- Målinger
- gravimetrisk
- volumet
- Utarbeidelse av standarder eller standarder
- Søte sopp
- Innsamling og behandling
- eksempler
- referanser
Den kvantitative analysen i kjemi , som i alle fagområder, består hovedsakelig av å bestemme mengder av et spesifikt stoff. Disse analysene svarer på spørsmålet "hvor mye er det?" av et stoff i forskjellige prøver; av jord, hav, elver, brus, væsker, planteekstrakter, dyr, faste stoffer, krystaller, blant mange flere.
Spørsmålet 'hvor mye er det?' Det er blitt formulert siden mennesket unnfanget interessen for for eksempel å utvinne mineraler og edelstener, oljer, krydder med den faste hensikt å kommersialisere dem. I dag fortsetter penger å være en av hovedårsakene til at et stoff eller en analytt blir kvantifisert.
Hundrevis av prøverør: glassvarer som brukes daglig i prøveforberedelser for kvantitativ analyse. Kilde: Pexels.
Et mineral kan være rikere på gull enn et annet. For å finne ut av det, er det nødvendig å bestemme den centesimale sammensetningen av de to mineralene, og den med den høyeste prosentandelen gull vil være en mer attraktiv kilde for å trekke ut det ettertraktede metallet. Det samme skjer med fremmede eller radioaktive metaller.
Teknikkene for å kvantifisere og som kvantitative analyser er basert på er veldig mangfoldige og varierte. Hver innebærer en egen fordypning, så vel som dens dype teoretiske grunnlag. Men poenget der de alle sammen samles er alltid å svare på det samme spørsmålet som allerede er nevnt; spørsmål som snakker om kvalitet, renhet, ytelse, pålitelighet osv.
Målinger
For å kvantifisere ethvert stoff eller materiale, er det viktig å kunne måle noen av dets fysiske eller kjemiske egenskaper. Egenskapen som velges vil avhenge av stoffet og teknikken som brukes. En nyttig ledetråd for å erkjenne at en analyseteknikk kan tallfeste er at den har endelsen-metri på slutten av navnet.
For eksempel er de to klassiske måleteknikkene i analytisk kjemi gravimetri (massemåling) og volumetri (volummåling).
De regnes som klassiske fordi de i prinsippet ikke trenger for sofistikerte instrumenter eller bruk av elektromagnetisk stråling; men analytiske balanser, morter, digler og glassvarer.
gravimetrisk
Ved gravimetri søker den nesten alltid å oppnå et bunnfall etter en rekke metodologiske trinn, som massen bestemmes til.
For eksempel er en teknikk for å kvantifisere kloridioner i en prøve å utfelle dem som sølvklorid, AgCl; et melkehvit bunnfall som kan veies.
Et annet enkelt eksempel er å bestemme fuktighetsinnholdet i et legeme, materiale eller fast stoff.
For å gjøre dette blir massen til det faste stoffet først veid før det føres inn i en ovn ved omtrent 100 ºC, lenge nok til at vannet fordamper. Etterpå veies det igjen og forskjellen mellom den endelige massen og den opprinnelige massen er lik massen med vann som er fordampet; det vil si dets fuktighetsinnhold,% H 2 O.
Hvis dette ble utført analyser på vannmelon, ville det ikke være overraskende hvis deres% H 2 O var for høy (~ 95%); mens det for de såkalte nøttene er forventet at de inneholder lite vann (% H 2 O <10%), et kjennetegn som navnet tilskrives.
volumet
På den annen side fungerer volumetri med volumer som konsentrasjonen av de oppløste artene av interesse trekkes ut etter anvendelse av titrasjoner. For eksempel kan en analyt hvis farge er følsom for en spesifikk reaksjon bestemmes ved kolorimetriske titrasjoner.
På samme måte kan syretallet (AI) til oljene (spiselige eller ikke) bestemmes ved syre-base titrasjoner ved å bruke en løsning av en standardisert sterk base (vanligvis KOH eller NaOH). Med AI-verdier, i tillegg til andre parametere, kan forskjellige typer oljer karakteriseres og klassifiseres i henhold til deres kilder og andre variabler.
Disse analytiske målingene gir alltid et resultat ledsaget av en fysisk enhet (og dens eksperimentelle feil). Hva er konsentrasjonen? Hvor ren er prøven? Representerer det gitte beløpet en helserisiko? Hva var utbyttet av reaksjonen?
Disse og flere spørsmål blir besvart etter målinger og databehandling.
Utarbeidelse av standarder eller standarder
"Med den samme stangen som du måler standardene dine, vil du måle prøvene dine." Og denne hypotetiske stangen vil ha inndelinger og underinndelinger, hver med forskjellige størrelser på egenskapen til analytten som korrelerer med konsentrasjonen. Nevnte størrelser eller verdier blir til slutt sammenlignet med de som ble oppnådd når måling av analytens egenskap.
