Uchambuzi wa kiasi ni Ufafanuzi, dhana, mbinu za kemikali za uchanganuzi, mbinu na fomula ya kukokotoa

2024 Mwandishi: Angel Austin | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-02 17:56

Uchanganuzi wa kiasi ni sehemu kubwa ya kemia ya uchanganuzi inayokuruhusu kubainisha utungo wa kiasi (kiasi au wa kimsingi) wa kitu. Uchambuzi wa kiasi umeenea. Inatumika kuamua utungaji wa ores (kutathmini kiwango cha utakaso wao), muundo wa udongo, vitu vya kupanda. Katika ikolojia, mbinu za uchambuzi wa kiasi huamua maudhui ya sumu katika maji, hewa na udongo. Katika dawa, hutumika kugundua dawa ghushi.

Matatizo na mbinu za uchanganuzi wa kiasi

Kazi kuu ya uchanganuzi wa kiasi ni kubainisha kiasi (asilimia au muundo wa molekuli) wa dutu.

Kulingana na jinsi tatizo hili linavyotatuliwa, kuna mbinu kadhaa za uchanganuzi wa kiasi. Kuna makundi matatu yao:

• Ya kimwili.
• kemikali-fizikia.
• Kemikali.

Ya kwanza inategemea kupima sifa halisi za dutu - mionzi, mnato, msongamano, n.k. Mbinu za kimaumbile za uchanganuzi wa kiasi ni refractometry, X-ray spectral na uchanganuzi wa mionzi.

Ya pili inategemea kipimo cha sifa za fizikia ya kichanganuzi. Hizi ni pamoja na:

• Optical - spectrophotometry, uchanganuzi wa spectral, colorimetry.
• Chromatographic - kromatografia ya kioevu-gesi, kubadilishana ioni, usambazaji.
• Kemikali ya kielektroniki - uwekaji alama wa kondaktashaji, poteriometriki, uchanganuzi wa uzani wa kieletroniki, polarography.

Njia za tatu katika orodha ya mbinu zinatokana na sifa za kemikali za dutu ya majaribio, athari za kemikali. Mbinu za kemikali zimegawanywa katika:

• Uchambuzi wa uzito (gravimetry) - kulingana na uzani sahihi.
• Uchambuzi wa sauti (titration) - kulingana na kipimo sahihi cha juzuu.

Njia za uchanganuzi wa kemikali kiasi

Muhimu zaidi ni gravimetric na titrimetric. Zinaitwa mbinu za kitamaduni za uchanganuzi wa kiasi cha kemikali.

Njia za kitamaduni taratibu hupata nafasi kwa zile za ala. Walakini, zinabaki kuwa sahihi zaidi. Hitilafu ya jamaa ya njia hizi ni 0.1-0.2% pekee, wakati kwa mbinu za ala ni 2-5%.

Gravimetry

Kiini cha uchanganuzi wa kiasi cha mvuto ni kutengwa kwa dutu ya riba katika umbo lake safi na uzani wake. Excretion mara nyingi zaidiyote yanafanywa na kunyesha. Wakati mwingine sehemu ya kuamua lazima ipatikane kwa namna ya dutu tete (njia ya kunereka). Kwa njia hii inawezekana kuamua, kwa mfano, maudhui ya maji ya fuwele katika hydrates ya fuwele. Mbinu ya kunyesha huamua asidi ya sililiki katika usindikaji wa miamba, chuma na alumini katika uchanganuzi wa miamba, potasiamu na sodiamu, misombo ya kikaboni.

Mawimbi ya uchanganuzi katika gravimetry - wingi.

Njia ya uchanganuzi wa kiasi kwa gravimetry inajumuisha hatua zifuatazo:

1. Mvua ya mchanganyiko ambayo ina dutu ya riba.
2. Uchujaji wa mchanganyiko unaotokana ili kutoa mvua kutoka kwa nguvu kuu.
3. Kuosha mvua ili kuondoa nguvu isiyo ya kawaida na kuondoa uchafu kwenye uso wake.
4. Kukausha kwenye joto la chini ili kuondoa maji au kwa joto la juu ili kubadilisha mashapo kuwa fomu inayofaa kupimwa.
5. Kupima mashapo yanayotokana.

