분석화학이란 무엇이며 전망은

분석화학은 어떤 화합물에 함유된 성분의 종류나 수량을 알아내는 것이다. 물질 내에 존재하는  화학조성을 각종 기기나 분석 장비를 통하여 연구하는 화학의 가장 기초적인 분야이다. 분석화학에 대하여 상세히 알아보기로 한다.

 

분석화학의 정의

분석화학은 물질의 구조 및 성질을 알아내고 정성분석 및 정량분석을 연구 개발하는 학문이다. 물질을 구성하는 원다 단위 이하의 성분을 규명하여 화합물의 조성을 알아내고 분자구조를 결정하는 것이다. 분석에 사용되는 기구 및 장치로는 여러 가지가 사용되고 있으며 최근에는 각종 시약 및 기기로서 크로마토그래피, 질량분석기, X-선, NMR, FTIR 등 다수가 사용되고 있다. 분석물질로는 식품, 의약품, 각종 화학제품, 자연계에 존재하는 모든 천연물 및 합성제품등 널리 사용되고 있다.

 

 

분석화학의 내용

분석하고자 하는 대상물질에 따라 구분된다. 무기물은 무기분석 그리고 유기화합물은 유기분석으로 나누어지며 분석하고자 하는 목적에 따라 성분만을 알아내기 위한 정성분석과 내용물의 성분에 따른 수량을 알아내기 위한 정량분석을 시행한다. 가장 기본적인 개념으로는 시료에 존재하는 물질이 어떤 것인지 확인하고 그에 대한 량을 결정하는 것이다. 즉 화합물을 시료로부터 분리하여 그 무게를 재는 것이지만 실질적으로 분리과정이 매우 어렵고 시간도 많이 걸려서 비현실적인 경우가 많다. 과거의 습식분석 방법으로는 복잡하고 시간이 걸렸으나 현재는 기술의 발달로 분석기기를 사용하여 분자나 이온의 물리적 성질을 알아내고 있다. 화합물을 시료로부터 완전히 분리하지 않고도 측정이 가능하게 된 것이다. 분석화학은 가장 오랜 역사를 가지고 있으며 중세기에는 제조화학과 분석화학이 주류를 이루고 있을 정도였다. 현재에도 모든 학문의 가장 기초적인 중요한 부분을 차지하고 있다. 분석시스템은 다음과 같이 진행된다.

 

1. 정성분석 ; 시료가 어떤 성분인지 그 조성을 알아내기 위한 분석과정

2. 정량분석 ; 시료의 조성에 따른 성분량이 얼마인지를 알아내는 분석과정

2-1. 중량분석

2-1-1. 침전법 ; 침전반응을 이용하여 시료 분리 후 정량하는 방법

2-1-2. 가스발생법 ;  가열반응으로 발생한 가스를 추출하여 정량하는 방법

2-2. 용량분석법

2-2-1. 산적정 ; 알칼리 표준액으로 산을 적정하는 방법

2-2-2. 알카리적정 ; 산을 표준액으로 알칼리를 적정하는 방법

2-3. 산화환원 적정법

2-3-1. 과망간산칼륨 적정 ; COD 산성법

2-3-2. 중크롬산칼륨 적정 ; COD 크롬법

2-3-3. 요오드 적정 ; 요오드를 기준으로 적정하는 방법

2-3-4. 침전 적정법 ; 침전생성을 이용하는 방법

2-4. 기기분석법

2-4-1. 광학적 분석법 ; UV-VIS, I R등을 사용하는 방법

2-4-2. 전기적 분석법 ; 이온전극법, 전위차 적정 등을 사용

2-4-3. 크로마토그래피법 ; GC, LC, TLC

2-4-4. 질량분석법 ; GC-mass, LC-mass 

3. 최종 평가 및 분석 결과 보고

 

 분석화학의 전망

화학 분석기기의 눈부신 발달로 물질내 전자파 스팩트럼을 측정하여 물질의 성분 및 특성을 쉽게 알아내고 있다. 최근에는 빛을 이용하여 분자 구조를 밝히는 과정으로 흡수분광법과 형광분석법이 적용되고 있다. 사용되는 장비로는 X선 회절장치, 자외선과 가시광선 분광계, 적외선 분광계 등이 활용되고 있다. 양자역학에 기초를 둔 분석기법으로 시료에 에너지를 가하면 원자상태가 들뜨게 되는 원리를 이용하여 방출 및 복사되는 에너지를 측정하는 방법이다. 이를 사용하여 물질의 성분을 분석하고 구조 및 결정 그리고 화합물의 조성과 구조, 물리적 성질등을 알아내는 것이 매우 중요하다. 분석화학 관련 산업은 반도체, 제약, 식품, 환경, 석유화학등 다양한 분야에서 넓게 사용되고 있다. 날로 발전하는 기기와 전산기기를 활용하여 미지의 물질에 대한 분석을 시행함으로 기초과학 발전에 기여함은 물론 최첨단 소재 개발에도 분석이 필수 이므로 우리 삶의 질을 향상하기 위해서는 분석화학이 필수적인 학문으로 자리매김하고 있다.