История развития аналитической химии
Основные этапы развития аналитической химии
жүктеу/скачать 2,56 Mb.
|
1 2
- Бұл бет үшін навигация:
- М. В. Ломоносов (1711 —1765)
| Основные этапы развития аналитической химии
Развитие промышленности и различных производств к середине XVII в. потребовало новых методов анализа и исследования, поскольку пробирный анализ уже не мог удовлетворить потребностей химического и многих других производств. К этому времени к середине XVII в. относят обычно зарождение аналитической химии и формирование самой химии как науки. Определение состава руд, минералов и других веществ вызывало очень большой интерес, и химический анализ становится в это время основным методом исследования в химической науке. Р. Бойль (1627 —1691) разработал общие понятия о химическом анализе. Он заложил основы современного качественного анализа «мокрым» путем, т. е. проведением реакций в растворе, привел и систему известные в то время качественные реакции и предложил несколько новых (на аммиак, хлор и др.), применил лакмус для обнаружения кислот и щелочей и сделал другие важные открытия. М. В. Ломоносов (1711 —1765) впервые стал систематически применять весы при изучении химических реакций. В 1756 г. он экспериментально установил один из основных законов природы — закон сохранения массы вещества, составивший основу количественного анализа и имеющий огромное значение для всей науки. М. В. Ломоносов разработал многие приемы химического анализа и исследования, не потерявшие значения до наших дней (фильтрование под вакуумом, операции гравиметрического анализа и т. д.). К заслугам М. В. Ломоносова в области аналитической химии относится создание основ газового анализа, применение микроскопа для проведения качественного анализа по форме кристаллов, что в дальнейшем привело к развитию микрокристаллоскопического анализа, конструирование рефрактометра и других приборов. Результаты собственных исследований и опыт химика-исследователя, аналитика и технолога М. В. Ломоносов обобщил в книге «Первые основания металлургии или рудных дел» (1763), оказавшей огромное влияние на развитие аналитической химии и смежных областей, а также металлургии и рудного дела. Применение точных методов химического анализа позволило определить состав многих природных веществ и продуктов технологической переработки, установить ряд основных законов химии. А. Л. Лавуазье (1743—1794) определил состав воздуха, воды и других веществ и разработал кислородную теорию горения. Опираясь на аналитические данные, Д. Дальтон (1766—1844) развил атомистическую теорию вещества и установил законы постоянства состава и кратных отношений. Ж. Л. Гей-Люссак (1778—1850) и А. Авогадро (1776 —1856) сформулировали газовые законы. М. В. Севергин (1765—1826) предложил колориметрический анализ, основанныи на зависимости интенсивности окраски раствора от концентрации вещества, Ж. Л. Гей-Люссак разработал титриметриче-ский метод анализа. Эти методы вместе с гравиметрическим составили основу классической аналитической химии и сохранили свое значение до настоящего времени. Аналитическая химия, обогащаясь новыми методами, продолжала развиваться и совершенствоваться. В конце XVIII в. Т. Е. Ловиц (1757—1804), развивая идеи М. В. Ломоносова, создал микрокристаллоскопический анализ — метод качественного анализа солей по форме их кристаллов. 18-19 ғасырдың аяғында көптеген ғалымдар – Т.В.Бергман (1735-1784), Л.Дж.Тенард (1777-1857), К.К.Клаус (1796-1864) және т.б еңбектері арқылы жүйелі сапалы талдау жасалды. Жасалған сұлбаға сәйкес топтық реактивтердің әсерінен талданатын ерітіндіден элементтердің белгілі топтары тұнбаға түсті, содан кейін осы топтардың ішінде жеке элементтер ашылды. Бұл жұмысты сапалық және сандық талдау бойынша оқулықтар жазған және аналитикалық химияның алғашқы журналының негізін қалаған К.Р.Фрезениус (1818–1897) аяқтады (Zeitschrift fur analytische Chemie, қазіргі уақытта Fresenius Z. анал. Chem.). Сонымен қатар, И.Я.Берцелиус (1779-1848) және Дж.Либих (1803-1873) органикалық қосылыстарды негізгі элементтердің құрамындағы С, Н, N және т.б. құрамы бойынша талдау әдістерін жетілдірді және жасады. Титриметриялық талдау айтарлықтай ілгерілеуде - йодометрия, перманганатометрия және т.б. әдістері. Маңызды жаңалық 1859-1860 жж. Р.В.Бунсен (1811 - 1899) және Г.Р.Кирхгоф (1824 - 1887). Олар бүгінгі күнге дейін үздіксіз дамып келе жатқан аналитикалық химияның негізгі әдістерінің біріне айналған спектрлік талдауды ұсынады. 1869 жылы Д.И.Менделеевтің (1834-1907) периодтық заңды ашуы химияның және басқа ғылымдардың дамуына орасан зор әсер етті және Д.И.Менделеевтің «Химия негіздері» аналитикалық химияны зерттеуге негіз болды. А.