الرئيسية » مواضيع مميزة » التحليلين النوعي و الكمي: ما الذي يخبرنا كل منهما؟

التحليلين النوعي و الكمي: ما الذي يخبرنا كل منهما؟

يتكون تخصص الكيمياء التحليلية من التحليل النوعي qualitative analysis والتحليل الكمي quantitative analysis. فالأول يتعامل مع تحديد أو التعرف على العناصر أو الأيونات أو المركبات الموجودة في العينة (قد نكون مهتمين بما إذا كانت هناك مادة محددة بعينها موجود في العينة من عدمه) ، بينما يتعامل التحليل الآخر مع تحديد مقدار وجود عنصر واحد أو أكثر. فالعينة المراد تحليلها قد تكون صلبة أو سائلة أو غازية أو مزيج منها. و لتبيان أهمية كلا التحليل يمكننا القول أن وجود بقايا البارود في على يد الجاني عمومًا هو مثال على التحليل النوعي و لكن ليس كمية البارود، بينما سعر الفحم سيتم تحديده من خلال النسبة المئوية لشوائب الكبريت غير المرغوب فيها الموجودة فيه و هذا دليل على أهمية التحليل الكمي.

يمكن إجراء الاختبارات النوعية عن طريق تفاعلات كيميائية انتقائية أو باستخدام الأجهزة، فتكوُّن تكوين راسب أبيض على سبيل المثال عند إضافة محلول مكون من نيترات الفضة (نترات الفضة) مذابة حمض النيتريك المخفف إلى عينة مذابة يدل على وجود هاليد، كما تنتج تفاعلات كيميائية معينة ألوانًا للإشارة إلى وجود فئات من المركبات العضوية ، مثل الكيتونات، و أيضا يمكن لأطياف الأشعة تحت الحمراء أن تعطي «بصمات» يدل على وجود المركبات العضوية أو مجموعاتها الوظيفية.
و هنا يجب التفريق بكل وضوح بين المصطلحين إنتقائي و محدد :
● التفاعل أو الاختبار الانتقائي هو الذي يمكن أن يحدث مع مواد أخرى ولكنه يظهر درجة من التفضيل للمادة محل الاهتمام.
● التفاعل أو الاختبار المحدد هو الذي يحدث فقط مع المادة محل الاهتمام.

و لسوء الحظ ، فإن هناك عدد قليل جدًا من التفاعلات المحددة ولكن العديد من تلك التفاعلات يظهر انتقائية. و أيضا يمكن تحقيق الانتقائية من خلال عدد من الاستراتيجيات. و فيما يأتي بعض الأمثلة:
● تحضير العينة (على سبيل المثال ، الاستخلاص ، الترسيب)
● الأجهزة (أجهزة الكشف الانتقائية)
● الاشتقاق المستهدف للتحليل (على سبيل المثال ، اشتقاق مجموعات وظيفية محددة)
● التحليل اللوني ، و الذي يفصل بين مكونات العينة

بالنسبة للتحليل الكمي ، فغالبًا ما يكون مكونات العينة النموذجية معلوما (فمثلا نعلم مسبقا أن الدم يحتوي على الجلوكوز) ، وإلا سيضطر الـمُحلِّل (أي: من يوقوم بالتحليل) إلى إجراء اختبار نوعي قبل إجراء التحليل الكمي و الذي يُعدّ الأكثر صعوبة. و غالبًا ما تُظهر أنظمة القياس الكيميائية الحديثة انتقائية كافية بحيث يمكن للقياس الكمي أن يعمل أيضًا كمقياس نوعي، ومع ذلك ، فإن الاختبارات النوعية البسيطة عادة ما تكون أسرع وأقل تكلفة من الإجراءات الكمية. و تاريخياً كان التحليل النوعي يتألف من مجالين: غير عضوي وعضوي، وعادة ما يتم تغطية الأول في مساقات الكيمياء التمهيدية ، بينما من الأفضل تأجيل مساق تحليل المركبات العضوية إلى أن يتم التأكد أن الطالب قد حصل على مساقات متقدمة في الكيمياء العضوية.
عند مقارنة التحليل النوعي مع التحليل الكمي ، ضع في اعتبارك ، على سبيل المثال ، تسلسل الإجراءات التحليلية المتبعة في اختبار المواد المحظورة في الألعاب الأولمبية على سبيل المثال. فقائمة المواد المحظورة تشمل على حوالي 500 مكون نشط مختلف: المنشطات و الستيرويدات و حاصرات بيتا و مدرات البول و المخدرات و المسكنات و التخدير الموضعي والمهدئات، و الذي يمكن اكتشاف بعضها فقط بناء على ناتج أو محصلة عمليّة التّمثيل الغذائيّ في الجسم الخاص بها، لذلك يجب اختبار العديد من الرياضيين بسرعة، فليس من العملي إجراء تحليل كمي مفصل لكل منهم. و لتحقيق ذلك فإن هناك ثلاث مراحل في التحليل و هي: مرحلة الفرز السريع ، ومرحلة التحديد ، ومرحلة التقدير الكمي المحتمل. ففي مرحلة الفحص السريع ، يتم اختبار عينات البول بسرعة بحثًا عن وجود فئات من المركبات التي ستميزها عن العينات «العادية»، و التقنيات المستخدمة لهذا الغرض تشمل المقايسات المناعية (معايرات مناعية) ، كروماتوغرافيا الغاز – مطياف الكتلة ، والكروماتوجرافيا السائلة – مطياف الكتلة. وقد تشير حوالي 5 ٪ من العينات إلى وجود مركبات غير معروفة قد تكون أو لا تكون محظورة ولكن يلزم تحديدها. فالعينات المشكوك بأمرها أثناء الفحص تخضع لدورة فحص جديدة (إمكانية التحلل المائي ، والاستخلاص ، والاشتقاق) ، اعتمادًا على طبيعة المركبات التي تم اكتشافها. و من ثم يتم تحديد المركبات باستخدام مزيج انتقائي للغاية من كروماتوغرافيا الغاز – مقياس الطيف الكتلي (GC/MS)، وفي هذه التقنية ، يتم فصل المخاليط المعقدة عن طريق كروماتوغرافيا الغاز و لاحقا يتم الكشف عنها عن طريق مقيالس الطيف الكتلي ، والذي يوفر بيانات هيكلية جزيئية عن المركبات. و توفر بيانات MS ، جنبًا إلى جنب مع وقت الفصل التتابعي من كروماتوجرافيا الغاز ، احتمالًا كبيرًا لوجود مركب معين مكتشف. فتقنية GC/MS باهظة الثمن وتستغرق وقتًا طويلاً ، ولذلك لا يستخدم إلا عند الضرورة. و بعد مرحلة تحديد و تعيين المركطب الكيميائي ، يجب تحديد كمية بعض المركبات بدقة لأنها قد تكون موجودة عادة عند مستويات منخفضة ، على سبيل المثال، من الأغذية ، والمستحضرات الصيدلانية ، أو المنشطات الذاتية ، وبالتلي يجب تأكيد المستويات المرتفعة، وعادة ما يتم ذلك باستخدام تقنيات كمية مثل القياس الطيفي أو كروماتوغرافيا الغاز.

مقالات قد تفيدك :

عن Akram Amir El Ali

استاذ الكيمياء التحليلية ومصمم غرافيك

شاهد أيضاً

Matter, Measurement, and Problem Solving

Principles of Chemistry: A Molecular Approach 2e (Tro) Chapter 1 Matter, Measurement, and Problem Solving …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.