История аналитической химии за рубежом

Министерство Образования РФ

ГОУВПО «Пермский Государственный Университет»

Химический факультет

Кафедра аналитической химии

Курсовая работа

Тема: «История аналитической химии за рубежом»

Выполнила

студентка химического факультета

2 курса 2 группы

Проверила:

Денисова Светлана Александровна

г.Пермь 2007г.

Содержание

1. История развития

2. Газовый анализ

3. Стехиометрия

4. Минералогия

5. Введение в систематический анализ ионов

6. Весовой анализ

7. Микроанализ

8. Объёмный анализ

9. Индикаторы

10. Органический элементный анализ

11. Электрогравиметрия

12. Потенциометрическое титрование

13. Радиохимический анализ

14. Хроматография

Заключение

Список литературы

1. История развития

В настоящее время существует вполне определённое мнение, что наука зародилась 5-6 тысяч лет назад. Произошло это благодаря стремлению человека понять суть наблюдаемых явлений природы и использовать полученные им знания на практике. В древние времена химия как наука не существовала, но прикладная химия использовалась во многих процессах. Человек умел дубить кожу, красить ткани, изготавливать гончарные изделия, мыло, притирания и, даже умел получать металлы и сплавы из руд. В то время уже были известны золото, серебро, медь, олово, свинец, железо, ртуть, а также их оксиды, уксусная кислота и некоторые её соли, известь и гидроксиды щелочных металлов, поташ, сульфат железа, сульфат меди, и такие природные соединения, как сода, селитра и каменная соль. Некоторые химические операции, например перегонка, кристаллизация, выпаривание и фильтрация, - были известны ещё в доэллинистические времена.

Аналитическую химию по праву можно назвать матерью современной химии: ведь прежде чем применять то или иное вещество в конкретных целях, необходимо выяснить его химический состав. Впервые анализ стали широко использовать для проверки качества товаров и материалов, наиболее важными из которых были серебро и золото. Первой получившей распространение методикой испытание этих методов, которые в ходу ещё сегодня, было испытание огнём, или купелирование. Эта количественная методика предусматривает взвешивание анализируемого вещества до и после нагрева.

Римлянин Плиний пишет, как проводится гораздо более трудное отделение серебра от золота: «В земляной сосуд вместе с золотом помещают 2 части соли и 3 части misy и покрыть смесью двух частей соли и одной части schiste. Сосуд поставить на огонь; смесь заберёт всё, что не золото, и золото станет чистым». Согласно Штрунцу, misy - это сульфат железа, соль - хлорид натрия, а schiste - толчёный кирпич. Когда смесь нагревают, образуется хлорид серебра, который затем плавится и адсорбируется толчёным кирпичом. Эта процедура носит название «цементация». В двух древних египетских рукописях, известных как Стокгольмский и Лейденский папирусы говорится о методах анализа. Если испытуемое золото не изменится при нагревании, его считают чистым, если же при нагревании оно становится твёрже, то, следовательно, содержит медь, а если белеет, то содержит серебро. Когда исследуется олово, металл расплавляют и выливают на папирус. Если при этом папирус превращается в золу, следовательно, олово чистое, но если папирус не сгорает, то в олове присутствует свинец. Плиний пишет об использовании экстракта дубильных орешков в качестве химического реагента. Этим экстрактом смачивают папирус. При помощи такого папируса можно отличить сульфат меди от сульфата железа: в растворе сульфата железа папирус чернеет.