М.Бутлеровтың органикалық қосылыстардың құрылысы теориясын жасауының да маңызы зор болды. Аналитикалық химияның қалыптасуына және оны оқытуға 1871 жылы А.А.Меншуткиннің (1842-1907) жариялаған, біздің елде 16 басылымнан өтіп, неміс және ағылшын тілдеріне аударылған «Аналитикалық химия» айтарлықтай әсер етті. 1868 жылы бастамасымен Д.И. Менделеев пен Н.А.Меншуткин атындағы Петербург университетінде орыс химия қоғамы құрылды, ол 1869 жылы өз журналын шығара бастады. Ғылыми химия қоғамының құрылуы және журналдың шығуы отандық химия мен әсіресе аналитикалық химияның дамуына игі ықпал етті. Химияның ерекше саласын Н.С.Курнаков (1860–1941) «құрам-қасиет» диаграммаларын зерттеу негізінде физика-химиялық талдау жасады. Физика-химиялық талдау әдісі жеке қосылыстарды кристалдық немесе басқа формада оқшауламай-ақ, жүйе қасиеттерінің оның құрамына тәуелділігіне негізделген күрделі жүйелерде түзілетін қосылыстардың құрамы мен қасиеттерін анықтауға мүмкіндік береді. 1903 жылы М.С.Цвет (1872-1919) хроматографиялық талдауды – заттың адсорбциялық және кейбір басқа да қасиеттерін қолдануға негізделген ұқсас қасиеттері бар қосылыстарды бөлудің тиімді әдісін ұсынды. Бұл әдістің толық артықшылықтары оның ашылуынан бірнеше ондаған жылдар өткен соң ғана бағаланды. Бөлу хроматографиясын дамытқаны үшін А.Мартин мен Р.Сингх 1954 жылы Нобель сыйлығына ие болды. Аналитикалық химия теориясының одан әрі дамуы Н.Н.Бекетовтың (1827-1911) химиялық реакциялардың тепе-теңдік сипатын ашуымен және К.М.Гулдбергтің (1836-1902) және II. Жалақы (1833-1900) жаппай әрекет ету заңы. 1887 жылы С.Аррениустың (1859–1927) электролиттік диссоциация теориясының пайда болуымен аналитикалық химиктер химиялық реакцияларды тиімді сандық бақылау әдісін алды, ал химиялық термодинамиканың жетістіктері бұл мүмкіндіктерді одан әрі кеңейтті. Аналитикалық химияның ғылыми негіздерін жасауда 1894 жылы жарық көрген В.Оствальдтың (1853-1932) «Научные основы аналитикалық химия в элементарная презентация» атты монографиясы маңызды рөл атқарды. Л.В.Писаржевскийдің еңбектері аналитикалық химияның тотығу-тотықсыздану әдістерін (1874-1938) және Н.А.Шиловтың (1872-1930) тотығу-тотықсыздану процестерінің электронды теориясын дамыту үшін үлкен маңызы бар. ХХ ғасырдың 20-жылдарынан бастап. Сандық эмиссиялық спектрлік талдау және абсорбциялық спектроскопия қарқынды дами бастады. Жарық интенсивтілігін фотоэлектрлік тіркейтін құрылғылар құрастырылуда. 1925 жылы Я.Хейровский (1890-1967) полярографиялық талдау жасады, ол үшін 1959 жылы Нобель сыйлығы берілді. Осы жылдары хроматографиялық, радиохимиялық және басқа да көптеген талдау әдістері жасалып, жетілдірілді. 1950 жылдан бастап Э.Уолш ұсынған атомдық абсорбциялық спектроскопия әдісі қарқынды дамып келеді. Өнеркәсіп пен ғылымның дамуы аналитикалық химиядан талдаудың жаңа озық әдістерін талап етті. 10 6—10 7 және одан төмен деңгейлердегі қоспаларды сандық бағалау қажет. Мысалы, зымырандық технология материалдарындағы тыйым салынған қоспалар (Cd, Pb және т. ядролық технология, 0, 01% кем, ал жартылай өткізгіш технологияда материалдар қоспалары 10% аспауы керек. Германийдің жартылай өткізгіштік қасиеттері осы жоғары тазалықтағы элементтің үлгілері алынғаннан кейін ғана ашылғаны белгілі. Цирконий бастапқыда атом өнеркәсібінде құрылымдық материал ретінде оның өзі тез радиоактивті болып кетті деген сылтаумен қабылданбады, дегенмен теориялық есептеулер бойынша бұл болмауы керек еді. Кейінірек радиоактивті болған цирконий емес, цирконийдің кәдімгі серігі – цирконий материалдарында қоспа ретінде кездесетін гафний екені белгілі болды. Бүгінгі аналитикалық химия көптеген өзгерістермен сипатталады: аналитикалық әдістердің арсеналы кеңеюде, әсіресе физикалық және биологиялық; талдауды автоматтандыру және математикаландыру; жергілікті, бұзбайтын, қашықтан, үздіксіз талдаудың әдістері мен құралдарын құру; талданатын үлгілердегі компоненттердің болу формалары туралы есептерді шешу тәсілі; талдаудың сезімталдығын, дәлдігін және жылдамдығын арттырудың жаңа мүмкіндіктерінің пайда болуы; талданатын объектілердің шеңберін одан әрі кеңейту. Қазір компьютерлер кеңінен қолданылады, лазерлер көп нәрсені жасайды, зертханалық жұмыстар пайда болды; Аналитикалық бақылаудың, әсіресе біздің ортамыздағы объектілердің рөлі айтарлықтай артты. Аналитикалық химияның әдістемелік мәселелеріне қызығушылық артты. Бұл ғылымның пәнін қалай нақты анықтауға болады, оның ғылыми білімдер жүйесінде қандай орын алады, ол іргелі немесе қолданбалы ғылым бола ма, оның дамуын не ынталандырады – осы және осыған ұқсас сұрақтар көптеген пікірталастардың тақырыбы болды. жүктеу/скачать 2,56 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2