Analytisk kemi

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 2. september 2020; checks kræver 7 redigeringer .

Analytisk kemi  er en videnskab, der udvikler det teoretiske grundlag for den kemiske analyse af stoffer og materialer og udvikler metoder til identifikation, påvisning, adskillelse og bestemmelse af kemiske grundstoffer og deres forbindelser, samt metoder til at fastslå stoffers kemiske sammensætning. Udførelse af kemiske analyser består i dag i at indhente information om sammensætningen og arten af ​​et stof.

Afhængig af opgaverne er analytisk kemi opdelt i kvalitativ analyse , rettet mod at bestemme, hvad (eller hvilke stoffer), i hvilken form er i prøven, og kvantitativ analyse , rettet mod at bestemme, hvor meget af et givet stof (elementer, ioner , molekylært) former osv.) .) er i mønsteret [1] . [2] .

Opgaverne for kvalitativ analyse omfatter:

  1. at fastslå tilstedeværelsen (detektion, opdagelse) i prøven af ​​visse komponenter (molekyler, atomer, ioner);
  2. identifikation af stoffer og komponenter i en prøve med ukendt sammensætning (etablering af deres analogi med de tilsvarende standarder) [2] .

Opgaverne for kvantitativ analyse er bestemmelse af indholdet eller koncentrationen af ​​komponenter i en prøve.

Dens emne som en videnskab er forbedring af eksisterende og udvikling af nye analysemetoder, søgen efter muligheder for deres praktiske anvendelse og studiet af det teoretiske grundlag for analytiske metoder.

Opdelingen af ​​kemisk analyse i kvalitativ analyse og kvantitativ analyse er til en vis grad betinget. Hvis komponenten ikke findes i prøven, er dens indhold under en vis grænse, begrænset af den anvendte metode. Når sammensætningen af ​​den analyserede prøve er ukendt, udføres først en kvalitativ analyse, og først derefter påbegyndes kvantitative målinger. Kvalitativ og kvantitativ analyse udføres ved kemiske, instrumentelle (fysisk og fysisk-kemiske) og biologiske metoder [2] .

At bestemme grundstofsammensætningen af ​​materielle objekter kaldes elementaranalyse . Etablering af strukturen af ​​kemiske forbindelser og deres blandinger på molekylært niveau kaldes molekylær analyse . En af typerne af molekylær analyse af kemiske forbindelser er strukturel analyse , rettet mod at studere den rumlige atomare struktur af stoffer, etablere empiriske formler, molekylvægte osv. (se røntgendiffraktionsanalyse ). Opgaverne for analytisk kemi omfatter bestemmelse af karakteristika for organiske, uorganiske og biokemiske objekter. Analysen af ​​organiske forbindelser efter funktionelle grupper kaldes funktionel analyse .

Historie

Analytisk kemi har eksisteret, siden der var kemi i sin moderne forstand, og mange af de teknikker, der blev brugt i den, går tilbage til en endnu tidligere æra, alkymiens æra, hvis hovedopgaver netop var at bestemme sammensætningen af ​​forskellige naturlige stoffer og studiet af processerne for deres gensidige transformationer. Men med udviklingen af ​​kemien som helhed blev de deri anvendte arbejdsmetoder også væsentligt forbedret, og sammen med dens rent hjælpebetydning af en af ​​kemiens hjælpeafdelinger har den analytiske kemi i øjeblikket betydningen af ​​en fuldstændig selvstændig afdeling for kemisk viden med meget seriøse og vigtige teoretiske opgaver. En meget vigtig indflydelse på udviklingen af ​​analytisk kemi var moderne fysisk kemi , som berigede den med en række helt nye arbejdsmetoder og teoretiske grundlag, som inkluderer løsningslæren , teorien om elektrolytisk dissociation , loven om massehandling ( se Kemisk ligevægt ) og hele doktrinen om kemisk affinitet [1] .

Metoder til analytisk kemi

Sammenligning af analytisk kemi metoder

Sættet af traditionelle metoder til at bestemme sammensætningen af ​​et stof ved dets sekventielle kemiske nedbrydning kaldes " våd kemi " ("våd analyse"). Disse metoder har relativt lav nøjagtighed, kræver relativt lave kvalifikationer af analytikere og er nu næsten fuldstændig afløst af moderne instrumentelle metoder (optiske, massespektrometriske, elektrokemiske, kromatografiske og andre fysisk-kemiske metoder) til at bestemme sammensætningen af ​​et stof. Våd kemi har dog sin fordel i forhold til spektrometriske metoder - den tillader gennem standardiserede procedurer (systematisk analyse) direkte at bestemme sammensætningen og forskellige oxidationstilstande af grundstoffer såsom jern (Fe + 2 , Fe + 3 ), titanium osv.

Analysemetoder kan opdeles i brutto og lokale. Bruttoanalysemetoder kræver normalt et separeret, pulveriseret stof ( repræsentativ prøve ). Lokale metoder bestemmer sammensætningen af ​​stoffet i selve prøven, hvilket gør det muligt at tegne "kort" over fordelingen af ​​prøvens kemiske egenskaber over dens overflade og/eller dybde. Direkte analysemetoder bør også fremhæves , det vil sige, at de ikke er forbundet med foreløbig prøveforberedelse. Prøveforberedelse er ofte nødvendig (f.eks. formaling, forkoncentrering eller adskillelse). Ved forberedelse af prøver, fortolkning af resultaterne, estimering af antallet af analyser, anvendes statistiske metoder [1] [2] .

Metoder til kvalitativ kemisk analyse

For at bestemme den kvalitative sammensætning af et stof er det nødvendigt at studere dets egenskaber, som ud fra et analytisk kemisynspunkt kan være af to slags: stoffets egenskaber som sådan og dets egenskaber ved kemiske omdannelser.

