Инструментальная химия
Изучение аналитов с использованием научных приборов

Инструментальный анализ — это область аналитической химии , которая исследует аналиты с помощью научных приборов .

Блок-схема аналитического прибора, показывающая стимул и измерение реакции

Спектроскопия

Спектроскопия измеряет взаимодействие молекул с электромагнитным излучением . Спектроскопия состоит из множества различных приложений, таких как атомно-абсорбционная спектроскопия , атомно-эмиссионная спектроскопия , ультрафиолетово-видимая спектроскопия , рентгеновская флуоресцентная спектроскопия , инфракрасная спектроскопия , спектроскопия Рамана , спектроскопия ядерного магнитного резонанса , фотоэмиссионная спектроскопия , мёссбауэровская спектроскопия и спектроскопия кругового дихроизма .

Ядерная спектроскопия

Методы ядерной спектроскопии используют свойства ядра для исследования свойств материала, особенно локальной структуры материала. Распространенные методы включают ядерную магнитно-резонансную спектроскопию (ЯМР), мессбауэровскую спектроскопию (МБС) и возмущенную угловую корреляцию (ВУК).

Масс-спектрометрия

Масс-спектрометрия измеряет отношение массы к заряду молекул с использованием электрических и магнитных полей . Существует несколько методов ионизации: электронная ионизация , химическая ионизация , электрораспыление , бомбардировка быстрыми атомами , матрично-активированная лазерная десорбция/ионизация и другие. Также масс-спектрометрия классифицируется по подходам масс-анализаторов: магнитный сектор , квадрупольный масс-анализатор , квадрупольная ионная ловушка , времяпролетный , Фурье-преобразование ионный циклотронный резонанс и т. д.

Кристаллография

Кристаллография — это метод, который характеризует химическую структуру материалов на атомном уровне, анализируя дифракционные картины электромагнитного излучения или частиц , которые были отклонены атомами в материале. Чаще всего используются рентгеновские лучи . Из необработанных данных можно определить относительное расположение атомов в пространстве.

Электрохимический анализ

Электроаналитические методы измеряют электрический потенциал в вольтах и/или электрический ток в амперах в электрохимической ячейке , содержащей аналит. [1] [2] Эти методы можно классифицировать в соответствии с тем, какие аспекты ячейки контролируются, а какие измеряются. Три основные категории — потенциометрия (измеряется разность электродных потенциалов), кулонометрия (ток ячейки измеряется с течением времени) и вольтамперометрия (ток ячейки измеряется при активном изменении потенциала ячейки).

Термический анализ

Калориметрия и термогравиметрический анализ измеряют взаимодействие материала и тепла .

Разделение

Процессы разделения используются для уменьшения сложности смесей материалов. Хроматография и электрофорез являются представителями этой области.

Гибридные методы

Комбинации вышеперечисленных методов создают «гибридные» или «дефисные» методы. [3] [4] [5] [6] [7] Сегодня широко используются несколько примеров, и разрабатываются новые гибридные методы.

Методы разделения через дефис относятся к комбинации двух или более методов для разделения химических веществ из растворов и их обнаружения. Чаще всего другой метод представляет собой некоторую форму хроматографии . Методы разделения через дефис широко используются в химии и биохимии . Иногда вместо дефиса используется слэш , особенно если название одного из методов само содержит дефис.

Примеры дефисных приемов:

Микроскопия

Визуализация отдельных молекул , отдельных биологических клеток , биологических тканей и наноматериалов является очень важным и привлекательным подходом в аналитической науке. Кроме того, гибридизация с другими традиционными аналитическими инструментами революционизирует аналитическую науку. Микроскопию можно разделить на три различные области: оптическая микроскопия , электронная микроскопия и сканирующая зондовая микроскопия . В последнее время эта область быстро прогрессирует из-за быстрого развития компьютерной и фотоиндустрии .

Лаборатория-на-чипе

Устройства, объединяющие несколько лабораторных функций на одном чипе размером всего несколько квадратных миллиметров или сантиметров и способные обрабатывать чрезвычайно малые объемы жидкости, вплоть до менее пиколитров.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Бард, А. Дж.; Фолкнер, Л. Р. Электрохимические методы: основы и применение. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 2-е издание, 2000 .
  2. ^ Скуг, ДА; Уэст, ДМ; Холлер, ФДж. Основы аналитической химии. Нью-Йорк: Saunders College Publishing, 5-е издание, 1988 .
  3. ^ Wilkins CL (1983). "Дефисные методы анализа сложных органических смесей". Science . 222 (4621): 291–6. Bibcode :1983Sci...222..291W. doi :10.1126/science.6353577. PMID  6353577.
  4. ^ Holt RM, Newman MJ, Pullen FS, Richards DS, Swanson AG (1997). «Высокоэффективная жидкостная хроматография/ЯМР-спектрометрия/масс-спектрометрия: дальнейшие достижения в гибридной технологии». Журнал масс-спектрометрии . 32 (1): 64–70. Bibcode :1997JMSp...32...64H. doi :10.1002/(SICI)1096-9888(199701)32:1<64::AID-JMS450>3.0.CO;2-7. PMID  9008869.
  5. ^ Эллис LA, Робертс DJ (1997). «Хроматографические и дефисные методы элементного анализа видообразования в экологических средах». Журнал хроматографии A. 774 ( 1–2): 3–19. doi :10.1016/S0021-9673(97)00325-7. PMID  9253184.
  6. ^ Гутенс Г., Де Бек Г., Вуд М., Маес Р.А., Эггермонт А.А., Хайли М.С., ван Остером А.Т., де Брёйн Э.А., Тьяден УР (2002). «Методы мониторинга противораковых препаратов. I. Капиллярная газовая хроматография-масс-спектрометрия». Журнал хроматографии А. 976 (1–2): 229–38. дои : 10.1016/S0021-9673(02)01228-1. ПМИД  12462614.
  7. ^ Guetens G, De Boeck G, Highley MS, Wood M, Maes RA, Eggermont AA, Hanauske A, de Bruijn EA, Tjaden UR (2002). «Дефисные методы мониторинга противораковых препаратов. II. Жидкостная хроматография-масс-спектрометрия и капиллярный электрофорез-масс-спектрометрия». Journal of Chromatography A. 976 ( 1–2): 239–47. doi :10.1016/S0021-9673(02)01227-X. PMID  12462615.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Instrumental_chemistry&oldid=1115347887"