ניתוח כמותי בכימיה , כמו בכל תחום, כולל בעיקרו של קביעת כמויות של חומר ספציפי. ניתוחים אלה עונים על השאלה 'כמה יש?' של חומר בדגימות שונות; אדמה, ים, נהרות, משקאות קלים, נוזלים, תמציות צמחים, בעלי חיים, מוצקים, גבישים, בין רבים אחרים.
השאלה 'כמה יש?' זה התגבש מאז שהאדם הגה את האינטרס של, למשל, להפיק מינרלים ואבנים יקרות, שמנים, תבלינים, מתוך כוונה נחרצת למסחור אותם. כיום כסף ממשיך להיות אחת הסיבות העיקריות לכך שכימות או אנליט הוא כימות.
מאות מבחנות: כלי זכוכית המשמשים מדי יום בתכשירים לדוגמא לניתוח כמותי. מקור: Pexels.
מינרל אחד עשוי להיות עשיר יותר מזהב. כדי לברר, יש לקבוע את ההרכב הצנטיסימלי של שני המינרלים, וזה עם האחוז הגבוה ביותר של זהב יהיה מקור אטרקטיבי יותר לחילוץ המתכת הנחשקת. אותו דבר קורה עם מתכות זרות או רדיואקטיביות.
הטכניקות לכימות ועליהן מבוססים ניתוחים כמותיים הם מגוונים ומגוונים מאוד. כל אחד מהם מרמז על התמחות נפרדת, כמו גם את הבסיס התיאורטי העמוק שלה. עם זאת, הנקודה בה כולם מתכנסים היא תמיד לענות על אותה שאלה שכבר הוזכרה; שאלה שמדברת על איכות, טוהר, ביצועים, אמינות וכו '.
מידות
בכדי לכמת חומר או חומר כלשהו, חיוני להיות מסוגל למדוד כל אחד מתכונותיו הפיזיקליות או הכימיות. הנכס שנבחר יהיה תלוי בחומר ובטכניקה המשמשת. רמז שימושי להכרה בכך שטכניקת ניתוח יכולה לכמת היא שיש לה את הסיומת -מטריה בסוף שמה.
לדוגמא, שתי טכניקות המדידה הקלאסיות בכימיה אנליטית הן gravimetry (מדידת מסה), ונפחיות (מדידת נפח).
הם נחשבים קלאסיים מכיוון שעקרונית הם אינם זקוקים למכשירים מתוחכמים מדי או לשימוש בקרינה אלקטרומגנטית; אבל יתרות אנליטיות, מרגמות, כור היתוך וכלי זכוכית.
Gravimetric
בגווימטריה כמעט תמיד היא מבקשת להשיג משקעים לאחר סדרה של צעדים מתודולוגיים אליהם נקבעת המסה.
לדוגמה, אחת הטכניקות לכמת יוני כלוריד במדגם היא לזרז אותם כלוריד כסוף, AgCl; משקע לבן חלבי שניתן לשקול.
דוגמא פשוטה נוספת היא לקבוע את תכולת הלחות של גוף, חומר או מוצק.
לשם כך שוקלים ראשית את מסת המוצק לפני שמכניסים לתנור בחום של כ 100 מעלות צלזיוס, מספיק זמן כדי שהמים יתאדו. לאחר מכן הוא נשקל שוב וההבדל בין המסה הסופית והמסה הראשונית שווה למסת המים שהתאדה; כלומר, תכולת הלחות שלו,% H 2 O.
אם ניתוח זה היה מבוצע על אבטיחים, לא יהיה זה מפתיע אם% H 2 O שלהם היה גבוה מדי (~ 95%); ואילו עבור מה שמכונה אגוזים, צפוי שהם מכילים מעט מים (% H 2 O <10%), מאפיין שאליו מיוחסים שם זה.
נפח
מצד שני, נפח עובד עם נפחים שמהם לאחר יישום טיטרציות, מופק ריכוז המינים המומסים המעניינים. לדוגמא, אנליט אשר צבעו רגיש לתגובה ספציפית ניתן לקבוע על ידי טיטרציות קולורימטריות.
כמו כן, ניתן לקבוע את מספר החומציות (AI) של השמנים (אכיל או לא) על ידי טיטרציות של בסיס חומצה, באמצעות תמיסה של בסיס חזק סטנדרטי (בדרך כלל KOH או NaOH). עם ערכי AI, בנוסף לפרמטרים אחרים, ניתן לאפיין ולסווג סוגים שונים של שמנים לפי מקורותיהם ומשתנים אחרים.
מדידות אנליטיות אלה נותנות תמיד תוצאה המלווה ביחידה פיזית (ושגיאות הניסוי שלה). מה הריכוז? עד כמה המדגם טהור? האם הסכום הנתון מהווה סיכון בריאותי? מה הייתה התשואה של התגובה?
שאלות אלה ועוד נענות לאחר מדידות ועיבוד נתונים.
הכנת תקנים או תקנים
"עם אותו מוט שאתה מודד את הסטנדרטים שלך, אתה תמדוד את הדגימות שלך." ולמוט ההיפותטי הזה יהיו חלוקות ומחלקות משנה, כל אחת בעלת גודל שונה של המאפיין של האנליט המתאם לריכוז שלו. סדרים או ערכים אמריים אלה מושווים סוף סוף לאלו שמתקבלים בעת מדידת המאפיין של האנליט.
