Аналитическая химия

История познания мира с точки зрения химии! Эта книга о том, как люди познавали мир с точки зрения химии. Начиная с древних греков, наши предки задумывались о том, из чего состоит мир, пытались выделить мельчайшие частицы, которые образуют всё, что нас окружает. Впоследствии люди открыли атомы и сумели использовать их в своих целях. К сожалению, иногда энергия атомов попадала не в те руки и это приводило к трагическим последствиям. Однако учёным удалось убедить людей в том, что главные цели, которые могут быть достигнуты с помощью химии, всегда должны быть мирными. © ООО «Издательство АСТ», 2023

Первая часть пособия содержит краткие теоретические сведения, позволяющие понять существо взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, ознакомиться с принципом фотометрии, его особенностями, а также некоторыми вариациями его использования. Вторая – практическая – часть пособия включает лабораторные работы и вопросы для самопроверки. Для студентов медицинских, фармацевтических и технологических вузов.

Практическое руководство посвящено наиболее важной проблеме экологической аналитической химии. Рассмотрена современная методология определения приоритетных загрязняющих веществ в природных и сточных водах, основанная на использовании комбинации эффективных приемов пробоподготовки (ТФЭ, ТФМЭ, экстракции на палочке магнитной мешалки и др.) с информативными методами анализа (ГХ/МС, ГХ/ИК-Фурье, ВЭЖХ/МС, ГХ/ВЭЖХ/МС/ИК-Фурье, ГХ/МС/АЭД, ИСП/МС, ИСП/АМЭС и др.), что позволяет идентифицировать и количественно определять целевые соединения. Приведены официальные (стандартные) отечественные и зарубежные (ЕС, США) методики обнаружения токсичных органических и металлоорганических соединений и тяжелых металлов. Для профессионалов в области аналитической химии, работников СЭС и природоохранных лабораторий, студентов химических и медицинских вузов.

В учебном пособии обсуждаются общие вопросы аналитической химии как науки и химического анализа как средства решения производственных, экологических, медицинских, криминалистических и других задач, выдвигаемых практикой. Рассмотрены основные понятия и структура аналитической химии, система ее методов, средства анализа, особенности анализируемых объектов. В центре внимания актуальные тенденции – внелабораторный, проточный или неразрушающий анализ, автоматизация, распознавание общего образа объекта. Кроме того, обсуждаются вопросы подготовки кадров, методологические аспекты, перспективы развития аналитической химии. Для химиков-аналитиков и всех, кто связан с аналитической химией и химическим анализом, прежде всего исследователей, а также преподавателей вузов, студентов и аспирантов химических специальностей, работников контрольно-аналитических лабораторий.

В практическом руководстве обсуждаются методы химического анализа загрязнений почвы и донных отложений бытовыми и промышленными отходами. Рассмотрены традиционные и новые методы пробоподготовки образцов почвы и отходов (экстракция водой в субкритическом состоянии, экстракция в МВ-поле, СФЭ, ТФМЭ и др.), а также методы анализа загрязняющих почву веществ и надежные приемы идентификации целевых соединений в сложных матрицах. Приведены стандартные методики определения приоритетных загрязнений почвы (органические и металлоорганические соединения, металлы), используемые в России и за рубежом. Для профессионалов в области экологической аналитической химии, а также специалистов, связанных с охраной окружающей среды, студентов и аспирантов.

В практическом руководстве представлены более 500 экоаналитических методик определения приоритетных органических загрязнений природной среды (питьевая вода, природные и сточные воды, почвы, донные отложения, бытовые и опасные промышленные отходы, атмосферный воздух, воздух рабочей зоны и промышленные выбросы). Методики отражают перечни нормированной государственной документации России, США и европейских стран. Для сотрудников аналитических лабораторий любого уровня, занятых рутинным анализом различных объектов, в том числе с целью арбитражного анализа.

В учебном издании, написанном на основе вводного курса лекций для студентов Московского института стали и сплавов, изложены в соответствии с учебной программой различные способы и схемы пробоотбора природных и технических материалов, используемых в металлургическом производстве. Подробно рассмотрены вопросы разложения материалов, а также методы разделения компонентов и концентрирования микропримесей для их последующего количественного определения. Проведено сопоставление методов, а также разобраны подходы для выбора оптимального при данных условиях метода с целью повышения точности и чувствительности определения. Сделаны обобщения обширной информации по проблемам пробоотбора и пробоподготовки. Для студентов технологических вузов, а также для многочисленных специалистов, занимающихся вопросами опробования и анализа.

