Kvantitatiivisen analyysin perusmenetelmät. Titrimetrisen analyysin laskelmat. Laadulliset analyysimenetelmät

20.09.2019

Kvantitatiivisen analyysin avulla voit määrittää tutkittavan kohteen alkuaine- ja molekyylikoostumuksen tai sen yksittäisten komponenttien sisällön.

Tutkimuskohteen mukaan erotetaan epäorgaaninen ja orgaaninen analyysi. Ne puolestaan jaetaan alkuaineanalyysiin, jonka tehtävänä on selvittää, kuinka monta alkuainetta (ionia) analysoitava kohde sisältää, molekyyli- ja funktionaalisiin analyyseihin, jotka antavat vastauksen radikaalien, yhdisteiden ja yhdisteiden kvantitatiivisesta sisällöstä. atomien funktionaaliset ryhmät analysoitavassa objektissa.

Kvantitatiivisen analyysin menetelmät

Klassiset kvantitatiivisen analyysin menetelmät ovat gravimetrinen (paino) analyysi ja titrimetrinen (tilavuus) analyysi.

Instrumentaaliset analyysimenetelmät

Fotometria ja spektrofotometria

Menetelmä perustuu valon absorption peruslain käyttöön. A=elc. Missä A on valon absorptio, e on valon absorption molaarinen kerroin, l on absorboivan kerroksen pituus senttimetreinä, c on liuoksen pitoisuus. Fotometriaa on useita:

1. Atomiabsorptiospektroskopia

2. Atomiemissiospektroskopia.

3. Molekyylispektroskopia.

Atomiabsorptiospektroskopia

Tällä menetelmällä analyysin suorittamiseen tarvitaan spektrometri. Analyysin ydin on valaista sumutettu näyte yksivärisellä valolla, sitten hajottaa näytteen läpi kulkenut valo millä tahansa valon hajottajalla ja detektorilla absorption kiinnittämiseksi.

Näytteen sumuttamiseksi käytetään erilaisia sumuttimia. Erityisesti: liekki, suurjännitekipinä, induktiivisesti kytketty plasma. Jokaisella sumuttimella on hyvät ja huonot puolensa. Valon hajottamiseen käytetään myös erilaisia dispergointiaineita. Tämä on diffraktiohila, prisma, valosuodatin.

Atomiemissiospektroskopia

Tämä menetelmä eroaa hieman atomiabsorptiomenetelmästä. Jos siinä erillinen valonlähde oli valonlähde, niin atomiemissiomenetelmässä näyte itse toimii säteilyn lähteenä. Kaikki muu on samanlaista.

Kromatografia

Kromatografia (kreikan sanasta chroma, genitive chromatos - väri, maali ja ... grafiikka), fysikaalis-kemiallinen menetelmä seosten erottamiseksi ja analysoimiseksi, joka perustuu niiden komponenttien jakautumiseen kahden faasin - kiinteän ja liikkuvan (eluentti) - välillä, joka virtaa kiinteän faasin läpi. yksi.

Historiallinen viittaus. Menetelmän kehitti vuonna 1903 M. Tsvet, joka osoitti, että kun kasvipigmenttien seos johdetaan värittömän sorbenttikerroksen läpi, yksittäiset aineet asettuvat erillisiksi värivyöhykkeiksi. Tsvet kutsui tällä tavalla saatua kerros kerrokselta värillistä sorbenttikolonnia kromatogrammiksi ja menetelmäksi X. Myöhemmin termi "kromatogrammi" alkoi viitata erilaisiin menetelmiin monien tyyppisten X:n tulosten kiinnittämiseksi. H. ei saanut asianmukaista kehitystä. Vasta vuonna 1941 A. Martin ja R. Sing löysivät distributiivisen kromatografian menetelmän ja osoittivat sen laajat mahdollisuudet proteiinien ja hiilihydraattien tutkimiseen. 50-luvulla. Martin ja amerikkalainen tiedemies A. James kehittivät kaasu-neste-röntgenmenetelmän.

Ch.:n päätyypit Riippuen vuorovaikutuksen luonteesta, joka määrää komponenttien jakautumisen eluentin ja stationaarifaasin välillä, seuraavat Ch.-tyypit erotetaan - adsorptio, distributiivinen, ioninvaihto, poissulkeminen (molekyyliseula) , ja sedimenttiä. Adsorptiokloori perustuu eroon adsorptioaineen avulla erotettavien aineiden ( kiinteä kehittyneellä pinnalla); distributiivinen kemia - seoksen komponenttien erilaisesta liukoisuudesta kiinteässä faasissa (korkeassa kiehuva neste, joka on kerrostettu kiinteälle makrohuokoiselle kantajalle) ja eluentissa (on pidettävä mielessä, että jakautuvan erotusmekanismin avulla komponenttivyöhykkeiden liikkuminen siihen vaikuttaa myös osittain analysoitujen komponenttien adsorptiovuorovaikutus kiinteän sorbentin kanssa ); ioninvaihtokemia - ioninvaihtotasapainon vakioiden erosta kiinteän faasin (ioninvaihdin) ja erotettavan seoksen komponenttien välillä; poissulkeminen (molekyyliseula) Ch. - komponenttien molekyylien erilaisesta läpäisevyydestä kiinteään faasiin (erittäin huokoinen ioniton geeli). Kokoekskluusiokromatografia on jaettu geelisuodatukseen (GPC), jossa eluentti on ei-vesipitoinen liuotin, ja geelisuodatukseen, jossa eluentti on vesi. Sedimentaarinen X perustuu erotettujen komponenttien erilaiseen kykyyn saostua kiinteään stationaarifaasiin.

Eluentin aggregoitumistilan mukaan erotetaan kaasu- ja nestekemiat. Stacionaarifaasin aggregaatiotilasta riippuen kaasukromatografia voi olla kaasuadsorptio (stationaarifaasi on kiinteä adsorptioaine) ja kaasu-neste ( kiinteä faasi on neste), kun taas nestemäinen kloori on neste-adsorptio (tai kiinteä-neste) ja neste-neste. Jälkimmäinen, kuten kaasu-neste, on distributiivinen kemo.Kiinteä-nestekemiat sisältävät ohutkerros- ja paperikemiat.

On kolonni ja taso X. Kolonnissa erityiset putket - kolonnit täytetään sorbentilla, ja liikkuva faasi liikkuu kolonnin sisällä paineen alenemisen vuoksi. Kolonnin kloorin muunnelma on kapillaari, kun kapillaariputken sisäseinille levitetään ohut kerros sorbenttia. Tasokylmä on jaettu ohutkerroksiseen ja paperiin. Ohutkerroksisessa kloorissa ohut kerros rakeista sorbenttia tai huokoinen kalvo levitetään lasi- tai metallilevyille; paperikromatografiassa käytetään erityistä kromatografiapaperia. Tasomaisessa kemiassa liikkuvan faasin liike tapahtuu kapillaarivoimien vaikutuksesta.

Kromatografian aikana on mahdollista muuttaa lämpötilaa, eluentin koostumusta, virtausnopeutta ja muita parametreja tietyn ohjelman mukaan.

Riippuen menetelmästä, jolla erotettava seos siirretään sorbenttikerrosta pitkin, on olemassa seuraavat vaihtoehdot X .: edestä, kehittyvä ja syrjäyttävä. Frontaaliversiossa sorbenttikerrokseen syötetään jatkuvasti erotettua seosta, joka koostuu kantokaasusta ja erotetuista komponenteista, esimerkiksi 1, 2, 3, 4, joka itsessään on liikkuva faasi. Jonkin ajan kuluttua prosessin alkamisesta vähiten sorboitunut komponentti (esim. 1) on muiden edellä ja poistuu ennen kaikkea puhtaan aineen vyöhykkeenä ja sen takana sorptiojärjestyksessä sekoitusvyöhykkeet. komponentit sijaitsevat peräkkäin: 1 + 2, 1 + 2 + 3, 1 + 2 + 3 + 4 (kuva, a). Kehitettävässä muunnelmassa sorbenttikerroksen läpi kulkee jatkuvasti eluenttivirtaus ja erotettavien aineiden seos johdetaan ajoittain sorbenttikerrokseen. Tietyn ajan kuluttua alkuperäinen seos jaetaan puhtaiksi aineiksi, jotka sijaitsevat sorbentin eri vyöhykkeillä, joiden välissä on eluenttivyöhykkeet (kuva, b). Syrjäytysversiossa sorbenttiin johdetaan erotettava seos ja sitten syrjäyttäjän (eluentti) sisältävä kantokaasuvirtaus, jonka aikana seos jaetaan tietyn ajan kuluttua puhtaiden aineiden vyöhykkeisiin, joiden väliin ovat niiden seoksen vyöhykkeitä (kuva, c). Useita kromatografiatyyppejä suoritetaan kromatografeiksi kutsuttujen instrumenttien avulla, joista suurimmassa osassa käytetään kromatografian kehittyvää muunnelmaa, Kromatografeja käytetään analysointiin ja aineseosten preparatiiviseen (myös teolliseen) erottamiseen. Analyysin aikana kromatografikolonnissa erotetut aineet tulevat yhdessä eluentin kanssa eri aikavälein kromatografiakolonnin ulostuloaukkoon asennettuun ilmaisinlaitteeseen, joka tallentaa niiden pitoisuudet ajan myötä. Tuloksena olevaa tuloskäyrää kutsutaan kromatogrammiksi. Kvalitatiivista kromatografista analyysiä varten määritetään aika näytteen injektointihetkestä kunkin komponentin ulostuloon kolonnista tietyssä lämpötilassa ja tiettyä eluenttia käyttäen. Kvantitatiivista analyysiä varten määritetään kromatografisten piikkien korkeudet tai pinta-alat ottaen huomioon analysoitaville aineille käytetyn ilmaisinlaitteen herkkyyskertoimet.

