشكلة ثم يحلها.

وإليك بعض الأمثلة عن طرق التحليل الكيميائي وتطبيقاتها :

  • التحليل الوزني الحراري ويستخدم لتحديد الاختلافات النوعية والكمية في المواد مثل البوليمرات حيث يتم تسخينها ضمن أجواء محددة مغلقة وتسجيل درجات حرارة التطاير لمكونات هذه العينة فإذا كانت الحشوات المستخدمة في بوليمر غير عضوية فإن التحليل الوزني الحراري يساعد في تحديد الكمية الموجودة ويستفيد المصنعون من هذا التحليل في فهم كيفية تفاعل منتجاتهم مع الظروف المحيطة .
  • التحليل اللوني للغاز _مطياف الكتلة_ ويتم استخدامه لتحديد المواد غير معروفة النوع من خلال مقارنة طيف كتلة العينة بمكتبة مرجعية للأطياف، كما يستخدم لتحديد تركيز المكونات داخل العينة، وسواء كانت المادة سائلة، غازية، أو عبارة عن مركب مغلق بمادة صلبة فإننا نستطيع استخدام هذه الطريقة.
  • المسح الحراري التفاضلي هو أحد أنواع التحليل الحراري ويقيس التدفق الحراري للعينات التي تمر بمرحلة انتقالية  كالانتقال من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة حيث يقيس درجة الحرارة في وقت الانتقال ويراقب معدل التغيير مع المواد المرجعية وتستخدم هذه الطريقة لتحليل المواد والمنتجات، لمعرفة الجودة ودراسة تغيرات النقاء والتكوين ودرجة التبلور.
  • مطياف اوجير الذي يستخدم الالكترون لتحليل أسطح المواد ومسح خريطة السطح والعمق ويساعد هذا المطياف على تحديد كمية المواد المجهرية وتأهيلها وبشكل خاص يمكن استخدامه لتقييم المعالجات الكيميائية للمعادن المستخدمة في الأجهزة الطبية والالكترونيات.

يستخدم التحليل الكيميائي أيضاً لاختبار ضرر المنسوجات حيث يوضح الأخطاء التكنولوجية بسبب استخدام مواد خاطئة، في تحليل هذا الضرر غالباً مايتم الجمع بين الطرق الفيزيائية والتحليل الكيميائي. حيث تحل طرق التحليل الكيميائي بكافة أشكالها العديد من المشاكل التي تواجه المصنعين كالتلوث وضمان جودة المنتج.

ندرك أهمية الكيمياء التحليلية فلا يوجد فرع آخر من العلوم يملك تطبيقات متعددة كالتحليل الكيميائي فهو يشمل الكيمياء العضوية والفيزيائية والحيوية وليس فقط في مجال الكيمياء إنما أيضاً في مجالات العلوم الأخرى كالعلوم البيئية والعلوم الزراعية والكيمياء الطبية والسريرية وأبحاث الحالة الصلبة والإلكترونيات، وهناك أمثلة عن استخدام الكيمياء التحليلية في العلوم الزراعية كتحليل المغذيات الدقيقة مثل الحديد  والنحاس والزنك بواسطة مقياس الطيف الضوئي.

لكن كيف يحدد العالم الكيميائي الطريقة التي سيستخدمها في التحليل ؟ اختياره يتأثر بعدة عوامل مثل السرعة، الراحة، الحساسية، الدقة، الانتقائية، وجود الأدوات، كمية العينة، ومستوى التحليل بالإضافة إلى الاهتمام بخلفية العيّنة، فإذا أردنا تحليل الحديد من عينة من الهيماتيت أو المياه الملوثة ففي هذه الحال لايمكن أن نستخدم نفس الطريقة ففي الهيماتيت لدينا المنغنيز أما في الماء فلدينا الكالسيوم  كمعدن متداخل، لهذا لايمكننا وضع قاعدة ثابتة وسريعة لاختيار أحد أساليب التحليل فيجب على الكيميائي التحليلي معرفة المفاهيم الأساسية الكامنة وراء طرق التحليل.

