الكيمياء الرطبة

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
أسطوانات مدرجة وكؤوس مملوءة بالمواد الكيميائية

الكيمياء الرطبة هي فرع من فروع الكيمياء التحليلية يستخدم أساليب تقليدية كالملاحظة لتحليل المواد. يُستخدم مصطلح الكيمياء الرطبة لأن معظم العمل التحليلي يُجرى في الحالة السائلة. [ 1 ] تُعرف الكيمياء الرطبة أيضاً بالكيمياء المختبرية ، نظراً لأن العديد من الاختبارات تُجرى على طاولات المختبر. [ 2 ]

مواد

تستخدم الكيمياء الرطبة عادةً أدوات زجاجية مخبرية مثل الكؤوس والأسطوانات المدرجة لمنع تلوث المواد أو تداخلها مع مصادر غير مقصودة. [ 3 ] كما يمكن استخدام البنزين ومواقد بنسن والبواتق لتبخير المواد وعزلها في حالتها الجافة. [ 4 ] [ 5 ] لا تُجرى الكيمياء الرطبة باستخدام أجهزة متطورة، إذ أن معظم الأجهزة تفحص المواد تلقائيًا. [ 6 ] مع ذلك، تُستخدم أدوات بسيطة مثل الموازين لقياس وزن المادة قبل وبعد حدوث التغيير. [ 7 ] تُدرّس العديد من مختبرات المدارس الثانوية والجامعات للطلاب طرق الكيمياء الرطبة الأساسية. [ 8 ]

تاريخ

قبل عصر الكيمياء النظرية والحسابية ، كانت الكيمياء الرطبة هي الشكل السائد للاكتشاف العلمي في المجال الكيميائي. ولذلك يُشار إليها أحيانًا بالكيمياء الكلاسيكية . دأب العلماء على تطوير تقنيات لتحسين دقة الكيمياء الرطبة. لاحقًا، طُوّرت أجهزة لإجراء أبحاث كان من المستحيل إجراؤها بالكيمياء الرطبة. وبمرور الوقت، أصبح هذا فرعًا مستقلًا من الكيمياء التحليلية يُسمى التحليل الآلي . نظرًا لكثرة التحاليل الكيميائية الرطبة المطلوبة في مجتمعنا اليوم، ومتطلبات مراقبة الجودة الجديدة ، جرى أتمتة العديد من طرق الكيمياء الرطبة وحوسبتها لتبسيط التحليل. أما إجراء التحاليل الكيميائية الرطبة يدويًا، فيُجرى غالبًا في المدارس.

طُرق

الأساليب النوعية

تستخدم الأساليب النوعية التغيرات في المعلومات التي لا يمكن قياسها كمياً للكشف عن التغيير. وقد يشمل ذلك تغيراً في اللون أو الرائحة أو الملمس، وما إلى ذلك. [ 9 ] [ 10 ]

الاختبارات الكيميائية

عند احتراق الرصاص، ينتج لهباً أبيض ساطعاً.

تستخدم الاختبارات الكيميائية الكواشف للكشف عن وجود مادة كيميائية محددة في محلول مجهول. تُحدث هذه الكواشف تفاعلاً فريداً يعتمد على المادة الكيميائية التي تتفاعل معها، مما يسمح بمعرفة ماهية المادة الكيميائية الموجودة في المحلول. ومن الأمثلة على ذلك اختبار هيلر، حيث تُضاف أحماض قوية إلى أنبوب اختبار يحتوي على بروتينات. تتشكل حلقة معتمة عند نقطة التقاء المواد، مما يدل على أن الأحماض تُغير طبيعة البروتينات. تُعد هذه الحلقة المعتمة دليلاً على وجود البروتينات في السائل. تُستخدم هذه الطريقة للكشف عن البروتينات في بول الإنسان. [ 11 ]

اختبار اللهب

يُعدّ اختبار اللهب نسخةً أكثر شيوعًا من الاختبار الكيميائي، ويُستخدم فقط مع الأيونات المعدنية. يتم حرق مسحوق المعدن، مما يُنتج ألوانًا مُختلفة حسب نوع المعدن المُحترق. على سبيل المثال، يحترق الكالسيوم (Ca) باللون البرتقالي، بينما يحترق النحاس (Cu) باللون الأزرق. تُستخدم هذه الألوان المُنبعثة لإنتاج ألوان زاهية في الألعاب النارية.

