6.1. Общие замечания

Золотов Юрий Александрович
Академик РАН

 

Если не считать попыток алхимиков превратить разные металлы в золото и создать «эликсир жизни», то предыстория химии – это в значительном степени история разложения природных веществ и выделения отдельных компонентов. Целенаправленный синтез развивался со значительным отставанием и вышел на приоритетные позиции лишь в XIX в., на подъёме органической химии. В классическом качественном химическом анализе, особенно систематическом, разделение веществ последовательным осаждением занимало ключевые позиции. Количественный анализ химическими методами не всегда требовал обязательного разделения смесей (титриметрия), но тем не менее и в этом случае рассматриваемые операции играли и играют важную роль. С развитием инструментальных методов анализа операции разделения смесей и концентрирования малых количеств в какой-то мере стали приобретать характер вспомогательных, хотя и очень существенных, а часто и просто необходимых.

В ходе же становления гибридных методов анализа разделение и концентрирование вошли в состав таких методов как имманентная, неотъемлемая часть. Мы видим это в современной хроматографии (разделение плюс детектирование в одном приборе), капиллярном электрофорезе, в ряде вариантов проточно-инжекционного анализа. Да и в таких методах, как масс-спектрометрия или спектрометрия ионных подвижностей, разделение смесей (точнее, ионов соответствующих компонентов смесей) присутствует «внутри» метода. Одним словом, для химического анализа рассматриваемые операции, несомненно, очень важны.

Целям аналитического разделения и концентрирования служат многочисленные методы; в научно-методическом плане они развиты в разной степени и сильно отличаются масштабами использования. Их арсенал, разумеется. не исчерпан, постоянно появляются все новые и новые методы или по крайней мере их варианты. Объекты приложения этих методов, точнее сказать объекты, при анализе которых используют методы разделения и концентрирования, чрезвычайно разнообразны; проще сказать, что это практически любые объекты.

Методы разделения, используемые в аналитической химии, применяются также в радиохимии; технические приёмы, применяемые при этом, – в основном тоже похожи. Очевидный пример – жидкость-жидкостная экстракция, в сообществе специалистов по этому методу много аналитиков и много радиохимиков. Подтверждением сходства является и то, что многие химики работали и работают одновременно в областях «аналитического» и «радиохимического» разделения; особенно это относится к разработка методов разделения элементов.

Для концентрирования микроколичеств обычно используют те же методы, что и для разделения смесей, но не все, и не всегда. Так. хроматографию редко применяют для концентрирования, а направленную кристаллизацию и зонную плавку – для разделения смесей. Интерес к тем или иным методам аналитического разделения и концентрирования со временем меняется. В первом приближении пик внимания к самым распространённым методам концентрирования смещался от осаждения (отчасти соосаждения) к ионному обмену и особенно к экстракции, затем к сорбции; в случае разделения смесей – от осаждения, дистилляции – к хроматографии, причём последняя в настоящее время безраздельно торжествует.

В СССР была сформулирована общая методология аналитического концентрирования, нацеленная главным образом на предварительное концентрирование микроэлементов. В 1950-1980 гг., как и во всем мире, в СССР много внимания уделялось жидкость-жидкостной экстракции; в этом направлении очень активно работало несколько групп, и было сделано многое в теории, создании прикладных приёмов, новых экстрагентов и особенно в аналитическом применении. Потом центр интересов стал смещаться в сторону сорбционных методов. Из других методов можно назвать капиллярный изотахофорез.