Αναλυτική Χημεία 2.1

Abstract

Το παρόν σύγγραμμα Αναλυτικής Χημείας είναι οργανωμένο σε τέσσερα μέρη. Τα Κεφάλαια 1–3 αποτελούν μια γενική εισαγωγή, παρέχοντας τα ακόλουθα: μια επισκόπηση της αναλυτικής χημείας, μια ανασκόπηση του βασικού εξοπλισμού και των μαθηματικών εργαλείων της αναλυτικής χημείας, συμπεριλαμβανομένων των σημαντικών ψηφίων, των μονάδων και της στοιχειομετρίας, και μια εισαγωγή στην ορολογία της αναλυτικής χημείας. Τα Κεφάλαια 4–7 καλύπτουν έναν αριθμό θεμάτων που είναι σημαντικά για να γίνει κατανοητό πώς λειτουργούν οι αναλυτικές μέθοδοι. Το Κεφάλαιο 4 παρέχει μια εισαγωγή στη στατιστική ανάλυση δεδομένων. Μέθοδοι για τη βαθμονόμηση εξοπλισμού και την προτυποποίηση μεθόδων καλύπτονται στο Κεφάλαιο 5, μαζί με μια συζήτηση για τη γραμμική παλινδρόμηση. Το Κεφάλαιο 6 παρέχει μια εισαγωγή στη χημική ισορροπία, τονίζοντας τόσο την αυστηρή λύση των προβλημάτων ισορροπίας όσο και τη χρήση ημιποσοτικών προσεγγίσεων, όπως είναι τα κλιμακωτά διαγράμματα. Η σημασία της συλλογής του σωστού δείγματος και οι μέθοδοι για τον διαχωρισμό αναλυτών και παρεμποδίσεων είναι τα θέματα του Κεφαλαίου 7. Τα Κεφάλαια 8–13 καλύπτουν τις κύριες περιοχές ανάλυσης, συμπεριλαμβανομένων της σταθμικής ανάλυσης (Κεφάλαιο 8), της τιτλομετρίας (Κεφάλαιο 9), της φασματοσκοπίας (Κεφάλαιο 10), της ηλεκτροχημείας (Κεφάλαιο 11), της χρωματογραφίας και της ηλεκτροφόρησης (Κεφάλαιο 12), και των κινητικών μεθόδων (Κεφάλαιο 13). Σχετικές τεχνικές, όπως η τιτλομετρία οξέων-βάσεων και η οξειδοαναγωγική τιτλομετρία, έχουν συγκεντρωθεί σκόπιμα σε ενιαία κεφάλαια. Η συνδυασμένη παρουσίαση σχετικών τεχνικών με αυτόν τον τρόπο ενθαρρύνει τους φοιτητές να δουν την ομοιότητα μεταξύ των μεθόδων, αντί να επικεντρώνονται στις διαφορές τους. Τέλος, το σύγγραμμα ολοκληρώνεται με δύο κεφάλαια που συζητούν τον σχεδιασμό και την επανεκτίμηση της απόδοσης των αναλυτικών μεθόδων, δύο θέματα σημαντικά για όλους τους πειραματικούς χημικούς. Το Κεφάλαιο 14 εξετάζει την ανάπτυξη μιας αναλυτικής μεθόδου, συμπεριλαμβανομένης της βελτιστοποίησης, της επαλήθευσης και της επικύρωσής της. Ο ποιοτικός έλεγχος και η αξιολόγηση της ποιότητας συζητούνται στο Κεφάλαιο 15.

This Analytical Chemistry textbook is organised into four parts. Chapters 1–3 serve as a general introduction, providing an overview of analytical chemistry, a review of the basic equipment and mathematical tools of analytical chemistry, including significant figures, units, and stoichiometry, and an introduction to the terminology of analytical chemistry. Chapters 4–7 cover several topics that are important in understanding how analytical methods work. Later chapters are mostly independent of these chapters, allowing an instructor to choose those topics that support his or her goals. Chapter 4 provides an introduction to the statistical analysis of data. Methods for calibrating equipment and standardizing methods are covered in Chapter 5, along with a discussion of linear regression. Chapter 6 provides an introduction to equilibrium chemistry, stressing both the rigorous solution to equilibrium problems and the use of semiquantitative approaches, such as ladder diagrams. The importance of collecting the right sample, and methods for separating analytes and interferents are the subjects of Chapter 7. Chapters 8–13 cover the major areas of analysis, including gravimetry (Chapter 8), titrimetry (Chapter 9), spectroscopy (Chapter 10), electro¬chemistry (Chapter 11), chromatography and electrophoresis (Chapter 12), and kinetic methods (Chapter 13). Related techniques, such as acid-base titrimetry and redox titrimetry, are intentionally gathered together in single chapters. Combining related techniques in this way encourages students to see the similarity between methods, rather than focusing on their differences. Finally, the textbook concludes with two chapters discussing the design and maintenance of analytical methods, two topics of importance to all experimental chemists. Chapter 14 considers the development of an analytical method, including its optimisation, verification, and validation. Quality control and quality assessment are discussed in Chapter 15.