АНАЛИТИ́ЧЕСКАЯ ХИ́МИЯ

АНАЛИТИ́ЧЕСКАЯ ХИ́МИЯ, нау­ка об оп­ре­де­ле­нии хи­мич. со­ста­ва ве­ществ и ма­те­риа­лов и, в не­ко­то­рой сте­пе­ни, хи­мич. строе­ния со­еди­не­ний. А. х. раз­ви­ва­ет об­щие тео­ре­тич. ос­но­вы хи­мич. ана­ли­за, раз­ра­ба­ты­ва­ет ме­то­ды оп­ре­де­ле­ния ком­по­нен­тов изу­чае­мо­го об­раз­ца, ре­ша­ет за­да­чи ана­ли­за кон­крет­ных объ­ек­тов. Осн. цель А. х. – соз­да­ние ме­то­дов и средств, обес­пе­чи­ваю­щих, в за­ви­си­мо­сти от по­став­лен­ной за­да­чи, точ­ность, вы­со­кую чув­ст­ви­тель­ность, экс­пресс­ность и из­би­ра­тель­ность ана­ли­за. Раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся и ме­то­ды, по­зво­ляю­щие ана­ли­зи­ро­вать мик­ро­объ­ек­ты, про­во­дить ло­каль­ный ана­лиз (в точ­ке, на по­верх­но­сти и т. д.), ана­лиз без раз­ру­ше­ния об­раз­ца, на рас­стоя­нии от не­го (дис­тан­ци­он­ный ана­лиз), не­пре­рыв­ный ана­лиз (напр., в по­то­ке), а так­же ус­та­нав­ли­вать, в ви­де ка­ко­го хи­мич. со­еди­не­ния и в ка­кой фи­зич. фор­ме су­ще­ст­ву­ет в об­раз­це оп­ре­де­ляе­мый ком­по­нент (ве­ще­ст­вен­ный хи­ми­чес­кий ана­лиз) и в со­став ка­кой фа­зы он вхо­дит (фа­зо­вый ана­лиз). Важ­ные тен­ден­ции раз­ви­тия А. х. – ав­то­ма­ти­за­ция ана­ли­зов, осо­бен­но при кон­тро­ле тех­но­ло­гич. про­цес­сов, и ма­те­ма­ти­за­ция, в ча­ст­но­сти ши­ро­кое ис­поль­зо­ва­ние ком­пь­ю­те­ров.

Структура науки

Мож­но вы­де­лить три круп­ных на­прав­ле­ния А. х.: об­щие тео­ре­тич. ос­но­вы; раз­ра­бот­ка ме­то­дов ана­ли­за; А. х. от­дель­ных объ­ек­тов. В за­ви­си­мо­сти от це­ли ана­ли­за раз­ли­ча­ют ка­че­ст­вен­ный хи­ми­чес­кий ана­лиз и ко­ли­че­ст­вен­ный хи­ми­чес­кий ана­лиз. За­да­ча пер­во­го – об­на­ру­же­ние и иден­ти­фи­ка­ция ком­по­нен­тов ана­ли­зи­руе­мо­го об­раз­ца, за­да­ча вто­ро­го – оп­ре­де­ле­ние их кон­цен­тра­ций или масс. В за­ви­си­мо­сти от то­го, ка­кие имен­но ком­по­нен­ты нуж­но об­на­ру­жить или оп­ре­де­лить, раз­ли­ча­ют изо­топ­ный ана­лиз, эле­мент­ный ана­лиз, струк­тур­но-груп­по­вой (в т. ч. функ­цио­наль­ный) ана­лиз, мо­ле­ку­ляр­ный ана­лиз, ве­ще­ст­вен­ный ана­лиз, фа­зо­вый ана­лиз. По при­ро­де ана­ли­зи­руе­мо­го объ­ек­та раз­ли­ча­ют ана­лиз не­ор­га­нич. и ор­га­нич. ве­ществ, а так­же био­ло­гич. объ­ек­тов.