Kaasukromatografiaa, jossa eluenttina (kantokaasuna) käytetään heliumia, typpeä, argonia ja muita kaasuja, käytetään laajimmin sellaisten aineiden analysointiin ja erottamiseen, jotka siirtyvät höyrytilaan hajoamatta. Kaasuadsorptiomuunnelman sorbenteina (halkaisijaltaan 0,1-0,5 mm) käytetään silikageelejä, alumiinigeelejä, molekyyliseuloja, huokoisia polymeerejä ja muita sorbentteja, joiden ominaispinta-ala on 5–500 m2/g. X:stä. Kaasu-nestekemiaa varten sorbentti valmistetaan levittämällä kalvon muodossa olevaa usean mikronin paksuista nestettä (korkeassa lämpötilassa kiehuvat hiilivedyt, esterit, siloksaanit jne.) kiinteälle alustalle, jonka ominaispinta-ala on 0,5– 5 m2/g tai enemmän. X.:n kaasuadsorptioversion käyttölämpötilarajat ovat -70 - 600 °C, kaasu-nesteversion -20 - 400 °C. Kloorikaasu voi erottaa useita cm3 kaasua tai mg nestemäisiä (kiinteitä) aineita; analyysiaika useista sekunneista useisiin tunteihin.

Nestekolonnikemiassa käytetään eluenttina erittäin haihtuvia liuottimia (esimerkiksi hiilivetyjä, eettereitä ja alkoholeja) ja silikageelejä (mukaan lukien silikageelit, joissa on erilaisia funktionaalisia ryhmiä, kuten eetteri, alkoholi ja muut, jotka on oksastettu kemiallisesti pinta) käytetään kiinteänä faasina. ), alumiinigeelit, huokoiset lasit; kaikkien näiden sorbenttien hiukkaskoko on useita mikroneja. Syöttämällä eluentti paineen alaisena 50 MN/m2 (500 kgf/cm2) asti on mahdollista lyhentää analyysiaikaa 2-3 tunnista useisiin minuutteihin. Monimutkaisten seosten erotuksen tehostamiseksi käytetään aikaohjelmoitua eluentin ominaisuuksien muutosta sekoittamalla eri polaarisia liuottimia (gradienttieluointi).

Nestemolekyyliseulakemia erottuu sorbenttien käytöstä, joissa on tiukasti huokoset tietty koko(huokoiset lasit, molekyyliseulat, mukaan lukien dekstraani ja muut geelit). Ohutkerros- ja paperikloorissa tutkittava nesteseos levitetään aloitusviivalle (levyn tai paperiliuskan alkuun) ja erotetaan sitten komponenteiksi nousevalla tai laskevalla eluenttivirtauksella. Erotettujen aineiden myöhempi havaitseminen (kehittäminen) kromatogrammista (kuten näissä tapauksissa kutsutaan levyksi, johon on levitetty sorbenttia tai kromatografiapaperia, jolla tutkittava seos erotettiin komponenteiksi) suoritetaan ultravioletti (UV) avulla. spektroskopia, infrapunaspektroskopia (IR) tai prosessointireagenssit, jotka muodostavat värillisiä yhdisteitä analysoitujen aineiden kanssa.

Seosten koostumus on laadullisesti karakterisoitu tämän tyyppisten kloorien avulla tietyllä ainepisteiden liikkumisnopeudella suhteessa liuottimen liikkumisnopeuteen tietyissä olosuhteissa. Kvantitatiivinen analyysi suoritetaan mittaamalla aineen värin intensiteetti kromatogrammista.

Ch. on laajalti käytössä laboratorioissa ja teollisuudessa monikomponenttijärjestelmien laadulliseen ja kvantitatiiviseen analysointiin, tuotannon ohjaukseen, erityisesti monien prosessien automatisoinnin yhteydessä, sekä myös yksittäisten aineiden preparatiiviseen (myös teolliseen) eristämiseen (esim. jalometallit), joka erottaa harvinaiset ja hivenaineet.

Kaasukemiaa käytetään kaasujen erottamiseen ja haitallisten aineiden epäpuhtauksien määrittämiseen ilmasta, vedestä, maaperästä ja teollisuustuotteista; pääasiallisen orgaanisen ja petrokemiallisen synteesin tuotteiden, pakokaasujen koostumuksen määrittäminen, lääkkeet, samoin kuin oikeuslääketieteessä jne. Laitteet ja menetelmät kaasuanalyysiin avaruusaluksia, Marsin ilmakehän analyysi, tunnistaminen eloperäinen aine kuun kivissä jne.

Kaasukemiaa käytetään myös yksittäisten yhdisteiden fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien määrittämiseen: adsorptio- ja liukenemislämpö, entalpia, entropia, tasapainovakiot ja kompleksin muodostuminen; kiintoaineille tällä menetelmällä voit mitata ominaispinta-alan, huokoisuuden ja katalyyttisen aktiivisuuden.

Nestemäistä klooria käytetään synteettisten polymeerien, lääkkeiden, pesuaineiden, proteiinien, hormonien ja muiden biologisesti tärkeiden yhdisteiden analysointiin, erottamiseen ja puhdistamiseen. Erittäin herkkien ilmaisimien käyttö mahdollistaa työskentelyn hyvin pienillä ainemäärillä (10-11-10-9 g), mikä on erittäin tärkeää biologista tutkimusta. Usein käytetty molekyyliseula X. ja X. affiniteetin mukaan; jälkimmäinen perustuu biologisten aineiden molekyylien kykyyn sitoutua selektiivisesti toisiinsa.

Ohutkerros- ja paperiklooria käytetään rasvojen, hiilihydraattien, proteiinien ja muiden luonnonaineiden ja epäorgaanisten yhdisteiden analysointiin.

Joissakin tapauksissa klooria käytetään aineiden tunnistamiseen yhdessä muiden fysikaalis-kemiallisten ja fyysisiä menetelmiä esimerkiksi massaspektrometrialla, IR-, UV-spektroskopialla jne. Kromatogrammien tulkitsemiseen ja koeolosuhteiden valitsemiseen käytetään tietokonetta.

Lit.: Zhukhovitsky A. A., Turkeltaub N. M., Gas chromatography, M., 1962; Kiselev A.V., Yashin Ya.I., Gas-adsorption chromatography, M., 1967; Sakodynsky K. I., Volkov S. A., Preparative gas chromatography, M., 1972; Golbert K.A., Vigdergauz M.S., Course of gas chromatography, M., 1974; Kromatografia paperilla, trans. Tšekin kielestä, M., 1962; Determan G., geelikromatografia, trans. saksasta, M., 1970; Morris C. J. O., Morris P., Erotusmenetelmät biokemiassa, L., 1964.

RFA

Aktivointianalyysi

Katso myös

Kirjallisuus

Wikimedia Foundation. 2010 .

Katso mitä "kvantitatiivinen analyysi" on muissa sanakirjoissa:

KVANTITATIIVINEN ANALYYSI, määrien tunnistaminen kemialliset aineet sisältyvät materiaaliin tai seokseen. Analyysissä käytetään kemiallisia menetelmiä, kuten neutralointia ja hapetusta, joiden aikana komponenttien pitoisuus määritetään ... ... Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

- (a. kvantitatiivinen analyysi; n. kvantitatiivinen analyysi; f. kvantitatiivinen analyysi; i. analisis cuantitativo) sisällön tai määrien määritys. elementtien, funktionaalisten ryhmien, yhdisteiden tai faasien suhteet analysoitavassa kohteessa. K.a.…… Geologinen tietosanakirja

Komponenttien sisällön tai kvantitatiivisten suhteiden määrittäminen analysoitavassa objektissa. Analyyttisen kemian osa. Tärkeä kvantitatiivisten analyysimenetelmien ominaisuus spesifisyyden ja havaitsemisrajan lisäksi (katso Kvalitatiivinen analyysi), ... ... Suuri tietosanakirja

kvantitatiivinen analyysi- - analyysi, jonka tarkoituksena on määrittää määrä otoksessa tiettyjä kemiallisia alkuaineita, atomiryhmiä tai rakenteita. Analyyttisen kemian sanakirja... Kemialliset termit

KVANTITATIIVINEN ANALYYSI- analyyttisen kemian osa, jonka tehtävänä on määrittää elementtien (ionien), radikaalien, funktionaalisten ryhmien, yhdisteiden tai faasien määrä (pitoisuus) analysoitavassa kohteessa. K. a. voit määrittää alkuaine- ja molekyylikoostumuksen ... ... Suuri ammattikorkeakoulun tietosanakirja

Kvantitatiivinen analyysi. Menetelmien luokittelu. gravimetrinen analyysi. Sedimenttien saostuneet ja gravimetriset muodot. Gravimetrisen analyysin laskelmat.

Kvantitatiivinen analyysi on suunniteltu määrittämään analysoidun näytteen komponenttien määrällinen koostumus. Sitä edeltää laadullinen analyysi, joka määrittää, mitä komponentteja (alkuaineita, ioneja, molekyylejä) on analysoitavassa näytteessä.

Kvantitatiivisia analyyseja on kolmenlaisia: täydellinen, osittainen, yleinen. Täydellisen kvantitatiivisen analyysin avulla saadaan selville kaikkien analysoidussa näytteessä olevien komponenttien täydellinen kvantitatiivinen koostumus. Esimerkiksi täydelliseen kvantitatiiviseen verikokeeseen on tarpeen määrittää 12 komponentin pitoisuus: natrium, kalium, kalsium, glukoosi, bilirubiini jne. Täydellinen analyysi vaatii paljon aikaa ja työtä.

Osittaista analyysiä suoritettaessa sisältö määritetään vain

komponenttitiedot. Yleinen analyysi määrittää kunkin alkuaineen pitoisuuden analysoitavassa näytteessä riippumatta niiden yhdisteiden koostumuksesta. Tällaista analyysiä kutsutaan yleensä elementaaliksi.

KVANTITATIIVISTEN ANALYYSIMENETELMIEN LUOKITUS

Kvantitatiivisen analyysin menetelmät voidaan jakaa kolmeen suureen ryhmään: kemialliset, fysikaaliset, fysikaalis-kemialliset.