С закатом Римской империи в Европе нарушилось политическое и экономическое равновесие. Наука в таких условиях развиваться не могла. В тоже время на Востоке, в Византийской империи, сильная централизованная власть обеспечивала мир и процветание: в богатых городах были собраны библиотеки, процветала наука. Однако в IX веке Византийскую империю завоевали арабы, начавшие с большим рвением изучать труды греческих философов и многие из них перевели на арабский язык. В результате арабами сделано огромное количество открытий. Например, Олимпидор, один из ранних греческих алхимиков, писал о неком «нитроновом масле», которое растворяет металлы, но он не считается первооткрывателем азотной и серной кислот и царской водки. Открыл эти соединения Джабир ибн Хайян - арабский физик и алхимик, живший в VIII и IXв.в., о котором мало что известно. В книге, приписываемой Джабиру: « итог совершенства магистерия» найдена следующая методика: «Перегони фунт кипрского купороса (сульфат меди или железа), полтора фунта селитры, четверть фунта квасцов и получишь воду (кислоту). Эта вода очень хорошо растворяет металлы. Эффект будет еще сильнее при добавлении к ней (царской водке) ј фунта нашатыря». Многие авторитеты полагают, что автор книги, приписываемой Джабиру, - неизвестный христианский алхимик, живший в XIII веке. Европейские алхимики открыли цинк, сурьму и висмут, положили начала использованию солевых растворов и процессов, происходящих в растворах. В средние века из числа известных в то время процессов, происходящих в водных растворах, в целях анализа используется лишь один: золото отделяли от серебра обработкой азотной кислотой. Георг Агрикола писал, что золото расплющивают в тонкий лист, затем скручивают и обрабатывают азотной кислотой. Большинство химических реакций, составляющих основу качественного классического систематического анализа, были открыты только в период иатрохимии. В это же время было установлено, что с помощью ряда реакций смесь вещества можно разделить на группы, а затем идентифицировать в индивидуальные вещества. В этот же период была проделана огромная работа по исследованию воды. Одна из наиболее обстоятельных книг, посвященных этому вопросу, «Пинзон, или о холодных и тёплых минеральных и содержащих металлы водах» («pison oder von kaltem und Warmer Minerisher und Metallishen Wassern»), была опубликована в 1752 году врачом Л. Турнейсер. Либавий считал, что в воде присутствуют газообразные компоненты, и использовал экстракт дубильных орешков для идентификации железа. К. Геснер также применял «декокт дубильных орешков» в качестве пробы на железо и алюминий. В «Мемуарах по естественной истории минеральных вод» («Memoirs of a Natural History of Mineral Waters»). Бойль пишет о применении сока дубильных орешков для выявления железа (чёрное окрашивание) и меди (красное окрашивание). Однако он указывает, что количество добавляемого порошка дубильных орешков следует измерять, т.к. интенсивность возникшей окраски зависит от содержания металла в пробе. Бойль описал новый реагент, который назван «летучий сернистый дух». Получал его следующим образом: он сплавлял серу с равным количеством калия, постепенно добавляя последний. Полученную смесь перегонял с водным раствором четырёххлористого углерода и последнюю часть дистиллята поглощал водой. Растворы золота и ртути не дают осадка с этим реагентом, в то время как в присутствии олова выпадает жёлто-коричневый осадок. Сабадвари повторил этот эксперимент и обнаружил, что «летучий сернистый дух» - это сероводород. Однако сероводород не использовался в аналитической практике до конца следующего столетия. Р. Бойль также установил, что если фиалковый экстракт в растворе становится зелёным, то вода обладает щелочными свойствами. Подобные воды дают осадок с сулемой и вспениваются под действием кислот. Бойль перегонял воду и проводил фракционную кристаллизацию осадка. О составе осадка он судил по форме образовавшихся кристаллов. Отто Тахений систематически исследовал действие экстракта дубильных орешков на растворы солей многих металлов, наблюдая за изменением окраски этих растворов. Поскольку в те времена ещё практиковалась хранить вино в свинцовых сосудах, Э. Гокель занялся разработкой методов определения свинца в вине. Он установил, что если в вине содержится свинец, то при добавлении серной кислоты образуется белая муть. И.Р. Глаубер был искусным химиком. Разработанный им метод получения соляной кислоты и азотной кислоты из каменной соли и селитры он держал в секрете почти до конца жизни. Он также нашёл, что хлорид серебра растворится в растворе азотной кислоты, и что хлорид серебра даёт осадок со щёлочью и карбонатами, а хлорид свинца лишь слабо растворится в воде. Глаубер также установил, что экстракт кошинели окрашивается в алый цвет, когда к нему прибавляют азотную кислоту. Однако он не применял этот экстракт как кислотно-основный индикатор, он использовал его как краску для волос и ногтей. Так называемый «период флогистона» в истории химии начался в конце XVIII века и продолжался свыше 100 лет. Появление и быстрый рост числа мануфактур в Европе вызвали множество проблем, и часто решить их можно было, только используя аналитические методы. Это обстоятельство способствовало быстрому развитию аналитической химии, особенно связанной с получением металлов. Однако при производстве железа всё ещё используется древесный уголь, который становился всё более дефицитным, та как запасы древесины уменьшались. В 1709 году А. Дарби предложил заменить древесный уголь каменным. Однако железо при этом стало получаться хрупким, чтобы выявить причину подобного недостатка, необходим был точный метод анализа. После того, как Т. Бергман сумел достаточно точно определить содержание углерода в различных образцах железа, он понял, какую роль играет углерод. Кроме того, Бергман установил, что фосфор так же делает железо хрупким. Изобретённая Дж. Ваттом паровая машина к 1769 году была настолько усовершенствована, что с её помощью можно было избежать затопления шахт. В результате увеличилось количество добываемой руды, и были открыты новые минералы. Всё это способствовало быстрому развитию аналитической химии вообще и аналитической химии минералов в частности. Особенно больших успехов в этой области достигли учёные Швеции - страны с богатейшими рудными месторождениями. Теория флогистона была первой сознательной попыткой объяснить различные химические феномены с единой точки зрения. Опровергающей теоретическую базу алхимии. Возникновение теории флогистона относится к XVI веку. И. Бехер в книге «Подземная физика» («Physica Subterranea»), опубликованной в 1669 году, высказал мысль, что в состав землеподобных веществ входят три вида земель: стеклующаяся, ртутная и горючая. Когда вещество сжигают, горючая, или масляная, земля улетучивается. Согласно этой теории, все вещества содержат горючие и негорючие компоненты. Горючая часть во всех веществах одна и та же - это флогистон. Когда вещество сжигают, флогистон улетучивается. Чем больше флогистона в объекте, тем быстрее он сгорает. При обжиге металлов флогистон теряется, и остаются землистые вещества. Так называемые окалины или извести. Подобную реакцию можно выразить уравнением:

