ما هي الكيمياء التحليلية وأهم تطبيقاتها؟

على عكس فروع الكيمياء الاخرى كالكيمياء الفيزيائية و العضوية فإن الكيمياء التحليلية هي الفرع الذي يهتم بدراسة تركيب المادة و مكوناتها و بالتالي تقديرها تقدير كمي و تقدير نوعي؛ فيها تتحد الكيمياء مع الرياضيات لتعبر عن مقدار وجود المادة و مدى تاثيرها على التفاعلات الكيميائية و ذلك باستخدام اساليب و تقنيات حديثة متطورة سنتعرف عليها بالتفصيل مع دكتورة أسماء شلبي.

انواع التحليل الكيميائي:

التحليل الكمي (Quantitative Analysis):

يركز التحليل الكمي على التعامل مع الارقام و الاحصائيات حيث يعتمد على تقدير كمية المواد في العينة.

التحليل النوعي (Qualitative Analysis):

يركز التحليل النوعي على نوعية المواد و المجموعات الوظيفية الموجودة في العينة بصرف النظر عن كميتها .

تطبيقات و استخدامات الكيمياء التحليلية

تستخدم الكيمياء التحليلية في العديد من الاستخدامات و المجالات مثل مجال البحث العلمي بالاضافة الى تحليل المواد الطبيعية و تعيين مدى جودة و نقاء المنتجات الصناعية المختلفة و مدى ملائمتها للاستخدام و بالتالي تامين الرقابة الكيميائية  في الصناعة علي العديد من المنتجات؛ كما تستخدم في فصل المركبات و تحديد كميتها في العينات البيولوجية.

علاقة الكيمياء التحليلية بالمجالات المختلفة

تلعب الكيمياء التحليلية دور هام في الكثير من العلوم حيث لا يتم الاستغناء عنها في مجالات الحياة المختلفة؛ و إليك بعض التداخلات بينها و بين و غيرها من العلوم:

1- علاقة الكيمياء التحليلية بالصيدلة

هناك ارتباط كبير بين الكيمياء التحليلة و الصيدلة فيما يسمى بعلم الكيمياء التحليلية الصيدلية و يعد هذا العلم هو اساس صناعة الدواء حيث يساعد في تحليل المواد الخام و المنتجات الوسيطة و معرفة مدى جودتها و ملائمتها ليخرج الدواء بشكل امن و بفاعلية اكثر.

2- علاقة الكيمياء التحليلية بالطب

لا يمكن الاستغناء عن الكيمياء التحليلية في تشخيص الأمراض المختلفة و ذلك عن طريق تحليل عينات الدم و السوائل المختلفة  كما ان  لها دور في صناعة اجهزة التحليل الكيميائي كجهاز قياس نسبة السكر في الدم و قياس نسبة الكولسترول في الدم.

3- علاقة الكيمياء التحليلية بالطب الشرعي

تستخدم  لمعرفة نسبة السوائل و المواد الموجودة في الجسم بعد الوفاة لمعرفة ما إذا التسمم سببا للوفاة أم لا .

4- علاقة الكيمياء التحليلية بالصناعات الغذائية

للكيمياء التحليلية دور هام في صناعة الأغذية حيث تستخدم للكشف عن وجود الملوثات و المعادن الثقيلة في الأغذية المختلفة.

تقنيات الكيمياء التحليلية

لديها العديد من التقنيات المتنوعة و التي تستخدم لتحديد و تحليل المكونات المختلفة للمواد بطرق مختلفة منها:

1- التحليل الطيفي (Spectroscopy):

يستخدم في قياس امتصاص الضوء من قبل المواد المختلفة و بالتالي تساهم في تحديد التركيب الكيميائي و كذلك التركيز و ذلك في نطاق الطيف المرئي و فوق البنفسجي.

أ- التحليل الطيفي باستخدام الأشعة تحت الحمراء (Infrared Spectroscopy – IR):

يستخدم لمعرفة المجموعات الوظيفية و الروابط الكيميائية و ذلك عن طريق امتصاص الأشعة تحت الحمراء.

ب- التحليل الطيفي باستخدام الرنين المغناطيسي النووي (Nuclear Magnetic Resonance – NMR):

يستخدم لمعرفة  البناء الهيكلي للمركبات العضوية المختلفة.

2- الفحص المجهري الإلكتروني (Electron Microscopy):

أ- المجهر الإلكتروني النافذ (Transmission Electron Microscopy – TEM):

يستخدم لدراسة التركيب المجهري للمواد.

ب- المجهر الإلكتروني الماسح (Scanning Electron Microscopy – SEM):

يستخدم لفحص سطح المواد بدقة عالية.

3- التحليل بالمعايرة (Titrimetry):

أ- المعايرة الحمضية القاعدية (Acid–base Titration):

تستخدم لتحديد تركيز الحمض أو القاعدة في العينات المختلفة.

ب- المعايرة الترسيبية (Precipitation Titration):

تستخدم لتحديد تركيز الأيونات من خلال تكوين رواسب.

ج- المعايرة المعقدة (Complexometric Titration):

تستخدم لتحديد تركيز المعادن من خلال تشكيل مركبات معقدة.

4- التحليل الكتلي (Mass Spectrometry – MS):

تقنية ذات اهمية كبيرة تستخدم لتحديد الكتلة الجزيئية للمركبات وتحليل تركيبها.

5- التحليل الكهربائي (Electrochemical Analysis):

أ- التحليل بالتيار المستمر (DC Conductivity):

يستخدم لقياس توصيل المواد الكهربائية.

ب- التحليل بالبولاروغرافيا (Polarography):

يعتمد على قياس التيار الناتج عن تفاعل كيميائي في المحلول عندما يطبق عليه جهد كهربائي متغير.

6- التحليل الحراري (Thermal Analysis):

أ- التحليل الوزني الحراري (Thermogravimetric Analysis – TGA):

يستخدم لدراسة التغير في  الوزن مع التغير في درجة الحرارة.

ب- التحليل الحراري التفاضلي (Differential Scanning Calorimetry – DSC):

يستخدم لدراسة التغيرات الحرارية في المادة.

7- الكروماتوغرافيا (Chromatography):

أ- الكروماتوغرافيا الغازية (Gas Chromatography – GC):

تستخدم لفصل وتحليل المركبات القابلة للتطاير مثل الغازات.

ب- الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (High-Performance Liquid Chromatography – HPLC):

تستخدم لفصل وتحليل المركبات في السوائل.

ج- الكروماتوغرافيا الورقية (Paper Chromatography):

تقنية بسيطة تستخدم لفصل المواد الكيميائية طبقا لقدرتها على التنقل عبر الورق المشبع بالمذيب.

تعرفنا معا في هذا المقال عن أنواع التحليل الكيميائي وبعض استخدامات الكيمياء التحليلية وعلاقتها بأنواع الكيمياء الأخري مثل الكيمياء العضوية وتقنيات الكيمياء التحليلية مع الدكتورة أسماء شلبي عالمة الكيمياء والمتخصصة في الكيمياء التحليلية.