Kemialliset menetelmät perustuu erityyppisten kvantitatiivisesti virtaavien kemiallisten reaktioiden käyttöön: vaihto-, saostus-, redox- ja kompleksinmuodostusreaktiot. Kemiallisiin menetelmiin kuuluvat gravimetriset ja titrimetriset (volumetriset) analyysimenetelmät.

gravimetrinen menetelmä Analyysi perustuu määritetyn komponentin massan mittaamiseen sen jälkeen, kun se on eristetty gravimetrisessa muodossa. Menetelmälle on ominaista korkea tarkkuus, mutta se on pitkä ja työläs. Farmaseuttisessa analyysissä sitä käytetään pääasiassa lääkkeiden kosteus- ja tuhkapitoisuuden määrittämiseen.

Titrimetrinen menetelmä analyysi perustuu tarkasti mitatun tilavuuden lisäämiseen tunnetun pitoisuuden omaavaa liuosta - titrausainetta - tarkasti mitattuun tilavuuteen analyytin liuosta. Titrausainetta ruiskutetaan, kunnes analyytti on reagoinut täysin sen kanssa. Tätä momenttia kutsutaan titrauksen loppupisteeksi ja se asetetaan erityisillä kemiallisilla indikaattoreilla tai instrumentaalisilla menetelmillä. Joukossa

Kvantitatiivisen analyysin kemialliset menetelmät - tämä on yleisin menetelmä.

Kemialliset analyysimenetelmät, vaikka ne ovatkin tällä hetkellä pääasiallisia kemian laboratorioissa, eivät monissa tapauksissa täytä kohonneita analyysivaatimuksia, kuten korkea herkkyys, nopeus, selektiivisyys, automaatio jne. Nämä puutteet eivät ole instrumentaaliset menetelmät analyysi, joka voidaan jakaa kolmeen osaan suuria ryhmiä: optinen, sähkökemiallinen, kromatografinen .

GAVIMETRINEN ANALYYSI

gravimetrinen menetelmä perustuu koostumukseltaan tunnetun aineen massan tarkkaan mittaukseen, joka on kemiallisesti liitetty määritettävään komponenttiin ja eristetään yhdisteenä tai yksinkertaisena aineena. Menetelmän klassinen nimi on painoanalyysi. Gravimetrinen analyysi perustuu aineen massan säilymislakiin kemiallisten muutosten aikana ja on tarkin kemiallisista analyysimenetelmistä: havaitsemisraja on 0,10 %; tarkkuus (suhteellinen menetelmävirhe) ±0,2 %.

Gravimetrisessa analyysissä käytetään saostus-, tislaus- (suora ja epäsuora), eristys-, termogravimetria- ja sähkögravimetriamenetelmiä.

AT saostusmenetelmä määritetty komponentti tulee kemialliseen reaktioon reagenssin kanssa muodostaen huonosti liukenevan yhdisteen. Sarjan analyyttisten operaatioiden (kaavio 1.1) jälkeen punnitaan tunnetun koostumuksen omaava kiinteä sakka ja suoritetaan tarvittavat laskelmat.

Analyyttisten operaatioiden järjestys gravimetrisessa saostusmenetelmässä

1Analyytin punnitun osan laskeminen ja sen punnitus

2 Näytteen liukeneminen

3 Laskeutumisolosuhteet

4 Sade (talletetun lomakkeen saaminen)

5 Sakan erottaminen suodattamalla

6 Sakan pesu

7 Gravimetrisen muodon saaminen (kuivaus, kalsinointi vakiopainoon)

8 Gravimetrisen muodon punnitseminen

9 Analyysitulosten laskeminen

Kuoritusmenetelmät voi olla suoria tai epäsuoria. Menetelmässä suora tislaus määritettävä komponentti eristetään näytteestä kaasumaisen tuotteen muodossa, otetaan talteen ja sen jälkeen määritetään sen massa. Menetelmissä epäsuora tislaus kaasumaisen tuotteen massa määritetään analysoitavan komponentin massojen eron perusteella ennen lämpökäsittelyä ja sen jälkeen. Farmaseuttisen analyysin käytännössä tätä menetelmää käytetään laajalti lääkkeiden, kasvimateriaalien kosteuspitoisuuden määrittämisessä. Joillekin lääkkeille massahäviön ∆m määrittäminen kuivattaessa (kuivauslämpötila t sushia ) on yksi pakollisista farmakopean testeistä, esimerkiksi: analgin - t sushia = 100...105˚С, Δm< 5,5 %; пиридоксина гидрохлорид (витамин В6) - t sushia = 100...105 ˚s, Δm< 0,5 %; парацетамол - t kuiva = 100...105 ˚, Δ m< 0,5 % и т. п.

AT termogravimetrinen analyysi ne kiinnittävät aineen massan muutoksen kuumentamisen aikana, mikä mahdollistaa tapahtuvien muunnosten arvioinnin ja tuloksena olevien välituotteiden koostumuksen selvittämisen. Termogravimetrinen analyysi suoritetaan derivatografi-instrumenteilla. Kokeen aikana analysoitavan näytteen massan muutos (ordinaattinen akseli) ajasta tai lämpötilasta riippuen (abskissa-akseli) kiinnitetään ja esitetään termogravimetrisen käyrän - termoravigrammin muodossa. Termogravimetriaa käytetään laajalti aineen koostumuksen muutosten tutkimiseen ja sedimenttien kuivaus- tai kalsinointiolosuhteiden valintaan.

Sähköravimetrinen analyysi perustuu metallien elektrolyyttiseen erotukseen ja punnitsemalla saadun sakan elektrodille. Metallien elektrolyyttisen erotuksen pääasiallinen fyysinen ehto on tietty jännite, jolla jotkut metallit kerrostuvat, mutta muita metalleja ei erotu.

Analyyttisessä käytännössä eniten laaja sovellus löytää painovoiman

metrinen saostusmenetelmä, jota käsitellään tarkemmin.

SEDIMENTIN MUODOSTUSMEKANISMI JA SEDIMENTIN OLOSUHTEET

Sakka muodostuu, kun sen koostumuksen muodostavien ionien pitoisuuksien tulo ylittää liukoisuustuotteen arvon JNE (KA)niukkaliukoinen elektrolyytti:

K + + Aˉ ↔ KA; [K + ] [Аˉ] > PR (KA),

eli kun tapahtuu liuoksen paikallinen (suhteellinen) ylikyllästyminen, joka lasketaan kaavalla:

(Q - S) /S,

missä Q on liuenneen aineen pitoisuus milloin tahansa, mol/cm 3 ; S - aineen liukoisuus tasapainohetkellä, mol/cm 3 Tässä paikassa tulevan kiteen alkio ilmestyy (ydinmuodostusprosessi). Tämä vaatii tietty aika kutsutaan induktiojaksoksi. Kun saostusainetta lisätään edelleen, kiteiden kasvuprosessista tulee todennäköisempi kuin kiteytyskeskusten muodostumisesta, jotka yhdistyvät suuremmiksi aggregaatteiksi, jotka koostuvat kymmenistä ja sadoista molekyyleistä (aggregaatioprosessi). Tässä tapauksessa hiukkaskoko kasvaa ja suuremmat aggregaatit saostuvat painovoiman vaikutuksesta. Tässä vaiheessa yksittäiset hiukkaset dipoleina orientoituvat toistensa suhteen siten, että niiden vastakkaisesti varautuneet sivut lähestyvät toisiaan (orientaatioprosessi). Jos orientaationopeus on suurempi kuin aggregaationopeus, muodostuu säännöllinen kidehila, jos päinvastoin, amorfinen sakka saostuu. Mitä pienempi aineen liukoisuus on, sitä nopeammin sakka muodostuu ja sitä pienemmät kiteet ovat. Samat heikosti liukenevat aineet voidaan eristää sekä kiteisessä että amorfisessa tilassa, jonka määräävät saostumisolosuhteet.

Liuoksen suhteellisen ylikylläisyyden käsitteen perusteella seuraa, että mitä pienempi sakan S liukoisuus ja mitä korkeampi reaktanttien Q pitoisuus, sitä enemmän muodostuu ytimiä ja sitä suurempi on aggregaationopeus. Ja päinvastoin: mitä pienempi ero (Q - S), eli mitä korkeampi sakan liukoisuus ja mitä pienempi saostetun aineen pitoisuus, sitä suurempi on orientaationopeus. Siksi suurten, helposti suodatettavien ja pestävissä olevien kiteiden saamiseksi on tarpeen suorittaa saostus laimeista liuoksista lisäämällä hitaasti saostusainetta ja kuumentamalla (taulukko 1.1).

Olosuhteet kiteisten ja amorfisten sakan laskeutumiseen

Vaikuttava tekijä	Sedimentin luonne
Vaikuttava tekijä	kristalli	amorfinen
Aineen ja saostusaineen liuosten pitoisuus	Saostusaineen laimea liuos lisätään testiaineen laimeaan liuokseen.	Konsentroitu saostusaineen liuos lisätään testiaineen väkevään liuokseen.
Selvityskurssi	Saostusaineliuos lisätään tipoittain	Saostusaineliuos lisätään nopeasti
Lämpötila	Saostus suoritetaan kuumista liuoksista (70 - 80 °C) kuumalla saostusaineen liuoksella	Saostus suoritetaan kuumista liuoksista (70 - 80˚С)
Sekoitus	Saostus suoritetaan jatkuvasti sekoittaen
Vieraiden aineiden läsnäolo	Lisätään liuotusaineita (yleensä vahvoja happoja)	Lisää koagulanttielektrolyyttejä
Asettumisaika	Kestää pitkään emäliuoksessa olevaa sedimenttiä "kypsymistä" ("ikääntymistä") varten	Suodatetaan välittömästi saostumisen jälkeen

Taulukko 1.1

Kiteisten sakkojen puhtaus. Kiteisen sakan ominaispinta-ala (sakan pinta-ala massayksikköä kohti, cm 2 /d) on yleensä pieni, joten adsorptiosta johtuva kerisaostuminen on mitätöntä. Kuitenkin muun tyyppinen yhteissijoittaminen, joka liittyy kontaminaatioon kiteen sisällä, voi johtaa virheisiin.