металл - флогистон = металлическая окалина.

Получение металла восстановлением углём можно записать:

металлическая окалина + флогистон = металл

В теории флогистона было много положительных моментов. Так, она объясняла механизм процессов окисления - восстановления:

восстановление = принятие электронов = принятие флогистона

окисление = отдача электронов = отдача флогистона.

Но теория не объясняла, почему металлы превращаются в соединения и почему оксиды металлов могут вновь давать металлы. С помощью паяльной трубки в XVIII веке был установлен качественный состав большинства минералов и было открыто много новых элементов. Т. Бергман, самый крупный аналитик XVIII века в 1770 году опубликовал книгу, озаглавленную «О паяльной трубке» («De tubo feruminatorio»), в которой изложил всё, что было известно о применении паяльной трубки. В этой книге Бергман пишет, что данный метод анализа требует мало времени, необходимое количество образца весьма невелико и что экспериментатору не нужна печь. Говоря о том, что количественные определения при помощи паяльной трубки невозможны, Бергман, таким образом, впервые проводит различие между качественным и количественным анализом. Бергман нагревал образец на пламени свечи и горелки с растительным маслом и применял в качестве плавней такие вещества, как карбонат натрия, фосфат натрия-аммония и буру. Образцы он плавил не только на кусках древесного угля, но и на небольших серебряных или золотых пластинках. Ю.Г.Ган, ассистент Бергмана, усовершенствовал методику испытания, он разработал пробу с кобальтовыми перлами и ввёл в обиход платиновую проволоку. В конце жизни Ганн работал с Берцелиусом, который отмечал, что Ганн был очень искусен в обращении с паяльной трубкой. Когда А. Экеберг дал Гану на исследование образец только что открытого им тантала, Ган обнаружил в нём олово, хотя последнего там было не более 1%. Анализируя четвертушку листа фильтровальной бумаги, он нашёл в ней медь, а ведь до того времени никто и не подозревал, что медь входит в состав растительных веществ.

2. Газовый анализ

Ещё с древнейших времён было известно, что из недр земли может извергаться «воздух», совершенно не похожий на тот, которым люди дышат. Давно было известно, насколько опасен рудничий газ, скапливающийся в шахтах. Плиний писал о воздухе, которым нельзя дышать и который нельзя поджечь. Проводя разного рода опыты, алхимики часто наблюдали выделение газов, или духов, как они их называли; этим же термином они называли и кислоты. Однако алхимики полагали, что это выделяется обычный воздух, и обращали на газы мало внимания. Я.Б. Ван Гельмонт, который первым ввёл в химию слово «газ», заметил, что углекислый или. КК он его назвал, «лесной», газ выделяется при сжигании серы, и пары, выделяющиеся при растворении серебра в азотной кислоте, он также назвал «лесным газом». В 1643 году Э.Торричелли установил, что воздух имеет вес. Р.Бойль (и независимо от него французский учёный Э.Мариотт) определил соотношение между объёмом воздуха и его давлением. Бойль также пришёл к выводу, что для горения необходим воздух. Бойль разработал способ получения водорода и метод его хранения. Кавендиш известен как первооткрыватель водорода; его наиболее важная работа «Опыты с воздухом» («Experiments on Air») была опубликована в 1784 году. Кавендиш первым измерил плотность газов: он заполнял камеры пузырьками газа и взвешивал их. Принимая плотность воздуха равно единице, Кавендиш нашёл, что плотность углекислого газа равна 1, 57. а плотность водорода - 0,09. Проводя один из своих опытов, Кавендиш заметил, что если пропустить воздух несколько раз над нагретым древесным углём, а затем через раствор гидроксида калия, то остаётся газ, который похож на воздух. Но легче его и не поддерживает горения. Кавендиш назвал этот газ «флогистированным». О своём открытии он написал только в письме к Пристли, так что Э.Резерфорд первым объявил об открытии азота, а именно им и был «флогистированный воздух». Кавендиш также открыл закись азота и обнаружил, что она реагирует с кислородом с образованием оксида азота, который при растворении в воде даёт азотную кислоту. В области газового анализа работали также Э. Винтерль и Й.М. Остеррейхер. В опубликованной ими в 1781 году книге «Анализы вод буры». Они описали различные способы определения кислорода, сероводорода, углекислого газа, азота, растворимых в воде. Определяли они все эти газы только химическими методами; ни одного описания объёмного метода в книге не приводится. Например, углекислый газ пропускали через известковую воду, сероводород через раствор серебряной соли, кислород через раствор сульфата двухвалентного железа.

