M.A.H.S.A
08-07-2011, 11:57 PM
شيمي تجزيه شامل جداسازي ، شناسايي و تعيين مقدار نسبي اجزاي سازنده يک نمونه از ماده است.
ديد کلي
شيمي تجزيه نقش حياتي را در توسعه علوم مختلف به عهده دارد، لذا ابداع فنون جديد تجزيه و بسط و تکامل روشهاي تجزيه شيميايي موجود ، آنقدر سريع و گسترده است که اندکي درنگ در تعقيب رويدادهاي تازه سبب بوجود آمدن فاصله‌هاي بسيار زياد علمي خواهد شد. نقش اين فنون در فعاليتهاي توليدي روز به روز گسترده‌تر و پردامنه‌تر مي‌گردد. امروزه ، کنترل کيفيت محصولات صنعتي و غير صنعتي ، جايگاه ويژه‌اي دارد که اساس اين کنترل کيفيت را تجزيه‌هاي شيميايي انجام شده به کمک روشهاي مختلف تجزيه‌اي تشکيل مي‌دهد.
img/daneshnameh_up/2/23/Shimi-s.jpg
سير تحولي و رشد
اصولا توسعه و تغيير پايدار در فنون و روشهاي تجزيه وجود دارد. طراحي دستگاه بهتر و فهم کامل مکانيسم فرآيندهاي تجزيه‌اي ، موجب بهبود پايدار حساسيت ، دقت و صحت روشهاي تجزيه‌اي مي‌شوند. چنين تغييراتي به انجام تجزيه‌هاي اقتصادي‌تر کمک مي‌کند که غالبا به حذف مراحل جداسازي وقت گير ، منجر مي‌شوند. بايد توجه داشت که اگر چه روشهاي جديد تيتراسيون مانند کريوسکوپي ، Pressuremetriz ، روشهاي اکسيداسيون _ احيايي و استفاده از الکترود حساس فلوئوريد ابداع شده‌اند، هنوز از روشهاي تجزيه وزني و تجزيه جسمي (راسب کردن ، تيتراسيون و استخراج بوسيله حلال) براي آزمايشهاي عادي استفاده مي‌شود.
به هر حال در چند دهه اخير ، تکنيکهاي سريعتر و دقيق‌ترِي بوجود آمده‌اند. در ميان اين روشها مي‌توان به اسپکتروسکوپي ماده قرمز ، ماوراي بنفش و اشعه X اشاره کرد که از آنها براي تشخيص و تعيين مقدار يک عنصر فلزي با استفاده از خطوط طيفي جذبي يا نشري استفاده مي‌گردد. ساير روشها عبارتند از:
* کالريمتري (رنگ سنجي) که به توسط آن يک ماده در محلول بوسيله شدت رنگ آن تعيين مي‌شود.
* انواع کروماتوگرافي که به توسط آنها اجزاي يک مخلوط گازي بوسيله آن از درون ستوني از مواد متخلل يا از روي لايه‌هاي نازک جامدات پودري تعيين مي‌گردند.
* تفکيکي محلولها در ستونهاي تبادل يوني
* آناليز عنصر ردياب راديواکتيو.
* ضمنا ميکروسکوپي الکتروني و اپتيکي ، اسپکترومتري جرمي ، ميکروآناليز ، طيف‌سنجي رزونانس مغناطيسي هسته‌اي (NMR) و رزونانس چهار قطبي هسته نيز در همين بخش طبقه بندي مي‌شوند.
خودکارسازي روشهاي تجزيه‌اي در برخي موارد با استفاده از رباتهاي آزمايشگاهي ، اهميت روزافزوني پيدا کرده است. چنين شيوه‌اي ، انجام يکسري تجزيه‌ها را با سرعت ، کارايي و دقت بهتر امکانپذير مي‌سازد. ميکروکامپيوترها با قابليت شگفت‌انگيز نگهداري داده‌ها و بسته‌هاي نرم افزار گرافيکي بطور قابل ملاحظه‌اي موجبات جمع آوري ، نگهداري ، پردازش ، تقوبت و تفسير داده‌هاي تجزيه‌اي را فراهم مي‌آورند.