Kiteisissä sedimenteissä on kahdenlaista yhteissaostumista:

1) sisällyttäminen - yksittäisten ionien tai molekyylien muodossa olevat epäpuhtaudet ovat jakautuneet tasaisesti koko kiteen;

2) okkluusio - kidehilan epätäydellisyydestä johtuen useiden ionien tai epäpuhtausmolekyylien epätasainen jakautuminen kiteeseen.

Tehokas tapa vähentää tukkeutumista on sedimentin "vanheneminen" ("kypsyminen"), jonka aikana tapahtuu spontaania suurempien kiteiden kasvua pienten hiukkasten liukenemisen vuoksi, sedimentin kiderakenne paranee, sen ominaispinta pienenee. , jonka seurauksena aiemmin imeytyneiden hiukkasten epäpuhtaudet desorboituvat ja siirtyvät liuokseen. Sakan "kypsymisaikaa" voidaan lyhentää kuumentamalla liuosta sakan kanssa.

Amorfisten saostumien puhtaus vähenee merkittävästi adsorptioprosessin seurauksena, koska amorfinen sakka koostuu epäjärjestyneen rakenteen omaavista hiukkasista, jotka muodostavat irtonaisen huokoisen massan, jolla on suuri pinta. Suurin osa tehokas tapa väheneminen adsorptioprosessin seurauksena on saostuminen. Tässä tapauksessa suodatinkakku liukenee ja saostuu uudelleen. Uudelleensaostuminen pidentää merkittävästi analyysiä, mutta se on väistämätön hydratoidulle raudalle ( III ) ja alumiinioksidit, sinkki- ja mangaanihydroksidit jne. Amorfisen sakan käänteinen koagulaatioprosessi on sen peptisaatio– ilmiö, jossa koaguloitunut kolloidi palaa alkuperäiseen dispergoituneeseen tilaan. Peptisaatiota havaitaan usein, kun amorfiset sakat pestään tislatulla vedellä. Tämä virhe poistetaan valitsemalla oikea pesuneste amorfiselle sakalle.

SEDIMENTETTISET JA GAVIMETRISET MUODOT.

VAATIMUKSET HEILLE.

Gravimetrisessa sedimentaatiomenetelmässä on käsitteitä saostumisesta

ja aineen gravimetriset muodot. piiritetty muoto on yhdiste, jonka muodossa määritettävä komponentti saostuu liuoksesta. Gravimetrinen (paino) muoto nimeä punnittava yhdiste. Muuten se voidaan määritellä saostuneeksi muodoksi sakan asianmukaisen analyyttisen käsittelyn jälkeen. Esitetään ionien gravimetrisen määrityksen kaaviot SO 4 2-, Fe3+, Mg2+

S0 4 2 - + Ba 2+ ↔ BaS0 4 ↓ → BaS0 4 ↓

havaittava saostusaine saostettu gravimetrinen

ionimuodossa

Fe3+ + 3OH‾ ↔ Fe(OH) 3 ↓ → Fe 2 O 3 ↓

havaittava saostusaine saostettu gravimetrinen

ionimuodossa

Mg 2+ + HPO 4 2 - + NH 4 ∙ H 2 O ↔ Mg NH 4 P0 4 ↓ + H 2 O → Mg 2 P 2 O 7 määritetty. saostusaine saostunut muoto gravimetrinen lomake

Annetuista esimerkeistä voidaan nähdä, että gravimetrinen muoto ei aina ole sama kuin aineen saostunut muoto. Myös vaatimukset niille ovat erilaisia.

piiritetty muoto täytyy olla:

· tarpeeksi niukkaliukoinen tarjotakseen lähes täydellisen

Analyytin eristäminen liuoksesta. Sateen sattuessa

Binaariset elektrolyytit ( AgCl; BaSO 4; SaS 2 O 4 jne.) saavutetaan

Käytännössä täydellinen saostuminen, koska näiden liukoisuustuote

Sademäärä alle 10 - 8 ;

· tuloksena olevan sakan tulee olla puhdasta ja helposti suodatettavissa olevaa (mikä määrittää kiteisten saostumien edut);

· saostuneen muodon tulisi helposti muuttua gravimetriseksi muotoksi.

Saostuneen muodon suodattamisen ja pesun jälkeen sitä kuivataan tai kalsinoidaan, kunnes sakan massa muuttuu vakioksi, mikä vahvistaa saostuneen muodon muuttumisen täydelliseksi gravimetriseksi ja osoittaa haihtuvien epäpuhtauksien poistamisen täydellisyyden. Saostumat, jotka on saatu saostamalla määritetty komponentti orgaanisella reagenssilla (diasetyylidioksiimi, 8-hydroksikinoliini, a-nitroso-p-naftoli jne.), kuivataan tavallisesti. Epäorgaanisten yhdisteiden saostumat yleensä kalsinoidaan

Tärkeimmät vaatimukset gravimetriselle muodolle ovat:

· sen koostumuksen tarkka vastaavuus tietyn kemiallisen kaavan kanssa;

· kemiallinen stabiilisuus melko laajalla lämpötila-alueella, hygroskooppisuuden puute;

· mahdollisimman korkea molekyylipaino pienintä sisältöä

Siinä määrätty komponentti vähentää virheiden vaikutusta

Kun painotetaan analyysitulosta.

TULOSTEN LASKEMINEN

GRAVIMETRISESSÄ ANALYYSIMENETELMÄSSÄ

Gravimetrinen analyysi sisältää kaksi kokeellista mittausta: näytteen massan määrityksenm nanalyytin ja tästä näytteestä saadun koostumuksen tunnetun tuotteen massasta eli gravimetrisen muodon massastam gr.fanalyytti.

Näiden tietojen perusteella on helppo laskea massaprosentti w, % näytteen määritetystä komponentista:

w, % = m gr.ph ∙ F ∙ 100 / m n ,

missä F- gravimetrinen tekijä (muunnostekijä, analyyttinen tekijä) lasketaan analyytin molekyylipainon suhteeksi gravimetrisen muodon molekyylipainoon stökiömetriset kertoimet huomioon ottaen.

Suurella tarkkuudella laskettujen gravimetristen tekijöiden arvo on annettu viitekirjallisuudessa.

Esimerkki 1. Kuinka monta grammaa Fe 2 O 3:a voidaan saada 1,63 g:sta Fe 3 O 4:a? Laske gravimetrinen kerroin.

Päätös.Se on myönnettävä Fe3O4 määrällisesti mitattuna Fe2O3 ja tätä varten on tarpeeksi happea:

2 Fe 3 O 4 + [O] ↔ 3 Fe 2 O 3

Jokaisesta Fe304-moolista saadaan 3/2 moolia Fe203:a. Siten Fe 2 O 3 -moolien lukumäärä on 3/2 kertaa suurempi kuin Fe 3 O 4 -moolien lukumäärä, eli:

nM (Fe203) = 3/2 nM (Fe304);

m (Fe 2 O 3) / M (Fe 2 O 3) \u003d 3/2 m (Fe 3 O 4) / M (Fe 3 O 4)

missä n - määritetyn komponentin moolimäärä, josta yksi mooli gravimetristä muotoa saadaan; m - aineen massa, g; M- aineen moolimassa, g/mol.

Kaavasta m (Fe 2 O 3) \u003d 3/2 (m (Fe 3 O 4) ∙ M (Fe 2 O 3)) / M (Fe 3 O 4)

saamme

m (Fe 2 O 3) \u003d m (Fe 3 O 4) ∙ 3 M (Fe 2 O 3) / 2 M (Fe 3 O 4)

ja korvaa siihen numeroarvot:

m (Fe 2O 3) = 1,63 ∙ (3 ∙ 159,7) / (2 ∙ 231,5) \u003d 1,687 ≈ 1,69 g.

Gravimetrinen tekijä F vastaa:

F = 3M (Fe 2 O 3) / 2 M (Fe 3 O 4) \u003d 1,035.

Siksi yleisessä tapauksessa gravimetrinen tekijä määritetään kaavalla:

F = (a ∙ M oletus sisään-in) / ( b ∙ M gr.f),

missä a ja bovat pieniä kokonaislukuja, joilla molekyylipainot on kerrottava niin, että osoittajassa ja nimittäjässä olevien moolien lukumäärä on kemiallisesti ekvivalentti.

Näitä laskelmia ei kuitenkaan voida soveltaa kaikissa tapauksissa. Fe 2 (SO 4) 3:n raudan epäsuorassa määrityksessä, joka koostuu BaSO 4:n saostamisesta ja punnitsemisesta (gravimetrinen muoto), analyyttistä tekijää laskettaessa kaavan osoittajassa ja nimittäjässä ei ole yhteistä elementtiä. Tässä tarvitaan toinen tapa ilmaista näiden määrien välinen kemiallinen vastaavuus:

2 M(Fe 3+ ) ≡≡ 1 M(Fe2(SO4)3) ≡≡ 3 M(SO 42-) ≡≡ 3 M(BaSO 4).

Raudan massaprosentin gravimetrinen kerroin ilmaistaan seuraavasti:

F = 2M (Fe3+) / 3M (BaSO 4).

Esimerkki 2. Lääkkeen Na3PO4 (m n = 0,7030 g) liuos saostettiin MgNH 4PO 4*6H 2O:n muodossa. Suodatuksen ja pesun jälkeen sakka kalsinoitiin 1000 ˚C:ssa. Syntyneen sakan Mg 2 P 2 O 7 massa oli 0,4320 g. Laske näytteen fosforin massaprosentti

Päätös.

m gr.f (Mg 2P 2O 7) = 0,4320 g;

F = 2M (P) / M (Mg 2P 2O 7) = 0,2782; m n \u003d 0,7030 g;

W , % = m gr.f ∙ F ∙ 100 / m n

paino, % (P) = 0,4320 ∙ 0,2782 ∙ 100 / 0,7030 = 17,10 %.

