분석화학 정의, 분류 및 분석 기기 측정 종류

 

 

1. 분석화학 정의

 

분석화학은 물질이 포함하고 있는 조성, 함량 그리고 물리적 특성을 알아내는 화학의 기반이 되는 학문이다. 화학, 물리학, 공학, 의학, 재료과학, 환경과학, 생물학, 고고학 등 다양한 분야에서 발전이 이루어지기 위해서는 물질의 정확한 분석이 뒷받침되어야 한다. 자연과학과 응용과학의 거의 모든 학문 분야에서 분석화학을 기본으로 하는 측정을 통해 기초 데이터를 받아야 하므로, 분석화학은 기초학문이면서 필수적인 학문이다.

 

 

2. 분석화학 분류

1)  분석 대상에 따른 분류

· 유기물 : 탄소 원자가 반드시 포함된 물질, 주로 C-H 결합과 탄소, 수소, 산소를 포함한다.

· 무기물 : 탄소 원자를 포함하거나 포함하지 않은 물질, 일반적으로 C-H 결합이 없다.

 

2)  분석 분야에 따른 분류

· 소재 분야 : 재료, 소재, 금속, 열분석, 표면적, 표면 물성, 자기 물성

· 바이오 분야 : 생체구조, 단백질 분석, 유기화합물, 천연물

· 환경 분야 : 연대측정, 동위원소, 방사능

 

3 ) 분석 목적에 따른 분류

정성(Qualitative analysis) : 시료에 존재하는 원소나 성분 확인

정량(Quantitative analysis) : 시료를 구성하고 있는 물질의 양을 측정

구조(Structure analysis) : 화학구조 분석

표면(Surface analysis) : 표면 원자의 종류, 화학 상태, 결정구조 등에 대한 분석

 

 

 

 

 

4)  분석 방법에 따른 분류

(1) 고전분석법(Classic analysis) : 초기의 화학분석 방법

 

① 습식분석법(Wet chemistry)

· 시료를 용액 상태로 만들어 분석하는 방법(용액=용매+시료)

· 종류 : 적정, 증류, 분광광도(UV/Vis/IR), 색도 측정, 여과, 건조, 무게 측정, pH 시험, 전극으로 직접 판독 등

 

② 분리

· 침전법(Precipitation method) : 용해하기 어려운 시료를 침전물로 만들어 불순물을 세척하고, 열처리하여  조성을 아는 생성물로 만든 뒤 무게 변화 측정

· 추출법(Extraction method) : 용매를 사용하여 고체 시료에서 특성 성분을 추출하는 방법과 두 개의 용매를 이용해 용해도 차이를 추출하는 방법

· 증류법(Distillation method) : 끓는점이 다른 액체 상태의 시료 분리

 

③ 무게 분석법(Gravimetric method) : 침전법, 증류법, 추출법 등의 방법을 통해 분석 대상 성분 물질을 얻은 다음 이 성분 물질을 항량으로 만든 후 그 성분 물질의 화학식으로써 물질의 농도 또는 양을 결정하는 방법

 

④ 부피 분석법(Volumetric method) : 정량하려고 하는 물질의 미지 양을 포함하는 용액에 농도를 알고 있  는 표준용액을 가하여 화학반응을 종료시키고 그 부피를 측정하여 표준물질의 양에서 구하는 물질의 함량을 산출하는 방법

 

 

 

3. 분석 기기 측정 종류

기기분석법(Instrumental analysis) : 시료의 물리적 성질을 기기로 측정하는 방법

 

① 분광분석법(Spectrometry)

· X-선 광전자분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)

X-선 광전자 분광법 기본 원리에 대한 자세한 내용 참고하시기 바랍니다.

 

 

 

 

 

 

· Auger 전자분광법(Auger Electron Spectroscopy, AES)

· X-선 형광 분광법(X-Ray Fluorescence Spectroscopy, XRF)

· 핵자기 공명법(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)

· 라만 분광법(Raman Spectroscopy, Raman)

· 적외선 분광법(Infrared Spectroscopy, IR)

· 자외선, 가시광선 분광법(Ultraviolet/Visible Spectroscopy, UV-Vis)

· 근적외선 분광법(Near Infrared Spectroscopy, NIR)

· 원소 분광법 (Atomic Absorption Spectroscopy)

· 유도결합플라즈마 분광법(Inductively Coupled Plasma- Atomic Emission Spectroscopy, ICP-AES)

 

 

② 전자 현미경분석법(Electron Microscopy, EM)

· 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)

· 투과 전자 현미경(Transmission Electron Microscopy, TEM)

· 광학 현미경(Optical Microscopy, OM)

· 원자 탐침 현미경(Scanning Probe Microscopy, SPM)

· 형광 현미경(Fluorescence Microscopy, FM)

 

 

 

 

 

 

③ 열분석법(Thermal analysis)

· 시차주사 열량계(Differential Scanning Calorimeter, DSC)

· 열중량 분석기(Thermo-Gravimetric Analyzer, TGA)

· 시차 열분석기(Differential Thermal Analyzer, DTA)

 

④ 결정 분석법(Crystallography)

· X선 회절 분석기(X-ray Diffractometer, XRD)

 

⑤ 질량분석법(Mass spectrometry, MS)

 ▷ 이온화 방식에 따른 분류

· 2차 이온화(Secondary Ion Mass Spectrometry, SIMS)

· 유도결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP)

· Matrix Assisted Laser Desorption Ionization(MALDI)

· 전자 충돌 이온화(Electron Impact, EI)

· 화학적 이온화(Chemical Ionization, CI)

· 전기분사 이온화(Electro spray Ionization, ESI)

 

 ▷ 검출 방식에 따른 분류

· 비행시간에 의한 분리(Time Of Flight)

· 전기장에 의한 분리(Quadrupole)

· 자기장에 의한 분리(Magnetic Sector)

· 원형 전기장에 의한 분리(Ion Trap)

· 푸리에 분석을 통한 분리(Fourier Transform)

 

⑥ 분리 분석법(Separation)

· 기체 크로마토그래피(Gas Chromatography, GC)

· 기체-고체 크로마토그래피(Gas-Solid Chromatograph)

· 기체-액체 크로마토그래피(Gas-Liquid Chromatography)

· 액체 크로마토그래피(Liquid Chromatography, LC)

· 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, GPC)

· 겔 전기영동(Gel Electrophoresis, GE)