KVANTITATIVNA ANALIZA U KEMIJI: MJERENJA, PRIPREMA - KEMIJA - 2026

Kvantitativna analiza u kemiji, kao što je u bilo kojem disciplini, sastoji se u biti od određivanja količine određenog tvari. Ove analize odgovaraju na pitanje "koliko ih ima?" tvari u različitim uzorcima; tla, mora, rijeka, bezalkoholna pića, tekućine, biljni ekstrakti, životinje, krute tvari, kristali, među mnogim drugim.

Pitanje 'koliko ih ima?' Ona je formulirana otkad je čovjek zamislio interes za, primjerice, vađenje minerala i dragog kamenja, ulja, začina, s čvrstom namjerom da ih komercijalizira. Novac je i dalje jedan od glavnih razloga kvantitativnosti tvari ili analita.

Stotine epruveta: stakleni proizvodi koji se svakodnevno koriste u pripremnim uzorcima za kvantitativne analize. Izvor: Pexels.

Jedan mineral može biti bogatiji zlatom od drugog. Da biste to saznali, potrebno je utvrditi stotečni sastav dva minerala, a onaj s najvećim postotkom zlata bit će privlačniji izvor za vađenje željenog metala. Ista stvar se događa i sa stranim ili radioaktivnim metalima.

Tehnike kvantifikacije i na kojima se temelji kvantitativna analiza vrlo su raznolike i raznolike. Svaka podrazumijeva zasebnu specijalizaciju, kao i njene duboke teorijske osnove. Međutim, točka u kojoj se svi oni zbližavaju je uvijek odgovoriti na isto već spomenuto pitanje; pitanje koje govori o kvaliteti, čistoći, performansama, pouzdanosti itd.

mjerenja

Za kvantificiranje bilo koje tvari ili materijala, važno je izmjeriti bilo koja fizička ili kemijska svojstva. Odabrano svojstvo ovisit će o tvari i uporabljenoj tehnici. Korisni trag za prepoznavanje da se tehnika analize može kvantificirati jest da na kraju imena ima sufiks -metrija.

Na primjer, dvije klasične metode mjerenja u analitičkoj kemiji su gravimetrija (mjerenje mase) i volumetrija (mjerenje volumena).

Smatraju se klasikom jer u načelu ne trebaju previše sofisticirane instrumente ili upotrebu elektromagnetskog zračenja; ali analitičke vage, minobacači, lonci i stakleni proizvodi.

Gravimetrijska

U gravimetriji se gotovo uvijek pokušava dobiti talog nakon niza metodoloških koraka kojima se određuje masa.

Na primjer, jedna od metoda za kvantificiranje kloridnih iona u uzorku je taloženje u obliku srebro-klorida, AgCl; mliječno bijeli talog koji se može izvagati.

Drugi jednostavan primjer je određivanje sadržaja vlage u tijelu, materijalu ili čvrstoj tvari.

Da bi se to postiglo, masa krute tvari najprije se odvaga, prije nego što se stavi u pećnicu na oko 100 ° C, dovoljno dugo da voda ispari. Nakon toga se ponovno izvaga i razlika između konačne i početne mase jednaka je masi vode koja je isparena; to jest, njezin sadržaj vlage,% H ₂ O.

Ako je ova analiza je provedena na lubenice, to ne bi bilo iznenađujuće ako njihova% H ₂ O bila previsoka (~ 95%); dok se za takozvane orahe očekuje da sadrže malo vode (% H ₂ O <10%), što je karakteristika kojoj se to ime pripisuje.

volumetrijski

S druge strane, volumetrija djeluje s volumenom iz kojeg se, nakon primjene titracije, izdvaja koncentracija rastvorenih vrsta od interesa. Na primjer, analit čija je boja osjetljiva na specifičnu reakciju može se odrediti kolorimetrijskim titracijama.

Isto tako, kiseli broj (AI) ulja (jestiva ili ne) može se odrediti titracijom kiselo-bazne kiseline, koristeći otopinu standardiziranih jakih baza (obično KOH ili NaOH). Sa AI vrijednostima, pored ostalih parametara, mogu se okarakterizirati različite vrste ulja i klasificirati prema njihovim izvorima i drugim varijablama.

Ova analitička mjerenja uvijek daju rezultat popraćen fizičkom jedinicom (i njezinim eksperimentalnim pogreškama). Kolika je koncentracija? Koliko je čist uzorak? Predstavlja li navedeni iznos zdravstveni rizik? Koliki je bio prinos reakcije?

Na ova i više pitanja dobivaju se odgovori nakon mjerenja i obrade podataka.

Priprema normi ili normi

"Istom šipkom kojom mjerite svoje standarde, mjerit ćete svoje uzorke." I ova hipotetička šipka imat će podjele i podjele, svaka s različitim veličinama svojstva analita koja je u korelaciji s njegovom koncentracijom. Navedene veličine ili vrijednosti uspoređuju se s onima dobivenim pri mjerenju svojstva analita.