В тео­ре­тич. ос­но­вах А. х. су­ще­ст­вен­ное ме­сто за­ни­ма­ет т. н. хе­мо­мет­ри­ка, в т. ч. мет­ро­ло­гия хи­ми­чес­ко­го ана­ли­за. Тео­рия А. х. вклю­ча­ет так­же уче­ния об отбо­ре и под­го­тов­ке ана­ли­тич. проб, о со­став­ле­нии схе­мы ана­ли­за и вы­бо­ре ме­то­дов, о прин­ци­пах и пу­тях ав­то­ма­ти­за­ции ана­ли­за, при­ме­не­ния ЭВМ, а так­же прин­ци­пы ра­цио­наль­но­го ис­поль­зова­ния ре­зуль­та­тов хи­мич. ана­лиза. Осо­бен­ность А. х. – изу­че­ние не об­щих, а ин­ди­ви­ду­аль­ных, спе­ци­фич. свойств и ха­рак­те­ри­стик объ­ек­тов, что обес­пе­чи­ва­ет из­би­ра­тель­ность мн. ана­ли­тич. ме­то­дов. Бла­го­да­ря тес­ным свя­зям с дос­ти­же­ния­ми фи­зи­ки, ма­те­ма­ти­ки, био­ло­гии и разл. об­лас­тей тех­ни­ки (это осо­бен­но ка­са­ет­ся ме­то­дов ана­ли­за) А. х. пре­вра­ща­ет­ся в дис­ци­п­ли­ну на сты­ке на­ук. Час­то ис­поль­зу­ют и иные на­зва­ния этой дис­ци­п­ли­ны – ана­ли­ти­ка, ана­ли­ти­чес­кая нау­ка и др.

B А. х. раз­ли­ча­ют ме­то­ды раз­де­ле­ния, оп­ре­де­ле­ния (об­на­ру­же­ния) и гиб­рид­ные ме­то­ды ана­ли­за, обыч­но со­че­таю­щие ме­то­ды пер­вых двух групп. Ме­то­ды оп­ре­де­ления удоб­но под­раз­де­лять на хи­ми­чес­кие ме­то­ды ана­ли­за (гра­ви­мет­ри­чес­кий ана­лиз, тит­ри­мет­ри­чес­кий ана­лиз, элек­тро­хи­ми­чес­кие ме­то­ды ана­ли­за, ки­не­ти­чес­кие ме­то­ды ана­ли­за), фи­зи­чес­кие ме­то­ды ана­ли­за (спек­тро­ско­пич., ядер­но-фи­зич. и др.), био­хи­ми­чес­кие ме­то­ды ана­ли­за и био­ло­ги­чес­кий ме­тод ана­ли­за. Хи­мич. ме­то­ды ос­но­ва­ны на хи­мич. ре­ак­ци­ях (взаи­мо­дей­ст­вие ве­ще­ст­ва с ве­ще­ст­вом), фи­зи­че­с­кие – на фи­зич. яв­ле­ни­ях (взаи­мо­дей­ст­вие ве­ще­ст­ва с из­лу­че­ния­ми, по­то­ка­ми энер­гии), био­ло­ги­чес­кие ис­поль­зу­ют от­клик ор­га­низ­мов или их фраг­мен­тов на из­ме­не­ния в ок­ру­жаю­щей сре­де.

Прак­ти­че­ски все ме­то­ды оп­ре­де­ле­ния ос­но­ва­ны на за­ви­си­мо­сти к.-л. дос­туп­ных из­ме­ре­нию свойств ве­ществ от их со­ста­ва. По­это­му важ­ное на­прав­ле­ние А. х. – оты­ска­ние и изу­че­ние та­ких за­ви­си­мо­стей с це­лью ис­поль­зо­ва­ния их для ре­ше­ния ана­ли­тич. за­дач. При этом поч­ти все­гда не­об­хо­ди­мо най­ти урав­не­ние свя­зи ме­ж­ду свой­ст­вом и со­ста­вом, раз­ра­бо­тать спо­со­бы ре­ги­ст­ра­ции свой­ст­ва (ана­ли­тич. сиг­на­ла), уст­ра­нить по­ме­хи со сто­ро­ны др. ком­по­нен­тов, ис­клю­чить ме­шаю­щее влия­ние разл. фак­то­ров (напр., флук­туа­ции темп-ры). Ве­ли­чи­ну ана­ли­тич. сиг­на­ла пе­ре­во­дят в еди­ни­цы, ха­рак­те­ри­зую­щие ко­ли­че­ство или кон­цен­тра­цию ком­по­нен­тов. Из­ме­ряе­мы­ми свой­ст­ва­ми мо­гут быть, напр., мас­са, объ­ём, по­гло­ще­ние све­та, си­ла то­ка.