В научном издании изложены теоретические основы создания и механизмы функционирования вольтамперометрических химических сенсоров и биосенсоров на основе модифицированных электродов в решении задач химии, биологии и медицины, контроля объектов окружающей среды. Большое внимание уделено новым направлениям в конструировании и применении модифицированных электродов – использованию наночастиц и ионных жидкостей, биоматериалов, электропроводящих полимеров, самоорганизующихся, мультисенсорных систем типа «электронный язык», детектированию веществ в потоке. Для специалистов, работающих в области аналитической химии и аналитического приборостроения, а также для преподавателей, студентов и аспирантов химических, биологических и медицинских специальностей.

Книга посвящена одному из наиболее быстро развивающихся и перспективных направлений химического анализа – методам с использованием принципиально новых аналитических приборов на микрофлюидных чипах. Их применение обещает сокращение времени анализа, относительно небольшую его стоимость, компактность приборов, очень малый расход реагентов и др. Эти методы уже находят применение в исследованиях. Эта книга – первая на русском языке по этой тематике. В ней собраны ранее опубликованные статьи российских авторов по микрофлюидным аналитическим методам и приборам. Материал отражает современное состояние в этой области аналитической химии. Рассмотрены особенности протекания аналитических реакций, процессов разделения и концентрирования в микроканалах; освещены процессы генерации аналитического сигнала в низкоразмерных системах; описаны модели тепло- и массопереноса и взаимодействия веществ в микроканалах. Обсуждены технологии создания микрофлюидных чипов, рассмотрены возможности создания устройств для пробоподготовки и практически для всех современных методов разделения и концентрирования. Среди методов анализа уделено внимание хроматографии и капиллярному электрофорезу (включая их варианты, которые можно реализовать только в микропространстве), спектроскопическим и электрохимическим методам анализа в микрофлюидных устройствах. Отдельная глава посвящена анализу биологических и медицинских объектов. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 10-03-07021

Практическое руководство посвящено газохроматографическому анализу природного горючего газа, сжиженного газа, попутных нефтяных газов, газоконденсата, а также газов нефтепереработки и газообразных мономеров для нефтехимического синтеза. Рассмотрены варианты газохроматографического определения компонентов природного газа на насадочных, микронасадочных и капиллярных колонках WCOT с силоксановыми стационарными фазами, а также PLOT с цеолитами, силикагелем, оксидом алюминия и углеродными молекулярными ситами. Описано применение модулей с универсальными и селективными детекторами для идентификации и количественного определения серы. Приведены методики рутинных лабораторных анализов в процессах очистки, транспортировки, хранения и переработки нефти и газа. Для работников газовой промышленности, студентов и аспирантов нефтяных и нефтехимических специальностей технологических вузов.

В практическом руководстве описывается использование главных аналитических методов (хроматография, спектрометрия и электрохимия) при определении следовых количеств вредных веществ в пищевых продуктах, питьевой воде, молоке, соках и напитках, а также в водных вытяжках и газовыделениях из игрушек и предметов детской гигиены. Обсуждаются новые технологии проведения аналитической процедуры (пробоотбор, пробоподготовка и идентификация приоритетных загрязнителей), возможности современного аналитического оборудования и совершенствование лицензированных методик санитарно-химического анализа. Приведены оптимальные схемы анализа детского питания и товаров для детей, а также способы определения вредных веществ в воздухе детских учреждений. Для специалистов в области экологического и санитарного контроля, сотрудников лабораторий пищевой промышленности и медицинских работников (гигиенистов, клиницистов, токсикологов), а также для студентов и аспирантов химических, экологических, биологических и медицинских вузов.

В практическом руководстве обсуждаются методология и практическое использование газовой хроматографии в анализе загрязненного воздуха (атмосферный воздух, промвыбросы, воздух рабочей зоны и промплощадок заводов, воздух жилых помещений и административных зданий, выдыхаемый воздух). Подробно обсуждаются все этапы аналитической процедуры (отбор проб, пробоподготовка, хроматографирование, детектирование, приготовление стандартных смесей веществ, идентификация, количественный анализ и метрологическая оценка). Приводятся рутинные и стандартные (эталонные) методики определения приоритетных загрязнений в воздухе. Для химиков-аналитиков, специалистов СЭС и других специализированных лабораторий, а также студентов химических вузов.

В учебном издании, написанном учеными из Германии, Франции и Швейцарии с большой педагогической практикой, рассмотрены основные методы молекулярного моделирования и дизайна лекарственных веществ – бурно развивающейся области современной компьютерной химии. Изложены теоретические основы моделирования пространственной структуры малых молекул и способов построения зависимостей биологической активности от пространственной структуры (на основе 3D-QSAR), принципы моделирования структуры белковых молекул, методы молекулярного докинга и виртуального скрининга, подходы при выборе биомишени. Приведены примеры моделирования антагонистов дофаминового рецептора D3. Для студентов и аспирантов, а также научных сотрудников, работающих в областях молекулярного моделирования, био- и хемоинформатики, нанотехнологий и поиска новых лекарств.