3. Стехиометрия

Стехиометрия, т.е. область химии, рассматривающая количественные соотношения между исходными соединениями и продуктами реакции, начала развиваться лишь после того, как стало ясно, что же такое соединение. «Само собой разумеется, что все соединения должны иметь определённый и неизменный состав, который не может меняться, однако очевидно и то, что ничего определённого нельзя установить из их сравнения»- писал один из наиболее искусных аналитиков Венцель. Основываясь на результатах своих работ, Венцель постулировал закон постоянных отношений, но дальше этого он не пошёл. Рихтер первым понял значение этого закона и первым установил основное правило стереохимии: «если мы получаем соединение из двух элементов, то поскольку свойства элементов постоянны, один из элементов будет требовать всегда одного и того же количества другого элемента». Закон нейтрализации Рихтер сформулировал так: «Если два нейтральных раствора смешиваются один с другим и если между ними происходит двойной обмен, то образуемый ими продукт так же нейтрален, почти без исключения». Основой этого феномена служит то, что элементы должны находиться в определённых соотношениях между собой. Говоря о поглощении газов водой Дальтон в 1803 году затронул влияние атомных весов. Сущность теории состоит в следующем: химические соединения образуются в результате объединения неделимых атомов, веса различных атомов можно выразить числами, поэтому состав химического соединения можно выразить количественно. Дальтон писал, что целью его работы было определение относительных весов различных соединений. Принимая водород за единицу, он предложил, что атомные веса одних элементов пропорциональны атомному весу водорода. Однако у составленной Дальтоном таблицы атомных весов был существенный недостаток: сами атомные веса были определены очень неточно. К сожалению, неточность определения часто тормозила развитие аналитической химии. Именно по этой причине разработка основных принципов стехиометрии затянулась так надолго.

4. Минералогия

Быстрое развитие минералогии в 1790-1810 годах привело к накоплению полезных знаний о методах анализа и составе минералов, в течении этого времени количественный состав большого числа минералов и природных солей был установлен с достаточной степенью точности. Два химика, Р. Кирван и М.Г. Клапрот, дали хорошее изложение методов анализа того времени. Кирван предложил простую методику определения общего содержания соли в воде путём измерения удельного веса раствора. Он писал о необходимости систематического подхода к анализу: «Обычный метод испытаний я уподоблю путешествию в неизвестную страну с целью увидеть, какие открытия там ожидают, т.е, другими словами, указания, которыми руководствуются в этом случае путешественники, туманны и бессвязны. Другое дело, если цель испытания намечена, методы испытания выбраны и скомбинированы так, чтобы можно было доказать или отвергнуть то или иное предположение; в этом случае полученные результаты будут надёжными и точными. Я уже показал плодотворность такого подхода, когда проводил работу, руководствуясь едиными и определёнными взглядами». В своё время Кирван был широко известен как аналитик, и результаты его работ часто цитировали в Европе. Однако на рубеже XVIII века более популярными, чем Кирван, становится другой химик - М.Г.Клапрот. Клапрот развивал свои собственные представления о стехиометрии. Начал он с того, что, получив такие соединения, как хлорид серебра и окись сурьмы, Клапрот восстанавливал их до металла и определял вес этого металла. Спустя некоторое время он заметил, что соотношения весов не меняются, но не учёл степени восстановления. Позднее он записал, что веса некоторых осадков соответствуют определённым весам металла или окисла и даже использовал эти величины в целях идентификации. Примером тому может служить исследование минерала стронцианита, содержащего, как выяснилось, стронций, а не барий. Образец минерала весом 100 гран растворили в соляной кислоте, остаток весил только 70 гран, следовательно, при добавлении выделилось 30 гран углекислого газа. Если бы исследуемое вещество было карбонатом бария, то при его растворении должно было бы выделиться 22 грана газа. Кроме того, при обработке 100 гран образца серной кислоты образовалось 114 гран сульфата стронция, из которых 2,5 грана растворились в 8 унциях горячей воды. Сульфат бария совсем не растворим в горячей воде. Клапрот методику анализа воды, исключив там, где это было возможно, разделение на основе фракционной кристаллизации, «поскольку они не давали надёжного результата».