Esimerkki 3. Kalsinoitaessa kontaminoitunutta natriumoksalaattivalmistetta m n \u003d 1,3906 g, saatiin jäännös, jonka massa oli m gr.f \u003d 1,1436 g. Määritä näytteen puhtausaste. t

Na 2 C 2 O 4 → Na 2 CO 3 + CO

Päätös. On oletettava, että ero alkuperäisen ja lopullisen massan välillä vastaa hiilioksidin hävikkiä kalsinoinnin aikana. Analyysi perustuu tämän suuren mittaukseen:

n (CO) \u003d n (Na 2 C 2 O 4),

siten,

w,% (Na 2C 2O 4) \u003d (m n - m gr.f) ∙ F ∙ 100 / m n;

F = M (Na 2C 2O 4) / M (CO) = 4,784;

paino, % (Na 2 C 2 O 4) \u003d (1,3906 - 1,1436) ∙ 4,784 ∙ 100 / 1,3906 \u003d 84,97 %.

PAINON VALINTA GAVIMETRIASSA

Kuten tiedetään, analyysin tarkkuus riippuu sekä näytteen painosta että siitä saadun gravimetrisen muodon painosta. Jos näyte on otettu suurella tarkkuudella ja siitä saatu gravimetrinen muoto on pieni suurella virheellä mitattu arvo, niin koko analyysi suoritetaan gravimetrisen muodon punnituksessa tehdyllä virheellä. Siksi sellainen näyte tulee ottaa niin, että sitä punnittaessa ja siitä saatua gravimetristä muotoa punnittaessa virhe ei ylitä ± 0,2 %. Tätä varten on tarpeen määrittää pienin massa, joka voidaan vielä punnita ± 0,2 %:n tarkkuudella analyyttisellä vaa'alla, jonka absoluuttinen punnitusvirhe on ± 0,0001 g, ja pienin virhe ottaen huomioon mahdollinen leviäminen ( ±), tässä tapauksessa on 2 ∙ (±0,000 1) = ±0,0002 g.

100 g - ± 0,2 g

x - ± 0,0002 g

x = 0,1 g

Siksi tällainen vähimmäismassamminon 0,1 g. Jos arvo on alle 0,1 g, virhe ylittää 0,2 %. Laskettaessa näytteen massaa gravimetrisessä analyysissä komponentin gravimetrisen muodon massa rinnastetaan aineen vähimmäismassaan:

m gr.f \u003d m min, m n \u003d m min ∙ F ∙ 100 / w, %.

Jos ilmoitetun kaavan mukaan lasketun näytteen massan arvo osoittautuu alle 0,1 g:ksi, näyte tulee nostaa 0,1 g:aan ja kiteisen 0,1 g:sta 0,5 g:aan.

Saostusaineen määrän laskeminen suoritetaan ottaen huomioon määritetyn komponentin mahdollinen pitoisuus analysoitavassa näytteessä. Kohtalainen ylimäärä saostusainetta käytetään saattamaan loppuun sakan erottamisen. Jos saostusaine on haihtuvaa (esimerkiksi suolahappoliuos), otetaan kaksin- tai kolminkertainen ylimäärä, joka sitten poistetaan kuumentamalla sakkaa. Jos saostusaine on haihtumaton (bariumkloridin, ammoniumoksalaatin, hopeanitraatin jne. liuokset), puolitoistakertainen ylimäärä riittää.

ANALYYTTISET ASKAAT. NIIDEN KÄSITTELYN SÄÄNNÖT

Analyyttinen tasapaino - se on tarkkaa fyysinen laite, jonka käyttö on sallittua noudattamalla tarkasti sääntöjä, jotka varmistavat punnituksen tarvittavan toistettavuuden ja tarkkuuden.

Analyyttisten vaakojen käsittelysäännöt sisältää seuraavat perusvaatimukset:

1. Vaaka on asetettava jäykkään alustalle,

suojaamalla niitä erilaisilta iskuilta ja erityisesti varustetussa huoneessa - painohuone.

2. Teräviä lämpötilanvaihteluita, suoraa auringonvaloa sekä altistumista kemikaalien analyyttisille tasoille ei voida hyväksyä.

3. Analyysivaa'an suurin sallittu kuormitus saa olla enintään 200 g.

4. Kun punnitaan esineitä analyyttisellä vaa'alla, on välttämätöntä, että niissä on punnitushuoneen lämpötila.

5. Punnitettava aine asetetaan vasempaan vaaka-astiaan erityiseen astiaan (pullopullot, upokkaat, kellolasi). Analyyttisen painon painot asetetaan oikeanpuoleiselle vaaka-astialle.

6. Punnitut tavarat ja painot tuodaan vaa'an sivuovien (verhojen) kautta. Punnitus suoritetaan vain vaakojen ovien ollessa kiinni.

7. Analyyttisen painon painot otetaan vain erityisesti suunnitelluilla pinseteillä. Kaikki painonmuutokseen liittyvät toiminnot suoritetaan vaa'an täydessä häkissä.

8. Tarkista vaa'an nollapiste ennen jokaista punnitusta ja sen jälkeen.

9. Aseta painot ja punnittavat esineet kattiloiden keskelle, jotta ne eivät kallistu.

10. Punnitustulosten kirjaaminen tapahtuu analyysipainon tyhjien pesien ja tynnyrien tietojen mukaan gramman kymmenesosilla ja sadasosilla. Kolmas ja neljäs desimaali poistetaan valonäytöstä.

11. Punnituksen päätyttyä varmista, että vaaka on häkissä, täysin tyhjä ja kotelon ovet ovat tiiviisti kiinni.

12. Punnitusvirheen vähentämiseksi on tarpeen käyttää tiukasti määriteltyihin analyysivaaoihin tarkoitettua analyysipainoa.

On huomattava, että vaikka kaikkia yllä olevia sääntöjä noudatetaan

Punnitusvirheitä saattaa esiintyä riippuen monia syitä:

· aiheutuu tasapainopalkin epätasapainosta;

· painon muutoksista punnitusprosessin aikana;

· punnittaessa ilmassa, ei tyhjiössä;

· johtuu niiden nimellispainojen (painojen) välisestä erosta

massa.

GRAVIMETRISEN ANALYYSIMENETELMÄN SOVELTAMINEN

Epäorgaanisten saostusaineiden käyttö mahdollistaa analyyttien joko suolojen tai oksidien saamisen gravimetrisessa muodossa. Epäorgaaniset reagenssit eivät eroa spesifisyydestään, mutta analyysissä yleisimmin käytetyt ovat: NH40H(Fe203, Sn02); H2S(C u S, ZnS tai ZnS04, As2S3 tai As2S5, Bi2S3); (NH4)2S(HgS); NH4H2PO4(Mg2P207, A13PO4, Mn2P207); H2SO4(PbS04, BaS04, SrS04); H2C2O4(CaO); NS l(AgCl, Hg2Cl2, Na NaCl:na butanolista); AgNO 3(AgCl, AgBr, Agl); BaCl2(BaSO 4) jne.

Joskus gravimetriset määritelmät perustuvat määritetyn komponentin palauttamiseen elementiksi, joka toimii gravimetrisena muotona.

Epäorgaanisten aineiden gravimetriseen määritykseen on ehdotettu useita orgaanisia reagensseja, joilla on yleensä suurempi selektiivisyys. Tunnetaan kaksi orgaanisten reagenssien luokkaa. Ensin mainitut muodostavat niukkaliukoisia kompleksisia (koordinaatio)yhdisteitä ja sisältävät vähintään kaksi funktionaalista ryhmää, joissa on pari jakamattomia elektroneja. Niitä kutsutaan myös kelatointiaineiksi, esimerkiksi 8-hydroksikinoliini saostaa yli kaksikymmentä kationia:

vai niin

Metallioksikinolaattien liukoisuus vaihtelee suuresti riippuen kationin luonteesta ja väliaineen pH-arvosta.

Vuonna 1885 ehdotettiin l-nitroso-2-naftolia - yhtä ensimmäisistä selektiivisistä orgaanisista reagensseista, jota käytetään laajalti koboltin määrittämiseen nikkelin läsnä ollessa, sekä vismutin (3), kromin ( III), elohopea (II), tina (IV) jne.:

Diasetyylidioksiimi (dimetyyliglyoksiimi) on erittäin selektiivinen ja sitä käytetään laajalti alhaisten nikkelipitoisuuksien gravimetriseen määritykseen:

CH 3 - C - C - CH 3

│ │

OH-NN-OH

GRAVIMETRIAN VIRHEET

Gravimetrinen analyysimenetelmä antaa oikeimman tuloksen, ja sitä käytetään kestyksestä ja työlästä huolimatta hyvin usein varmistusmenetelmänä välimiesten analyyseissä. Gravimetrian systemaattiset metodologiset virheet voidaan ottaa huomioon ja vähentää vastaavia operaatioita suoritettaessa ( -välilehti. 1.2).

