Analyyttinen kemia

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Kuuluisia analyyttisiä kemistejä. (Antoine Lavoisier, Gustav Kirchhoff ja Wilhelm Ostwald)

Analyyttinen kemia tutkii aineiden koostumuksia ja menetelmiä niiden määrittämiseksi. Määrityksessä käytetään hyväksi aineiden kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia.

Analyyttistä kemiaa hyödynnetään kemian eri alueiden lisäksi muun muassa lääketieteessä, ympäristötieteissä, teollisuudessa ja esimerkiksi rikosten selvittämisessä.

Analyyttinen tutkimus voidaan jakaa kahteen päätyyppiin:

  • Kvalitatiivisessa eli laadullisessa analyysissä tutkitaan, mitä alkuaineita ja yhdisteitä näyte sisältää. Spesiaatioksi kutsutussa metallien määrityksessä selvitetään myös näytteessä esiintyvien ionien varausaste.
  • Kvantitatiivisessa eli määrällisessä analyysissä tutkitaan, kuinka paljon tiettyä alkuainetta tai kemiallista yhdistettä näyte sisältää. Nykyaikainen analyyttinen kemia on enimmäkseen kvantitatiivista.

Analyyttisen kemian menetelmiä ovat muun muassa titraukset, kromatografiat sekä gravimetriset, spektrofotometriset ja elektrometriset analyysit. Tehokkaita menetelmiä alkuaineiden määrittämiseksi ovat atomiabsorptiospektroskopia (AAS) ja induktiivisesti kytketty plasma-massaspektrometria (ICP-MS). Orgaanisia yhdisteitä voidaan tutkia esimerkiksi kaasu- tai nestekromatografian ja massaspektrometrian yhdistävillä laitteilla (GC-MS, LC-MS).

Instrumenttianalyyttiset tekniikat eli neste- ja kaasukromatografia, elektroforeettiset menetelmät, massaspektroskopia, spektrometria, AAS, ICP ja erilaiset kaasu- ja nestekromatografian detektointitekniikat ovat tarkempia ja herkempiä kuin monet vanhemmat tekniikat, kuten titraus. Uusimmilla tekniikoilla voidaan tutkia yhdisteitä, joiden konsentraatiot ovat jopa femto- (10-15) tai attogrammoja (10-18) yhdessä grammassa näytettä.

Lähes kaikkiin analyyttisiin menetelmiin sisältyy nykyään kaksi vaihetta. Ensimmäisessä erotetaan näytteen yhdisteet ja toisessa vaiheessa detektoidaan eli havainnoidaan ne. Kromatografiat ja elektromigraatiotekniikat ovat erotustekniikoita ja massaspektrometria ja spektrometria detektointitekniikoita.

Analyyttisen kemian tulokset esitetään aina tilastollisesti, eli näytteestä tehdään mielellään useampia analyysejä. Tulos annetaan analyysien keskiarvona ja tuloksen keskihajonta ilmoitetaan. Jos analyysiä toistetaan paljon ja sitä käytetään rutiininomaisesti, ei samasta näytteestä välttämättä tehdä kovin useita analyysejä. Sen sijaan analyysilaitteiston ja reagenssien kuntoa ja analyysejä suorittavan henkilön taitoja seurataan testaamalla tunnettu näyte säännöllisin väliajoin. Jos tunnetulle näytteelle saadaan analyysissä tilastollisesti poikkeava arvo tai jos tulokset muuttuvat vähä vähältä suuremmiksi tai pienemmiksi, tiedetään, että systeemi tulee tarkistaa ja osa tehdyistä analyyseistä tulee mahdollisesti suorittaa uudelleen.