Боль­шое вни­ма­ние уде­ля­ет­ся тео­рии ме­то­дов ана­ли­за. Тео­рия хи­мич. ме­то­дов ба­зи­ру­ет­ся на пред­став­ле­ни­ях о неск. осн. ти­пах хи­мич. ре­ак­ций, ши­ро­ко ис­поль­зуе­мых в ана­ли­зе (ки­слот­но-ос­новных, окис­ли­тель­но-вос­ста­но­вит., ком­плек­со­об­ра­зо­ва­ния), и неск. важ­ных про­цес­сах (оса­ж­де­ния, рас­тво­ре­ния, экс­трак­ции). Вни­ма­ние к этим во­про­сам обу­слов­ле­но ис­то­ри­ей раз­ви­тия А. х. и прак­тич. зна­чи­мо­стью со­от­вет­ст­вую­щих ме­то­дов. По­сколь­ку, од­на­ко, до­ля хи­мич. ме­то­дов умень­ша­ет­ся, а до­ля фи­зи­чес­ких, био­хи­ми­чес­ких и био­ло­ги­чес­ко­го рас­тёт, боль­шое зна­че­ние при­об­ре­та­ет со­вер­шен­ст­во­ва­ние тео­рии ме­то­дов по­след­них групп и ин­тег­ри­ро­ва­ние тео­ре­тич. ас­пек­тов от­дель­ных ме­то­дов в об­щей тео­рии А. х.

История развития

Ис­пы­та­ния ма­те­риа­лов про­во­ди­лись ещё в глу­бо­кой древ­но­сти; напр., ру­ды ис­сле­до­ва­ли с це­лью ус­та­нов­ле­ния их при­год­но­сти для плав­ки, разл. из­де­лия – для оп­реде­ле­ния со­дер­жа­ния в них зо­ло­та и се­реб­ра. Ал­хи­ми­ки 14–16 вв. вы­пол­ни­ли ог­ром­ный объ­ём экс­пе­рим. ра­бот по изу­че­нию свойств ве­ществ, по­ло­жив на­ча­ло хи­мич. ме­то­дам ана­ли­за. В 16–17 вв. (пе­ри­од ят­ро­хи­мии) поя­ви­лись но­вые хи­мич. спо­со­бы об­на­ру­же­ния веществ, ос­но­ван­ные на ре­ак­ци­ях в рас­тво­ре (напр., от­кры­тие ио­нов се­реб­ра по об­ра­зо­ва­нию осад­ка с хло­рид-ио­на­ми). Ро­до­на­чаль­ни­ком на­уч­ной А. х. счи­та­ют Р. Бой­ля, ко­то­рый ввёл по­ня­тие «хи­ми­че­ский ана­лиз».

До сер. 19 в. А. х. бы­ла осн. раз­де­лом хи­мии. В этот пе­ри­од бы­ли от­кры­ты мн. хи­мич. эле­мен­ты, вы­де­ле­ны со­став­ные час­ти не­ко­то­рых при­род­ных ве­ществ, ус­та­нов­ле­ны за­ко­ны по­сто­ян­ст­ва со­ста­ва и крат­ных от­но­ше­ний, за­кон со­хра­не­ния мас­сы. Швед. хи­мик и ми­не­ра­лог Т. Берг­ман раз­ра­бо­тал схе­му сис­те­ма­тич. ка­че­ст­вен­но­го ана­ли­за, ак­тив­но ис­поль­зо­вал се­ро­во­до­род как ана­ли­тич. реа­гент, пред­ло­жил ме­то­ды ана­ли­за в пла­ме­ни с по­лу­че­ни­ем пер­лов. В 19 в. сис­те­ма­тич. ка­че­ст­вен­ный ана­лиз усо­вер­шен­ст­во­ва­ли нем. хи­ми­ки Г. Ро­зе и К. Фре­зе­ниус. Этот же век оз­на­ме­но­вал­ся ог­ром­ны­ми ус­пе­ха­ми в раз­ви­тии ко­ли­че­ст­вен­но­го ана­ли­за. Был соз­дан тит­ри­мет­рич. ме­тод (франц. хи­ми­к Ф. Дек­руа­зиль, Ж. Гей-Люс­сак), зна­чи­тель­но усо­вер­шен­ст­во­ван гра­ви­мет­рич. ана­лиз, раз­ра­бо­та­ны ме­то­ды ана­ли­за га­зов. Боль­шое зна­че­ние име­ло раз­ви­тие ме­то­дов эле­мент­но­го ана­ли­за ор­га­нич. со­еди­не­ний (Ю. Ли­бих). В кон. 19 в. сло­жи­лась тео­рия А. х., в ос­но­ву ко­то­рой бы­ло по­ло­же­но уче­ние о хи­мич. рав­но­ве­сии в рас­тво­рах с уча­сти­ем ио­нов (гл. обр. В. Ост­вальд). К это­му вре­ме­ни пре­об­ла­даю­щее ме­сто в А. х. за­ня­ли ме­то­ды ана­ли­за ио­нов в вод­ных рас­тво­рах.