Hasara za ujanibishaji wa mvuto ni muda wa uamuzi na kutochagua (vitendanishi vinavyotoa mvua si mahususi mara chache sana). Kwa hivyo, utengano wa awali ni muhimu.

Kukokotoa kwa mbinu ya mvuto

Matokeo ya uchanganuzi wa kiasi unaofanywa na gravimetry huonyeshwa kwa sehemu kubwa (%). Ili kuhesabu, unahitaji kujua uzito wa dutu ya mtihani - G, wingi wa sediment kusababisha - m na formula yake ya kuamua sababu ya uongofu F. Kanuni za kuhesabu sehemu ya molekuli na sababu ya uongofu zinawasilishwa hapa chini.

Unaweza kukokotoa wingi wa dutu kwenye mchanga, kwa hili, kipengele cha ubadilishaji F kinatumika.

Kigezo cha gravimetric ni thamani isiyobadilika kwa kijenzi fulani cha majaribio na umbo la mvuto.

Uchambuzi wa Titrimetric (volumetric)

Uchanganuzi wa ujazo wa Titrimetric ni kipimo sahihi cha ujazo wa myeyusho wa kitendanishi ambacho hutumika kwa mwingiliano sawa na kitu kinachokuvutia. Katika kesi hii, mkusanyiko wa reagent kutumika ni kabla ya kuweka. Kwa kuzingatia kiasi na mkusanyiko wa suluhisho la kitendanishi, maudhui ya kipengele cha riba huhesabiwa.

Jina "titrimetric" linatokana na neno "titer", ambalo hurejelea njia moja ya kueleza mkusanyiko wa suluhu. Kiini kinaonyesha ni gramu ngapi za dutu hii huyeyushwa katika ml 1 ya myeyusho.

Titration ni mchakato wa kuongeza hatua kwa hatua suluhu yenye mkusanyiko unaojulikana kwa ujazo maalum wa suluhu lingine. Inaendelea hadi wakati ambapo dutu huguswa na kila mmoja kabisa. Muda huu unaitwa sehemu ya usawa na inabainishwa na mabadiliko ya rangi ya kiashirio.

Njia za uchambuzi wa Titrimetric:

• Asidi-asidi.
• Redox.
• Mvua.
• Complexometric.

Dhana za kimsingi za uchanganuzi wa titrimetric

Masharti na dhana zifuatazo hutumika katika uchanganuzi wa titrimetric:

• Titrant - suluhisho,ambayo hutiwa. Mkusanyiko wake unajulikana.
• Myeyusho wa titrated ni kioevu ambacho kiowevu huongezwa. Mkusanyiko wake lazima uamuliwe. Suluhisho la titrated kawaida huwekwa kwenye chupa, na titrant huwekwa kwenye burette.
• Njia ya kusawazisha ni wakati wa alama ya alama wakati idadi ya sawa na titranti inakuwa sawa na idadi ya vitu sawia vya dutu ya riba.
• Viashirio - vitu vinavyotumika kubainisha uhakika wa usawa.

Suluhu za kawaida na za kazi

Michezo ni ya kawaida na inafanya kazi.

Zile za kawaida hupatikana kwa kuyeyusha sampuli kamili ya dutu katika ujazo fulani (kawaida wa 100 ml au l 1) au kiyeyusho kingine. Ili uweze kuandaa suluhu:

• Sodium Chloride NaCl.
• Potassium dichromate K₂Cr₂O_7.
• Sodium tetraborate Na₂B₄O₇∙10H_{2 O.}
• Oxalic acid H₂C₂O₄∙2H_{2 O.}
• Sodium oxalate Na₂C₂O_4.
• Succinic acid H₂C₄H₄O_4.

