1. 화학분석
어떤 물체 또는 물질의 화학적 정체를 밝히는 것을 화학 분석(chemical analysis)이라고 하며 화학분석의 대상, 또는 그 일부분을 시료 또는 검체(sample)라고 한다.
* 분석화학(Analytical chemistry) : 시료의 화학적 반응을 유발해 관찰되는 현상과 결과물로부터 원래 시료의 본질을 추론하여 결과에 도달하게 하는 분석적 방법을 연구하는 넓은 범위의 학문이다.
화학분석 중 크게 두 가지의 특징이 있다.
- 정성 분석 (qualitative analysis) : 어떤 물질의 존재 여부를 밝히는 간단한 시험에서부터 물질의 종류와 원자단 또는 기능기의 확인을 수행하는 것을 뜻한다.
- 정량 분석 (quantitative analysis): 시료 중의 특정 성분의 함량을 결정하는 조작을 나타낸다.
기술의 진보에 따라 분석 방법이 다양해졌으며, 여러 가지 관점에 따라 분류하면 다음과 같이 나눌 수 있다.
- 화학적 분석법 : 주로 용액 중에서 일어나는 화학반응을 이용하는 분석 방법이며 정량 분석, 정성 분석이 이 방법에 속한다.
- 물리적 분석법 : 성분의 물리적인 성질을 이용하는 분석 방법. 화학구조와 질량 또는 농도와 물리적 성질이 유관한 것을 바탕으로 최근 기기분석(instrumental analysis)의 형태로 분석의 자동화가 가능하다는 장점이 있다.
- 중량 분석법 : 무게 분석법이라고도 하며 정량화하려는 성분을 휘발, 추출, 침전 등의 반응을 일으켜 화학적 조성이 일정한 화합물로 변화시키고 다른 성분과 분리한 다음, 그 양을 결정하는 방법이다.
- 용량 분석법 : 부피 분석법이라고도 하며 시료 용액의 기지 농도의 표준액을 가하여 표준액을 가하여 시료의 성분과 표준액의 성분이 완전히 반응되도록 하여 이때 소요된 표준액의 부피로써 목적 성분의 양 또는 함량을 결정하는 방법이다.
- 분석 규모에 따른 분류 : 분석법의 발전으로 요구되는 시료량이 줄어들어 사용하는 시료량에 따라 상량 분석법 (~> 0.1g), 반 미량 분석법 (10~100mg), 미량 분석법 (1~10mg), 초미량 분석법 (~< 1mg) 으로 분류할 수 있다. 이 방법은 실험하는 경우에 따라 다르게 구분되기도 한다.
- 분석 대상에 의한 분류 : 분석의 대상이 되는 시료의 종류에 따라 분류하는 방법으로 무기분석, 유기분석, 공업 화학분석, 농업 화학분석, 환경분석, 식품분석, 약품 분석, 독극물 분석 등으로 나눌 수 있다.
- 약품 분석학 (pharmaceutical analysis) : 의약품의 구조 확인과 순도 검사, 의약품의 흡수, 분포, 대사 배설이나 천연물의 약효 성분 분리 및 동정, 천연이나 인공에서 유래하는 독성 물질의 분석, 환경, 식품 등의 분석을 하기 위한 위생 시험의 기초, 생체 성분 및 의약품의 체내 동태를 확인하는 분석법 등 아주 폭넓은 내용으로 구성되어 있다.
의약품의 ADME(absorption, distribution, metabolism, excretion) 과정의 정밀한 추적은 의약품의 개발과 적용에 앞서서 우선적으로 해결되어야 할 문제들이다.
2. 시약과 표준 물질
시약(reagent)
- 화학반응을 수행하기 위해 사용하는 약품.
- 분석에는 합성이나 용해용 시약보다는 순도가 높은 것을 사용해야 불순물에 의한 오차를 최대한 줄일 수 있다.
- 분석에 필요한 순도의 시약이 없을 때는 재결정 또는 증류의 방법을 통하여 일정 순도까지 정제해서 사용한다.
- 일반용 시약: 등급에 따라 특급과 일급으로 나뉘며 성질, 순도, 시험방법, 용기, 저장 방법 등의 규격이 정해져 있다.
- 분석용 시약: 고순도의 염화나트륨, 프탈산 수소 칼륨, 삼산화비소 등 일차 표준물질로 쓰이는 시약 등이 있다.
- 특수용 시약: 잔류 농약 분석용, pH 측정용, 원소 분석용, 비소 분석용 등 특정 목적에 사용되는 시약이 있다.
표준물질
- 화학 분석에서 미지 물질의 순도 또는 농도를 측정하는 데에 직접적으로 이용되는 표준액은 순도가 매우 높은(99.95% 이상) 표준물질과의 반응으로 표정 한다.
- 산염기 표준액의 농도를 결정하는 데는 순수한 탄산나트륨, 프탈산 수소 칼륨 등 분자량이 큰 고순도의 물질을 일차 표준물질로 사용한다.
- 이차 표준물질을 사용하는 경우 일차 표준물질에 비해 측정 결과의 정확도는 다소 떨어짐을 감수해야 한다.
정제수
- 물은 분석화학에 있어 가장 많이 사용되는 용매이며 분석 결과에 많은 영향을 미친다.
- 정제수에는 제조 방법에 따라 증류법을 이용한 증류수 또는 이온교환수지를 통과시킨 탈이온수 및 역삼투막을 이용하여 정제한 역삼투수 등 종류가 다양하다.
- 정제수를 사용할 때 순도 한계를 확인한 후 적합한 것을 사용해야 좋은 분석적 결과를 기대할 수 있다.
2. 분석용 기구의 재질
분석 실험용 기구의 재질이 시약에 의해 용출되는 물질로 인하여 검출에 오류가 생기거나, 정량 오차를 일으킬 수 있다.
약품에 기구가 손상되지 않도록 안정한 재질을 사용하여야 한다.
유리
- 화학용 기구로 가장 널리 사용하는 재질이다.
- 고온에서 사용할 수 없고 온도의 급변이나 충격에 약하다.
- 알칼리에 침식된다.
석영유리(silica, quartz)
- 고순도의 SiO2를 용융시켜 만든 단일 산화물의 유리이다.
- 온도의 급변에도 잘 견디며 진한 산 이외의 산에 잘 침식되지 않으나, 알칼리용액에 의해 다소 용출 된다.
- 자 외부의 빛을 투과시키는 장점이 있어 광반응 용기 또는 UV, 형광 광도법에서 시료 용기로 많이 사용된다.
자기
- 유리와 비교하여 내약품성과 내알칼리성이 우수하여 수산화 알칼리 용액에 의한 침식도 매우 적다.
- 물리적 충격이나 급열 급랭에도 잘 견딘다.
- 알칼리 용융이나 탄산 알칼리 용융하면 침식된다.
백금
- 높은 융점을 가지며 열전도율이 높고 내약품성도 뛰어나지만 비싸다.
- 고온에서 다른 금속과 합금을 만들기 쉽고 또 백금을 손상하는 물질도 많으며, 환원염에서 가열하면 안 되는 특별한 주의가 필요하다.
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