В 20 в. раз­ра­бо­та­ны ме­то­ды мик­ро­ана­ли­за ор­га­нич. со­еди­не­ний (Ф. Прегль). Был пред­ло­жен по­ля­ро­гра­фич. ме­тод (Я. Гей­ров­ский, 1922). Поя­ви­лось мно­го фи­зич. ме­то­дов, напр. масс-спек­тро­мет­ри­че­ский, рент­ге­нов­ский, ядер­но-фи­зи­че­ские. Боль­шое зна­че­ние име­ло от­кры­тие хро­ма­то­гра­фии (М. С. Цвет, 1903) и соз­да­ние раз­ных ва­ри­ан­тов ­этого ме­то­да, в ча­ст­но­сти рас­пре­де­ли­тель­ной хро­ма­то­гра­фии (А. Мар­тин и Р. Синг, 1941).

В Рос­сии и в СССР боль­шое зна­че­ние для А. х. имел учеб­ник Н. А. Мен­шут­ки­на «Ана­ли­ти­че­ская хи­мия» (вы­дер­жал 16 из­да­ний). М. А. Иль­ин­ский и Л. А. Чу­га­ев вве­ли в прак­ти­ку ор­га­нич. ана­ли­тич. реа­ген­ты (кон. 19 – нач. 20 вв.), Н. А. Та­на­на­ев раз­ра­бо­тал ка­пель­ный ме­тод ка­че­ст­вен­но­го ана­ли­за (од­но­вре­мен­но с австр. хи­ми­ком Ф. Фай­глем, 1920-е гг.). В 1938 Н. А. Из­май­лов и М. С. Шрай­бер впервые опи­са­ли тон­кос­лой­ную хро­ма­то­графию. Боль­шой вклад рос. учё­ные вне­сли в изу­че­ние ком­плек­со­об­ра­зо­вания и его ана­ли­тич. ис­поль­зо­ва­ния (И. П. Али­ма­рин, А. К. Баб­ко), в тео­рию дей­ст­вия ор­га­нич. ана­ли­тич. реа­ген­тов, в раз­ви­тие масс-спек­тро­мет­рии, ме­то­дов фо­то­мет­рии, атом­но-аб­сорб­ци­он­ной спек­тро­мет­рии (Б. В. Львов), в А. х. от­дель­ных эле­мен­тов, осо­бен­но ред­ких и пла­ти­но­вых, и ря­да объ­ек­тов – ве­ществ вы­со­кой чис­то­ты, ми­нер. сы­рья, ме­тал­лов и спла­вов.

