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 phân tử nào có trong thành phần chất phân tích. 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 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.
Trong hóa học, khi nghiên cứu các quá trình hóa học, tính chất các chất và tổng hợp các chất mới, không thể thiếu phân tích hóa học. Bất cứ một ngành khoa học, kỹ thuật công nghệ sản xuất cũng như điều tra cơ bản nào như địa hóa, địa chất, địa lý, khoáng vật học, vật lý, sinh học nông hóa, các nhà máy sản xuất công nghiệp, luyện kim, y dược học v.v… đều cần đến hóa phân tích.
Khi phân tích bất kì một đối tượng nào cũng thường qua 4 giai đoạn sau:
– Chọn mẫu, lấy mẫu và xử lý sơ bộ mẫu phân tích: mẫu được lấy phải đại diện cho đối tượng nghiên cứu.
– Xử lý mẫu và đưa mẫu về dạng có thể phân tích được: quá trình xử lý mẫu phụ thuộc vào đối tượng phân tích cụ thể.
– Lựa chọn phương pháp phân tích, tìm các điều kiện thích hợp cho quá trình phân tích và sử dụng qui trình phân tích đó để phân tích mẫu: phương pháp phân tích phụ thuộc vào đối tượng phân tích, mục đích phân tích, kinh tế.
– Xử lý các kết quả thu được khi phân tích mẫu để nhận được các kết quả gần nhất với giá trị thực của hàm lượng chất cần phân tích. Tính toán và đánh giá kết quả nhận được.
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: (phương pháp cổ điển)
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), cho đến nay phương pháp này vẫn được dùng nhiều trong phòng thí nghiệm phân tích, phân làm 2 phương pháp:
– Phương pháp phân tích khối lượng.
– Phương pháp phân tích thể tích (phương pháp chuẩn độ).
* Yêu cầu của phản ứng phân tích:
– Phân tích định tính:
+ Có các tín hiệu nhất định (kết tủa, khí, phức màu…)
Ví dụ: Pb2+ + 2HCl → PbCl2↓ (trắng) + 2H+
+ Phản ứng phải nhạy (xác định đối tượng phân tích có lượng càng nhỏ)
+ Phản ứng xảy ra nhanh.
– Phân tích định lượng:
+ Phản ứng xảy ra nhanh theo chiều xác định.
+ Không tạo ra sản phẩm phụ.
+ Có phương pháp nhất định để xác định điểm tương đương (điểm mà 2 chất tác dụng vừa đủ với nhau).
X + R → sản phẩm
chất phân tích thuốc thử phân tích
* Dựa vào các phản ứng phân tích người ta phân loại các phương pháp khác nhau:
Phương pháp phân tích thể tích:
– Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ: nếu phản ứng chuẩn độ là phản ứng axit – bazơ.
– Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử: nếu phản ứng chuẩn độ là phản ứng oxi hóa – khử.
– Phương pháp chuẩn độ tạo hợp chất phức: nếu phản ứng chuẩn độ là phản ứng tạo phức.
– Phương pháp chuẩn độ tạo kết tủa: nếu phản ứng chuẩn độ là phản ứng kết tủa.
Phương pháp phân tích khối lượng: dựa vào lượng cân của sản phẩm (đại diện cho chất phân tích), dựa vào lượng cân của đối tượng phân tích(ở đây dùng phản ứng tạo kết tủa).
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,…
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 thiết bị, máy móc và những phép đo phức tạp, vì vậy chúng có tên chung là phương pháp phân tích công cụ.
Các phương pháp phân tích công cụ ra đời sau các phương pháp hóa học, chúng cho phép phân tích nhanh, có thể xác định một lượng nhỏ chất phân tích khá chính xác nên được sử dụng rất rộng rãi.
Phân loại: có 3 nhóm lớn
– Các phương pháp phân tích quang học (spectrometry).
– Các phương pháp phân tích điện hóa.
– Các phương pháp phân tích sắc kí (chromatography).
Các ưu điểm của phương pháp:
– Phân tích chọn lọc.
– Xác định được những lượng rất nhỏ các chất.
– Phân tích được hàng loạt mẫu trong thời gian ngắn.