تنقسم طرق التحليل بالمعايرة وفقًا لخيار المعايرة وفقًا لتلك التفاعلات الكيميائية التي يتم اختيارها لتحديد المادة (المكون). يتميز التحليل الكمي والنوعي في الكيمياء الحديثة.
أنواع التصنيف
يتم اختيار طرق التحليل بالمعايرة لتفاعل كيميائي معين. اعتمادًا على نوع التفاعل ، هناك تقسيم لتحديد القياس بالمعايرة إلى أنواع منفصلة.
طرق التحليل:
- معايرة الأكسدة والاختزال ؛ تعتمد الطريقة على التغيير في حالة أكسدة العناصر في المادة.
- التكوين المعقد هو تفاعل كيميائي معقد.
- معايرة القاعدة الحمضية تتضمن التحييد الكامل للمواد المتفاعلة.
تحييد
تسمح لك معايرة القاعدة الحمضية بتحديد كمية الأحماض غير العضوية (القياس القلوي) ، وكذلك حساب القواعد (قياس الحموضة) في المحلول المطلوب. تستخدم هذه الطريقة لتحديد المواد التي تتفاعل مع الأملاح. فيأتاح استخدام المذيبات العضوية (الأسيتون والكحول) تحديد المزيد من المواد.
تشكيل معقد
ما هو جوهر طريقة التحليل بالمعايرة؟ من المفترض أن تحدد المواد عن طريق ترسيب الأيونات المرغوبة كمركب ضعيف الذوبان أو ارتباطه بمركب ضعيف التفكك.
قياس الأكسدة والاختزال
تعتمد معايرة الأكسدة والاختزال على تفاعلات الاختزال والأكسدة. اعتمادًا على محلول الكاشف المعاير المستخدم في الكيمياء التحليلية ، هناك:
- قياس البرمنجنات ، والذي يعتمد على استخدام برمنجنات البوتاسيوم ؛
- قياس اليود ، الذي يعتمد على أكسدة اليود وتقليل اليود ؛
- ثنائي اللون ، والذي يستخدم الأكسدة مع ثاني كرومات البوتاسيوم ؛
- قياس البرومات على أساس أكسدة برومات البوتاسيوم.
تشمل طرق الأكسدة والاختزال لتحليل المعايرة عمليات مثل القياس ، وقياس التيتانيوم ، وقياس الفانادوميت. أنها تنطوي على أكسدة أو اختزال أيونات المعدن المقابل.
بواسطة طريقة المعايرة
هناك تصنيف لطرق التحليل بالمعايرة اعتمادًا على طريقة المعايرة بالتحليل الحجمي. في المتغير المباشر ، يتم معايرة الأيونات المراد تحديدها بمحلول الكاشف المحدد. تعتمد عملية المعايرة في طريقة الاستبدال على تحديد نقطة التكافؤ في وجودمركبات كيميائية غير مستقرة. تُستخدم معايرة المخلفات (الطريقة العكسية) عندما يكون من الصعب تحديد مؤشر ، وكذلك عندما يكون التفاعل الكيميائي بطيئًا. على سبيل المثال ، عند تحديد كربونات الكالسيوم ، يتم معالجة عينة من مادة بكمية زائدة من محلول معاير من حمض الهيدروكلوريك.
تحليل المعنى
تفترض جميع طرق التحليل بالمعايرة:
- تحديد دقيق لحجم واحد أو كل من المواد الكيميائية المتفاعلة ؛
- وجود محلول معاير ، بفضل إجراء المعايرة بالتحليل الحجمي ؛
- الكشف عن نتائج التحليل
معايرة المحاليل هي أساس الكيمياء التحليلية ، لذلك من المهم مراعاة العمليات الأساسية التي يتم إجراؤها أثناء التجربة. يرتبط هذا القسم ارتباطًا وثيقًا بالممارسة اليومية. نظرًا لعدم وجود فكرة عن وجود المكونات والشوائب الرئيسية في مادة خام أو منتج ، فمن الصعب التخطيط لسلسلة تكنولوجية في الصناعات الدوائية والكيميائية والمعدنية. يتم تطبيق أساسيات الكيمياء التحليلية على القضايا الاقتصادية المعقدة.
طرق البحث في الكيمياء التحليلية
هذا الفرع من الكيمياء هو علم تحديد المكون أو المادة. أساسيات التحليل بالمعايرة - الطرق المستخدمة لإجراء التجربة. بمساعدتهم ، يتوصل الباحث إلى استنتاج حول تكوين المادة والمحتوى الكمي للأجزاء الفردية فيها. من الممكن أيضًا أثناء التحليل التحليلي تحديدحالة الأكسدة التي يقع فيها مكون المادة قيد الدراسة. عند تصنيف طرق الكيمياء التحليلية ، فإنها تأخذ في الاعتبار بالضبط الإجراء الذي من المفترض القيام به. لقياس كتلة الرواسب الناتجة ، يتم استخدام طريقة البحث الجاذبية. عند تحليل شدة المحلول ، فإن التحليل الضوئي ضروري. يحدد حجم EMF بواسطة قياس الجهد المكونات المكونة لعقار الدراسة. توضح منحنيات المعايرة بالتحليل الحجمي التجربة بوضوح.
