Магистрант
  1. Физическая химия  1.1. Термодинамика  1.1.1. Законы термодинамики  1.1.2. Энтальпия и теплоемкость  1.1.3. Энтропия и свободная энергия  1.1.4. Фазовое равновесие  1.1.5. Статистическая термодинамика  1.1.6. Термодинамический цикл  1.1.7. Фугитивность и активность  1.2. Квантовая химия  1.2.1. Принципы квантовой механики  1.2.2. Уравнение Шрёдингера  1.2.3. Частица в ящике  1.2.4. Операторы и собственные значения  1.2.5. Атомные орбитали  1.2.6. Теория молекулярных орбиталей  1.2.7. Теория возмущений  1.2.8. Теория валентных связей  1.2.9. Гибридизация и химическое связывание  1.3. Химическая кинетика  1.3.1. Законы скорости и механизмы реакций  1.3.2. Теория столкновений  1.3.3. Теория переходного состояния  1.3.4. Кинетика ферментов  1.3.5. Цепные реакции и полимеризация  1.3.6. Фотохимические реакции  1.4. Statistical mechanics  1.4.1. Функции разделения  1.4.2. Молекулярные функции распределения  1.4.3. Распределение Больцмана  1.4.4. Статистика Бозе-Эйнштейна и статистика Ферми-Дирака  1.5. Спектроскопия  1.5.1. Ротационная спектроскопия  1.5.2. Вибрационная спектроскопия  1.5.3. Электронная спектроскопия  1.5.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  1.5.5. Масс-спектрометрия  1.5.6. Спектроскопия Рамана  1.5.7. Электронный парамагнитный резонанс  1.6. Поверхностная и коллоидная химия  1.6.1. Изотерма абсорбции  1.6.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость  1.6.3. Коллоидная стабильность  1.6.4. Катализ  1.6.5. Эмульсии и мицеллы  1.7. Электрохимия  1.7.1. Уравнение Нернста  1.7.2. Электрохимические ячейки  1.7.3. Проводимость и подвижность  1.7.4. Война  1.7.5. Топливные элементы  1.7.6. Электролиз
  2. Organic chemistry  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Nucleophilic substitution reactions  2.1.2. Электофильные реакции присоединения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перестройки  2.1.5. Radical reactions  2.1.6. Перициклические реакции  2.2. Спектроскопия и определение структуры  2.2.1. УФ-Вид спектроскопия  2.2.2. ИК-спектроскопия  2.2.3. ЯМР-спектроскопия  2.2.4. Масс-спектрометрия  2.2.5. Рентгеновская кристаллография  2.3. Stereoscopic  2.3.1. Хиральность и оптическая активность  2.3.2. Структурный анализ  2.3.3. Геометрическая изомерия  2.3.4. Динамическая стереохимия  2.4. Органометаллическая химия  2.4.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.4.2. Реакции кросс-сочетания с использованием палладия в качестве катализатора  2.4.3. Комплексы переходных металлов  2.4.4. Металл–углеродная связь  2.5. Химия полимеров  2.5.1. Механизм полимеризации  2.5.2. Характеристики полимеров  2.5.3. Биодеградируемый полимер  2.5.4. Проводящий полимер  2.5.5. Супрамолекулярные полимеры  2.6. Медицинская химия  2.6.1. Дизайн и разработка лекарств  2.6.2. Фармакокинетика и фармакодинамика  2.6.3. Соотношения структура-активность  2.6.4. Молекулярный докинг и скрининг лекарств
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Теория кристаллического поля  3.1.2. Теория поля лигандов  3.1.3. Спектрохимический ряд  3.1.4. Хелатирование и стабильность  3.2. Органометаллическая химия  3.2.1. Металлокарбонилы  3.2.2. Катализ органометаллическими комплексами  3.2.3. Металоцены  3.3. Био-неорганическая химия  3.3.1. Металлопротеины и ферменты  3.3.2. Роль металлов в биологических системах  3.3.3. Транспорт и хранение ионов металлов  3.4. Химия твердого тела  3.4.1. Кристаллические структуры  3.4.2. Теория зон в твердых телах  3.4.3. Сверхпроводники  3.4.4. Дефекты в кристалле  3.5. Лантаноиды и актиноиды  3.5.1. Электронная конфигурация в лантанидах и актинидах  3.5.2. Координационная химия лантаноидов  3.5.3. Магнитные свойства лантаноидов
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Тонкослойная хроматография  4.2. Спектроскопические методы  4.2.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.2.2. Дифракция рентгеновских лучей  4.2.3. Спектроскопия с индуктивно связанной плазмой  4.3. Электроаналитические методы  4.3.1. Потенциометрия  4.3.2. Вольтамперометрия  4.3.3. Колометрия  4.4. Масс-спектрометрия  4.4.1. Техника ионизации  4.4.2. Фрагментационная картина  4.5. Хемометрия  4.5.1. Мультидисциплинарный анализ  4.5.2. Машинное обучение в химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярная динамика  5.1.1. Силовые поля и минимизация энергии  5.1.2. Метод Монте-Карло в симуляциях молекулярной динамики  5.2. Квантовохимические методы  5.2.1. Теория Хартри — Фока  5.2.2. Теория функционала плотности  5.2.3. Полуэмпирические методы  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.3.1. Молекулярный докинг  5.3.2. QSAR Моделирование  5.3.3. Виртуальный скрининг
  6. Биохимия  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Кинетика Михаэлиса-Ментен  6.1.2. Механизм ингибирования  6.2. Метаболизм и биоэнергетика  6.2.1. Гликолиз  6.2.2. Citric acid cycle  6.2.3. Цепь переноса электронов  6.3. Молекулярная биология  6.3.1. Репликация и восстановление ДНК  6.3.2. Синтез белка  6.3.3. Регуляция генов  6.4. Структурная биохимия  6.4.1. Свертывание белка  6.4.2. Мембранная биофизика
  7. Экологическая химия  7.1. Атмосферная химия  7.1.1. Greenhouse gases  7.1.2. Истощение озонового слоя  7.1.3. Загрязнители воздуха и дым  7.2. Химия воды  7.2.1. pH и жесткость воды  7.2.2. Очистка сточных вод  7.2.3. Аквальная Химия  7.3. Химия почвы  7.3.1. Загрязнение тяжелыми металлами  7.3.2. pH почвы и буферизация  7.3.3. Циркуляция питательных веществ  7.4. Токсикология и химическая безопасность  7.4.1. Токсикокинетика  7.4.2. Оценка риска в токсикологии и химической безопасности в экологической химии  7.4.3. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду

