The kvantitativní analýza v chemii, Stejně jako v jakékoli jiné disciplíně v zásadě spočívá ve stanovení množství konkrétní látky. Tyto analýzy odpovídají na otázku „kolik je toho?“ látky v různých vzorcích; půdy, moří, řek, nealkoholických nápojů, tekutin, rostlinných výtažků, zvířat, pevných látek, krystalů, mezi mnoha dalšími.
Otázka „kolik je toho?“ Byl formulován od doby, kdy člověk pochopil zájem například o těžbu minerálů a drahých kamenů, olejů, koření, s pevným úmyslem komercializovat je. Dnes jsou peníze i nadále jedním z hlavních důvodů, proč vyčíslit látku nebo analyt.
Jeden minerál může být bohatší na zlato než jiný. Chcete-li to zjistit, je nutné určit centesimální složení těchto dvou minerálů a ten, který má nejvyšší procento zlata, bude atraktivnějším zdrojem pro těžbu vytouženého kovu. Totéž se děje s cizími nebo radioaktivními kovy.
Techniky kvantifikace a na nichž jsou založeny kvantitativní analýzy jsou velmi rozmanité a rozmanité. Každý z nich zahrnuje samostatnou specializaci i hluboké teoretické základy. Vždy však bodem, ve kterém se všichni sbíhají, je odpověď na již zmíněnou stejnou otázku; otázka, která hovoří o kvalitě, čistotě, výkonu, spolehlivosti atd..
Rejstřík článků
Pro kvantifikaci jakékoli látky nebo materiálu je nezbytné umět měřit jakékoli její fyzikální nebo chemické vlastnosti. Vybraná vlastnost bude záviset na použité látce a použité technice. Užitečným vodítkem k poznání, že analytická technika může být kvantifikována, je to, že má příponu na konci svého názvu -Metr.
Například dvě klasické měřicí techniky v analytické chemii jsou gravimetrie (měření hmotnosti) a volumetrie (měření objemu).
Jsou považovány za klasické, protože v zásadě nepotřebují příliš sofistikované nástroje ani použití elektromagnetického záření; ale analytické váhy, malty, kelímky a skleněné zboží.
V gravimetrii téměř vždy usiluje o získání sraženiny po sérii metodických kroků, kterým je určena hmotnost..
Například jednou technikou pro kvantifikaci chloridových iontů ve vzorku je jejich vysrážení jako chlorid stříbrný, AgCl; mléčně bílá sraženina, kterou lze zvážit.
Dalším jednoduchým příkladem je stanovení obsahu vlhkosti v těle, materiálu nebo pevné látce..
Za tímto účelem se nejprve zváží hmota pevné látky a poté se zavede do sušárny o teplotě přibližně 100 ° C, která je dostatečně dlouhá, aby se voda odpařila. Poté se znovu zváží a rozdíl mezi konečnou hmotností a počáteční hmotností se rovná hmotnosti odpařené vody; tj. jeho obsah vlhkosti,% HdvaNEBO.
Pokud by byla tato analýza provedena na melounech, nebylo by překvapením, že jejich% HdvaNebo byla příliš vysoká (~ 95%); zatímco u takzvaných ořechů lze očekávat, že obsahují málo vody (% HdvaNEBO < 10%), característica a la cual se les adjudica ese nombre.
Na druhé straně volumetrie pracuje s objemy, ze kterých se po aplikaci titrací extrahuje koncentrace rozpuštěných sledovaných druhů. Například analyt, jehož barva je citlivá na konkrétní reakci, lze určit kolorimetrickými titracemi..
Podobně lze číslo kyselosti (AI) olejů (jedlých nebo ne jedlých) určit acidobazickými titracemi za použití roztoku standardizované silné báze (obvykle KOH nebo NaOH). S hodnotami AI lze kromě dalších parametrů charakterizovat a klasifikovat různé typy olejů podle jejich zdrojů a dalších proměnných..
Tato analytická měření vždy dávají výsledek doprovázený fyzickou jednotkou (a jejími experimentálními chybami). Jaká je koncentrace? Jak čistý je vzorek? Představuje dané množství zdravotní riziko? Jaký byl výtěžek reakce?