5. Систематический анализ ионов

Все основные реакции качественного анализа, за исключением реакций, предусматривающих применение органических реагентов, были разработаны до 1800 года, часто специально для анализа воды. Анализ минералов начинался с предварительных испытаний с использованием паяльной трубки, после чего сразу следовали количественные определения. Часто о содержании того или иного элемента судили по форме кристаллов. Исследуя силикаты, обычно определяли кремниевую кислоту, железо, алюминий, кальций, магний. Проверку на наличие других элементов проводили лишь в том случае, если результаты анализов не давали в сумме 100%.Аномальное поведение образца в процессе анализа позволяло предположить, что в нём содержится новый, пока неизвестный элемент. Химики тщательно изучали реакции всех вновь открытых элементов, но в качестве реагентов их, как правило. Не использовали. Исключение составили лишь бром и йод, которым очень скоро нашли важное практическое значение в объёмном анализе. Йод был открыт Бернаром Куртуа или, если уж быть совершенно точными, его кошкой. Говорят, дело было так: кошка столкнула со стола склянку с морскими водорослями, склянка разбилась, водоросли смешались с чем-то ранее разлитым на полу и стали выделять фиолетовые пары. Свойства йода, образуемые им соединения и его реакции, описаны Гей-Люссаком в его знаменитой статье, которую часто приводят в качестве прекрасного примера научного отчёта. Реакция йода с крахмалом, сопровождающаяся появлением синей окраски, была впервые изучена Ф.Штромейером в 1815 году. Сначала её применяли только для обнаружения йода или крахмала, и лишь 25 лет спустя она стала играть важную роль в йодометрическом анализе. К 1848 году все реагенты, применяемые для качественного анализа, были уже известны, и необходимо было только привести аналитические реакции в некоторую систему. Однако рассортировать всё это огромное количество реакций аналитику-практику было довольно трудно, поскольку было неясно, каким принципом следует руководствоваться. Первый реальный шаг в этом направлении был сделан Генрихом Розе в его «Руководстве по аналитической химии», опубликованном в Берлине в 1829 году. В этом руководстве Розе применил новый подход: если раньше реагенты и их реакции с различными элементами рассматривались отдельно, то в учебнике Розе отдельные главы посвящены индивидуальным элементам и в этих главах суммированы все известные реакции этих элементов. Такой принцип используется и в наше время. Однако К.П.Фрезениус замечает: «Мне кажется, что в изобилии материала, представленного в классической работе Розе, начинающие могут запутаться, ибо эта прекрасная книга несколько сложна для них». Фрезениус попытался устранить этот недостаток учебника Розе в своём «Руководстве по качественному химическому анализу». Он предложил схему анализа катионов, при этом выбрал наиболее важные элементы, которые разделил на группы, исходя из реакций.

1 группа: калий, натрий, аммоний

2 группа: барит, стронционат, известь, магнезия

3 группа: глинозём, окисел хрома

4 группа: окислы цинка, марганца, никеля, кобальта, железа, закись железа

5 группа: окислы серебра, ртути. Свинца. Висмута, меди, кадмия, закись ртути

6 группа: окислы золота, платины, стронция, мышьяковая и мышьяковистая кислоты, закись стронция

6. Весовой анализ

Весовой анализ - самый старый и наиболее логичный метод количественного анализа, в котором определения выполняются прямым взвешиванием. На первых этапах развития этого метода анализа металлы определяли, переводя их в элементарные состояния. Позднее их начали осаждать в виде малорастворимых соединений, в которых количество металла находили экспериментальным путём. Стехиометрические соотношения стали использовать для расчетов значительно позднее. В середине прошлого века методы и техника весового анализа были почти теми же, что и в наши дни. Правда, техника фильтрования с тех пор несколько улучшилась. В ранних весовых определениях в расчеты принималось содержание золы в фильтровальной бумаге. В 1878 году Остин установил, что после обработки хлороводородной и фтороводородной кислотами фильтровальная бумага почти не даёт при прокаливании золы. А в 1883 году фирма «Шлейхер и Шуль» начала выпускать обеззоленную фильтровальную бумагу. Точность аналитических методов в прошлом столетии повысилась настолько, что в расчет принимались даже незначительные ошибки. С развитием кристаллохимии и коллоидной химии химики получили новые данные об условиях образования осадков и явлениях осаждения и окклюзии, причинах появления включений, и всё это позволило оптимизировать процесс осаждения.