Katika mazoezi ya maabara, suluhu za kawaida hutayarishwa kwa kutumia dawa za kurekebisha. Hii ni kiasi fulani cha dutu (au ufumbuzi wake) katika ampoule iliyofungwa. Kiasi hiki kinahesabiwa kwa ajili ya maandalizi ya lita 1 ya suluhisho. Fixanal inaweza kuhifadhiwa kwa muda mrefu, kwa sababu haina ufikiaji wa hewa, isipokuwa alkali ambazo huguswa na glasi ya ampoule.

Baadhi ya suluhishohaiwezekani kupika kwa mkusanyiko sahihi. Kwa mfano, mkusanyiko wa permanganate ya potasiamu na thiosulfate ya sodiamu hubadilika tayari wakati wa kufuta kutokana na mwingiliano wao na mvuke wa maji. Kama sheria, ni suluhisho hizi ambazo zinahitajika kuamua kiasi cha dutu inayotaka. Kwa kuwa ukolezi wao haujulikani, lazima iamuliwe kabla ya titration. Utaratibu huu unaitwa usanifishaji. Hili ndilo hakikisho la mkusanyiko wa suluhu za kufanya kazi kwa titration yao ya awali yenye suluhu za kawaida.

Uwekaji viwango unahitajika kwa suluhu:

• Asidi - salfa, hidrokloriki, nitriki.
• Alkali.
• Panganeti ya Potasiamu.
• Nitrate ya fedha.

Uteuzi wa kiashirio

Ili kubainisha kwa usahihi uhakika wa usawa, yaani, mwisho wa alama ya alama, unahitaji chaguo sahihi la kiashirio. Hizi ni vitu vinavyobadilisha rangi yao kulingana na thamani ya pH. Kila kiashiria hubadilisha rangi ya suluhisho lake kwa thamani tofauti ya pH, inayoitwa muda wa mpito. Kwa kiashiria kilichochaguliwa vizuri, muda wa mpito unaambatana na mabadiliko ya pH katika eneo la sehemu ya usawa, inayoitwa kuruka kwa titration. Kuamua, ni muhimu kujenga curves titration, ambayo mahesabu ya kinadharia hufanyika. Kulingana na nguvu ya asidi na besi, kuna aina nne za mikunjo ya titration.

Mahesabu katika uchanganuzi wa titrimetric

Ikiwa nukta ya msawazo itafafanuliwa kwa usahihi, titranti na dutu ya titrati itatenda kwa kiwango sawa, yaani, kiasi cha dutu ya titranti.(n_e1) itakuwa sawa na kiasi cha dutu iliyowekewa alama (n_e2): n_e1=n e2_{. Kwa kuwa kiasi cha dutu sawa ni sawa na bidhaa ya mkusanyiko wa molar ya sawa na kiasi cha suluhisho, basi usawa}

C_e1∙V₁=C_e2∙V_{2, wapi:}

-C_{e1 – ukolezi wa kawaida wa titranti, thamani inayojulikana;}

-V_{1 – kiasi cha myeyusho titrant, thamani inayojulikana;}

-C_{e2 – ukolezi wa kawaida wa dutu inayoweza kutambulika, itabainishwa;}

-V_{2 – ujazo wa myeyusho wa dutu iliyotiwa alama, hubainishwa wakati wa kuweka titration.}

Baada ya kuweka alama kwenye mstari, unaweza kukokotoa mkusanyiko wa dutu inayokuvutia kwa kutumia fomula:

C_e2=C_e1∙V₁/ V₂

Kufanya Uchambuzi wa Titrimetric

Njia ya uchanganuzi wa kiasi cha kemikali kwa uwekaji alama wa alama ya alama ni pamoja na hatua zifuatazo:

1. Maandalizi ya 0, 1 n myeyusho sanifu kutoka kwa sampuli ya dutu hii.
2. Maandalizi ya takriban suluhu ya kufanya kazi ya N 0.1.
3. Kusawazisha suluhu ya kufanya kazi kulingana na suluhu ya kawaida.
4. Titration ya suluhu ya jaribio yenye suluhu ya kufanya kazi.
5. Fanya hesabu zinazohitajika.