أكمل القراءة

التحليل الكيميائي

التحليل الكيميائي هو دراسة التركيب الكيميائي والبنية الهيكيلية للمركبات المختلفة. ويعتبر أحد فروع علوم الكيمياء المتعددة التي تتطور باستمرار، فمنذ ظهور الكيمياء، كان الباحثون بحاجة إلى معرفة هوية وكمية المواد التي يعملون بها. وبالتالي، فإن تطوير التحليل الكيميائي يوازي تطور الكيمياء. يعتبر العالم السويدي توربيرن بيرغمان مؤسس التحليل الكيميائي الكمي والنوعي غير العضوي وذلك في القرن الثامن عشر.

يوجد فرعان في الكيمياء التحليلية هما:

التحليل النوعي هو تحديد هوية العناصر والمركبات الموجودة في عينة من مادة غير معروفة، والتحليل الكمي هو تحديد وزن كل عنصر أو مركب موجود داخل العينة.

يستخدم اختبار التحليل الكيميائي مجموعة من الكواشف التي تتفاعل مع المواد المحللة، وتظهر أثناء تفاعلها خصائصًا فيزيائية معينة، أو تكوين منتج يمكن  اكتشافه وقياسه بسهولة، على سبيل المثال يمكن أن يكون المنتج ملونًا أو يمكن ان يكون مادة صلبة تترسب أسفل المحلول.

تسمى هذه الطريقة من التحليل الكيميائي بالكلاسيكية، وهي تعتمد بشكل أساسي على التفاعلات الكيمائية مع استخدام بعض الأدوات مثل الميزان التحليلي، ومقياس ضغط الغاز، والفحص البصري لتغيير اللون. كما يتم استخدام التقنيات الفيزيائية مثل استخدام مطياف الكتلة. بالنسبة للعينات في الحالة الغازية، يوفر التحليل الطيفي البصري أفضل تقنية لتحديد الأنواع الذرية والجزيئية الموجودة. يعتبر الفصل اللوني للغاز من الأساليب الحديثة التي لها أهمية خاصة.

يدعى النوع الثاني من التحليلات الكيميائية بالتحليل الآلي. ينطوي هذا النوع على استخدام أدوات مختلفة عن الميزان لإجراء التحليل، والتي تشمل مجموعة واسعة من الأجهزة، في بعض الحالات، يتم استخدام الأداة لوصف التفاعل الكيميائي بين المادة التحليلية والكاشف المضاف؛ في حالات أخرى، يتم استخدامه لمعرفة نوع التحليل. ينقسم التحليل الآلي إلى فئات على أساس نوع الأجهزة المستخدمة.

قبل القرن العشرين، كانت تجرى جميع الاختبارات تقريبًا بالطرق الكلاسيكية. على الرغم من توفر أدوات بسيطة (مثل أجهزة قياس الضوء وجهاز التحليل الكهربائي الجاذبية) في نهاية القرن التاسع عشر، إلا أن التحليل الآلي لم يزدهر حتى القرن العشرين.

أدى تطور الإلكترونيات خلال الحرب العالمية الثانية وما تلاه من توافر أجهزة الكمبيوتر الرقمية على نطاق واسع إلى تسريع التغيير من التحليل الكلاسيكي إلى التحليل الآلي في معظم المختبرات. على الرغم من أن معظم الاختبارات يتم إجراؤها حاليًا بطريقة آلية، إلا أنه لا تزال هناك حاجة لبعض التحليلات الكلاسيكية.

تشمل الخطوات الرئيسية التي يتم إجراؤها أثناء التحليل الكيميائي:

  1. أخذ العينات بحجم كافي للتحليل، ومن مكان مناسب مع مراعاة قواعد أخذا العينات، ويمكن زيادة دقة التحليل بأخذا عينات مختلفة.
  2. المعالجة الموضعية للعينة، كإزالة الشوائب.
  3. المعالجة المخبرية وإضافة الكواشف الضرورية.
  4. المقايسة المخبرية.
  5. إجراء الحسابات الرياضية.
  6. عرض النتائج.

يجب تنفيذ كل خطوة من الخطوات السابقة بشكل صحيح حتى تكون النتيجة التحليلية دقيقة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما معنى التحليل الكيميائي"؟