7. Микроанализ

Цель качественного микроанализа - идентификация очень малых количеств веществ. Микроанализ и по сути своей, и по технике исполнения принципиально отличается от общего мокрым методом. Проводя макроскопические исследования. Аналитик идентифицирует определяемое соединение по образуемому им характерному осадку, если же исследование ведётся микро-методом, то аналитик исследует под микроскопом форму кристаллов соединений, полученных под действием различных реагентов. Следовательно, в последнем случае пригодны лишь те реагенты. Которые дают кристаллы характерных форм с высоким молекулярным объёмом. К.Хаусхофер в книге «Микроскопические реакции», опубликованной в 1885 году в Брауншвейге, описывает характерные микроскопические реакции почти всех элементов и приводит рисунки кристаллов различной формы. Он разработал несколько новых практических приёмов работы. В частности. Приготавливал кристаллы не на предметном стекле, а в небольшой пробирке; в результате полученные кристаллы имели наиболее правильную форму.

8. Объёмный анализ

Разработанные к 1850 году приборы для титрования и стандартные растворы практически сохранились и до наших дней. В последние несколько десятилетий методика анализа не претерпела принципиальных изменений; развитие шло в направлении усовершенствования существенных методов.

9. Индикаторы

В 1894 году Вильгельм Оствальд в своей книге «Научные основы аналитической химии», исходя из представлений ионной теории, впервые рассмотрел механизм действия кислотно-основных индикаторов. Если индикатор представляет собой слабую кислоту, то в кислой среде его окраска соответствует окраске его недиссоциированной формы. У таких чувствительных к кислотам индикаторов, например фенолфталеина, недиссоциированная форма бесцветна, а ионы окрашены. В то же время метиловый-оранжевый представляет собой кислоту средней силы. В ионной форме метиловый-оранжевый окрашен в жёлтый цвет, в недиссоциированной - в красный. В растворе он имеет оранжевый цвет из-за диссоциации. При добавлении ионов водорода степень диссоциации индикатора уменьшается, и раствор становится красным. А.Ганч подверг сомнению ионную теорию индикаторов и выдвинул собственную теорию - хромоформную. Он объяснил изменение окраски индикаторов изменением структуры органических соединений: образованием ионогенных форм из псевдоформ. Й.Кольтгоф объединил эти теории. По его мнению, цвет индикатора определяется двумя равновесиями: между псевдоформой и ионогенной и между ионогенной формой и недиссоциированной. В 1906 году Л.Брандт предложил в качестве индикатора дифенилкарбазид на железо(II). Абсорбционные индикаторы - ещё одно достижение XX века. Первый из них, флуоресцеин, был использован К.Фаянсом и О.Хасселем в 1923 году для аргентометрического определения хлоридов. Хотя эти учёные и дали теоретическое объяснение механизма действия индикатора, детально этот вопрос был изучен Э.Шулеком и Э.Пунгором. Согласно их теории, анионы красителя адсорбируются на поверхности осадка. Эти анионы притягивают к себе избыточные ионы серебра. Относительно недавно созданы индикаторы, которые можно использовать и как кислотно-основные, и как окислительно-восстановительные. Первый из так называемых мультиформных индикаторов - параэтоксихризоидин.

10. Органический элементный анализ

Первые опыты по определению состава органических соединений были проделаны Лавуазье, который в специально сконструированной им аппаратуре изучал продукты сгорания различных масел. Исследуемые масла он сжигал в горелке; образуемые при этом продукты сгорания проходили через холодильник, затем через хлоркальциевую трубку, после чего поглощались гидроксидом натрия. Однако результаты были ненадёжными. Г.Клапрот пытался проанализировать органические вещества иначе: он проводил сухую перегонку вещества, а затем определял количества газов, массе и остатков,образовавшихся в процессе перегонки.