Gravimetrian metodologiset virheet

Gravimetrinen toiminta	Absoluuttinen virhe
Gravimetrinen toiminta	positiivinen (paisutettu tulos)	negatiivinen (alhainen tulos)
Suodattimen valinta: a) saostusaineen luonne b) saostusaineen määrä	Haihtumaton, epäspesifinen saostusaine Pieni ylimäärä saostusainetta, vieraiden ionien yhteissaostumista	Saostuneen muodon korkea liukoisuus, kolloidien muodostuminen Suodattimen puute. Liian suuri saostusaineen ylimäärä, sakan lisääntynyt liukoisuus kompleksin muodostumisen tai suolavaikutuksen seurauksena
sademäärä	Vieraiden ionien yhteissaostuminen	Riittämätön kypsymisaika (kiteinen saostus). Kolloidinen muodostuminen (amorfiset sakat)
Suodatus		Väärä suodattimen valinta - sedimenttihiukkaset kulkevat suodattimen läpi
Pesu	Pesu haihtumattomalla pesunesteellä	Liiallinen pesuneste: amorfisen sakan peptisaatio; kiteisen sakan hydrolyysi. Liukoisuudesta johtuvat häviöt
Gravimetrisen muodon saaminen	Syttymislämpötila: eri koostumuksen omaavan yhdisteen saaminen, hygroskooppisuus, CO 2:n imeytyminen ilmasta	Orgaanisten sedimenttien kuivauslämpötilan ylittäminen. Kalsinointilämpötilan ylittäminen (erilaisen kemiallisen koostumuksen omaavan yhdisteen saaminen)

Taulukko 1.2

Menetelmän oikeellisuus selittyy pienellä systemaattisella mittausvirheellä, joka liittyy punnituksen tarkkuuteen analyyttisellä vaa'alla:

S x / x = √(S a / a ) 2 + 1/n (S m / m ) 2 ,

missä S a– analyyttisten vaakojen punnitustarkkuus (0,0002 g ADV-200-vaakojen osalta; 0,00005 g puolimikrovaakojen jne.); a– punnittu osa analysoidusta aineesta, g; t - gravimetrisen muodon paino, g; P - kalsinointien tai kuivausten lukumäärä vakiomassan saamiseksi.

Annettujen tietojen analysointi osoittaa, että virheen tyyppi on mahdollista tunnistaa määritysmenetelmää harkiten, saostuman muodostumismekanismin, käytettyjen ja analyysin aikana saatujen aineiden ominaisuudet huomioon ottaen.

Tällä hetkellä gravimetristen analyysimenetelmien merkitys on jonkin verran vähentynyt, mutta ei pidä unohtaa, että gravimetrinen analyysi on etunsa ja haitansa ansiosta optimaalinen ratkaisuun. suuri numero analyyttiset tehtävät.

Kvantitatiivisen analyysin menetelmät. Kvantitatiivinen analyysi on suunniteltu määrittämään analyytin kvantitatiivinen koostumus. Kvantitatiiviseen analyysiin on olemassa kemiallisia, fysikaalisia ja fysikaalis-kemiallisia menetelmiä. Kaiken kvantitatiivisen tutkimuksen perusta on mittaus. Kvantitatiivisen analyysin kemialliset menetelmät perustuvat massan ja tilavuuden mittaamiseen. Kvantitatiivinen tutkimus antoi tutkijoille mahdollisuuden vahvistaa sellaisia kemian peruslakeja, kuten aineen massan säilymislaki, koostumuksen pysyvyyslaki, ekvivalenttien laki ja muut kemian tieteen perustana olevat lait. Kvantitatiivisen analyysin periaatteet ovat tuotantoprosessien kemiallis-analyyttisen ohjauksen perusta eri toimialoilla teollisuuden ja muodostavat ns. tekninen analyysi. Kvantitatiivisessa kemiallisessa analyysissä on kaksi päämenetelmää: paino- tai gravimetrinen ja volumetrinen tai titrimetrinen.

Painoanalyysi on kvantitatiivisen analyysin menetelmä, jossa vain massa mitataan tarkasti. Volumetrinen analyysi - perustuu aineiden massan ja liuoksen tilavuuden tarkkaan mittaukseen tunnetun pitoisuuden omaavasta reagenssista, joka reagoi tietyn määrän analyytiä. erikoislaatuinen count-analyysi on kaasujen ja kaasuseosten analysointia, ns. kaasuanalyysi, joka suoritetaan myös mittaamalla analysoitavan seoksen tai kaasun tilavuus tai massa. Saman aineen määritys voidaan suorittaa paino- tai tilavuusanalyysimenetelmillä. Määritysmenetelmää valitessaan analyytikon tulee ottaa huomioon tuloksen vaadittu tarkkuus, reaktion herkkyys ja analyysin nopeus sekä massamääritelmiä- käytettyjen reagenssien saatavuus ja hinta. Tässä yhteydessä erotetaan lukuanalyysin makro-, mikro-, puolimikro-, ultramikro-menetelmiä, joiden avulla voidaan analysoida analyytin minimimääriä. Tällä hetkellä yksinkertaiset kemialliset menetelmät korvataan yhä enemmän fysikaalisilla ja fysikaalis-kemiallisilla menetelmillä, jotka vaativat kalliita instrumentteja ja laitteita.

Optiset, sähkökemialliset, kromatografiset, erilaiset spektri- ja fotometriset tutkimukset (infrapuna, atomiadsorptio, liekki jne.), potentiometria, polarografia, massaspektrometria, NMR-tutkimukset. Toisaalta nämä menetelmät nopeuttavat tulosten saamista, lisäävät niiden tarkkuutta ja mittausten herkkyyttä: havaitsemisraja (1-10 -9 μg) ja rajapitoisuus (jopa 10 -15 g / ml), selektiivisyys (on mahdollista määrittää seoksen aineosat erottamatta niitä ja valitsematta), niiden tietokoneisointi ja automatisointimahdollisuus. Mutta toisaalta, he ovat yhä enemmän siirtymässä pois kemiasta, vähentäen analyytikoiden tietämystä kemiallisista analyysimenetelmistä, mikä johti kemian opetuksen heikkenemiseen kouluissa, hyvien kemian opettajien puutteeseen koulujen kemian laboratorioilla ja koululaisten kemian tietämyksen väheneminen.

Haittoja ovat suhteellisen suuri virhe määrityksessä (5 - 20 %, kun taas kemiallinen analyysi antaa virheen yleensä 0,1 - 0,5 %), laitteiston monimutkaisuus ja korkea hinta. Kvantitatiivisen analyysin reaktioiden vaatimukset. Reaktioiden tulee edetä nopeasti, loppuun asti, mikäli mahdollista - huoneenlämmössä. Reaktioon joutuvien alkuaineiden tulee reagoida tiukasti määritellyissä kvantitatiivisissa suhteissa (stoikiometrisesti) ja ilman sivuprosesseja. Epäpuhtaudet eivät saa häiritä kvantitatiivista analyysiä. Virheet, virheet mittauksissa ja laskelmissa eivät ole poissuljettuja mittausten aikana. Virheiden eliminoimiseksi minimoidaan ne, mittaus suoritetaan toistoina (rinnakkaismääritykset), vähintään 2, ja tulosten metrologinen arviointi (eli analyysitulosten oikeellisuus ja toistettavuus).

Analyysimenetelmien tärkeimmät ominaisuudet ovat niiden herkkyys ja tarkkuus. Analyysimenetelmän herkkyys on pienin aineen määrä, joka voidaan luotettavasti määrittää tällä menetelmällä. Analyysin tarkkuus on suhteellinen määritysvirhe, joka on aineen löydetyn (x 1) ja todellisen (x) pitoisuuden eron suhde aineen todelliseen pitoisuuteen ja saadaan kaavalla:

Suh. osh = (x 1 -x) / x, prosentteina ilmaistuna, kerrotaan 100. Todelliseksi pitoisuudeksi otetaan näytteen analyysissä 5-7 määritelmässä löydetty aineen aritmeettinen keskiarvo.

Menetelmän herkkyys, mol/l tarkkuus, %

Titrimetrinen 10 -4 0.2

Gravimetrinen 10 -5 0,05

Paino (gravimetrinen) analyysi on kvantitatiivisen analyysin menetelmä, jossa määrällinen koostumus analyytin määrä määritetään massamittausten perusteella punnitsemalla tarkasti koostumukseltaan tunnetun stabiilin lopullisen aineen massa, joksi tämä analyytti muuttuu kokonaan. Esimerkiksi rikkihapon gravimetrinen määritys vesiliuoksessa suoritetaan käyttämällä bariumsuolan vesiliuosta: ВаС1 2 + Н 2 SO 4 > ВаSO 4 v +2 HCl. Saostus suoritetaan olosuhteissa, joissa lähes koko sulfaatti-ioni siirtyy saostumaan BaSO 4 suurimmalla täydellisyydellä - kvantitatiivisesti minimaalisilla häviöillä, mikä johtuu bariumsulfaatin merkityksettömästä, mutta silti olemassa olevasta liukoisuudesta. Seuraavaksi sakka erotetaan liuoksesta, pestään liukoisten epäpuhtauksien poistamiseksi, kuivataan, kalsinoidaan sorboituneiden haihtuvien epäpuhtauksien poistamiseksi ja punnitaan analyyttisellä vaa'alla puhtaan vedettömän bariumsulfaatin muodossa. Ja laske sitten rikkihapon massa. Gravimetristen analyysimenetelmien luokittelu. Saostus-, tislaus-, eristys-, termogravimetriset menetelmät (termogravimetria).

Saostusmenetelmät - määritettävä komponentti sidotaan kvantitatiivisesti kemialliseksi yhdisteeksi, jonka muodossa se voidaan eristää ja punnita. Tämän yhdisteen koostumus on määriteltävä tarkasti; olla tarkka kemiallinen kaava, eikä se saa sisältää vieraita epäpuhtauksia. Yhdistettä, jonka muodossa määritettävä komponentti punnitaan, kutsutaan painomuodoksi xH 2 O, jota seuraa sen erottaminen ja kalsinointi Fe 2 O 3 -oksidiksi (painomuoto). Tislausmenetelmät. Määritettävä komponentti eristetään analysoidusta näytteestä kaasumaisena aineena ja mitataan joko tislatun aineen massa (suora menetelmä) tai jäännöksen massa (epäsuora menetelmä).

Suoraa menetelmää käytetään laajalti analyyttien vesipitoisuuden määrittämiseen tislaamalla se punnitusta näytteestä ja kondensoimalla se ja mittaamalla sitten kondensoituneen veden tilavuus astiassa. Tiheyden mukaan lasketaan uudelleen veden tilavuus massaa kohden ja näytteen ja veden massat huomioiden lasketaan analysoitavan näytteen vesipitoisuus. Epäsuoraa tislausmenetelmää käytetään laajalti sisällön määrittämiseen haihtuvia aineita(mukaan lukien heikosti sidottu vesi) muuttamalla näytteen massa ennen kuivausta ja sen jälkeen vakiopainoon termostaatissa (uunissa) vakiolämpötilassa. Tällaisten testien suorittamisen olosuhteet (lämpötila, kuivumisaika) määräytyvät näytteen luonteen mukaan, ja ne mainitaan erityisesti menetelmäkäsikirjoissa.