Тре­бо­ва­ния прак­ти­ки все­гда сти­му­лиро­ва­ли раз­ви­тие А. х. Так, в 1940–1970-х гг. в свя­зи с не­об­хо­ди­мо­стью ана­ли­за ядер­ных, по­лу­про­вод­ни­ко­вых и др. ма­те­риа­лов вы­со­кой чис­то­ты ­бы­ли соз­да­ны та­кие чув­ст­ви­тель­ные мето­ды, как ра­дио­ак­ти­вац. ана­лиз, искро­вая масс-спек­тро­мет­рия, хи­ми­ко-спект­раль­ный ана­лиз, ин­вер­си­он­ная вольт­ам­пе­ро­мет­рия, обес­пе­чи­ваю­щие оп­ре­де­ле­ние до 10^–7–10^–8% при­ме­сей в чис­тых ве­ще­ст­вах, т. е. 1 часть при­ме­си на 10–1000 млрд. час­тей осн. ве­ще­ст­ва. Для раз­ви­тия чёр­ной ме­тал­лур­гии, осо­бен­но в свя­зи с пе­ре­хо­дом к ско­ро­ст­но­му кон­вер­тер­но­му про­из-ву ста­ли, ре­шаю­щее зна­че­ние при­об­ре­ла экс­пресс­ность ана­ли­за. Ис­поль­зо­ва­ние т. н. кван­то­мет­ров – фо­то­элек­трич. при­бо­ров для мно­го­эле­мент­но­го оп­тич. спек­траль­но­го или рент­ге­нов­ско­го ана­ли­за – по­зво­ля­ет про­во­дить ана­лиз в хо­де плав­ки.

Не­об­хо­ди­мость ана­ли­за слож­ных сме­сей ор­га­нич. со­еди­не­ний обу­сло­ви­ла ин­тен­сив­ное раз­ви­тие га­зо­вой хро­ма­то­гра­фии, ко­то­рая по­зво­ля­ет ана­ли­зи­ро­вать слож­ней­шие сме­си, со­дер­жа­щие неск. де­сят­ков и да­же со­тен ве­ществ. А. х. в зна­чи­тель­ной ме­ре спо­соб­ст­во­ва­ла ов­ла­де­нию энер­ги­ей атом­но­го яд­ра, изу­че­нию кос­мо­са и океа­на, раз­ви­тию элек­тро­ни­ки, про­грес­су био­ло­гич. на­ук.

Предмет исследования

Важ­ную роль иг­ра­ет раз­ви­тие тео­рии от­бо­ра проб ана­ли­зи­руе­мых ма­те­риа­лов; обыч­но во­про­сы про­бо­от­бо­ра ре­ша­ют­ся со­вме­ст­но со спе­циа­ли­ста­ми по изу­чае­мым ве­ще­ст­вам (напр., с гео­ло­га­ми, ме­тал­ло­ве­да­ми). А. х. раз­ра­ба­ты­ва­ет спо­со­бы раз­ло­же­ния проб – рас­тво­ре­ние, сплав­ле­ние, спе­ка­ние и пр., ко­то­рые долж­ны обес­пе­чи­вать пол­ное «вскры­тие» об­раз­ца и не до­пус­кать по­терь оп­ре­де­ляе­мых ком­по­нен­тов и за­гряз­не­ний из­вне. В за­да­чи А. х. вхо­дит раз­ви­тие тех­ни­ки та­ких об­щих опе­ра­ций ана­ли­за, как из­ме­ре­ние объ­ё­мов, фильт­ро­ва­ние, про­ка­ли­ва­ние. Од­на из за­дач А. х. – оп­ре­де­ле­ние на­прав­ле­ний раз­ви­тия ана­ли­тич. при­бо­ро­строе­ния, соз­да­ние но­вых схем и кон­ст­рук­ций при­бо­ров (что ча­ще все­го слу­жит за­вер­шаю­щей ста­ди­ей раз­ра­бот­ки ме­то­да ана­ли­за), а так­же син­тез но­вых ана­ли­тич. ре­ак­ти­вов.