الأساليب الكمية

تستخدم الأساليب الكمية معلومات يمكن قياسها وتحديد كميتها للإشارة إلى حدوث تغيير. وقد يشمل ذلك تغييرات في الحجم، والتركيز، والوزن، وما إلى ذلك.

التحليل الوزني

يتم ترشيح المواد الصلبة من السائل، الذي يتم جمعه في الكأس.

يقيس التحليل الوزني وزن أو تركيز مادة صلبة، سواء كانت راسبةً أو مذابةً في سائل. تُسجّل كتلة السائل قبل بدء التفاعل. بالنسبة للراسب، يُضاف كاشف حتى يتوقف تكوّنه، ثم يُجفف ويُوزن لتحديد تركيز المادة الكيميائية في السائل. أما بالنسبة للمادة المذابة، فيمكن ترشيح السائل لإزالة المواد الصلبة، أو غليه حتى يتبخر السائل تمامًا. تُترك المواد الصلبة حتى تجف تمامًا، ثم تُوزن لتحديد تركيزها. يُعدّ تبخير السائل بالكامل الطريقة الأكثر شيوعًا.

التحليل الحجمي

يعتمد التحليل الحجمي أو المعايرة على قياسات الحجم لتحديد كمية مادة كيميائية. تُضاف مادة كيميائية ذات حجم وتركيز معلومين إلى محلول يحتوي على مادة مجهولة التركيز. تتناسب كمية المادة الكيميائية اللازمة لإحداث تغيير مع كمية المادة المجهولة، مما يكشف عن كمية المادة المجهولة الموجودة. إذا لم يظهر أي تغيير مرئي، يُضاف مؤشر إلى المحلول. على سبيل المثال، يتغير لون مؤشر الرقم الهيدروجيني (pH) تبعًا لتغير الرقم الهيدروجيني للمحلول. تُسمى النقطة التي يحدث عندها تغير اللون بنقطة النهاية . نظرًا لأن تغير اللون قد يحدث فجأة، فمن الضروري توخي الدقة المتناهية في جميع القياسات.

قياس الألوان

يُعدّ قياس الألوان أسلوبًا فريدًا لما يجمعه من خصائص نوعية وكمية. يتضمن التحليل النوعي تسجيل تغيرات اللون للدلالة على حدوث تغيير، سواءً كان ذلك تغييرًا في درجة اللون أو تحولًا إلى لون مختلف تمامًا. أما الجانب الكمي فيعتمد على أجهزة حسية لقياس أطوال موجات الألوان، حيث يمكن قياس تغيرات أطوال الموجات بدقة، مما يشير إلى تغيرات في الخليط أو المحلول.

الاستخدامات

يمكن استخدام تقنيات الكيمياء الرطبة لإجراء قياسات كيميائية نوعية ، مثل تغيرات اللون ( قياس الألوان )، ولكنها غالبًا ما تتضمن قياسات كيميائية كمية أكثر، باستخدام طرق مثل قياس الوزن والمعايرة . تشمل بعض استخدامات الكيمياء الرطبة اختبارات لـ:

تُستخدم الكيمياء الرطبة أيضًا في مجال الكيمياء البيئية لتحديد الحالة الراهنة للبيئة. وتُستخدم لاختبار ما يلي:

  • الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD)
  • الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD)
  • التخثث
  • تحديد نوع الطلاء

ويمكن أن يشمل ذلك أيضًا التحليل العنصري للعينات، على سبيل المثال، مصادر المياه ، للمواد الكيميائية مثل:

