化学分析

I

プロローグ

物質の化学組成を明らかにしその量を測定すること。試料にどんな物質がふくまれているかを明らかにする分析法を定性分析といい、ふくまれている量を明らかにする分析法を定量分析という。たとえば、食塩の試料にヨウ素がふくまれているかどうかを決定するのが定性分析で、その試料にふくまれているヨウ素の量を測定するのが定量分析である。

化学組成の測定は、産業界でも、監督官庁にとっても、科学の多くの分野においても不可欠なものである。したがって、化学分析はそれぞれの分野ごとに特殊化されたさまざまな形態をとる。

II

分析の準備作業

ステンレス鋼、ビール、指の爪、バラの花びら、煙、アスピリン、紙など、ひじょうに多種多様な物質の分析をおこなうことが必要となる。このような物質の成分やその量を決定するにあたっては、その前作業として、分析に必要な物質の量をさだめ試料の均一性をたもつためのサンプリング作業、試料から分析する成分を分離したり分析の妨げとなるこのましくない成分を分離したりする作業がおこなわれる。どのような分離方法が適切であるかは、分析すべき成分や試料全体の性質による。

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クロマトグラフィー

クロマトグラフィーは、もっとも一般的に利用できる分離法であり、カラム充填(じゅうてん)物の性質や、試料と成分との相互作用の違いにより、さまざまな種類がある。クロマトグラフィーのうちでもっとも重要なものは、分子の大きさの差を利用して、大きな分子を分離するゲル透過クロマトグラフィーと、帯電あるいはイオン化した成分を分離する、イオン交換クロマトグラフィーの2つである(→ イオン交換)。ガスクロマトグラフィーでは、試料の揮発性成分が分離され、液–液クロマトグラフィーでは溶液中の小さな中性分子が分離される。

このような分離は、分析する成分を精製あるいはある程度まで精製すること、測定を阻害する成分を排除すること、あるいはこの両者を目的としておこなわれる。しかし、特異性や選択性が強く、他の成分を無視しても分析すべき成分に感応する分析方法の場合には、このような分離作業をおこなう必要はない。ガラス電極を使用した水素イオン濃度の測定は、分離作業を必要としない測定の一例である。

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標準化

定性分析や定量分析をおこなう前に、標準化あるいは校正とよばれる作業がある。分析すべき成分に対する分析方法の感度や機械的・電気的計器の感度を、純粋な成分、あるいはその成分の含有量がわかっている標準試料をもちいて、校正あるいは標準化する作業である。