De Nederlandse Laboratorium Site

Analytisch

Chemie voor speurneuzen

De analytische chemie is de wetenschap die zich bezig houdt met het verkrijgen van informatie over de chemische samenstelling van materialen. De analytische chemie kan worden onderverdeeld in twee categorieën: kwalitatieve analyse en kwantitatieve analyse. Bij kwalitatieve analyses wordt gekeken naar ‘Wat is het?’ terwijl bij de kwantitatieve analyse wordt bepaald ‘Hoeveel is er aanwezig?’. Natuurlijk wordt bij veel toepassingen zowel kwalitatieve als kwantitatieve informatie gezocht.

Analytische procedure

Een analytische procedure ziet er in het algemeen als volgt uit: bulkmonster -> representatief monster -> monstervoorbewerking -> meting van gewenste stoffen -> conversie naar chemische informatie -> uitslag. Het bulkmonster kan heel simpel zijn (een pure substantie) of heel complex (een lichaamsvloeistof of een milieumonster).

Het eerste wat een analytisch chemicus moet doen, is een representatief monster nemen. Dit is makkelijk wanneer het monster homogeen van aard is (een pure substantie) maar moeilijk wanneer het monster heel heterogeen is (bv. bepalen van uranium in een wagenvracht uraniumerts van niet-uniforme samenstelling). Het doel van de monstervoorbewerking is om die substanties te verwijderen die kunnen interfereren met de meting van de te bepalen stof. Deze stap is vaak een soort chemische of fysische scheiding van componenten. Het is de meest kritische stap in de procedure. Vervolgens komt de meting, waarbij die analytische methode wordt gekozen die de benodigde kwalitatieve en kwantitatieve informatie van de te bepalen stof(fen) kan opleveren. Deze informatie moet dan worden omgezet naar bruikbare chemische informatie, wat vaak betekent dat de resultaten van de meting worden vergeleken met één of meerdere standaarden met daarin een bekende hoeveelheid van de te bepalen stof. De laatste stap is het nemen van een beslissing over het bulkmonster gebaseerd op de analytische resultaten. Wanneer kwantitatieve informatie wordt gezocht worden ook geschikte statistische analyses toegepast.

Moderne analytische chemie

Het primaire doel van de moderne analytische chemie is het ontwikkelen van nieuwe en verbeterde (gevoeligere) methoden voor het detecteren en kwantificeren kleinere hoeveelheden te analyseren stoffen, het ontwikkelen van meer selectievere analysemethodes en de analytische methodologie ook toe te passen voor de analyse van meer complexe monsters en grotere moleculen.

De belangrijkste gereedschappen van de moderne analytische chemie zijn instrumentele analysemethoden. We hebben instrumenten nodig voor analytische metingen omdat onze visuele vaardigheden niet scherpzinnig genoeg zijn om kwantitatieve informatie over een bepaalde stof te verschaffen. Bijvoorbeeld, veel stoffen kunnen worden geanalyseerd op basis van de hoeveelheid kleur die ze produceren, wat weer afhankelijk is van de hoeveelheid licht die ze absorberen bij een specifieke golflengte. Hoewel we in staat zijn om, op basis van verschillen in kleurintensiteit, te bepalen dat er in het ene reactievaatje meer kleurstof zit dan in een ander, kunnen we geen getal toekennen aan deze vergelijking. Instrumentele methoden kunnen dit wel, omdat ze de hoeveelheid licht kunnen omzetten in een elektrisch signaal wat gerelateerd is aan de te onderzoeken stof. Instrumentele methoden zijn dus heel bruikbaar omdat ze chemische en fysische informatie kunnen omzetten in elektrische informatie, die accuraat en precies kan worden gemeten. Instrumentele technieken die in de analytische chemie worden gebruikt zijn o.a. spectroscopie, spectrofotometrie, chromatografie, elektroferese en elektrochemie.