Instrumentaalanalüüs

Allikas: Vikipeedia
Spektromeetri põhimõtteline skeem proovi füüsikalisest mõjutamisest kuni muutuste registreerimiseni: a) energia- (kiirgus-)allikas, b) proov küvetis, c) detektor, d) signaali protsessor, e) tulemuse registreerimine isekirjutaja või arvutiga

Instrumentaalanalüüs on analüütilise keemia valdkond, mis uurib ainete koostist ja struktuuri kasutades mitmesuguseid instrumente ja aparaate. Analüütiline aparatuur registreerib füüsikalise karakteristiku (kiirguse, välja, elektrivoolu jm) muutuse, mis sõltub proovi koostisest ja kontsentratsioonist.

Kaasaegses analüütilises keemias domineerivad just tundlikul aparatuuril põhinevad meetodid, s.h. kombineeritud (hübriid-) tehnikad. Seejuures on vajalik proovi hulk väga väike ja tulemus saadakse kiiresti. Tundmatute ainete analüüs kulgeb paljudel juhtudel reas 1) proovi ettevalmistamine, 2) proovi kromatografeerimine ja/või 3) komponentide spektroskoopiline määramine ning 4) tulemuste töötlemine.

Ainete lahutamine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Next.svg Pikemalt artiklis Lahutusmeetodid,
Next.svg Pikemalt artiklis Kromatograafia

Ainete segu komponentideks lahutamine on tihti vajalik aine puhta proovi saamiseks ja edasiseks identifitseerimiseks, näiteks spektroskoopia abil. Suure efektiivsusega lahutusmeetoditest (efektiivsuse tagab protsessi toimumine loendamatu arv kordi) on enamkasutatavad gaasikromatograafia, vedelikukromatograafia ja kapillaarelektroforees. Need meetodid on vastava metoodika rakendamisel kasutatavad nii segu kvantitatiivseks kui ka kvalitatiivseks analüüsiks, näiteks retentsiooniindeksite määramise või proovile sisestandardi lisamise abil.

Spektraalmeetodid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Next.svg Pikemalt artiklis Spektroskoopia

Keemiliste ainete kvalitatiivseks või kvantitatiivseks määramiseks (tihti identifitseerimiseks) on kasutusel suur hulk erinevaid instrumentaalmeetodeid, milles uuritakse teatud füüsikalise mõjuri (elektromagnetiline kiirgus, osakeste (elektronide, prootonite ja ioonide) kiirgus, magnetväli) vastastikust toimet aine aatomituumadega, elektronidega, aatomitega, molekulidega või kristallidega. Seejuures registreeritakse ainele iseloomulik spekter, mis iseloomustab aatomeid ja molekule nende poolt neelatud, hajutatud või kiirgunud elektromagnetilise kiirguse pôhjal. Valik olulisemiad spektraalmeetodeid:

Analüütilised tandemmeetodid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Analüütiliste seadmete järjestikune ühendamine, nii et esmalt toimub proovis sisalduvate komponentide lahutamine ja seejärel lahutatud ühendite spektroskoopiline analüüs, võimaldab määrata individuaalsete komponentide sisaldust ja keemilist struktuuri. Seejuures vajalik proovi kogus on väga väike ja tulemused saadakse kiiresti. Mõned olulised hübriidtehnikad on:

Kahedimensionaalne lahutamine tähendab, et komponentide parema lahutamise saavutamiseks suunatakse esimese lahutamise käigus saadud fraktsioonid edasi teistsuguse mehhanismiga lahutamisele

Kombineeritud meetodid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Elektrokeemilised meetodid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Elektroanalüütilised meetodid on kasutusel ioonide määramiseks kasutades erinevat tüüpi elektroode ja seadmeid. Siia kuuluvad potentsiomeetria, polarograafia, amperomeetria, kulonomeetria, konduktomeetria jm.

pH-meeter on seade lahuse pH potentsiomeetriliseks määramiseks.

Muud aparaadid ja seadmed[muuda | redigeeri lähteteksti]

Elementanalüsaatoris määratakse orgaanilise aine proovi põletamisel saadud H, C, N ja S oksiidide hulk ja saadakse nende elementide kvantitatiivne suhe.

Optilised seadmed aine optiliste omaduste määramiseks, s.t. kui ainet füüsikaliselt ei mõjutata: kolorimeeter (mõõdab vedelikku läbinud valguse neeldumist), refraktomeeter (vedelikule karakteerse murdumisnäitaja nD20 määramiseks), polarimeeter (vedeliku optiliselt aktiivse ja aine eripöörangu [α] määramiseks), mitut tüüpi mikroskoobid jt.

Kalorimeeter on seade termiliste karakteristikute määramiseks, enamasti protsesside soojusefektide määramiseks.

Viskosimeeter on riist vedelike viskoossuse mõõtmiseks.


Lab-on-a-chip klaasplaadil

Analüütilised mikromeetodid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Keemilise ja biokeemilise analüüsi mikrosüsteemide väljaarendamine on pälvinud laialdast huvi alates 20. sajandi lõpust. Need on süsteemid, mis vajavad proovi kogust nanoliitrites. Selles valdkonnas on seni kasutusel inglisekeelsed terminid nagu microelectromechanical systems (MEMS), micro total analysis systems (MTAS), microfluidics, lab-on-a-chip (LOC).

Kirjandus[muuda | redigeeri lähteteksti]

1. Kaljurand, M., Kuldvee, R. Instrumentaalanalüüs.III. Tallinna Tehnikaülikool, 1997.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]