قسم الأساليب التحليلية
إذا لزم الأمر ، في الكيمياء التحليلية ، يتم استخدام الطرق الفيزيائية والكيميائية والكلاسيكية (الكيميائية) ، وكذلك الطرق الفيزيائية. في ظل الأساليب الكيميائية ، من المعتاد فهم التحليل بالمعايرة والجاذبية. كلتا الطريقتين كلاسيكيتان ومثبتتان وتستخدمان على نطاق واسع في الكيمياء التحليلية. تتضمن طريقة الوزن (الجاذبية) تحديد كتلة المادة المرغوبة أو مكوناتها المعزولة في حالة نقية وكذلك في شكل مركبات غير قابلة للذوبان. تعتمد طريقة التحليل الحجمي (بالمعايرة) على تحديد حجم الكاشف المستهلك في تفاعل كيميائي ، مأخوذ بتركيز معروف. هناك تقسيم للطرق الكيميائية والفيزيائية إلى مجموعات منفصلة:
- بصري (طيفي) ؛
- الكهروكيميائية ؛
- قياس إشعاعي ؛
- كروماتوغرافي ؛
- مطياف الكتلة.
تفاصيل الدراسة بالمعايرة
هذا القسم التحليليتتضمن الكيمياء قياس كمية الكاشف المطلوب لإجراء تفاعل كيميائي كامل بكمية معروفة من المادة المرغوبة. جوهر هذه التقنية هو إضافة كاشف بتركيز معروف بالتنقيط إلى محلول مادة الاختبار. تستمر إضافته حتى تكافئ الكمية مع كمية المادة التحليلية التي تتفاعل معها. تسمح هذه الطريقة بحسابات كمية عالية السرعة في الكيمياء التحليلية.
يعتبر العالم الفرنسي جاي لوساك مؤسس هذه التقنية. المادة أو العنصر المحدد في عينة معينة يسمى المادة التي يتم تحديدها. قد يكون من بينها الأيونات والذرات والمجموعات الوظيفية والجذور الحرة المرتبطة. الكواشف عبارة عن مواد غازية وسائلة وصلبة تتفاعل مع مادة كيميائية معينة. تتكون عملية المعايرة من إضافة محلول إلى آخر أثناء الخلط باستمرار. إن أحد الشروط الأساسية للتنفيذ الناجح لعملية المعايرة بالتحليل الحجمي هو استخدام محلول بتركيز محدد (المعايرة). بالنسبة للحسابات ، يتم استخدام الحالة الطبيعية للحل ، أي عدد معادلات الجرام لمادة موجودة في لتر واحد من المحلول. منحنيات المعايرة بالتحليل الحجمي مبنية بعد الحسابات
تتفاعل المركبات أو العناصر الكيميائية مع بعضها البعض بكميات وزن محددة جيدًا تقابل مكافئاتها بالجرام.
خيارات لإعداد حل معاير وفقًا لـوزن مادة البداية
كأول طريقة لتحضير محلول بتركيز معين (عيار معين) ، يمكن للمرء أن يفكر في إذابة عينة من الكتلة الدقيقة في الماء أو مذيب آخر ، وكذلك تخفيف المحلول المحضر إلى الحجم المطلوب. يمكن تحديد عيار الكاشف الناتج من الكتلة المعروفة للمركب النقي ومن حجم المحلول المحضر. تستخدم هذه التقنية لإعداد محاليل معايرة لتلك المواد الكيميائية التي يمكن الحصول عليها في صورة نقية ، والتي لا يتغير تركيبها أثناء التخزين طويل الأمد. لوزن المواد المستخدمة ، يتم استخدام الزجاجات ذات الأغطية المغلقة. طريقة تحضير المحاليل هذه غير مناسبة للمواد ذات الرطوبة العالية ، وكذلك للمركبات التي تدخل في تفاعل كيميائي مع أول أكسيد الكربون (4).
يتم استخدام التقنية الثانية لإعداد المحاليل المعايرة في مؤسسات كيميائية متخصصة ، في مختبرات خاصة. يعتمد على استخدام مركبات صلبة نقية يتم وزنها بكميات دقيقة ، وكذلك على استخدام حلول ذات حالة طبيعية معينة. يتم وضع المواد في أمبولات زجاجية ، ثم يتم غلقها. تلك المواد الموجودة داخل أمبولات الزجاج تسمى المثبتات. أثناء التجربة المباشرة ، يتم تكسير الأمبولة مع الكاشف عبر قمع به جهاز تثقيب. بعد ذلك ، يتم نقل المكون بأكمله إلى دورق حجمي ، ثم بإضافة الماء ، يتم الحصول على الحجم المطلوب من محلول العمل.
تستخدم المعايرة بالتحليل الحجمي أيضًا محددًاخوارزمية العمل. يتم تعبئة السحاحة بمحلول جاهز للعمل حتى علامة الصفر بحيث لا توجد فقاعات هواء في الجزء السفلي منه. بعد ذلك ، يتم قياس المحلول الذي تم تحليله باستخدام ماصة ، ثم يتم وضعه في دورق مخروطي الشكل. أضف بضع قطرات من المؤشر إليها. تدريجيًا ، يُضاف محلول العمل بشكل قطري إلى المحلول النهائي من السحاحة ، ويتم مراقبة تغير اللون. عند ظهور لون مستقر ، لا يختفي بعد 5-10 ثوانٍ ، يتم الحكم على اكتمال عملية المعايرة بالتحليل الحجمي. ثم ينتقلون إلى الحسابات ، وحساب حجم المحلول المستهلك بتركيز معين ، واستخلاص النتائج من التجربة.
الخلاصة
يسمح لك التحليل بالمعايرة بتحديد التركيب الكمي والنوعي للتحليل. هذه الطريقة في الكيمياء التحليلية ضرورية لمختلف الصناعات ، فهي تستخدم في الطب والصيدلة. عند اختيار محلول العمل ، يجب مراعاة خصائصه الكيميائية ، وكذلك القدرة على تكوين مركبات غير قابلة للذوبان مع المادة قيد الدراسة.