11. Электрогравиметрия

В 1800 году два английских химика А.Карлайль и Дж.Николсон обнаружили, что под действием тока вода разлагается , а У.Круйкшенк, также англичанин, установил, что металлы осаждаются на отрицательном электроде, а анионы кислот на положительном. Применение электролиза в качественнома анализе началось с работы Н.Фингера, который в 1812 году таким способом обнаружил мышьяк. В 1864 году Уолкот Гиббс первым применил электролитическое восстановление металлов для их количественного определения: он взвешивал электрод, на котором осаждался восстановленный металл. Так называемая электрография представляет собой одно из направлений электрогравиметрии. Это высокочувствительный качественный метод анализа, не вызывающий изменений в исследуемом образце. Анализируемое вещество выполняет функцию анода. Анод отделяют от катода длинной узкой полоской увлажнённой фильтровальной бумаги, пропитанной нейтральной солью и реагентом, с помощью которого обнаруживают искомый компонент. Этот метод разработал в 1929 году Г.Фритц.

12. Потенциометрическое титрование

В 1925 году Д.Кокс изложил принцип дифференциального титрования. Раствор делят на две порции и соединяют солевым мостиком. Обе порции титруют одним и тем же способом, но одно титрование проводят через 0,2мл. Конечная точка титрования отличается по максимальной разности потенциалов.

13. Радиохимический анализ

Среди многочисленных методов радиохимического анализа наиболее важное место занимает метод меченых атомов. В анализируемый образец вводят радиоактивные изотопы и после проведения соответствующих операций измеряют радиоактивность известного количества продукта. Основные принципы этого метода были разработаны в 1913 году Г.Хевини и Ф.Панетом.

14. Хроматография

История хроматографии начинается с работ Ф.Ф.Рунге - врача, заметившего, что растворы некоторых окрашенных соединений, если капнуть их на фильтровальную бумагу, распространяются на бумаге в виде концентрических колец.

Заключение

«В наше время, - писал академик М.В.Келдыш, - наука, которая служит прогрессу человечества, всё в большей мере приобретает интернациональный характер. Мы придаём большое значение развитию международного научного сотрудничества, прежде всего сотрудничества учёных социалистических стран в интересах нашей страны, всего социалистического содружества и нардов мира». Международные связи советских химиков-аналитиков многообразны и плодотворны.

Это участие в работе международных научных организаций, совместные исследования с учёными социалистических стран, участие в конференциях, взаимные посещения для чтения лекций и ознакомления с достижениями другой страны, участие в работе редакционных советов международных журналов.

Международные связи аналитиков нашей страны в значительной мере осуществляются через международные научные организации химиков мира. Объединяет международный союз по теоретической и прикладной химии ИЮПАК. В настоящее время это крупнейший международный национальный союз, в него входят 44 страны. ИЮПАК проводит большую и нужную работу. Известна, например, его деятельность по созыву конгрессов, конференций и симпозиумов, сбору и опубликованию различных констант, согласованию терминологии, стандартизации методов,

ИЮПАК включает шесть отделений: физической, неорганической, органической, макромолекулярной, аналитической и прикладной химии, а также секцию клинической химии и ряд комитетов, например комитеты по преподаванию химии и машинной документации. Отделения делятся на комиссии или секции. Союз имеет свой печатный орган журнал <Рuге аnd Арр1iеd Chemistry>, а также издает бюллетень и две серии приложений к нему. Советский Союз - активный член ИЮIIАК. В 1975 г. в состав отделений и комиссий входило около ЗО представителей нашей страны. Академик Н. М. Эммануэль - член бюро и исполнительного комитета союза. Аналитическое отделение ИЮПАК включает комитет отделения, семь секций, а также три временных комитета. Комитет - руководящий орган отделения, он ответствен за организацию всей работы. Члены комитета избираются на конференциях ИЮПАК. В 1975 г. на ХХVIII конференции союза, состоявшейся в Мадриде, был сформирован следующий состав комитета: президент Н.Танака, известный аналитик из Японии, вице-президент Т. Уэст (Англия), секретарь Дж.Уайт (США), членами комитета избраны Г.Дьюкертс (Бельгия), Х.Кайзер (ФРГ), Ф.Пеллерин (Франция), Э.Пунгор (Венгрия), С.Б.Саввин (СССР), Г.Фрайзер (США), Д.Хьюм (США). В состав отделения входят комиссии: 1) по аналитическим реакциям и реагентам; 2) по микрохимическим методам и определению микрокомпонентов; З) по аналитической номенклатуре; 4) по спектрохимическим и другим оптическим методам анализа; 5) по электроаналитической химии; б) по равновесным данным; 7) по аналитической радиохимии и ядерным материалам.