Для ко­ли­че­ст­вен­но­го ана­ли­за очень важ­ны мет­ро­ло­гич. ха­рак­те­ри­сти­ки ме­то­дов и при­бо­ров. В свя­зи с этим А. х. изу­ча­ет про­бле­мы гра­дуи­ров­ки, из­го­тов­ле­ния и ис­поль­зо­ва­ния об­раз­цов срав­не­ния (в т. ч. стан­дарт­ных об­раз­цов) и др. средств обес­пе­че­ния пра­виль­но­сти ана­ли­за. Су­ще­ст­вен­ное ме­сто за­ни­ма­ет об­ра­бот­ка ре­зуль­та­тов ана­ли­за, осо­бен­но ком­пь­ю­тер­ная. Для оп­ти­ми­за­ции ус­ло­вий ана­ли­за ис­поль­зу­ют тео­рию ин­фор­ма­ции, тео­рию рас­по­зна­ва­ния об­ра­зов и др. раз­де­лы ма­те­ма­ти­ки. Ком­пь­ю­те­ры при­ме­ня­ют не толь­ко для об­ра­бот­ки ре­зуль­та­тов, но и для управ­ле­ния при­бора­ми, учё­та по­мех, гра­дуи­ров­ки, пла­ни­ро­ва­ния экс­пе­ри­мен­та; су­ще­ст­ву­ют ана­ли­тич. за­да­чи, ре­шае­мые толь­ко с по­мо­щью ком­пь­ю­те­ров, напр. иден­ти­фи­ка­ция мо­ле­кул ор­га­нич. со­еди­не­ний с ис­поль­зо­ва­ни­ем экс­перт­ных сис­тем.

А. х. оп­ре­де­ля­ет об­щие под­хо­ды к вы­бо­ру пу­тей и ме­то­дов ана­ли­за. Раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся спо­со­бы со­пос­тав­ле­ния ме­то­дов, оп­ре­де­ля­ют­ся ус­ло­вия их взаи­мо­за­ме­няе­мо­сти и со­че­та­ния, прин­ци­пы и пу­ти ав­то­ма­ти­за­ции ана­ли­за. Для прак­тич. ис­поль­зо­ва­ния ана­ли­за не­об­хо­ди­ма раз­ра­бот­ка пред­став­ле­ний о его ре­зуль­та­те как по­ка­за­те­ле ка­че­ст­ва про­дук­ции, уче­ние об экс­пресс­ном кон­тро­ле тех­но­ло­гич. про­цес­сов, соз­да­ние эко­но­мич­ных ме­то­дов. Боль­шое зна­че­ние для ана­ли­ти­ков, ра­бо­таю­щих в разл. от­рас­лях эко­но­ми­ки, име­ют уни­фи­ка­ция и стан­дар­ти­за­ция ме­то­дов. Раз­ра­ба­ты­ва­ет­ся тео­рия оп­ти­ми­за­ции ко­ли­че­ст­ва ин­фор­ма­ции, не­об­хо­ди­мой для ре­ше­ния ана­ли­тич. за­дач.

Методы анализа

В за­ви­си­мо­сти от мас­сы или объ­ё­ма ана­ли­зи­руе­мо­го об­раз­ца ме­то­ды раз­де­ле­ния и оп­ре­де­ле­ния ино­гда под­раз­де­ля­ют на мак­ро-, мик­ро- и ульт­ра­мик­ро­ме­то­ды.

К раз­де­ле­нию сме­сей обыч­но при­бе­га­ют в тех слу­ча­ях, ко­гда ме­то­ды пря­мо­го оп­ре­де­ле­ния или об­на­ру­же­ния не по­зво­ля­ют по­лу­чить пра­виль­ный ре­зуль­тат из-за ме­шаю­ще­го влия­ния др. ком­по­нен­тов об­раз­ца. Осо­бен­но важ­но т. н. от­но­си­тель­ное кон­цен­три­ро­ва­ние – от­де­ле­ние ма­лых ко­ли­честв оп­ре­де­ляе­мых ком­по­нен­тов от зна­чи­тель­но бо́ль­ших ко­ли­честв осн. ком­по­нен­тов про­бы. Раз­де­ле­ние сме­сей мо­жет ба­зи­ро­вать­ся на раз­ли­чии в тер­мо­ди­на­мич., или рав­но­вес­ных, ха­рак­те­ри­сти­ках ком­по­нен­тов (кон­стан­ты об­ме­на ио­нов, кон­стан­ты ус­той­чи­во­сти ком­плек­сов) или ки­не­тич. па­ра­мет­рах. Для раз­де­ле­ния при­ме­ня­ют гл. обр. хро­ма­то­гра­фию, экс­трак­цию, оса­ж­де­ние, дис­тил­ля­цию, а так­же элек­тро­хи­мич. ме­то­ды, напр. элек­тро­оса­ж­де­ние. Ме­то­ды оп­ре­де­ле­ния – осн. груп­па ме­то­дов А. х. В ос­но­ве ме­то­дов ко­ли­че­ст­вен­но­го ана­ли­за ле­жит за­ви­си­мость к.-л. дос­туп­но­го из­ме­ре­нию свой­ст­ва, ча­ще все­го фи­зи­че­ско­го, от со­ста­ва об­раз­ца. Эта за­ви­си­мость долж­на опи­сы­вать­ся оп­ре­де­лён­ным и из­вест­ным об­разом. Бы­ст­ро раз­ви­ва­ют­ся гиб­рид­ные ме­то­ды ана­ли­за, объ­е­ди­няю­щие раз­де­ле­ние и оп­ре­де­ле­ние. Напр., га­зо­вая хро­ма­то­гра­фия с разл. де­тек­то­ра­ми – важ­ней­ший ме­тод ана­ли­за слож­ных сме­сей ор­га­нич. со­еди­не­ний. Для ана­ли­за сме­сей труд­но­ле­ту­чих и тер­ми­че­ски не­стой­ких со­еди­не­ний бо­лее удоб­на вы­со­ко­эф­фек­тив­ная жид­ко­ст­ная хро­ма­то­гра­фия.