לשם כך, תמיד יש לבנות עקומת כיול מתוך מבחר סטנדרטים או תקנים אשר ריכוזם ידוע בעבר.
ואיך להכיר אותם מראש? מכיוון שהם משתנים עצמאיים: האנליטיקאי מחליט, בהתאם לסוג הדגימה או הניתוח, כמה מהדפוס ישקל.
פטריות מתוקות
דוגמא היפותטית יכולה להיות ממוסגרת במחקר תוכן הסוכרים או הפחמימות הכוללות של משפחות פטריות רבות. התקן, המורכב מסוכרים שהתגלו בעבר בזכות ניתוח איכותי של הפטריות, אמור לחקות בצורה מושלמת את המטריצה האורגנית של הדגימות.
לאחר מכן, מוכנים, הדפוסים מגיבים וגורמים לשינוי צבע. אם עוצמתו נמדדת על ידי ספקטרוסקופיה נגד UV, ניתן להשוות אותה לעוצמת הצבעים הנפלטים על ידי הסוכרים שבדגימות; וכך, באמצעות אישור מתמטי, קבע את התוכן של סך הסוכרים.
לאחר סיום זה ניתן לבנות עקומת כיול מהדגימות, באופן שפטריות אחרות (מאותו אזור או מדינה) יכולות לקבוע את הסוכרים שלהן ישירות מבלי להכין סטנדרטים אחרים.
אוסף וטיפול
בניתוחים כמותיים ישנם משתנים רבים שיש לטפל בהם בקפדנות בהתאם לסוג המחקר. לעתים קרובות, לא מספיק להסתובב באיסוף דגימות שמאלה וימינה; איפה זה נאסף? האם זה משמעותי? איזה כמויות? מה יהיה הטיפול הקדם ויתר הפרוצדורות?
בדוגמה של פטריות, יש לדעת מאילו משפחות נקבע הסוכרים, מאילו מטעים או מקור טבעי הם ייאספו, באיזו שעה בשנה, המאפיינים האורוגרפיים וכו '. ברגע שהפטריות נאספות (שמנים, דגנים, דיו, מטאוריטים, חומרים ביולוגיים), מה לעשות איתן לפני ניתוח כמותי?
כמעט תמיד, לפני ניתוח כמותי מתקיים ניתוח איכותי; זהה אילו תרכובות יש לדגימות, במיוחד אם אתה עובד איתן בפעם הראשונה.
טיפולים מסוימים יכולים להיות גופניים גרידא: כמו טחינת מסת ירק או עיכול חומצות של מינרל. אחרים, לעומת זאת, הם כימיים: תגובה של ייסוס, הידרוליזה חומצית או בסיסית, החלפה, amination וכו ', וכך מייצרים זן המסוגל לכמת בקלות רבה יותר על ידי הטכניקה הנבחרת.
דוגמאות
לסיום נזכרו כמה דוגמאות יומיומיות לניתוח כמותי בכימיה:
קביעת התואר האלכוהולי של בירות, יינות ומשקאות מלאכה.
- משתן של מטופל ניתן לדעת אם יש עלייה או ירידה בריכוז של מרכיב אחד או יותר, הקשור לגילוי מחלה. באופן דומה, אם תרופת מופרשת בשתן, ניתן לקבוע כמה מהתרופה "הוטמעה" בגוף.
- קביעת ההרכב הצנטיסימלי של דגימות מינרליות, יבשתיות או חוצניות.
-תן כמה דגימות גולמיות, יחס H / C נקבע להשוות בין דרגות הארומטיות של שמנים גולמיים ממקורות שונים. שמנים גולמיים כבדים מאופיינים על ידי בעלי H / C של פחות מ 1; ככל שהוא קל יותר, H / C יהיה יותר מעל 1.
קביעת ההרכב התזונתי של המזון והמוצרים האכילים.
-מחקר על יציבות התרופות כחלק מניתוחי האיכות הרלוונטיים למסחור ואחסונם.
פיקוח על מידת הזיהום הנגרמת על ידי חומרים בדגימות מים מהנהרות, הנחלים, הלגונות או הימים. כמו כן, הנפלטים הגזים ממפעלים נקבעים בהרכבם כדי למנוע מהם לנתק כמויות גדולות המזיקות לסביבה.
הפניות
- דניאל סי האריס. (2007). ניתוח כימי כמותי. (מהדורה שביעית). WH פרימן וחברה.
- עורכי אנציקלופדיה בריטניקה. (31 בינואר 2018). ניתוח כימי כמותי. אנציקלופדיה בריטניקה. התאושש מ: britannica.com
- פרק 1, מבוא לניתוח כימי כמותי. התאושש מ: 5.csudh.edu
- הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (22 ביוני 2018). הבנת ניתוח כמותי בכימיה. התאושש מ: thoughtco.com
- הערכת חומרים והנדסה. (2019). ניתוח כימי כמותי. התאושש מ: mee-inc.com
- שין ון. (2008). ניתוח כמותי (CHEM 201). . התאושש מ: calstatela.edu