В учебном издании, написанном известным ученым-практиком из Германии, обсуждаются теория вольтамперометрии, методы измерения аналитических сигналов, источники погрешностей электрохимического анализа. Рассмотрены особенности полярографического, инверсионно-вольтамперометрического и проточного анализа. Приведены 30 методик анализа различных объектов неорганического и органического происхождения. Для студентов химических вузов, а также химиков-аналитиков, в том числе специалистов СЭС и других специализированных лабораторий.

В практическом руководстве обсуждаются современные методы экологического анализа нефтепродуктов в различных объектах: питьевая вода, природные и сточные воды, почва и донные отложения. Описаны новейшие способы пробоподготовки и методы надежной идентификации приоритетных соединений и интерпретации результатов изменений, а также метрология. Приведены современные российские и зарубежные методики (в том числе стандартные) определения нефтепродуктов в воде и почве. Впервые опубликован перечень ориентировочных допустимых концентраций (ОДК) опасных соединений в почвах России. Цитирована литература за 1995–2005 гг. Для химиков-аналитиков (экоаналитиков), экологов, токсикологов, гигиенистов и сотрудников природоохранных учреждений и лабораторий экокриминалистики.

Учебное пособие, написанное преподавателями кафедры радиохимии химического факультета МГУ, посвящено одной из актуальных проблем охраны окружающей среды. Рассматривается поступление естественных и техногенных радионуклидов в окружающую среду, особое внимание уделяется поведению радионуклидов в атмосфере и гидросфере. Обсуждаются проблемы определения радионуклидов в окружающей среде, в том числе пробоотбор, подготовка пробы, методы разделения и концентрирования и выбор метода измерения радиоактивности и идентификации радионуклидов. В качестве примеров описывается анализ различных объектов. Для студентов радиохимических специальностей, слушателей курсов повышения квалификации, а также экологов, геохимиков и других специалистов, связанных с природоохранной деятельностью. 3-е издание, электронное.

В практическом руководстве подробно обсуждаются методы пробоподготовки в практической экоаналитике при определении загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве, биосредах и продуктах питания. Особое внимание уделено новейшим методам извлечения из матриц (твердофазная экстракция, сверхкритическая флюидная хроматография, экстракция в микроволновом поле, экстракция водой в суперкритическом состоянии и сочетание этих методов с дериватизацией целевых компонентов). Представлены многие стандартные методики. Для химиков-аналитиков, выполняющих экологические анализы, студентов и аспирантов химических вузов и учебных заведений экологического направления.

Учебное пособие содержит задачи и упражнения по общему курсу органической химии разных уровней сложности, а также ответы для всех заданий и развернутые решения для большинства задач, включающие схемы механизмов реакций и расшифровку ИК-спектров и спектров ЯМР. Содержание задач соответствует учебной программе по органической химии для классических университетов. Авторы – преподаватели химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, в течение нескольких лет апробировавшие задания в учебном процессе. Для студентов вузов, аспирантов, преподавателей и специалистов.

Учебное пособие предназначено для использования при изучении дисциплин: «Физические методы исследования», «Стандартизация и сертификация пищевых продуктов», «Химия окружающей среды», «Гигиена и токсикология» и т.д. В пособии приведена основная информация о физико-химических методах анализа, их современном аппаратурном оформлении. В пособии расширен раздел, посвященный масс-спектрометрии как одного из наиболее интенсивно развивающегося физического метода анализа, добавлены главы, посвященные ЯМР-спектроскопии, биографии ученых, внесших весомый вклад в развитие физических методов анализа, примеры заданий для самостоятельной работы обучающихся, ссылки на современную специализированную литературу. Пособие предназначено для студентов, бакалавров, магистров, аспирантов и может быть рекомендовано в качестве дополнительной литературы в курсах аналитической химии и смежных дисциплин.

В практическом руководстве подробно обсуждаются все аналитические приемы, связанные с идентификацией и определением следовых количеств загрязняющих веществ в объектах окружающей среды (воздух, вода, почва, биосреды). На многочисленных примерах применения конкретных методик для контроля загрязнения воздуха, воды, почвы и биосред в России, США и странах Европы показаны оптимальные способы надежной идентификации целевых компонентов, которые можно использовать в любой химической лаборатории. Для профессионалов в области экологической аналитической химии, студентов и аспирантов химических вузов, специалистов СЭС, токсикологов, экологов, метеорологов.