Комиссия по аналитическим реакциям и реагентам, председателем которой является крупный английский химик Р.Белчер, много внимания уделяет сопоставлению методов определения соединений различных классов. Так, в 1972-1973 гг. она оценивала методы определения фенолов и аминов. Разрабатываются рекомендации об удобных методах анализа пищевых продуктов, изучается имеющаяся информация об индикаторах для кислотно-основного и комплексометрического титрования. Кроме того, комиссия дает рекомендации о стандартных веществах для титрования. В этой комиссии работают советские аналитики Ю.А.Банковский и С.Б.Саввин. Комиссия - одна из самых старых в ИЮПАК, несколько десятилетий назад ее членом был известный ученый профессор А.С.Комаровский, основатель одесской школы химиков-аналитиков.

Комиссия по микрохимическим методам и определению микрокомпонентов ранее основное внимание уделяла анализу органических соединений. Изучалась проблема точности и правильности определения азота в органических соединениях, определения углерода и водорода в органических соединениях, содержащих гетероэлементы, рассматривались вопросы разложения органических веществ.

В настоящее время эта комиссия ориентирована главным образом на определение микрокомпонентов, особенно малых количеств элементов. Изучаются проблема загрязнений при определении микроэлементов, вопросы анализа поверхности твердых тел, оценки предела обнаружения веществ различными методами, концентрирования примесей. В составе этой комиссии Е.А.Терентьева, Н.Э. Гельман и Ю.А. Золотов. Председатель комиссии - Дж. Моррисон (США).

Важные задачи призвана решать комиссия по аналитической номенклатуре которую возглавляет Х. Цеттлер (ФРГ). Разрабатываются рекомендации о точном определении терминов характеризующих масштаб химико-аналитической работы (микро-, субмикро- ит.п.). В комиссии обсуждается вопрос о рациональном использовании понятий о молярности и нормальности, о тривиальньных названиях и синонимах аналитических реагентов. Комиссия дает рекомендации о подготовке к опубликованию статей по аналитической химии, определяя наиболее существенную информацию, требующуюся для описания нового метода. Комиссия готовит предложения по номенклатуре кинетических методов анализа, пробоотбора, люминесцентного анализа. Проводятся также работы по терминологии, относящейся к ионоселективным электродам, показателям селективности аналитических реагентов.

Председателем комиссии по спектрохимическим и другим оптическим методам анализа является Л.Биркс (США). В комиссии тоже обсуждаются многие вопросы номенклатуры. Так, готовится терминология, относящаяся к молекулярной и рентгеновской спектроскопии. Соответствующие рекомендации по атомной эмиссионной спектроскопии уже приняты. Создаётся также систематическая классификация источников излучения для спектрального анализа. Членом комиссии является Ю.И.Беляев.

Комиссией по электрохимическим методам анализа руководит профессор Р.Бейтс (США) - автор переведенной на русский язык книги о pH-метрии.

В программе работы этой комиссии - отбор и унификация методов глубокой очистки Некоторых органических растворителей, используемых в электроаналитической химии, например диметилформамида. Аналогичная работа проводится с «фоновыми» электролитами. Одна из рабочих групп комиссии собирает потенциалы полуволн, относящиеся к диметилформамиду и сульфолану как растворителям. Номенклатура электрохимических методов также входит в план данной комиссии. Много внимания уделяется условным коэффициентам диффузии, стандартизации и избирательности ионоселективных электродов, применению вольтамперометрии в химии моря и другим вопросам. этой комиссии. Советский Союз представлен в этой комиссии О.А. Сонгиной.

Комиссия по равновесным данным (председатель - американский профессор Дж. Нанколлас) составляет и готовит к публикации таблицы констант устойчивости, констант экстракции, констант диссоциации. Подбираются стандартные ионные среды, обсуждаются символы и термины, относящиеся к смешаннолигандным комплексам. Большая работа связана со сбором данных о растворимости равновесных данных для неводных растворов, констант равновесий ионного обмена. В состав этой комиссии от СССР входят К.Б. Яцимирский и И.Н. Маров.

Комиссия по аналитической радиохимии и ядер, возглавляемая Р. Вайнерди (США): готовит отчёты об определении лёгких элементов различными радиоаналитическими методами, эталонных материалах для определения микрокомпонентов и преподаваний радиоаналитических методов и анализа материалов ядерной техники; использовании экстракции в радиохимических методах анализа. Под наблюдением комиссии - группы заняты номенклатурой, относящейся к радиохимическим методам анализа и анализу ядер материалов.

Некоторые материалы, подготовленные отделением аналитической химии ИЮПАК, были переведены и опубликованы в «Журнале аналитической химии». Примером может служить терминология титриметрии, рекомендации о способах представления результатов химического анализа. Кроме того, советские представители ИЮПАК знакомят наших специалистов и со многими другими материалами этого союза.

Список литературы

1. Ф. Сабадвари, А. Робинсон «История аналитической химии»

2. Ю.А. Золотов «Очерки аналитической химии»