analzinė chèmija, chemijos šaka, kurianti ir pritaikanti metodus, prietaisus ir strategiją medžiagos cheminei sudėčiai, struktūrai ir energinei būsenai erdvėje bei laike nustatyti. Nagrinėja bendruosius teorinius klausimus, medžiagų radimo ir atpažinimo (kokybinė analizė), perskyrimo, koncentravimo ir nustatymo (kiekybinė analizė) metodus, reagentų ir prietaisų panaudojimą analizei bei jos atlikimo techniką, cheminės analizės metrologiją. Analizinė chemija grindžiama stechiometrija, tirpalų teorija, cheminės pusiausvyros termodinaminiais skaičiavimais, naudojamasi nusodinimu ir nuosėdų tirpinimu, rūgščių ir bazių, kompleksinių junginių susidarymo, oksidacijos ir redukcijos reakcijomis. Pagal vykstančius procesus analizės metodai skirstomi į cheminius (materija+materija) ir fizikinius (materija+energija). Cheminiais metodais pirmiausia atliekama cheminė reakcija, po to matuojama fizikinė savybė (analizinis signalas), kurios dydis tiesiai proporcingas komponento kiekiui arba jo koncentracijai. Fizikiniais metodais tiesiogiai matuojama analizuojamos medžiagos fizikinė savybė. Cheminiai analizės metodai skirstomi pagal tai, koks dydis matuojamas vykstant reakcijai – tai gali būti reakcijos produkto kiekis arba reagento tūris ar masė, elektros srovės leidimo laikas, analizuojamos medžiagos pokytis, reakcijos tipas arba greitis. Svarbiausi cheminės analizės metodai yra svorio analizė, titrimetrinė analizė (pagrįsta rūgščių ir bazių, kompleksų susidarymo, nusodinimo, oksidacijos ir redukcijos reakcijomis), optiniai metodai (fotometriniai analizės metodai, liuminescencinė analizė, nefelometrija, turbidimetrija), elektrocheminiai (potenciometrija, voltamperometrija, konduktometrija, elektrogravimetrija, kulonometrija) ir kinetiniai analizės metodai. Svorio ir titrimetrinės analizės metodai dar vadinami klasikiniais, o likusieji – fizikiniais cheminės analizės metodais. Fizikiniai cheminės analizės metodai pagrįsti spinduliuotės sąveika su medžiaga ar medžiagos spinduliuotės matavimu (aktyvacinė analizė, atominė spektroskopinė analizė, rentgeno fluorescenciniai ir rentgeno emisiniai analizės metodai), medžiagos elektrinių ar magnetinių savybių matavimu (masių spektrometrija, potenciometrija, konduktometrija, termoelektrinė analizė), medžiagų tankio arba kitų mechaninių ar molekulinių parametrų (garso greičio, lydymosi ar virimo temperatūros, klampos, paviršiaus įtempio) matavimu. Atskirą grupę sudaro biologiniai analizės metodai, naudojantys organizmų atsaką (reakciją) į aplinkos pokyčius. Perskyrimo metodai (nusodinimas, ekstrakcija, chromatografija, elektroforezė, jonų mainai) dažniausiai pagrįsti atrankiniu analizuojamos medžiagos komponento pasiskirstymu tarp dviejų fazių (skystis–dujos, kietoji medžiaga–dujos, kietoji medžiaga–skystis, skystis–skystis). Visi analizinės chemijos metodai apibūdinami atrankumu (galimybe nustatyti ieškomąjį elementą), jautriu (analizuojamo elemento ar junginio mažiausias kiekis, kurį galima nustatyti), sparta, rezultatų tikrumu (matavimo vidurkio artumas tikrajai vertei) ir tikslumu (atskirų matavimo verčių artumas vidurkiui).
Analizinė chemija glaudžiai siejasi su fizika, neorganine, organine, fizikine ir koloidų chemija, elektrochemija, metrologija, informacijos teorija ir daugeliu kitų mokslų. Analizės metodais kontroliuojama aplinkos švarumas, technologiniai procesai, produkcijos kokybė. Analizinės chemijos laimėjimai naudojami atominėje energetikoje, elektronikoje, okeanologijoje, biologijoje, medicinoje, žemės ūkyje, kriminalistikoje, archeologijoje, kosminiuose tyrimuose.