For dette må en kalibreringskurve alltid konstrueres ut fra et utvalg standarder eller standarder hvis konsentrasjoner tidligere er kjent.
Og hvordan kan du kjenne dem på forhånd? Fordi det er uavhengige variabler: analytikeren bestemmer, avhengig av type prøve eller analyse, hvor mye av mønsteret som vil veie.
Søte sopp
Et hypotetisk eksempel kan innrammes i studien av innholdet av sukker eller totale karbohydrater fra mange soppfamilier. Standarden, som består av sukker som tidligere er påvist takket være kvalitativ analyse av soppen, bør ideelt sett etterligne den organiske matrisen til prøvene.
Deretter reagerer mønstrene og forårsaker en fargeendring. Hvis intensiteten blir målt ved UV-vis spektroskopi, kan den sammenlignes med intensiteten til fargene som sukkerene gir ut i prøvene; og dermed, gjennom en matematisk klarering, bestemme innholdet av totale sukkerarter.
Når dette er gjort, kan en kalibreringskurve konstrueres fra prøvene, på en slik måte at andre sopp (fra samme region eller land) kan få sukkerene dine bestemt direkte uten å utarbeide andre standarder.
Innsamling og behandling
I kvantitative analyser er det mange variabler som må behandles grundig avhengig av studietype. Ofte er det ikke nok å bare gå rundt å samle prøver til venstre og høyre; Hvor blir det samlet? Er det betydelig? Hvilke mengder? Hva blir forbehandlingen og andre prosedyrer?
I eksemplet med sopp er det nødvendig å vite hvilke familier sukkerene vil bli bestemt fra, i hvilke plantasjer eller naturlig opprinnelse de vil bli samlet, på hvilken tid av året, de orografiske egenskapene, etc. Når soppen er samlet (oljer, korn, blekk, meteoritter, biologiske stoffer), hva skal du gjøre med dem før kvantitativ analyse?
Nesten alltid går en kvantitativ analyse av en kvalitativ analyse; identifiser hvilke forbindelser prøvene har, spesielt hvis du jobber med dem for første gang.
Noen behandlinger kan være rent fysiske: for eksempel sliping av en vegetabilsk masse, eller sur fordøyelse av et mineral. Andre er derimot kjemiske: en forestringsreaksjon, sur eller basisk hydrolyse, substitusjon, aminering, etc., for således å produsere en art som er i stand til lettere å kvantifiseres ved den valgte teknikken.
eksempler
Noen daglige eksempler på kvantitativ analyse i kjemi vil bli nevnt for å fullføre:
-Bestemmelse av den alkoholholdige graden av øl, vin og håndverksdrikke.
-Fra urin hos en pasient kan det være kjent om det er en økning eller reduksjon i konsentrasjonen av en eller flere komponenter, som er relatert til påvisning av en sykdom. På samme måte, hvis et medikament skilles ut i urinen, kan det bestemmes hvor mye av stoffet som ble "assimilert" av kroppen.
-Bestemmelse av den centesimale sammensetningen av mineralprøver, terrestrisk eller utenomjordisk.
-Gi noen råprøver, bestemmes H / C-forholdet for å sammenligne aromatiske grader av råoljer fra forskjellige kilder. Tunge råoljer er karakterisert ved å ha en H / C på mindre enn 1; jo lettere den er, jo mer H / C vil ha en verdi over 1.
-Bestemmelse av ernæringssammensetningen til mat og spiselige produkter.
-Studier om medisinenes stabilitet som en del av relevante kvalitetsanalyser for deres kommersialisering og lagring.
- Overvåking av forurensningsgraden forårsaket av stoffer i vannprøver fra elver, bekker, laguner eller hav. På samme måte bestemmes gassformede utslipp fra fabrikker deres sammensetning for å forhindre at de løsriver store mengder gasser som er skadelige for miljøet.
referanser
- Daniel C. Harris. (2007). Kvantitativ kjemisk analyse. (Syvende utgave). WH Freeman and Company.
- Redaktørene av Encyclopaedia Britannica. (31. januar 2018). Kvantitativ kjemisk analyse. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: britannica.com
- Kapittel 1, Introduksjon til kvantitativ kjemisk analyse. Gjenopprettet fra: 5.csudh.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. juni 2018). Forstå kvantitativ analyse i kjemi. Gjenopprettet fra: thoughtco.com
- Materialevaluering og prosjektering. (2019). Kvantitativ kjemisk analyse. Gjenopprettet fra: mee-inc.com
- Xin Wen. (2008). Kvantitativ analyse (CHEM 201). . Gjenopprettet fra: calstatela.edu