Hãy tạm dừng đọc một lúc để khảo sát môi trường xung quanh bạn. Bạn có thể nhìn rõ các vật thể rắn, chẳng hạn như máy tính , bàn làm việc và máy in . Chất lỏng - soda trong ly và nước trong bể cá của bạn - đều có thể nhìn thấy rõ ràng. Ngay cả những vật chất dường như vô hình, chẳng hạn như mùi và luồng không khí, cũng có thể được phát hiện bằng các giác quan khác. Tất cả "thứ" này - cái mà các nhà khoa học gọi là vật chất - được cấu tạo bởi các phân tử, hoặc sự kết hợp của các nguyên tử . Các nhà hóa học phân tích thích chia nhỏ các phân tử thành các nguyên tử cấu thành của chúng hoặc chỉ biết phân tử hoặc nguyên tử nào tạo nên một chất cụ thể.
Trong những năm qua, hóa học phân tích đã mang lại một số công cụ và kỹ thuật. Một số công cụ và kỹ thuật này có bản chất định tính: Chúng xác định các nguyên tố hoặc hợp chất có trong một chất, cái mà các nhà hóa học gọi là chất phân tích . Các kỹ thuật khác là định lượng: Chúng thực sự đo lượng của một số hoặc tất cả các chất phân tích. Trong cả hai trường hợp, phân tích hóa học liên quan đến việc kích thích mẫu bằng ánh sáng, điện hoặc nam châm mạnh để gây ra sự thay đổi trong mẫu làm lộ thành phần hóa học của nó.
Thực hiện phép đo khối phổ , một kỹ thuật phân tích đã được thử nghiệm. Giả sử một nhà sinh vật học muốn biết những chất độc nào có trong cá bị ô nhiễm. Cô có thể lấy một phần mô cơ rất nhỏ của cá và hòa tan nó trong dung môi lỏng. Sau đó, cô có thể đặt chất lỏng vào bình chứa hoặc đầu vào của khối phổ kế. Từ đó, chất lỏng rò rỉ vào một buồng ion, nơi nó bị bắn phá bởi một chùm electron. Sự bắn phá này chuyển các nguyên tử và phân tử trong mẫu thành các hạt mang điện được gọi là ion . Sau đó, nhà sinh vật học sử dụng điện trường hoặc từ trường để phân tách các ion khác nhau theo khối lượng hoặc điện tích của chúng, do đó tiết lộ các chất độc cụ thể, chẳng hạn như DDT, có trong cá.
Trong những năm gần đây, tia laser, được sử dụng làm tác nhân kích thích, đã trở thành một công cụ có giá trị trong phân tích hóa học. Các kỹ thuật dựa trên laser khác nhau được sử dụng để phân tích các chất được chia thành hai loại: phương pháp phát hiện quang học và phương pháp phát hiện không khái quát.
Ví dụ, một kỹ thuật phân tích laser không khái quát thực sự cho phép các nhà khoa học "nghe thấy" các yếu tố khác nhau. Nó được gọi là quang học laser xung , và nó liên quan đến việc hướng tia laser vào một mẫu. Khi mẫu hấp thụ năng lượng từ tia laser, nó nóng lên và nở ra, tạo ra sóng áp suất âm thanh. Một bộ chuyển đổi áp điện, chuyển đổi dao động cơ học thành xung điện, lắng nghe sóng và giúp các nhà hóa học xác định các phân tử trong mẫu.
Phép đo phổ di động ion , hoặc IMS , là một phương pháp không khái quát khác. Trong IMS, tia laser trước tiên sẽ mài mòn hoặc cắt các hạt nhỏ khỏi bề mặt mẫu trước khi ion hóa vật liệu. Các ion được tạo ra bằng cách cho nổ laze, mẫu được đưa vào một dòng khí chuyển động nhanh. Các nhà khoa học đo tốc độ di chuyển của các ion trong dòng khí, dòng khí này bị ảnh hưởng bởi kích thước và hình dạng của các ion.
Phân tích laser dựa trên các phương pháp phát hiện quang học được gọi là quang phổ laser . Quang phổ liên quan đến việc kích thích một mẫu và sau đó phân tích phổ kết quả - phạm vi bức xạ điện từ được phát ra hoặc hấp thụ. Quang phổ học đóng vai trò quan trọng như một công cụ phân tích nên nó đảm bảo có thể quan sát kỹ hơn. Ở trang tiếp theo, chúng ta sẽ đi sâu vào những kiến thức cơ bản về quang phổ để hiểu cách ký hiệu điện từ của mọi nguyên tố có thể hoạt động giống như một dấu vân tay .