Для ана­ли­за не­об­хо­ди­мы раз­но­об­раз­ные ме­то­ды, по­сколь­ку ка­ж­дый из них име­ет свои дос­то­ин­ст­ва и ог­ра­ни­че­ния. Так, чрез­вы­чай­но чув­ст­ви­тель­ные ра­дио­ак­ти­ва­ци­он­ные и масс-спек­траль­ные ме­то­ды тре­бу­ют слож­ной и до­ро­го­стоя­щей ап­па­ра­ту­ры. Про­стые, дос­туп­ные и очень чув­ст­ви­тель­ные ки­не­тич. ме­то­ды не все­гда обес­пе­чи­ва­ют нуж­ную вос­про­из­во­ди­мость ре­зуль­та­тов. При оцен­ке и со­пос­тав­ле­нии ме­то­дов, при вы­бо­ре их для ре­ше­ния кон­крет­ных за­дач при­ни­ма­ют­ся во вни­ма­ние мн. фак­то­ры: мет­ро­ло­гич. па­ра­мет­ры, сфе­ра воз­мож­но­го ис­поль­зо­ва­ния, на­ли­чие ап­па­ра­ту­ры, ква­ли­фи­ка­ция ана­ли­ти­ка, тра­ди­ции и др. Важ­ней­шие сре­ди этих фак­то­ров – та­кие мет­ро­ло­гич. па­ра­мет­ры, как пре­дел об­на­ру­же­ния или диа­па­зон кон­цен­тра­ций (ко­ли­честв), в ко­то­ром ме­тод да­ёт на­дёж­ные ре­зуль­та­ты, и точ­ность ме­то­да, т. е. пра­виль­ность и вос­про­из­во­ди­мость ре­зуль­та­тов. В ря­де слу­ча­ев боль­шое зна­че­ние име­ют «мно­го­ком­по­нент­ные» ме­то­ды, по­зво­ляю­щие оп­ре­де­лять сра­зу боль­шое чис­ло ком­по­нен­тов, напр. атом­но-эмис­си­он­ный и рент­ге­нов­ский спек­траль­ный ана­лиз, хро­ма­то­гра­фия. Роль та­ких ме­то­дов воз­рас­та­ет. При про­чих рав­ных ус­ло­ви­ях пред­по­чи­та­ют ме­то­ды пря­мо­го ана­ли­за, т. е. не свя­зан­но­го с хи­мич. под­го­тов­кой про­бы; од­на­ко час­то та­кая под­го­тов­ка не­об­хо­ди­ма. Напр., пред­ва­ри­тель­ное кон­цен­три­ро­ва­ние ис­сле­дуе­мо­го ком­по­нен­та по­зво­ля­ет оп­ре­де­лять мень­шие его кон­цен­тра­ции, уст­ра­нять труд­но­сти, свя­зан­ные с не­го­мо­ген­ным рас­пре­де­ле­ни­ем ком­по­нен­та в про­бе и от­сут­ст­ви­ем об­раз­цов срав­не­ния.

