1.1 Сучасні завдання аналітичної хімії

Аналітична хімія є науковою дисципліною. Яка тісно пов’язана з різними галузями хімічної науки і виробництва. Методами аналітичної хімії користуються також у геології, біохімії, медицині, фізиці, сільськогосподарських та інших науках. Хімічний аналіз застосовується також для контролю якості сировини, напівфабрикатів і готової продукції. З цього випливає, що кожна галузь науки і виробництва ставить перед аналітичною хімією свої специфічні завдання. Так, для медичної науки велике значення має якісне виявлення й кількісне визначення окремих елементів, які входять до складу тканин живих організмів і обумовлюють їх нормальну фізіологічну діяльність. Методами аналітичної хімії доведено, наприклад, що тяжка хвороба людини - зумовлюється недостатністю в харчовому раціоні елементу йоду. Цими методами доведено також, що важливий фермент - карбоангідраза є цинкорганічною сполукою; що в печінці тварин міститься кобальторганічна сполука, яка бере участь у процесах обміну крові. Врожайність сільськогосподарських культур значною мірою залежить від наявності в грунтах і добривах багатьох мікроелементів. У зв’язку з цим постала необхідність виробити методи визначення в добривах найменших кількостей мангану, бору, феруму, молібдену.

Виплавляючи чавун або сталь, металург повинен знати процентний вміст феруму в руді, а також кількість шкідливих домішок - сульфуру, фосфору, сіліцію - в готовому продукті. Ці відомості йому дає аналітична лабораторія заводу. Польові аналізи корисних копалин дають геологові можливість оцінити загальні запаси елементів і зробити висновок про економічну доцільність розробки відкритого ним родовища. Санітарна служба вимагає від хіміка-аналітика оцінки якості питної води; в харчовій промисловості треба контролювати доброякісність продуктів; для судового експерта важливо встановити характер отрути, яка спричинила смерть, і т.д.

У наш час перед аналітичною хімією постали дві нові важливі проблеми. Перша проблема полягає в розробці методів якісного виявлення і кількісного визначення ряду елементів, що почали використовуватися в широких масштабах не так давно. До таких елементів належать, наприклад, ніобій, тантал, цирконій, титан, гафній, молібден, вольфрам, рідкісноземельні елементи тощо. Вони використовуються в сучасній техніці як складові компоненти жаростійких сплавів, як конструкційні матеріали в атомній енергетиці, входять до складу багатьох спеціальних магнієвих та інших сплавів. Застосування названих елементів весь час розширюється. Так, цирконій у минулому не мав майже ніякого практичного значення, хоч був відкритий ще в кінці XVIII ст. У наш час цирконій, його сплави і сполуки використовуються майже в 150 галузях. Цирконій є складовою частиною багатьох силікатних матеріалів, спеціальних сталей, з нього виготовляють атомні реактори, сплави алюмінію, магнію і т.д. Решта названих і багатьох інших елементів періодичної системи також застосовується все ширше в техніці. Тому перед аналітичною хімією поставлене завдання розробити методи визначення цих елементів у нових поєднаннях і комбінаціях з різноманітними елементами.

Другою важливою загальною проблемою є розробка методів виявлення і визначення мікрокількостей елементів. За останні десятиріччя було з’ясовано, що незначні кількості елементів, наявні в основному матеріалі, відіграють важливу роль. Виявилося, наприклад, що фізичні й хімічні властивості матеріалів часто обумовлюються саме наявністю мікрокомпонентів. Титан і хром довгий час вважали крихкими металами, які не можна кувати й прокатувати, але недавно було встановлено, що ці метали в очищеному стані пластичні і що їх крихкість зумовлена незначними домішками сторонніх елементів. Германій є одним з основних матеріалів для виготовлення напівпровідникових приладів у радіотехнічній промисловості, але він втрачає свої напівпровідникові властивості, коли на десять мільйонів атомів германію припадає більше як один атом фосфору, арсену чи стибію. Найменша домішка гафнію в металічному цирконії робить останній непридатним для використання в атомній промисловості. Найменші домішки титану, ванадію, бісмуту та інших металів у сталях значно змінюють їх механічні й електричні властивості. Майже всі елементи періодичної системи входять у дуже малих кількостях до складу тваринних і рослинних тканин, причому кожний елемент відіграє певну фізіологічну роль. Вимоги науки і техніки щодо визначення мікрокількостей безперервно зростають. У 1947 р. Хіміки-аналітики визначали домішки, які становлять тисячні частки процента в основному матеріалі; тепер від хіміків-аналітиків вимагають методів, за допомогою яких можна було б визначити 10-10% домішок, тобто знайти один атом одного елементу в присутності 10 або 100 млрд. Атомів іншого елементу.