ANALISIS KUANTITATIF DALAM KIMIA: PENGUKURAN, PENYEDIAAN - KIMIA - 2026

The analisis kuantitatif dalam kimia , seperti dalam mana-mana disiplin, terdiri dasarnya menentukan jumlah bahan tertentu. Analisis ini menjawab soalan 'berapa banyak yang ada?' bahan dalam sampel yang berbeza; tanah, laut, sungai, minuman ringan, cecair, ekstrak tumbuhan, haiwan, pepejal, kristal, dan banyak lagi.

Soalan 'berapa banyak yang ada?' Ini telah dirumuskan sejak manusia memahami kepentingan, misalnya, mengekstraksi mineral dan batu mulia, minyak, rempah, dengan niat tegas untuk mengkomersialkannya. Hari ini wang terus menjadi salah satu sebab utama bahan atau analit dihitung.

Ratusan tabung uji: barang kaca yang digunakan setiap hari dalam penyediaan sampel untuk analisis kuantitatif. Sumber: Pexels.

Satu mineral mungkin lebih kaya dengan emas daripada yang lain. Untuk mengetahuinya, adalah perlu untuk menentukan komposisi sentimeter dari dua mineral tersebut, dan satu dengan peratusan emas tertinggi akan menjadi sumber yang lebih menarik untuk mengekstrak logam yang didambakan. Perkara yang sama berlaku dengan logam asing atau radioaktif.

Teknik untuk mengukur dan berdasarkan mana analisis kuantitatif didasarkan sangat beragam dan bervariasi. Masing-masing menyiratkan pengkhususan yang terpisah, serta asas teori yang mendalam. Walau bagaimanapun, titik di mana mereka semua bersatu selalu untuk menjawab soalan yang sama yang telah disebutkan; soalan yang membincangkan kualiti, kesucian, prestasi, kebolehpercayaan, dll.

Pengukuran

Untuk mengukur sebarang bahan atau bahan, adalah mustahak untuk mengukur sebarang sifat fizikal atau kimianya. Harta yang dipilih akan bergantung pada bahan dan teknik yang digunakan. Petunjuk yang berguna untuk menyedari bahawa teknik analisis dapat mengukur adalah bahawa ia mempunyai akhiran -metri di akhir namanya.

Sebagai contoh, dua teknik pengukuran klasik dalam kimia analitik adalah gravimetri (pengukuran jisim), dan volumetri (pengukuran isipadu).

Mereka dianggap klasik kerana pada prinsipnya mereka tidak memerlukan instrumen yang terlalu canggih atau penggunaan sinaran elektromagnetik; tetapi keseimbangan analitik, mortar, batu karang dan barang kaca.

Gravimetrik

Dalam gravimetri, hampir selalu berusaha untuk mendapatkan endapan setelah serangkaian langkah metodologi, yang ditentukan jisimnya.

Sebagai contoh, satu teknik untuk mengukur ion klorida dalam sampel adalah dengan menjadikannya klorida perak, AgCl; endapan putih susu yang boleh ditimbang.

Contoh mudah lain adalah untuk menentukan kandungan lembapan badan, bahan, atau pepejal.

Untuk melakukan ini, jisim pepejal ditimbang terlebih dahulu sebelum memasukkannya ke oven pada suhu sekitar 100ºC, cukup lama untuk air menguap. Selepas itu, ia ditimbang semula dan perbezaan antara jisim akhir dan jisim awal sama dengan jisim air yang telah diuap; iaitu kandungan lembapannya,% H ₂ O.

Sekiranya analisis ini dilakukan pada tembikai, tidak menghairankan jika% H ₂ O mereka terlalu tinggi (~ 95%); sementara untuk kacang yang disebut, diharapkan ia mengandungi sedikit air (% H ₂ O <10%), ciri yang dinamakan nama itu.

Volumetrik

Sebaliknya, dalam volumetri kami bekerja dengan jumlah yang, setelah menerapkan titrasi, kepekatan spesies minat yang terlarut diekstraksi. Sebagai contoh, analit yang warnanya sensitif terhadap tindak balas tertentu dapat ditentukan oleh titrasi kolorimetri.

Begitu juga, bilangan asid (AI) minyak (boleh dimakan atau tidak) dapat ditentukan oleh titrasi asid-basa, menggunakan larutan asas kuat yang standard (biasanya KOH atau NaOH). Dengan nilai AI, selain parameter lain, pelbagai jenis minyak dapat dicirikan dan dikelaskan mengikut sumbernya dan pemboleh ubah lain.

Pengukuran analitik ini selalu memberikan hasil yang disertai oleh unit fizikal (dan kesalahan eksperimennya). Berapakah kepekatannya? Seberapa suci sampelnya? Adakah jumlah yang diberikan menunjukkan risiko kesihatan? Apakah hasil tindak balas itu?

Soalan-soalan ini dan lebih banyak dijawab setelah pengukuran dan pemprosesan data.

Penyediaan standard atau standard

"Dengan batang yang sama dengan ukuran piawaian anda, anda akan mengukur sampel anda." Dan batang hipotetis ini akan mempunyai bahagian dan pembahagi, masing-masing dengan magnitud yang berbeza dari sifat analit yang berkorelasi dengan kepekatannya. Magnitud atau nilai tersebut akhirnya dibandingkan dengan yang diperoleh semasa mengukur sifat analit.

