KIEKYBINĖ ANALIZĖ CHEMIJOJE: MATAVIMAI, PARUOŠIMAS - CHEMIJA - 2025

Kiekybinė analizė chemijos , kaip bet kurios disciplinos, iš esmės susideda iš nustatymo kiekius konkrečią medžiagą. Šios analizės leidžia atsakyti į klausimą „kiek ten yra?“ medžiagos skirtinguose mėginiuose; dirvožemio, jūrų, upių, gaiviųjų gėrimų, skysčių, augalų ekstraktų, gyvūnų, kietųjų medžiagų, kristalų, be kita ko.

Klausimas „kiek ten yra?“ Jis buvo suformuluotas nuo tada, kai žmogus suprato, kad, pavyzdžiui, reikia išgauti mineralus ir brangakmenius, aliejų, prieskonius, tvirtai ketinant juos komercializuoti. Šiandien pinigai ir toliau išlieka viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl medžiaga ar analitė yra kiekybiškai įvertinta.

Šimtai mėgintuvėlių: stikliniai indai, kasdien naudojami ruošiant mėginius kiekybinei analizei. Šaltinis: Pexels.

Vienas mineralas gali būti turtingesnis auksu nei kitas. Norint tai išsiaiškinti, būtina nustatyti dviejų mineralų cenzinę kompoziciją, o tas, kurio aukso procentas yra didžiausias, bus patrauklesnis šaltinis išgaunant trokštamą metalą. Tas pats nutinka ir su pašaliniais ar radioaktyviais metalais.

Kiekybinio įvertinimo metodai, kuriais grindžiama kiekybinė analizė, yra labai įvairūs ir įvairūs. Kiekvienas iš jų reiškia atskirą specializaciją, taip pat gilias teorines bazes. Tačiau, kai jie visi susilieja, visada reikia atsakyti į tą patį jau minėtą klausimą; klausimas, kuris kalba apie kokybę, grynumą, našumą, patikimumą ir kt.

Matavimai

Norint kiekybiškai įvertinti bet kokią medžiagą, būtina sugebėti išmatuoti bet kurias jos fizines ar chemines savybes. Pasirinkta savybė priklausys nuo medžiagos ir naudojamos technologijos. Naudinga užuomina į tai, kad analizės metodą galima kiekybiškai įvertinti, yra tai, kad jo pavadinimo pabaigoje yra priesagos -metrika.

Pavyzdžiui, du klasikiniai analizės chemijos matavimo būdai yra gravimetrija (masės matavimas) ir tūris (tūrio matavimas).

Jie laikomi klasikiniais, nes iš principo jiems nereikia pernelyg sudėtingų instrumentų ar naudoti elektromagnetinę spinduliuotę; bet analitinės svarstyklės, skiediniai, tigliai ir stikliniai indai.

Gravimetrinis

Gravimetrijoje beveik visada bandoma gauti nuosėdų, atlikus keletą metodinių žingsnių, pagal kuriuos nustatoma masė.

Pavyzdžiui, viena iš metodų, kaip kiekybiškai įvertinti chlorido jonus mėginyje, yra nusodinti juos kaip sidabro chloridą, AgCl; pieno baltumo nuosėdos, kurias galima pasverti.

Kitas paprastas pavyzdys yra kūno, medžiagos ar kietosios medžiagos drėgmės kiekio nustatymas.

Tam kietos medžiagos masė pirmiausia pasveriama prieš įdedant į maždaug 100 ° C temperatūros krosnį, pakankamai ilgą, kad vanduo išgaruotų. Po to jis vėl pasveriamas, o skirtumas tarp galutinės ir pradinės masės yra lygus išgaravusio vandens masei; tai yra, jo drėgnis,% H ₂ O.

Jei ši analizė buvo atlikta arbūzus, tai nebūtų keista, jei jų% O ₂ O buvo per didelis (~ 95%); tikimasi, kad vadinamuosiuose riešutuose yra mažai vandens (% H ₂ O <10%) - tai savybė, kuriai šis vardas priskiriamas.

Tūrinis

Kita vertus, tūrio nustatymas veikia su tūriais, iš kurių, atlikus titravimą, išgaunama tirpių rūšių koncentracija. Pavyzdžiui, analitė, kurios spalva jautri specifinei reakcijai, gali būti nustatyta titruojant kolorimetrinius parametrus.

Taip pat aliejų (valgomųjų ar ne) rūgščių skaičių (AI) galima nustatyti titruojant rūgšties-bazės pagrindu, naudojant standartizuotos stiprios bazės (paprastai KOH arba NaOH) tirpalą. Su AI vertėmis, be kitų parametrų, galima apibūdinti ir klasifikuoti skirtingas alyvų rūšis pagal jų šaltinius ir kitus kintamuosius.

Šie analiziniai matavimai visada duoda rezultatą kartu su fiziniu vienetu (ir jo eksperimentinėmis paklaidomis). Kokia yra koncentracija? Kiek grynas yra mėginys? Ar duota suma kelia pavojų sveikatai? Koks buvo reakcijos rezultatas?

Į šiuos ir daugiau klausimų atsakoma atlikus matavimus ir apdorojant duomenis.

