Vad är kvalitativ analytisk kemi?

Kvantitativ analytisk kemi konstaterar mängder kända ämnen i ett prov. Sådana tester körs rutinmässigt för kvalitetskontroll, som till exempel nivån av aktiva ingredienser i kalla tabletter. Kvalitativ analytisk kemi försöker veta, inte hur mycket men vad som är närvarande - identiteten hos okända ämnen. Dessa bestämmelser är inte alltid rutinmässiga och kan vara ganska komplicerade. Fysikaliska och kemiska egenskaper bestämmes så snabbt och billigt som möjligt med användning av en kombination av noggrant utvalda instrumentella och våt-testmetoder.

Kvalitativ analytisk kemi är mest bekvämt uppdelad i två typer: organisk analys och oorganisk analys. Organisk kvalitativ analytisk kemi är de mer komplexa av de två. Det finns miljoner möjliga organiska föreningar, av vilka tusentals är kända och har karakteriserats. En typisk organisk molekylstruktur kan innefatta alifatiska kedjor eller ringar, aromatiska ringar, eterbindningar, heteroatomer, dubbel- och trippelbindningar plus alkohol-, karbonyl- och karboxylfunktionaliteter. Instrumentella metoder för identifiering är väsentliga och inkluderar vanligtvis gas-vätskekromatografi och elektrofores, såväl som infraröd, ultraviolett och masspektroskopi.

Organisk kvalitativ analytisk kemi är en av de mest intressanta och viktiga kurserna som undervisas på universitet. Det kräver sammansatt kunskap om en mängd kemiska reaktionstyper, samt en allmän förståelse för instrumentering och förmåga att läsa spektra, inklusive kärnmagnetisk resonansspektra. Kunskap om kemisk stabilitet är väsentlig, eftersom vissa tester kan skada eller förstöra ett prov eller utgöra en säkerhetsrisk. Kursen visar också studentens kännedom om viktiga datakällor, inklusive det historiskt ovärderliga Beilstein- biblioteket med organiska föreningar och deras derivat - som består av tusentals poster. Beilstein är fortfarande en viktig resurs.

Läkemedelsindustrin är mycket beroende av en teknik för kvalitativ organisk analytisk kemi som kallas tunnskiktskromatografi (TLC). En platta, kanske glas, har ett jämnt lager adsorptivt material. Små droppar av provmaterial placeras på toppen av en lutande platta och separering utförs via en fallande lösningsmedelsfas. Denna teknik kräver endast spårmängder och behöver inte förhöjda temperaturer som kan skada värmekänsliga ämnen. Föreningar separeras när de rör sig i distinkta band, från vilka var och en kan återvinnas och kvantitativt mätas, om så önskas.

Oorganisk kvalitativ analytisk kemi gäller mestadels för icke-kolkemi inklusive metall, metalloid, hydroxyl, karbonat och vätejoner. Testning kan börja med ett enkelt flamtest eller pH-mätning eller en manuell titrering. Tidigare har standardtestmetoderna för våttest i stor utsträckning ersatts av moderna instrumentella metoder, såsom atomabsorption eller atomemissionsspektroskopi. Komplexa bestämningar kan använda röntgenkristallografi, skanningselektronmikroskopi (SEM) och Fourier-transform infraröd spektroskopi (FTIR). Tillämpningar inkluderar miljöanalys och materialanalys.