Analizinės chemijos istorija
Jau senovėje žmonės mokėjo atskirti medžiagas pagal išvaizdą, kvapą, skonį, kietumą. Iš pradžių buvo nustatinėjama, ar maisto produktai, vaistai tinka vartoti, rūdų kokybė, vėliau atsirado būtinybė kiekybiškai tirti rūdas, metalus ir jų lydinius – atsirado prabų analizė. Jau alchemikai mokėjo atskirti kai kurias medžiagas. 18 a. viduryje anglų chemikas R. Boyle’is įvedė cheminio elemento sąvoką ir junginių skaidymą į elementus pavadino analize. Iki 19 a. visa chemija iš esmės buvo analizinė. 18 a. pradėta tirti ir dujas. Įrodyta, kad kai kurios dujos susideda iš kelių vieninių medžiagų. A. L. de Lavoisier 1774 nustatė oro cheminę sudėtį, J. Priestley ir C. W. Scheele atrado naujų dujinių medžiagų. 1778 T. O. Bergmanas sukūrė sisteminius jonų radimo vandenilio sulfidu ir šarmais pagrindus. Naujų cheminės analizės metodų sukūrė chemikai L. J. Thenard’as, L. N. Vauquelinas, Heinrichas Rose, Carlas Remigius Fresenijus (abu Vokietija), Nikolajus Menšutkinas (Rusija). 1789 suformuluotas masės tvermės dėsnis skatino tobulinti senus ir kurti naujus analizinės chemijos metodus. Daugelio šių metodų eiga buvo tokia: iš pradžių tiriamąjį elementą nusodindavo iš tirpalo blogai tirpstančio junginio pavidalu, po to sverdavo. Gerokai tobulesnį titrimetrinės analizės metodą sukūrė prancūzų chemikas L. J. Gay-Lussacas. 19 a. pabaigoje pradėtos analizuoti organinės medžiagos: sudeginus organines medžiagas susidaro dvi neorganinės medžiagos – anglies dioksidas ir vanduo, o šiuos junginius nustatyti chemikai jau mokėjo. Organinių junginių analizė tapo tikslesnė, kai 1911 F. Preglis sukūrė mikroanalizės metodą. Cheminėje analizėje pradėti vartoti organiniai reagentai. Ypač paspartino cheminę analizę fizikinių analizės metodų sukūrimas: 1859 R. W. Bunsenas ir G. R. Kirchhofas sukūrė spektrinės analizės metodą, 1903 Michailas Cvetas (Rusija) – chromatografinę analizę, 1912 M. Th. F. von Laue – rentgenostruktūrinę analizę, 1920 F. W. Astonas – masių spektrometriją, 1922 J. Heyrovský – poliarografiją, 1926 G. J. de Hevesy ir Friedrichas Adolfas Panethas (Austrija) – radioaktyviųjų indikatorių metodą.
Analizinė chemija Lietuvoje
Lietuvoje analizinę chemiją pradėta dėstyti ir analizuoti kai kurias medžiagas Vilniaus universiteto laboratorijoje nuo 18 a. pabaigos (Juozapas Sartorijus, A. Sniadeckis, I. Fonbergas). Analizės metodų sukūrė Th. von Grothusas, gyvenęs ir dirbęs Gedučiuose (Linkuvos valsčius). Po I pasaulinio karo buvo dėstoma analizinė chemija ir atliekama cheminė analizė Vilniaus (Maciejus Hłasko) ir Kauno (F. Butkevičius, P. Juodakis, K. Daukšas) universitetuose. Išleisti V. Ruokio, F. Butkevičiaus, K. Daukšo analizinės chemijos vadovėliai. Po 1945 analizinės chemijos dėstymo ir tyrimų centru tapo Vilniaus universitetas. Čia buvo analizuojama mineralinės žaliavos, gamtinis vanduo ir kitos medžiagos (darbų vadovas K. Daukšas), sukurta fotometrinių, kinetinių, potenciometrinių, atomo absorbcinės, spektrometrijos, chromatografinių, elektromigracinių elementų ir junginių perskyrimo bei nustatymo metodų (Edita Jasinskienė, R. Kazlauskas, A. Padarauskas, E. Ramanauskas), išleista vadovėlių: F. Butkevičiaus ir K. Daukšo Kokybinė analizė (1949), K. Daukšo Kiekybinė analizė (41961), Kokybinė analizė (21965). Chemijos institute (P. Norkus) sukurta redoksimetrinių tirpalų analizės metodų, Biochemijos institute (J. Kulys, V. S. Laurinavičius) – biosensorių. Išleista J. Kulio monografija Analizinės sistemos imobilizuotų fermentų pagrindu (1981, rusų kalba), Donato Mickevičiaus vadovėlis Cheminės analizės metodai (2 d. 1998–99).
2447