Eristysmenetelmät perustuvat analyytin eristämiseen liuoksesta elektrolyysillä yhdellä elektrodista (sähköravimetrinen menetelmä). Sitten elektrodi vapautuneen aineen kanssa pestään, kuivataan ja punnitaan. Lisäämällä elektrodin massaa aineella saadaan selville elektrodille vapautuvan aineen massa (kultaa ja kupariseoksia siirretään liuokseen).

Termogravimetrisiin menetelmiin ei liity testiaineen erottamista, vaan itse näyte tutkitaan, joten näitä menetelmiä kutsutaan ehdollisesti gravimetrisiksi analyysimenetelmiksi. Menetelmät perustuvat analyytin massan mittaamiseen sen jatkuvan kuumennuksen aikana tietyllä lämpötila-alueella erikoislaitteilla - derivatografeilla. Saatujen termogravigrammien mukaan niitä purettaessa on mahdollista määrittää analyytin kosteus- ja muut komponentit.

Gravimetrisen määrityksen päävaiheet: analysoidun näytteen punnitun painon ja saostusaineen tilavuuden (tai massan) laskeminen; näytteen punnitseminen (ottaminen); analysoidun näytteen punnitun näytteen liuottaminen; sademäärä, ts. määritettävän komponentin talletetun muodon saaminen; suodatus (sakan erottaminen emäliuoksesta); sedimentin pesu; sakka kuivataan ja (tarvittaessa) kalsinoidaan vakiopainoon, ts. saadaan gravimetrinen muoto; paino gravimetrinen muoto; analyysitulosten laskeminen, tilastollinen käsittely ja esittäminen. Jokaisella näistä toiminnoista on omat ominaisuutensa.

Laskettaessa analyytin näytteen optimaalista painoa, analyytin mahdollista massaosuutta analysoitavassa näytteessä ja gravimetrisessä muodossa, gravimetrisen muodon massaa, analyyttisen vaa'an punnituksen systemaattista virhettä (yleensä 0,0002), syntyvän sakan luonne - amorfinen, hienojakoinen, karkeakiteinen - otetaan huomioon. Alkunäytteen laskenta perustuu siihen, että gravimetrisen näytteen massan on oltava vähintään 0,1 g. Yleisessä tapauksessa analyytin alkunäytteen optimaalisen massan m alaraja (grammoina) on lasketaan kaavalla: m = 100m (GF) F / W (X), missä m(GF) on gravimetrisen muodon massa grammoina; F - gravimetrinen kerroin, muuntokerroin, analyyttinen kerroin); W(X) - määritetyn komponentin massaosuus (%) analysoitavassa aineessa. Gravimetrinen tekijä F on numeerisesti yhtä suuri kuin määritetyn komponentin massa grammoina, mikä vastaa yhtä grammaa gravimetristä muotoa.

Gravimetrinen tekijä lasketaan kaavalla, joka on määritetyn komponentin X moolimassan M(X) suhde moolimassa gravimetrinen muoto M(GF), kerrottuna analyytin moolimäärällä n, josta saadaan yksi mooli gravimetristä muotoa: F = n M(X) / M (GF). Joten jos yksi mooli gravimetristä muotoa Fe 2 O 3 saadaan 2 moolista Fe C1 3 6H 2 O, niin n \u003d 2. Jos yksi mooli gravimetristä muotoa BaCrO 4 saadaan yhdestä moolista Ba(NO) 3) 2, sitten n \u003d yksi.

Kvantitatiivisen analyysin menetelmät. Kvantitatiivinen analyysi on suunniteltu määrittämään analyytin kvantitatiivinen koostumus. Kvantitatiiviseen analyysiin on olemassa kemiallisia, fysikaalisia ja fysikaalis-kemiallisia menetelmiä. Kaiken kvantitatiivisen tutkimuksen perusta on mittaus. Kvantitatiivisen analyysin kemialliset menetelmät perustuvat massan ja tilavuuden mittaamiseen. Kvantitatiivinen tutkimus antoi tutkijoille mahdollisuuden vahvistaa sellaisia kemian peruslakeja, kuten aineen massan säilymislaki, koostumuksen pysyvyyden laki, ekvivalenttien laki ja muut kemian tieteen perustana olevat lait. Kvantitatiivisen analyysin periaatteet ovat tuotantoprosessien kemiallis-analyyttisen ohjauksen perusta eri toimialoilla ja ovat ns. tekninen analyysi. Kvantitatiivisessa kemiallisessa analyysissä on kaksi päämenetelmää: paino- tai gravimetrinen ja volumetrinen tai titrimetrinen.

Tässä yhteydessä erotetaan lukuanalyysin makro-, mikro-, puolimikro-, ultramikro-menetelmiä, joiden avulla voidaan analysoida analyytin minimimääriä. Tällä hetkellä yksinkertaiset kemialliset menetelmät korvataan yhä enemmän fysikaalisilla ja fysikaalis-kemiallisilla menetelmillä, jotka vaativat kalliita instrumentteja ja laitteita. Optiset, sähkökemialliset, kromatografiset, erilaiset spektri- ja fotometriset tutkimukset (infrapuna, atomiadsorptio, liekki jne.), potentiometria, polarografia, massaspektrometria, NMR-tutkimukset. Toisaalta nämä menetelmät nopeuttavat tulosten saamista, lisäävät niiden tarkkuutta ja mittausten herkkyyttä: havaitsemisraja (1-10 -9 μg) ja rajapitoisuus (jopa 10 -15 g / ml), selektiivisyys (on mahdollista määrittää seoksen aineosat erottamatta niitä ja valitsematta), niiden tietokoneisointi ja automatisointimahdollisuus.

Mutta toisaalta, he ovat yhä enemmän siirtymässä pois kemiasta, vähentäen analyytikoiden tietämystä kemiallisista analyysimenetelmistä, mikä johti kemian opetuksen heikkenemiseen kouluissa, hyvien kemian opettajien puutteeseen koulujen kemian laboratorioilla ja koululaisten kemian tietämyksen väheneminen. Haittoja ovat suhteellisen suuri virhe määrityksessä (5 - 20 %, kun taas kemiallinen analyysi antaa virheen yleensä 0,1 - 0,5 %), laitteiston monimutkaisuus ja korkea hinta. Kvantitatiivisen analyysin reaktioiden vaatimukset. Reaktioiden tulee edetä nopeasti, loppuun asti, mikäli mahdollista - huoneenlämmössä. Reaktioon joutuvien alkuaineiden tulee reagoida tiukasti määritellyissä kvantitatiivisissa suhteissa (stoikiometrisesti) ja ilman sivuprosesseja. Epäpuhtaudet eivät saa häiritä kvantitatiivista analyysiä. Virheet, virheet mittauksissa ja laskelmissa eivät ole poissuljettuja mittausten aikana. Virheiden eliminoimiseksi minimoidaan ne, mittaus suoritetaan toistoina (rinnakkaismääritykset), vähintään 2, ja tulosten metrologinen arviointi (eli analyysitulosten oikeellisuus ja toistettavuus).

Kvantitatiivisen analyysin kemiallisten menetelmien luokittelu:

Titrimetrinen menetelmä. Reaktiossa kulutetun reagenssiliuoksen tilavuuden mittaaminen, jonka pitoisuus on täsmälleen tunnettu.

Gravimetrinen. Vastaavien yhdisteiden muodossa eristetyn analyytin tai sen aineosien massan mittaus.

Analyysimenetelmien tärkeimmät ominaisuudet ovat niiden herkkyys ja tarkkuus. Analyysimenetelmän herkkyys on pienin aineen määrä, joka voidaan luotettavasti määrittää tällä menetelmällä. Analyysin tarkkuus on määrityksen suhteellinen virhe, joka on löydetyn eron suhde (x 1) ja aineen todellinen (x) pitoisuus aineen todelliseen pitoisuuteen ja ne saadaan kaavasta:

Suh. osh = (x 1 -x) / x, prosentteina ilmaistuna, kerrotaan 100. Todelliseksi pitoisuudeksi otetaan näytteen analyysissä 5-7 määritelmässä löydetty aineen aritmeettinen keskiarvo.

Paino- (gravimetrinen) analyysi on kvantitatiivisen analyysin menetelmä, jossa analyytin kvantitatiivinen koostumus määritetään massamittausten perusteella punnitsemalla tarkasti koostumukseltaan tunnetun stabiilin lopullisen aineen massa, johon tämä analyytti on kokonaan muunnetaan. Esimerkiksi rikkihapon gravimetrinen määritys vesiliuoksessa suoritetaan käyttämällä bariumsuolan vesiliuosta: ВаС1 2 + Н 2 SO 4 > ВаSO 4 v +2 HCl. Saostus suoritetaan olosuhteissa, joissa lähes koko sulfaatti-ioni siirtyy saostumaan BaSO 4 suurimmalla täydellisyydellä - kvantitatiivisesti minimaalisilla häviöillä, mikä johtuu bariumsulfaatin merkityksettömästä, mutta silti olemassa olevasta liukoisuudesta.

Seuraavaksi sakka erotetaan liuoksesta, pestään liukoisten epäpuhtauksien poistamiseksi, kuivataan, kalsinoidaan sorboituneiden haihtuvien epäpuhtauksien poistamiseksi ja punnitaan analyyttisellä vaa'alla puhtaan vedettömän bariumsulfaatin muodossa. Ja laske sitten rikkihapon massa. Gravimetristen analyysimenetelmien luokittelu. Saostus-, tislaus-, eristys-, termogravimetriset menetelmät (termogravimetria). Saostusmenetelmät - määritettävä komponentti sidotaan kvantitatiivisesti kemialliseksi yhdisteeksi, jonka muodossa se voidaan eristää ja punnita. Tämän yhdisteen koostumus on määriteltävä tarkasti; ilmaistaan tarkasti kemiallisella kaavalla, ja siinä ei saa olla vieraita aineita. Yhdistettä, jossa määritettävä komponentti punnitaan, kutsutaan painomuodoksi.