Магистрант ↓


Аналитическая химия


Аналитическая химия — это раздел химии, который сосредоточен на анализе физических веществ. Она включает в себя понимание состава веществ и определение количества различных компонентов, присутствующих в них. Аналитическая химия играет важную роль в контроле качества, судебной экспертизе, клиническом анализе и различных промышленных процессах. Она обеспечивает соответствие химических соединений необходимым стандартам и нормативным требованиям.

Роль аналитической химии

Аналитическая химия позволяет ученым и химикам определять идентичность и концентрации веществ. Существуют два основных типа анализа:

  • Качественный анализ: Определяет, какие компоненты присутствуют в веществе.
  • Количественный анализ: Измеряет количество или концентрацию компонентов в веществе.

Эта область является важной, потому что предоставляет производителям данные, необходимые для создания продуктов, обеспечивает безопасность и эффективность фармацевтических препаратов и поддерживает усилия по мониторингу окружающей среды, анализируя загрязнители.

Принципы и теории

Аналитическая химия основана на надежных научных принципах и теориях. Некоторые из этих важных принципов следующие:

  • Стехиометрия: Расчет реактивов и продуктов в химических реакциях. Например, уравнение реакции между водородом и кислородом с образованием воды выглядит следующим образом: 
    2H 2 + O 2 → 2H 2 O
  • Равновесие: Концепция обратимых реакций, достигающих состояния, в котором скорости прямой и обратной реакций равны.
  • Теория кислот и оснований: Понимание pH, pKa и буферных систем важно во многих аналитических процедурах.