Tyto a další otázky jsou zodpovězeny po měření a zpracování dat.
„Se stejnou tyčí, jakou měříte své standardy, budete měřit i své vzorky.“ A tato hypotetická tyč bude mít dělení a dělení, každé s různými velikostmi vlastnosti analytu, které koreluje s jeho koncentrací. Tyto hodnoty nebo hodnoty jsou nakonec porovnány s hodnotami nebo hodnotami získanými při měření vlastností analytu..
K tomu musí být vždy vytvořena kalibrační křivka z výběru standardů nebo standardů, jejichž koncentrace jsou dříve známy..
A jak je poznat předem? Protože se jedná o nezávislé proměnné: analytik rozhodne, v závislosti na typu vzorku nebo analýzy, kolik bude vzorek vážit.
Hypotetický příklad lze uvést při studiu obsahu cukrů nebo celkových sacharidů u mnoha rodin hub. Vzor, který se skládá z cukrů dříve zjištěných díky kvalitativní analýze hub, by v ideálním případě měl dokonale napodobovat organickou matrici vzorků..
Poté připravené vzorky reagují a způsobí změnu barvy. Pokud je jeho intenzita měřena UV-vis spektroskopií, lze ji porovnat s intenzitami barev emitovaných cukry ve vzorcích; a tedy pomocí matematické vůle určit obsah celkových cukrů.
Jakmile je to provedeno, lze ze vzorků sestrojit kalibrační křivku takovým způsobem, že jiným houbám (ze stejné oblasti nebo země) lze přímo stanovit jejich cukry bez přípravy dalších standardů..
V kvantitativních analýzách existuje mnoho proměnných, s nimiž je třeba pečlivě zacházet v závislosti na typu studie. Často nestačí jen obejít sbírání vzorků vlevo a vpravo; Kde se shromažďují? Je to významné? Jaká množství? Jaká bude předběžná úprava a další postupy?
Na příkladu hub je nutné vědět, z jakých rodin se budou cukry určovat, z jakých plantáží nebo přírodního původu se budou sbírat, v jaké roční době, orografické vlastnosti atd. Po sběru hub (oleje, zrna, inkousty, meteority, biologické látky), co s nimi dělat před kvantitativní analýzou?
Kvantitativní analýze téměř vždy předchází kvalitativní analýza; identifikujte sloučeniny ve vzorcích, zvláště pokud s nimi pracujete poprvé.
Některá ošetření mohou být čistě fyzikální: například mletí rostlinné hmoty nebo kyselé trávení minerálu. Jiné jsou na druhé straně chemické: esterifikační reakce, kyselá nebo bazická hydrolýza, substituce, aminace atd., Čímž se získá druh, který lze snadno kvantifikovat zvolenou technikou..
Na závěr budou uvedeny některé každodenní příklady kvantitativní analýzy v chemii:
-Stanovení obsahu alkoholu u piv, vín a řemeslných nápojů.
-Z moči pacienta je známo, zda dochází ke zvýšení nebo snížení koncentrace jedné nebo více složek, což souvisí s detekcí onemocnění. Podobně, pokud se lék vylučuje močí, lze určit, kolik z prvního léku bylo „asimilováno“ tělem..
-Stanovení centesimálního složení minerálních vzorků, suchozemských i mimozemských.
-Vzhledem k některým surovým vzorkům je poměr H / C určen k porovnání stupňů aromatičnosti surových olejů z různých zdrojů. Těžké surové oleje se vyznačují tím, že mají H / C nižší než 1; čím je světlejší, tím více H / C bude mít hodnotu nad 1.
-Stanovení nutričního složení potravin a jedlých produktů.
-Studie stability léčiv jako součást příslušné analýzy kvality pro jejich marketing a skladování.
-Monitorování stupně kontaminace látkami ve vzorcích vody z řek, potoků, lagun nebo moří. Podobně jsou plynné emanace z továren určeny jejich složením, aby se zabránilo uvolňování velkého množství plynů škodlivých pro životní prostředí..
Zatím žádné komentáře