انواع تجزيه
وقتي آزمايش به شناسايي يک يا چند چيز جز از يک نمونه (شناسايي مواد) محدود مي‌گردد، تجزيه کيفي ناميده مي‌شود، در حالي که اگر آزمايش به تعيين مقدار يک گونه خاص موجود در نمونه (تعيين درصد ترکيب در مخلوطها يا اجزاي ساختماني يک ماده خالص) محدود گردد، تجزيه کمي ناميده مي‌شود. گاهي کسب اطلاعاتي در زمينه آرايش فضايي اتمها در يک مولکول يا ترکيب بلورين ضروري است، يا تاکيد حضور يا موقعيت برخي گروههاي عامل آلي در يک ترکيب مورد تقاضا است، چنين آزمايشهايي تحت عنوان تجزيه ساختماني ناميده مي‌شوند و ممکن است با جزئياتي بيش از يک تجزيه ساده مورد توجه قرار گيرند.
ماهيت روشهاي تجزيه‌اي
روشهاي تجزيه‌اي معمولا به دو دسته کلاسيک و دستگاهي طبقه بندي مي‌شوند. روشهاي کلاسيک شامل روشهاي شيميايي مرطوب ، نظير وزن سنجي و عيار سنجي است. در واقع تفاوت اساسي بين روشهاي دو دسته وجود ندارد. همه آنها مشتمل بر وابستگي يک اندازه گيري فيزيکي به غلظت آناليت مي‌باشند. در حقيقت روشهاي تجزيه‌اي محدودي وجود دارند که صرفا دستگاهي‌اند و يا بيشتر آنها متضمن مراحل شيميايي متعددي قبل از انجام اندازه گيري دستگاهي هستند.
کاربردهاي شيمي تجزيه
کنترل کيفيت محصول
بيشتر صنايع توليدي نيازمند به توليد با کيفيت يکنواخت هستند. براي کسب اطمينان از برآورده شدن اين نيازمندي مواد اوليه و همچنين محصول نهايي توليد ، مورد تجزيه‌هاي شيميايي وسيعي قرار مي‌گيرند.
نمايش و کنترل آلوده کننده‌ها
فلزات سنگين پسمانده‌هاي صنعتي و حشره کشهاي آلي کلردار ، دو مشکل کاملا شناخته شده مربوط به ايجاد آلودگي هستند. به منظور ارزيابي چگونگي توزيع و عيار يک آلوده کننده در محيط ، به يک روش تجزيه‌اي حساس و صحيح نياز است و در کنترل پسابهاي صنعتي ، تجزيه شيميايي روزمره حائز اهميت است.
مطالعات پزشکي و باليني
عيار عناصر و ترکيبات مختلف در مايعات بدن ، شاخصهاي مهمي از بي نظمي‌هاي فيزيولوژيکي مي‌باشند. محتوي قند بالا در ادرار که نشانه‌اي از يک حالت ديابتي است و وجود سرب در خون ، از شناخته‌ترين مثالها در اين زمينه مي‌باشد.
عيارگيري
از ديدگاه تجارتي در برخورد با مواد خام نظير سنگهاي معدني ، ارزش سنگ معدن ، از روي فلز موجود در آن تعيين مي‌شود. اين موضوع ، مواد با عيار بالا را نيز غالبا شامل مي‌شود. بطوري که حتي تفاوت کم در غلظت مي‌تواند از نظر تجاري تاثير قابل ملاحظه‌اي داشته باشد. بنابراين يک روش تجزيه‌اي قابل اعتماد و صحيح از اهميت اساسي برخوردار است.
آينده شيمي تجزيه
بروز مشکلات تجزيه‌اي در شکلهاي جديدش ادامه دارد. ميزان تقاضاي مربوط به انجام تجزيه در ابعاد وسيع توسط بسترهاي دستگاهي بطور مداوم در حال افزايش است. کاوشهاي فضايي ، نمونه‌هاي گمانه زني و مطالعات اعماق درياها مثالهايي از نيازهاي قابل طرح مي‌باشند. در ديگر زمينه‌ها نظير مطالعات محيطي و باليني ، فرم شيميايي و دقيق يک عنصر در يک نمونه و نه غلظت کلي آن ، اهميت فزاينده‌اي پيدا کرده است. دو مثال کاملا شناخته شده در اين زمينه ، ميزان سميت بسيار زياد ترکيبات آلي جيوه و سرب در مقايسه با ترکيبات مشابه معدني است.
