Tài liệu Hóa học tích phân

LỜI MỞ ĐẦU


Hóa học phân tích là môn khoa học về các phương pháp xác định thành phần
định tính và định lượng của các chất và hỗn hợp của chúng. Như vậy, hóa phân tích
bao gồm các phương pháp phát hiện, nhận biết cũng như các phương pháp xác định
hàm lượng của các chất trong các mẫu cần phân tích.
Phân tích định tính nhằm xác định chất phân tích gồm những nguyên tố hóa học
nào, những ion, những nhóm nguyên tử hoặc các phần tử nào có trong thành phần
chất phân tích. Khi nghiên cứu thành phần một chất chưa biết, phân tích định tính
phải được tiến hành trước phân tích định lượng vì việc chọn phương pháp định lượng
các hợp phần của chất phân tích phụ thuộc vào các dữ liệu nhận được khi phân tích
định tính chất đó.
Phân tích định tính dựa vào sự chuyển chất phân tích thành hợp chất mới nào
đó có những tính chất đặc trưng như có màu, có trạng thái vật lý đặc trưng, có cấu
trúc tinh thể hay vô định hình, .
Phân tích định lượng cho phép xác định thành phần về lượng các hợp phần của
chất cần phân tích.
Nội dung của hóa học phân tích là giải quyết những vấn đề chung về lý thuyết
của phân tích hóa học, hoàn thiện những luận thuyết riêng về các phương pháp phân
tích hiện có và sẽ được xây dựng.
Hóa học phân tích đóng vai trò quan trọng và có thể nói đóng vai trò sống còn
đối vối sự phát triển các môn hóa học khác cũng như các ngành khoa học khác nhau,
các lĩnh vực của công nghệ, sản xuất và đời sống xã hội. Chỉ cần đơn cử một ví dụ:
Muốn tổng hợp một chất mới rồi nghiên cứu các tính chất cũng như những ứng dụng
của nó nhất thiết phải sử dụng các phương pháp phân tích thích hợp để xác định
thành phần nguyên tố, mức độ tinh khiết, xác định cấu trúc của nó. Chính vì thế,
Engel đã từng nói: “Không có phân tích thì sẽ không có tổng hợp”.
Do có tầm quan trọng như vậy nên một loạt các chuyên ngành của khoa học
phân tích đã ra đời và ngày càng phát triển mạnh như: Phân tích môi trường, Phân
tích khoáng liệu, Phân tích hợp kim, kim loại, Phân tích lâm sàng, Phân tích dược
phẩm, Phân tích thực phẩm, .
Khi phân tích một đối tượng nào đó, nhà phân tích phải thực hiện các bước sau
đây:
a. Chọn phương pháp phân tích thích hợp và các vấn đề cần giải quyết. Khi thực
hiện bước này cần phải đặc biệt chú ý đến tầm quan trọng, ý nghĩa pháp lý và kinh tế
của công việc phân tích, chú ý đến độ đúng đắn, độ lặp lại và tính khả thi của phương
pháp phân tích.
b. Chọn mẫu đại diện là mẫu có thành phần phản ánh đúng nhất cho thành phần
của đối tượng phân tích. Từ mẫu đại diện tiến hành chọn và chuẩn bị mẫu thí nghiệm
là mẫu dùng để tiến hành phân tích chất cần xác định. Sau đó thực hiện việc biến
mẫu này thành dung dịch phân tích.
c. Tách chất: Để phân tích các mẫu có thành phần phức tạp thường phải tách hoặc
là các chất lạ, các chất ngăn cản phép xác định chất cần phân tích hoặc tách riêng
chất cần phân tích ra khỏi hỗn hợp với các chất khác.
d. Tiến hành định lượng chất cần phân tích, tức là thực hiện các thao tác, các
phép đo đạc phân tích để xác định nồng độ hoặc hàm lượng chất cần phân tích trong
dung dịch mẫu đã chuẩn bị trong bước trên.
e. Tính toán kết quả phân tích, đánh giá độ tin cậy của các kết quả đó.
Tất cả các bước trên đều có tầm quan trọng và liên quan mật thiết với nhau
không thể bỏ qua và coi nhẹ bước nào cả.
Tùy thuộc vào bản chất của các phương pháp phân tích mà người ta chia chúng
thành các nhóm chủ yếu sau:
1. Các phương pháp hóa học: Các phương pháp này ra đời sớm nhất, nên đến
nay người ta thường gọi nhóm phương pháp này là nhóm các phương pháp phân tích
cổ điển. Để phân tích định lượng một chất nào đó bằng phương pháp này, người ta
chỉ dùng các thiết bị và dụng cụ đơn giản (như buret, pipet, cân, .) để thực hiện các
phản ứng hóa học. Nhóm phương pháp này chỉ dùng để định lượng các chất có hàm
lượng lớn (đa lượng) nhưng chính xác, cho nên đến nay phương pháp này vẫn được
dùng nhiều trong các phòng thí nghiệm phân tích.
2. Các phương pháp phân tích vật lý: Đó là những phương pháp phân tích dựa
trên việc đo các tín hiệu vật lý của các chất phân tích như phổ phát xạ, độ phóng xạ,
. các phương pháp này cần dùng những máy đo phức tạp.
3. Các phương pháp phân tích hóa lý: Đó là những phương pháp kết hợp việc
thực hiện các phản ứng hóa học sau đó đo các tín hiệu vật lý của hệ phân tích, như sự
thay đổi màu sắc, độ đục, độ phát quang, độ dẫn điện, .
Các phương pháp phân tích hóa lý cũng như vật lý đòi hỏi phải dùng những
máy đo phức tạp, vì vậy chúng có tên chung là các phương pháp phân tích công cụ.
Các phương pháp phân tích công cụ ra đời sau các phương pháp phân tích hóa
học, chúng cho phép phân tích nhanh, có thể xác định lượng nhỏ chất phân tích khá
chính xác nên được ứng dụng rất rộng rãi. Với sự phát triển vũ bão của kỹ nghệ điện
tử, các ngành kỹ thuật mới và những yêu cầu ngày càng cao của các ngành khoa học
và công nghệ sản xuất hiện đại đã đòi hỏi và thúc đẩy các phương pháp phân tích
công cụ ngày càng được phát triển và hoàn thiện để đáp ứng các nhiệm vụ ngày càng
nặng nề của ngành phân tích hiện đại.
Cơ sở lý thuyết chung của hóa học phân tích là lý thuyết về các phản ứng hóa
học dùng trong phân tích. Trong giáo trình này chỉ đề cập đến lý thuyết của các loại
phản ứng phân tích và các phương pháp hóa học sử dụng các loại phản ứng đó.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn mọi độc giả góp ý kiến phê bình và đề nghị về
quyển sách này.

Tác giả