Методы в аналитической химии

Ряд методов и техник являются основополагающими в аналитической химии, каждая из них имеет свои собственные специфические приложения:

Титрование

Титрование — это метод, в котором раствор известной концентрации (титрант) используется для определения концентрации неизвестного раствора (анализируемого вещества). Например, в кислотно-основном титровании точка, в которой кислота полностью нейтрализуется основанием, называется точкой эквивалентности.

начальная точка конечная точка Точка эквивалентности

Спектроскопия

Спектроскопия включает взаимодействие света с веществом, чтобы дать информацию о структуре вещества. Типы включают:

  • УФ/видимая спектроскопия: используется для измерения поглощения и передачи веществ в УФ и видимых областях электромагнитного спектра.
  • Инфракрасная спектроскопия (ИК): Предоставляет информацию о молекулярных вибрациях, которые могут указывать на функциональные группы в молекулах.

Пример спектроскопического анализа этанола: 

C 2 H 6 O
ИК-спектр обычно показывает пики, связанные с связями O-H.

O-H Растяжение

Хроматография

Хроматография разделяет компоненты смеси на основе их распределения между стационарной и подвижной фазами. Типы включают:

  • Газовая хроматография (ГХ): Идеален для летучих соединений.
  • Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ): Используется для соединений, которые трудно испаряются.

В хроматографии время удерживания может помочь идентифицировать соединение. Пример хроматограммы может выглядеть так:

Пик 1 Пик 2

Ошибка и неопределенность в измерении

В аналитической химии важно измерять ошибку и неопределенность в любом эксперименте. Ошибки можно классифицировать как:

  • Систематическая ошибка: Постоянная ошибка, которую можно исправить.
  • Случайная ошибка: Возникает без какой-либо предсказуемой закономерности, ее можно уменьшить, но нельзя устранить.

Важно понимать точность и прецизионность ваших измерений. Точность означает, насколько воспроизводимы результаты, в то время как прецизионность касается того, насколько близки результаты к истинному значению. Например, постоянное измерение концентрации образца на уровне 50.5 M, когда истинная концентрация составляет 50.0 M, показывает точность, но не прецизионность.

Анализ и интерпретация данных

В любом аналитическом процессе понимание данных так же важно, как и их сбор. Вот некоторые ключевые аспекты, которые следует учитывать:

  • Статистический анализ: Использование статистических методов для оценки достоверности и надежности экспериментальных результатов.
  • Калибровка: Сравнение отклика прибора с известными стандартами.
  • Отношение сигнал/шум: Измерение, используемое для количественной оценки того, сколько полезной информации содержится в спектре по отношению к фоновому шуму.

Приложения аналитической химии

Аналитическая химия незаменима во многих областях, главным образом благодаря своей универсальности. Ее приложения включают:

  • Мониторинг окружающей среды: Измерение загрязнителей и оценка соблюдения экологических требований.
  • Фармацевтика: Обеспечение согласованности и обнаружение примесей в производстве лекарств.
  • Пищевая промышленность: Контроль качества и проведение испытаний на безопасность, анализ питательного содержания.

Например, измерение количества остатков пестицидов в пищевых продуктах может помочь обеспечить безопасность пищи. Анализ может включать экстракцию образца и использование хроматографических методов для точного измерения.

Заключение

Аналитическая химия — это широкая и динамичная область, играющая важную роль в различных отраслях. Ее методы и принципы лежат в основе нашей способности точно и эффективно определять состав материалов. Понимание техник и процедур в аналитической химии жизненно важно для продвижения научного знания и технического прогресса.


Магистрант → 4


U
username
0%
завершено в Магистрант

← Предыдущий (3.5.3)
Магнитные свойства лантаноидов
Следующий (4.1) →
Хроматография

Комментарии 



Аналитическая химия

https://www.chemistryelite.com/g/4?ceal=ru