ديد کلي
شيمي تجزيه نقش حياتي را در توسعه علوم مختلف به عهده دارد، لذا ابداع فنون جديد تجزيه و بسط و تکامل روشهاي تجزيه شيميايي موجود ، آنقدر سريع و گسترده است که اندکي درنگ در تعقيب رويدادهاي تازه سبب بوجود آمدن فاصله‌هاي بسيار زياد علمي خواهد شد. نقش اين فنون در فعاليتهاي توليدي روز به روز گسترده‌تر و پردامنه‌تر مي‌گردد. امروزه ، کنترل کيفيت محصولات صنعتي و غير صنعتي ، جايگاه ويژه‌اي دارد که اساس اين کنترل کيفيت را تجزيه‌هاي شيميايي انجام شده به کمک روشهاي مختلف تجزيه‌اي تشکيل مي‌دهد.
img/daneshnameh_up/2/23/Shimi-s.jpg
سير تحولي و رشد
اصولا توسعه و تغيير پايدار در فنون و روشهاي تجزيه وجود دارد. طراحي دستگاه بهتر و فهم کامل مکانيسم فرآيندهاي تجزيه‌اي ، موجب بهبود پايدار حساسيت ، دقت و صحت روشهاي تجزيه‌اي مي‌شوند. چنين تغييراتي به انجام تجزيه‌هاي اقتصادي‌تر کمک مي‌کند که غالبا به حذف مراحل جداسازي وقت گير ، منجر مي‌شوند. بايد توجه داشت که اگر چه روشهاي جديد تيتراسيون مانند کريوسکوپي ، Pressuremetriz ، روشهاي اکسيداسيون _ احيايي و استفاده از الکترود حساس فلوئوريد ابداع شده‌اند، هنوز از روشهاي تجزيه وزني و تجزيه جسمي (راسب کردن ، تيتراسيون و استخراج بوسيله حلال) براي آزمايشهاي عادي استفاده مي‌شود.
به هر حال در چند دهه اخير ، تکنيکهاي سريعتر و دقيق‌ترِي بوجود آمده‌اند. در ميان اين روشها مي‌توان به اسپکتروسکوپي ماده قرمز ، ماوراي بنفش و اشعه X اشاره کرد که از آنها براي تشخيص و تعيين مقدار يک عنصر فلزي با استفاده از خطوط طيفي جذبي يا نشري استفاده مي‌گردد. ساير روشها عبارتند از:
* کالريمتري (رنگ سنجي) که به توسط آن يک ماده در محلول بوسيله شدت رنگ آن تعيين مي‌شود.
* انواع کروماتوگرافي که به توسط آنها اجزاي يک مخلوط گازي بوسيله آن از درون ستوني از مواد متخلل يا از روي لايه‌هاي نازک جامدات پودري تعيين مي‌گردند.
* تفکيکي محلولها در ستونهاي تبادل يوني
* آناليز عنصر ردياب راديواکتيو.
* ضمنا ميکروسکوپي الکتروني و اپتيکي ، اسپکترومتري جرمي ، ميکروآناليز ، طيف‌سنجي رزونانس مغناطيسي هسته‌اي (NMR) و رزونانس چهار قطبي هسته نيز در همين بخش طبقه بندي مي‌شوند.
خودکارسازي روشهاي تجزيه‌اي در برخي موارد با استفاده از رباتهاي آزمايشگاهي ، اهميت روزافزوني پيدا کرده است. چنين شيوه‌اي ، انجام يکسري تجزيه‌ها را با سرعت ، کارايي و دقت بهتر امکانپذير مي‌سازد. ميکروکامپيوترها با قابليت شگفت‌انگيز نگهداري داده‌ها و بسته‌هاي نرم افزار گرافيکي بطور قابل ملاحظه‌اي موجبات جمع آوري ، نگهداري ، پردازش ، تقوبت و تفسير داده‌هاي تجزيه‌اي را فراهم مي‌آورند.