Standartų ar standartų rengimas

"Ta pačia lazdele, kuria matuojate savo standartus, išmatuosite ir savo pavyzdžius." Ši hipotetinė lazdelė turės padalijimus ir padalijimus, kurių kiekvienas turi skirtingą analitės savybių dydį, koreliuojantį su jo koncentracija. Minėti dydžiai ar vertės galutinai palyginami su tais, kurie gauti matuojant analitės savybes.

Tam kalibravimo kreivė visada turi būti sudaryta iš tam tikrų standartų ar standartų, kurių koncentracijos anksčiau žinomos.

O kaip juos žinoti iš anksto? Kadangi tai yra nepriklausomi kintamieji: analitikas, atsižvelgdamas į mėginio ar analizės tipą, nusprendžia, kiek modelio svers.

Saldūs grybai

Hipotetinį pavyzdį galima įvardinti tiriant daugelio grybų šeimų cukraus ar bendrųjų angliavandenių kiekį. Modelis, sudarytas iš cukrų, anksčiau aptiktų atlikus kokybinę grybų analizę, turėtų idealiai imituoti organinę mėginių matricą.

Tada paruošti modeliai reaguoja ir keičia spalvą. Jei jo intensyvumas matuojamas ultravioletinių spindulių spektroskopijos būdu, jį galima palyginti su mėginių cukraus skleidžiamų spalvų intensyvumu; ir tokiu būdu per matematinį klirensą nustatomas bendrojo cukraus kiekis.

Tai padarius, iš mėginių galima sudaryti kalibravimo kreivę, kad kiti grybai (iš to paties regiono ar šalies) galėtų nustatyti cukraus kiekį tiesiogiai, neparengdami kitų standartų.

Surinkimas ir gydymas

Kiekybinėje analizėje yra daug kintamųjų, kurie turi būti griežtai vertinami atsižvelgiant į tyrimo tipą. Dažnai neužtenka vien apeiti mėginius į kairę ir į dešinę; Kur jis renkamas? Ar jis reikšmingas? Kokie kiekiai? Koks bus paruošiamasis gydymas ir kitos procedūros?

Grybų pavyzdyje reikia žinoti, iš kokių šeimų bus nustatomas cukrus, iš kurių sodinių ar natūralios kilmės jie bus renkami, kokiu metų laiku, orografinės savybės ir kt. Surinkus grybus (aliejus, grūdai, rašalas, meteoritai, biologinės medžiagos), ką su jais daryti prieš atliekant kiekybinę analizę?

Beveik visada prieš kiekybinę analizę pradedama kokybinė analizė; nustatykite, kokius junginius turi pavyzdžiai, ypač jei su jais dirbate pirmą kartą.

Kai kurie gydymo būdai gali būti grynai fiziniai: pavyzdžiui, daržovių masės malimas arba mineralo rūgštinis virškinimas. Kita vertus, kitos yra cheminės: esterinimo reakcija, rūgštinė arba šarminė hidrolizė, pakeitimas, amininimas ir kt., Tokiu būdu gaunant rūšis, kurias pasirinktu metodu galima lengviau įvertinti.

Pavyzdžiai

Pabaigoje bus paminėti keli kasdieniniai kiekybinės chemijos analizės pavyzdžiai:

-Alų, vynų ir amatų gėrimų alkoholio laipsnio nustatymas.

- Iš paciento šlapimo gali būti žinoma, ar padidėja ar sumažėja vieno ar daugiau komponentų koncentracija, tai yra susiję su ligos nustatymu. Panašiai, jei vaistas išsiskiria su šlapimu, galima nustatyti, kiek narkotikų organizmas „pasisavino“.

- Žemės ir nežemiškų mineralinių mėginių cenzinės sudėties nustatymas.

-Dėl kai kurių neapdorotų mėginių, nustatomas H / C santykis, kad būtų galima palyginti žalių aliejų iš skirtingų šaltinių aromatinius laipsnius. Sunkiai neapdorotoms alyvoms būdingas H / C mažesnis kaip 1; kuo jis lengvesnis, tuo daugiau H / C vertės bus didesnė nei 1.

-Maisto ir valgomųjų produktų maistinės sudėties nustatymas.

- Narkotikų stabilumo tyrimai kaip dalis tinkamos kokybės analizės, siekiant juos parduoti ir laikyti.

- Taršos, kurią sukelia upių, upelių, marių ar jūrų vandens mėginiuose esančios medžiagos, taršos laipsnio stebėjimas. Taip pat gamyklų skleidžiama dujinė emisija nustato jų sudėtį, kad jos neišleistų daug aplinkai kenksmingų dujų.

Nuorodos

1. Danielis C. Harrisas. (2007). Kiekybinė cheminė analizė. (Septintas leidimas). WH Freeman ir kompanija.
2. Enciklopedijos „Britannica“ redaktoriai. (2018 m. Sausio 31 d.). Kiekybinė cheminė analizė. „Encyclopædia Britannica“. Atkurta iš: britannica.com
3. 1 skyrius, Įvadas į kiekybinę cheminę analizę. Atkurta iš: 5.csudh.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 m. Birželio 22 d.). Suprasti kiekybinę analizę chemijoje. Atgauta iš: thinkco.com
5. Medžiagų vertinimas ir inžinerija. (2019 m.). Kiekybinė cheminė analizė. Atgauta iš: mee-inc.com
6. Xin Wen. (2008). Kiekybinė analizė (201 CHEM). . Atkurta iš: calstatela.edu