Осо­бое ме­сто за­ни­ма­ют ме­то­ды ло­каль­но­го ана­ли­за. Су­ще­ст­вен­ную роль сре­ди них иг­ра­ют рент­ге­нос­пек­траль­ный мик­ро­ана­лиз (элек­трон­ный зонд), масс-спек­тро­мет­рия вто­рич­ных ио­нов, оже-спек­тро­ско­пия и др. фи­зич. ме­то­ды. Они име­ют боль­шое зна­че­ние, в ча­ст­но­сти при ана­ли­зе по­верх­но­ст­ных сло­ёв твёр­дых ма­те­риа­лов или вклю­че­ний в гор­ных по­ро­дах.

Спе­ци­фич. груп­пу со­став­ля­ют ме­то­ды эле­мент­но­го ана­ли­за ор­га­нич. со­едине­ний. Ор­га­нич. ве­ще­ст­во тем или иным спо­со­бом раз­ла­га­ют, а его ком­по­нен­ты в ви­де про­стей­ших не­ор­ганич. со­еди­не­ний (СО₂, Н₂О, NН₃ и др.) оп­ре­де­ля­ют обыч­ны­ми ме­то­да­ми. При­ме­не­ние га­зо­вой хро­ма­то­гра­фии по­зво­ли­ло ав­то­ма­ти­зи­ро­вать эле­мент­ный ана­лиз; для это­го вы­пус­ка­ют­ся С-, Н-, N-, S-ана­ли­за­то­ры и др. при­бо­ры-ав­то­ма­ты. Ана­лиз ор­га­нич. со­еди­не­ний по функ­цио­наль­ным груп­пам (функ­цио­наль­ный ана­лиз) вы­пол­ня­ет­ся разл. ­химич., элек­тро­хи­мич., спек­траль­ны­ми (ЯМР или ИК-спек­тро­ско­пия) или хро­ма­то­гра­фич. ме­то­да­ми.

При фа­зо­вом ана­ли­зе, т. е. оп­ре­де­лении хи­мич. со­еди­не­ний, об­ра­зую­щих отд. фа­зы, по­след­ние пред­ва­ри­тель­но вы­де­ля­ют, напр. с по­мо­щью из­би­ра­тель­но­го рас­тво­ри­те­ля, а за­тем по­лу­чен­ные рас­тво­ры ана­ли­зи­ру­ют обыч­ны­ми ме­то­да­ми; весь­ма пер­спек­тив­ны фи­зич. ме­то­ды фа­зо­во­го ана­ли­за без пред­ва­ри­тель­но­го раз­де­ле­ния фаз.

Практическое значение

Хи­мич. ана­лиз обес­пе­чи­ва­ет кон­троль мн. тех­но­ло­гич. про­цес­сов и ка­че­ст­ва про­дук­ции в различных от­рас­лях пром-сти, иг­ра­ет ог­ром­ную роль при по­ис­ке и раз­вед­ке по­лез­ных ис­ко­пае­мых, в до­бы­ваю­щей пром-сти. С по­мо­щью хи­мич. ана­ли­за кон­тро­ли­ру­ет­ся чис­то­та ок­ру­жаю­щей сре­ды (поч­вы, во­ды и воз­ду­ха). Дос­ти­же­ния А. х. ис­поль­зу­ют в разл. от­рас­лях нау­ки и тех­ни­ки: атом­ной энер­ге­ти­ке, элек­тро­ни­ке, океа­но­ло­гии, био­ло­гии, ме­ди­ци­не, кри­ми­на­ли­сти­ке, ар­хео­ло­гии, кос­мич. ис­сле­до­ва­ни­ях. Ве­ли­ко эко­но­мич. зна­че­ние хи­мич. ана­ли­за. Так, точ­ное оп­ре­де­ле­ние ле­ги­рую­щих до­ба­вок в ме­тал­лур­гии по­зво­ля­ет эко­но­мить цен­ные ме­тал­лы. Пе­ре­ход на не­пре­рыв­ный ав­то­ма­тич. ана­лиз в мед. и аг­ро­хи­мич. ла­бо­ра­то­ри­ях да­ёт воз­мож­ность рез­ко уве­ли­чить ско­рость ана­ли­зов (кро­ви, мо­чи, вы­тя­жек из почв и т. д.) и умень­шить чис­лен­ность со­труд­ни­ков ла­бо­ра­то­рий.