Za to se kalibracijska krivulja mora uvijek konstruirati na temelju izbora standarda ili standarda čije su koncentracije prethodno poznate.

I kako ih unaprijed znati? Budući da su nezavisne varijable: analitičar odlučuje, ovisno o vrsti uzorka ili analize, koliko će uzorak vagati.

Slatke gljive

Hipotetički primjer mogao bi se utvrditi izučavanjem sadržaja šećera ili ukupnih ugljikohidrata brojnih obitelji gljiva. Standard, sačinjen od prethodno otkrivenih šećera zahvaljujući kvalitativnoj analizi gljiva, trebao bi idealno savršeno oponašati organsku matricu uzoraka.

Zatim, pripremljeni, obrasci reagiraju uzrokujući promjenu boje. Ako se njegov intenzitet mjeri UV-vis spektroskopijom, može se usporediti s intenzitetom boja koje šećer emitira u uzorcima; i na taj način pomoću matematičkog odstupanja odrediti sadržaj ukupnih šećera.

Nakon što je to učinjeno, od uzoraka se može konstruirati kalibracijska krivulja, tako da se drugim gljivama (iz iste regije ili zemlje) mogu šećeri odrediti izravno bez pripreme drugih standarda.

Prikupljanje i obrada

U kvantitativnim analizama postoji mnogo varijabli koje se moraju strogo tretirati ovisno o vrsti studije. Često puta nije dovoljno samo obići prikupljanje uzoraka lijevo i desno; Gdje se skuplja? Je li značajna Koje količine? Koji će biti postupci pred tretmana i drugi postupci?

Na primjeru gljiva potrebno je znati iz kojih će se obitelji odrediti šećeri, iz kojih se plantaža ili prirodnog podrijetla sakupljati, u koje doba godine, orografskih karakteristika itd. Nakon što se sakupe gljive (ulja, žitarice, mastila, meteoriti, biološke tvari), što učiniti s njima prije kvantitativne analize?

Gotovo uvijek kvantitativnoj analizi prethodi kvalitativna analiza; identificirajte koje spojeve imaju uzorci, posebno ako s njima radite prvi put.

Neki tretmani mogu biti čisto fizički: na primjer, mljevenje biljne mase ili kisela probava minerala. Drugi su, s druge strane, kemijski: reakcija esterifikacije, kisela ili bazična hidroliza, supstitucija, aminacija itd., Čime se dobivaju vrste koje se odabirom tehnike mogu lakše kvantificirati.

Primjeri

Za kraj ćemo spomenuti neke svakodnevne primjere kvantitativne analize u kemiji:

- Određivanje alkoholnog stupnja piva, vina i zanatskih pića.

-Od urina pacijenta može se znati postoji li povećanje ili smanjenje koncentracije jedne ili više komponenti, a što je povezano s otkrivanjem bolesti. Isto tako, ako se neki lijek izlučuje u urinu, može se utvrditi koliki je dio lijeka tijelo asimiliralo.

-Određivanje cenzualnog sastava mineralnih uzoraka, zemaljskih ili izvanzemaljskih.

-Dajem nekoliko sirovih uzoraka, omjer H / C utvrđuje se radi usporedbe stupnjeva aromatičnosti sirovih ulja iz različitih izvora. Za teška sirova ulja je karakteristično da H / C ima manje od 1; što je svjetlije, to će H / C imati vrijednost iznad 1.

-Određivanje prehrambenog sastava hrane i jestivih proizvoda.

-Studije stabilnosti lijekova kao dio relevantnih analiza kvalitete za njihovu komercijalizaciju i skladištenje.

- Nadgledanje stupnja onečišćenja uzrokovanih tvarima u uzorcima vode iz rijeka, potoka, laguna ili mora. Isto tako, plinovite emisije iz tvornica određuju njihov sastav kako bi se spriječilo ispuštanje velikih količina plinova štetnih za okoliš.

Reference

1. Daniel C. Harris. (2007). Kvantitativna hemijska analiza. (Sedmo izdanje). WH Freeman and Company.
2. Urednici Encyclopaedia Britannica. (31. siječnja 2018.). Kvantitativna hemijska analiza. Encyclopædia Britannica. Oporavilo od: britannica.com
3. Poglavlje 1, Uvod u kvantitativne kemijske analize. Oporavak od: 5.csudh.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (22. lipnja 2018.). Razumijevanje kvantitativne analize u kemiji. Oporavilo od: misel.com
5. Procjena i inženjering materijala. (2019). Kvantitativna hemijska analiza. Oporavilo od: mee-inc.com
6. Xin Wen (2008). Kvantitativna analiza (CHEM 201)., Oporavak od: calstatela.edu