Untuk ini, lengkung penentukuran mesti selalu dibina dari pemilihan standard atau standard yang kepekatannya diketahui sebelumnya.

Dan bagaimana mengenali mereka terlebih dahulu? Kerana ia adalah pemboleh ubah tidak bersandar: penganalisis memutuskan, bergantung pada jenis sampel atau analisis, berapa banyak corak yang akan ditimbang.

Cendawan manis

Contoh hipotetis dapat dirangka dalam kajian kandungan gula atau karbohidrat total banyak keluarga cendawan. Piawaian, yang terdiri daripada gula yang sebelumnya dikesan berkat analisis kualitatif cendawan, sebaiknya meniru matriks organik sampel dengan sempurna.

Kemudian, disiapkan, corak bertindak balas menyebabkan perubahan warna. Sekiranya keamatannya diukur dengan spektroskopi UV-vis, ia dapat dibandingkan dengan intensitas warna yang dikeluarkan oleh gula dalam sampel; dan dengan itu, melalui pelepasan matematik, tentukan kandungan gula total.

Setelah ini dilakukan, lengkung penentukuran dapat dibuat dari sampel, sedemikian rupa sehingga cendawan lain (dari wilayah atau negara yang sama) dapat menentukan gula mereka secara langsung tanpa menyiapkan piawaian lain.

Pengumpulan dan rawatan

Dalam analisis kuantitatif terdapat banyak pemboleh ubah yang mesti dirawat dengan ketat bergantung pada jenis kajian. Sering kali, tidak cukup dengan hanya mengumpulkan sampel kiri dan kanan; Di mana ia dikumpulkan? Adakah itu penting? Berapa kuantiti? Apakah prosedur pra-rawatan dan prosedur lain?

Dalam contoh cendawan, perlu diketahui keluarga mana yang akan ditentukan gula, dari mana perkebunan atau asal semula jadi mereka akan dikumpulkan, pada waktu berapa tahun, ciri-ciri orografi, dll. Setelah cendawan dikumpulkan (minyak, biji-bijian, dakwat, meteorit, bahan biologi), apa yang harus dilakukan dengannya sebelum analisis kuantitatif?

Hampir selalu, analisis kuantitatif didahului oleh analisis kualitatif; kenal pasti sebatian apa yang terdapat dalam sampel, terutamanya jika anda bekerja dengannya buat kali pertama.

Beberapa rawatan boleh bersifat fizikal: seperti penggilingan jisim sayur, atau pencernaan asid mineral. Sebaliknya, yang lain adalah bahan kimia: reaksi esterifikasi, hidrolisis berasid atau asas, penggantian, aminasi, dan lain-lain, sehingga menghasilkan spesies yang dapat diukur dengan lebih mudah dengan teknik yang dipilih.

Contoh

Beberapa contoh analisis kuantitatif dalam kimia setiap hari akan disebutkan hingga selesai:

-Penentuan tahap alkohol bir, wain dan minuman kraf.

-Dari urin pesakit dapat diketahui jika ada peningkatan atau penurunan kepekatan satu atau lebih komponen, yang berkaitan dengan pengesanan penyakit. Begitu juga, jika ubat dikeluarkan dalam air kencing, dapat ditentukan berapa banyak ubat yang "diasimilasi" oleh badan.

-Penentuan komposisi centesimal sampel mineral, terestrial atau extraterrestrial.

-Mengingat beberapa sampel kasar, nisbah H / C ditentukan untuk membandingkan tahap aromatik minyak mentah dari pelbagai sumber. Minyak mentah berat dicirikan dengan H / C kurang dari 1; semakin ringan, semakin banyak H / C akan mempunyai nilai di atas 1.

-Penentuan komposisi pemakanan makanan dan produk yang boleh dimakan.

-Kajian kestabilan ubat sebagai sebahagian daripada analisis kualiti yang relevan untuk pengkomersialan dan penyimpanannya.

-Memantau tahap pencemaran yang disebabkan oleh bahan-bahan dalam sampel air dari sungai, sungai, lagun atau laut. Begitu juga, pancaran gas dari kilang ditentukan komposisi mereka untuk mengelakkannya mengeluarkan sejumlah besar gas yang berbahaya bagi alam sekitar.

Rujukan

1. Daniel C. Harris. (2007). Analisis Kimia Kuantitatif. (Edisi ketujuh). WH Freeman and Company.
2. Pengarang Ensiklopedia Britannica. (31 Januari 2018). Analisis kimia kuantitatif. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com
3. Bab 1, Pengenalan Analisis Kimia Kuantitatif. Dipulihkan dari: 5.csudh.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 Jun 2018). Memahami Analisis Kuantitatif dalam Kimia. Dipulihkan dari: thinkco.com
5. Penilaian Bahan dan Kejuruteraan. (2019). Analisis Kimia Kuantitatif. Dipulihkan dari: mee-inc.com
6. Xin Wen. (2008). Analisis Kuantitatif (CHEM 201). . Dipulihkan dari: calstatela.edu