انواع تجزيه
وقتي آزمايش به شناسايي يک يا چند چيز جز از يک نمونه (شناسايي مواد) محدود مي‌گردد، تجزيه کيفي ناميده مي‌شود، در حالي که اگر آزمايش به تعيين مقدار يک گونه خاص موجود در نمونه (تعيين درصد ترکيب در مخلوطها يا اجزاي ساختماني يک ماده خالص) محدود گردد، تجزيه کمي ناميده مي‌شود. گاهي کسب اطلاعاتي در زمينه آرايش فضايي اتمها در يک مولکول يا ترکيب بلورين ضروري است، يا تاکيد حضور يا موقعيت برخي گروههاي عامل آلي در يک ترکيب مورد تقاضا است، چنين آزمايشهايي تحت عنوان تجزيه ساختماني ناميده مي‌شوند و ممکن است با جزئياتي بيش از يک تجزيه ساده مورد توجه قرار گيرند.
ماهيت روشهاي تجزيه‌اي
روشهاي تجزيه‌اي معمولا به دو دسته کلاسيک و دستگاهي طبقه بندي مي‌شوند. روشهاي کلاسيک شامل روشهاي شيميايي مرطوب ، نظير وزن سنجي و عيار سنجي است. در واقع تفاوت اساسي بين روشهاي دو دسته وجود ندارد. همه آنها مشتمل بر وابستگي يک اندازه گيري فيزيکي به غلظت آناليت مي‌باشند. در حقيقت روشهاي تجزيه‌اي محدودي وجود دارند که صرفا دستگاهي‌اند و يا بيشتر آنها متضمن مراحل شيميايي متعددي قبل از انجام اندازه گيري دستگاهي هستند.
کاربردهاي شيمي تجزيه
کنترل کيفيت محصول
بيشتر صنايع توليدي نيازمند به توليد با کيفيت يکنواخت هستند. براي کسب اطمينان از برآورده شدن اين نيازمندي مواد اوليه و همچنين محصول نهايي توليد ، مورد تجزيه‌هاي شيميايي وسيعي قرار مي‌گيرند.
نمايش و کنترل آلوده کننده‌ها
فلزات سنگين پسمانده‌هاي صنعتي و حشره کشهاي آلي کلردار ، دو مشکل کاملا شناخته شده مربوط به ايجاد آلودگي هستند. به منظور ارزيابي چگونگي توزيع و عيار يک آلوده کننده در محيط ، به يک روش تجزيه‌اي حساس و صحيح نياز است و در کنترل پسابهاي صنعتي ، تجزيه شيميايي روزمره حائز اهميت است.
مطالعات پزشکي و باليني
عيار عناصر و ترکيبات مختلف در مايعات بدن ، شاخصهاي مهمي از بي نظمي‌هاي فيزيولوژيکي مي‌باشند. محتوي قند بالا در ادرار که نشانه‌اي از يک حالت ديابتي است و وجود سرب در خون ، از شناخته‌ترين مثالها در اين زمينه مي‌باشد.
عيارگيري
از ديدگاه تجارتي در برخورد با مواد خام نظير سنگهاي معدني ، ارزش سنگ معدن ، از روي فلز موجود در آن تعيين مي‌شود. اين موضوع ، مواد با عيار بالا را نيز غالبا شامل مي‌شود. بطوري که حتي تفاوت کم در غلظت مي‌تواند از نظر تجاري تاثير قابل ملاحظه‌اي داشته باشد. بنابراين يک روش تجزيه‌اي قابل اعتماد و صحيح از اهميت اساسي برخوردار است.
آينده شيمي تجزيه
بروز مشکلات تجزيه‌اي در شکلهاي جديدش ادامه دارد. ميزان تقاضاي مربوط به انجام تجزيه در ابعاد وسيع توسط بسترهاي دستگاهي بطور مداوم در حال افزايش است. کاوشهاي فضايي ، نمونه‌هاي گمانه زني و مطالعات اعماق درياها مثالهايي از نيازهاي قابل طرح مي‌باشند. در ديگر زمينه‌ها نظير مطالعات محيطي و باليني ، فرم شيميايي و دقيق يک عنصر در يک نمونه و نه غلظت کلي آن ، اهميت فزاينده‌اي پيدا کرده است. دو مثال کاملا شناخته شده در اين زمينه ، ميزان سميت بسيار زياد ترکيبات آلي جيوه و سرب در مقايسه با ترکيبات مشابه معدني است.