انظر أيضاً

للمزيد من القراءة

مراجع

  1. ↑ تروسوفا، إيلينا أ.؛ فوخمينتسيف، كيريل ف.؛ زاغاينوف، إيغور ف. (2012). "المعالجة الكيميائية الرطبة للمواد الخام المسحوقة للسيراميك عالي التقنية" . رسائل أبحاث النانو . 7 (1): 11. Bibcode : 2012NRL.....7...58T . doi : 10.1186/1556-276X-7-58 . PMC 3275523. PMID 22221657 .  
  2. ↑ غودفري، ألكسندر ج.؛ مايكل، صموئيل ج.؛ سيتامبالام، غوروسينغهام سيتا؛ زاهورانسكي-كوهالمي، غيرجيلي (2020). " منظور حول ابتكار طاولة مختبر الكيمياء" . مجلة فرونتيرز في الروبوتات والذكاء الاصطناعي . 7 : 24. doi : 10.3389/frobt.2020.00024 . ISSN 2296-9144 . PMC 7805875. PMID 33501193 .   
  3. ↑ دانيفانت، إف إم؛ إلزرمان، إيه دبليو (1988). "تحديد ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الرواسب، باستخدام الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية والكروماتوغرافيا الغازية ذات العمود الشعري مع كشف التقاط الإلكترون ومعايرة المعيار الداخلي" . مجلة رابطة الكيميائيين التحليليين الرسميين . 71 (3): 551-556 . doi : 10.1093/jaoac/71.3.551 . ISSN 0004-5756 . PMID 3134332 .  
  4. ↑ فيدرهير، إي.؛ سيرلي، سي.؛ كيركلز، إف إم إس إيه؛ وآخرون . (15-12-2014). "نظام جديد قائم على الاحتراق بدرجة حرارة عالية لتحليل النظائر المستقرة للكربون العضوي المذاب في العينات المائية. الجزء الأول: التطوير والتحقق". الاتصالات السريعة في قياس الطيف الكتلي . 28 (23): 2559-2573 . رمز Bibcode : 2014RCMS...28.2559F . doi : 10.1002/rcm.7052 . ISSN 1097-0231 . PMID 25366403 .   
  5. ↑ جاكسون، ب.؛ بيكر، ر. ج.؛ ماكولوتش، د. ج.؛ وآخرون . (يونيو 1996). "دراسة عن تكنغاز باستخدام مطيافية الإلكترونات الضوئية بالأشعة السينية، والمجهر الإلكتروني الماسح النافذ، والأساليب الكيميائية الرطبة". اتصالات الطب النووي . 17 (6): 504-513 . doi : 10.1097/00006231-199606000-00009 . ISSN 0143-3636 . PMID 8822749. S2CID 26111444 .    
  6. ↑ كوستانتيني، ماركو؛ كولوسي، كريستينا؛ شفيشكوفسكي، فويتشخ؛ باربيتا، أندريا (9 نوفمبر 2018). "الغزل الرطب المحوري في الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد: الوضع الراهن والآفاق المستقبلية للتكامل الميكروفلويدي" . التصنيع الحيوي . 11 (1): 012001. doi : 10.1088/1758-5090/aae605 . hdl : 11573/1176233 . ISSN 1758-5090 . PMID 30284540. S2CID 52915349 .   
  7. ↑ فاغنوزي، روبرتو؛ سينيوريتي، ستيفانو؛ تافاتزي، باربرا؛ وآخرون (2005). "فرضية الدماغ المعرض للخطر بعد الارتجاج: دليل تجريبي على حدوثه الأيضي". جراحة الأعصاب . 57 (1): 164-171 ، مناقشة 164-171. doi : 10.1227/01.neu.0000163413.90259.85 . ISSN 1524-4040 . PMID 15987552. S2CID 45997408 .    
  8. ↑ كامبل، أ. مالكولم؛ زانتا، كارولين أ.؛ هاير، لوري ج.؛ وآخرون . (2006). "محاكاة المختبر الرطب لمصفوفات الحمض النووي الدقيقة تُدخل علم الجينوم في مناهج المرحلة الثانوية" . CBE : تعليم علوم الحياة . 5 (4): 332-339 . doi : 10.1187/cbe.06-07-0172 . ISSN 1931-7913 . PMC 1681359. PMID 17146040 .    
  9. ↑ نيلاميغام، سريرام؛ ماهال، لارا ك. (أكتوبر 2016). "التنظيم متعدد المستويات لعملية الغلكزة الخلوية: من الجينات إلى النسخ إلى الإنزيم إلى البنية" . الرأي الحالي في البيولوجيا الهيكلية . 40 : 145-152 . doi : 10.1016/j.sbi.2016.09.013 . ISSN 1879-033X . PMC 5161581. PMID 27744149 .   
  10. ↑ ماكارنكو، م.أ.؛ مالينكين، أ.د.؛ بيسونوف، ف.ف.؛ وآخرون . (2018). "[منتجات الأكسدة الثانوية للدهون. تقييم المخاطر على صحة الإنسان (المادة 1)]". فوبورسي بيتانيا . 87 (6): 125-138 . doi : 10.24411/0042-8833-2018-10074 . ISSN 0042-8833 . PMID 30763498 .   
  11. ↑ إليزابيث أ. مارتن، محررة. (25 فبراير 2010). قاموس طبي ملون موجز . مطبعة جامعة أكسفورد. ص 335. ISBN  978-0-19-955715-8.