Esimerkki: H 2 SO 4:n määritys (yllä), raudan massaosuuden määritys sen liukoisissa suoloissa, perustuen raudan (111) saostumiseen Fe (OH) 3 x H 2 O -hydroksidin muodossa, minkä jälkeen sen erottaminen ja kalsinointi Fe 2 O 3 -oksidiksi (painomuoto). Tislausmenetelmät. Määritettävä komponentti eristetään analysoidusta näytteestä kaasumaisena aineena ja mitataan joko tislatun aineen massa (suora menetelmä) tai jäännöksen massa (epäsuora menetelmä). Suoraa menetelmää käytetään laajalti analyyttien vesipitoisuuden määrittämiseen tislaamalla se punnitusta näytteestä ja kondensoimalla se ja mittaamalla sitten kondensoituneen veden tilavuus astiassa. Tiheyden mukaan lasketaan uudelleen veden tilavuus massaa kohden ja näytteen ja veden massat huomioiden lasketaan analysoitavan näytteen vesipitoisuus. Epäsuora tislausmenetelmä on laajalti käytössä haihtuvien aineiden (mukaan lukien heikosti sitoutuneen veden) pitoisuuden määrittämisessä muuttamalla näytteen massa ennen ja jälkeen kuivausta vakiopainoon termostaatissa (uunissa) vakiolämpötilassa.

Tällaisten testien suorittamisen olosuhteet (lämpötila, kuivumisaika) määräytyvät näytteen luonteen mukaan, ja ne mainitaan erityisesti menetelmäkäsikirjoissa. Eristysmenetelmät perustuvat analyytin eristämiseen liuoksesta elektrolyysillä yhdellä elektrodista (sähköravimetrinen menetelmä). Sitten elektrodi vapautuneen aineen kanssa pestään, kuivataan ja punnitaan. Lisäämällä elektrodin massaa aineella saadaan selville elektrodille vapautuvan aineen massa (kultaa ja kupariseoksia siirretään liuokseen). Termogravimetrisiin menetelmiin ei liity testiaineen erottamista, vaan itse näyte tutkitaan, joten näitä menetelmiä kutsutaan ehdollisesti gravimetrisiksi analyysimenetelmiksi. Menetelmät perustuvat analyytin massan mittaamiseen sen jatkuvan kuumennuksen aikana tietyllä lämpötila-alueella erikoislaitteilla - derivatografeilla.

Saatujen termogravigrammien mukaan niitä purettaessa on mahdollista määrittää analyytin kosteus- ja muut komponentit. Gravimetrisen määrityksen päävaiheet: analysoidun näytteen punnitun painon ja saostusaineen tilavuuden (tai massan) laskeminen; näytteen punnitseminen (ottaminen); analysoidun näytteen punnitun näytteen liuottaminen; sademäärä, ts. määritettävän komponentin talletetun muodon saaminen; suodatus (sakan erottaminen emäliuoksesta); sedimentin pesu; sakka kuivataan ja (tarvittaessa) kalsinoidaan vakiopainoon, ts. saadaan gravimetrinen muoto; paino gravimetrinen muoto; analyysitulosten laskeminen, tilastollinen käsittely ja esittäminen. Jokaisella näistä toiminnoista on omat ominaisuutensa. Laskettaessa analyytin näytteen optimaalista painoa, analyytin mahdollista massaosuutta analysoitavassa näytteessä ja gravimetrisessä muodossa, gravimetrisen muodon massaa, analyyttisen vaa'an punnituksen systemaattista virhettä (yleensä 0,0002), syntyvän sakan luonne - amorfinen, hienojakoinen, karkeakiteinen - otetaan huomioon. Alkunäytteen laskenta perustuu siihen, että gravimetrisen näytteen massan on oltava vähintään 0,1 g.

Yleisessä tapauksessa analyytin alkuperäisen näytteen optimaalisen massan m alaraja (grammoina) lasketaan kaavalla:

m = 100 m (GF) F/L(X),

missä m(GF) on gravimetrisen muodon massa grammoina; F - gravimetrinen kerroin, muuntokerroin, analyyttinen kerroin); W(X) - määritetyn komponentin massaosuus (%) analysoitavassa aineessa. Gravimetrinen tekijä F on numeerisesti yhtä suuri kuin määritetyn komponentin massa grammoina, mikä vastaa yhtä grammaa gravimetristä muotoa.

Gravimetrinen tekijä lasketaan kaavalla, joka on määritetyn komponentin X moolimassan M(X) suhde gravimetrisen muodon M(GF) moolimassaan kerrottuna määritetyn komponentin moolimäärällä n. mikä yksi mooli gravimetristä muotoa saadaan:

F = nM(X)/M (GF).

Joten jos yksi mooli gravimetristä muotoa Fe 2 O 3 saadaan 2 moolista Fe C1 3 6H 2 O, niin n \u003d 2. Jos yksi mooli gravimetristä muotoa BaCrO 4 saadaan yhdestä moolista Ba(NO) 3) 2, sitten n \u003d yksi.

Kvantitatiivisen analyysin tehtävänä on määrittää testiaineen tai seoksen yksittäisten aineosien määrällinen pitoisuus. Kvantitatiivisen määrityksen tulokset ilmaistaan yleensä prosentteina. Kvantitatiivista analyysiä käytetään biologiassa, fysiologiassa, lääketieteessä, biokemiassa, elintarvikekemiassa jne.

Kaikki kvantitatiivisen analyysin menetelmät voidaan jakaa kolmeen pääryhmään.

1. Gravimetrinen (paino) analyysi. Gravimetrinen analyysi on komponentin (alkuaineen tai ionin) määrän määrittäminen analyysin tuloksena saadun aineen massan perusteella. Tämän ryhmän menetelmissä määritetty osa analyytistä eristetään puhtaassa muodossa tai tunnetun koostumuksen yhdisteen muodossa, jonka massa määritetään.

Esimerkiksi bariumin määrän määrittämiseksi sen yhdisteissä Ba 2+ -ioni saostetaan laimealla rikkihapolla:

ВаС1 2 + H 2 S0 4 = BaS0 4 | + 2HC1.

BaS04:n sakka suodatetaan, pestään, kalsinoidaan ja punnitaan tarkasti. Kun tiedät sakan BaS0 4 -massan ja sen kaavan, laske, kuinka paljon bariumia se sisältää. Gravimetrinen menetelmä antaa erittäin tarkkoja tuloksia, mutta se on erittäin työvoimavaltainen.

2. Titrimetrinen (volumetrinen) analyysi. Titrimetrinen analyysi perustuu reaktiossa analyytin kanssa käytetyn reagenssin määrän tarkkaan mittaukseen.
komponentti. Reagenssi otetaan tietyn pitoisuuden liuoksen muodossa - titrattu liuos. hetki,
kun reagenssia lisätään määrä, joka vastaa määritettävän komponentin sisältöä, eli reaktion päättymishetki määritetään eri tavoin. Titrauksen aikana lisätään reagenssia, joka vastaa analyytin määrää. Kun tiedetään analyytin kanssa reagoineen liuoksen tilavuus ja tarkka pitoisuus, lasketaan analyytin määrä.

Titrimetrinen analyysi antaa vähemmän tarkkoja tuloksia kuin gravimetrinen analyysi, mutta sen tärkeä etu on analyysin suuri nopeus. Titrauksen aikana tapahtuvien reaktioiden tyypistä riippuen titrimetrianalyysi jaetaan kolmeen ryhmään: happo-emästitrausmenetelmät, redoksimetriamenetelmät sekä saostus- ja kompleksinmuodostusmenetelmät.

3. Fotometrian menetelmät. Tässä menetelmässä aineen määrä määräytyy liuoksen värin voimakkuuden mukaan. Käytä tätä varten niin kutsuttuja värireaktioita, eli reaktioita, joihin liittyy liuoksen värin muutos. Esimerkiksi raudan määrää määritettäessä käytetään reaktiota

FeCl3 + 3KSCN 7-Fe(SCN)3 + 3KCI,

mikä johtaa punaisen liuoksen muodostumiseen. Liuoksen värin voimakkuus arvioidaan visuaalisesti tai sopivien instrumenttien avulla.

Joskus määritettävä komponentti muunnetaan heikosti liukenevaksi yhdisteeksi ja analyytin pitoisuus arvioidaan liuoksen sameuden intensiteetin perusteella. Tähän periaatteeseen perustuvaa menetelmää kutsutaan nefelometriaksi. Fotometria- ja nefelometriamenetelmillä määritetään komponentit, jotka muodostavat analyytin hyvin pieninä määrinä. Tämän menetelmän tarkkuus on pienempi kuin gravimetrisen tai titrimetrisen.

Näiden menetelmien lisäksi on muitakin: kaasuanalyysi, spektrianalyysi, sähkökemialliset ja kromatografiset menetelmät. Tämä opetusohjelma ei kata näitä menetelmiä.

Kaikki kvantitatiivisen analyysin menetelmät on jaettu kemiallisiin ja fysikaalis-kemiallisiin. Kemiallisia menetelmiä ovat gravimetriset, titrimetriset ja kaasuanalyysit, fysikaaliskemiallisia menetelmiä ovat fotometria ja nefelometria, sähkökemialliset, spektri- ja kromatografiset analyysimenetelmät

Kvantitatiivisessa analyysissä erotetaan makro-, mikro- ja puolimikromenetelmät. Tämä opetusohjelma kattaa vain makromenetelmän. Makromäärityksiä suoritettaessa määritetään suhteellisen suuria (0,01-0,1 g) määriä ainetta. Poikkeuksena ovat fotometriset ja nefelometriset menetelmät, joissa analyytin määrä on milligramman murto-osa.