Førstnævnte omfatter: den fysiske tilstand (fast, flydende, gas), dens struktur i fast tilstand ( amorf eller krystallinsk stof), farve, lugt, smag, osv. menneskelige følelser, er det muligt at fastslå arten af ​​dette stof. I de fleste tilfælde er det dog nødvendigt at omdanne et givet stof til et nyt med klart udtrykte karakteristiske egenskaber, ved at bruge til dette formål nogle særligt udvalgte forbindelser kaldet reagenser .

De reaktioner, der anvendes i analytisk kemi, er ekstremt forskellige og afhænger af de fysiske egenskaber og graden af ​​kompleksitet af sammensætningen af ​​det undersøgte stof. I det tilfælde, hvor en åbenlyst ren, homogen kemisk forbindelse er genstand for kemisk analyse, udføres arbejdet relativt nemt og hurtigt; naar man skal beskæftige sig med en Blanding af flere kemiske Forbindelser, bliver Spørgsmaalet om dens analyse mere kompliceret, og ved Fremstillingen af ​​Arbejdet maa man holde sig til et bestemt bestemt System for ikke at overse, at et enkelt Grundstof kommer ind i Stoffet. Der er to slags reaktioner i analytisk kemi: reaktioner på den våde måde (i opløsninger) og reaktioner på den tørre måde [1] [2] .

Reaktioner i løsninger

I kvalitativ kemisk analyse bruges kun sådanne reaktioner i opløsninger, der let opfattes af de menneskelige sanser, og tidspunktet for reaktionens forekomst genkendes af et af følgende fænomener:

  1. Dannelse af et vanduopløseligt bundfald;
  2. Ændring af farven på opløsningen;
  3. Gasudvikling osv.

Udfældning i kemiske analysereaktioner afhænger af dannelsen af ​​noget vanduopløseligt stof; hvis for eksempel svovlsyre eller dets vandopløselige salt tilsættes til en opløsning af et bariumsalt , dannes et hvidt pulveragtigt bundfald af bariumsulfat :

BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d 2HCl + BaSO 4 ↓

Husk på, at nogle andre metaller, for eksempel bly , der er i stand til at danne et uopløseligt sulfatsalt PbSO4 , kan give en lignende reaktion ved dannelsen af ​​et hvidt bundfald under virkningen af ​​svovlsyre , for at være helt sikker på, at det er dette eller det metal, er det nødvendigt at producere flere verifikationsreaktioner , idet bundfaldet dannet i reaktionen underkastes en passende undersøgelse.

For succesfuldt at udføre reaktionen med udfældningsdannelse er det ud over valget af det passende reagens også nødvendigt at observere en række meget vigtige forhold vedrørende koncentrationen af ​​opløsninger af det undersøgte salt og reagens, andelen af ​​begge , temperatur, vekselvirkningens varighed osv. Når man overvejer udfældning dannet ved kemisk reaktionsanalyse, er det nødvendigt at være opmærksom på deres udseende, det vil sige farven, strukturen (amorfe eller krystallinske præcipitater) osv., samt til at deres egenskaber i forhold til virkningen af ​​opvarmning, syrer eller baser osv. Når svage opløsninger vekselvirker nogle gange, er det nødvendigt at vente på dannelsen af ​​et bundfald i op til 24-48 timer, forudsat at de holdes på en vis bestemt temperatur.

Reaktionen af ​​bundfaldsdannelse, uanset dens kvalitative betydning i kemisk analyse, bruges ofte til at adskille visse elementer fra hinanden. Til dette formål behandles en opløsning, der indeholder forbindelser af to eller flere grundstoffer, med et passende reagens, der er i stand til at omdanne nogle af dem til uopløselige forbindelser, og derefter separeres det dannede bundfald fra opløsningen (filtratet) ved filtrering, og det undersøges yderligere separat. Hvis vi for eksempel tager salte af kaliumchlorid og bariumchlorid og tilsætter svovlsyre til dem, dannes et uopløseligt bundfald af bariumsulfat BaSO 4 og kaliumsulfat K 2 SO 4 opløseligt i vand , som kan adskilles ved filtrering . Ved denne adskillelse af bundfaldet af et vanduopløseligt stof fra opløsningen skal man først sørge for, at det får en passende struktur, der gør det muligt at udføre filtreringsarbejdet uden besvær, og derefter efter at have opsamlet det på filter, er det nødvendigt at vaske det grundigt fra fremmede urenheder. Ifølge W. Ostwalds forskning skal man huske på, at når man bruger en vis mængde vand til vask, er det mere hensigtsmæssigt at vaske sedimentet mange gange med små portioner vand end omvendt - flere gange med store portioner . Hvad angår succesen med reaktionen med at separere et grundstof i form af et uopløseligt bundfald, så fandt W. Ostwald ud fra teorien om opløsninger, at for en tilstrækkelig fuldstændig adskillelse af et grundstof i form af et uopløseligt præcipitat, er altid nødvendigt at tage et overskud af det reagens, der bruges til udfældning.

En ændring i farven på en opløsning er en af ​​de meget vigtige egenskaber i kemiske analysereaktioner og er meget vigtig, især i forbindelse med oxidations- og reduktionsprocesserne, såvel som i arbejdet med kemiske indikatorer (se nedenfor - alkalimetri og acidimetri ).

Eksempler på farvereaktioner i kvalitativ kemisk analyse er følgende: kaliumthiocyanat KSCN giver en karakteristisk blodrød farve med jernoxidsalte; med ferrooxidsalte giver det samme reagens ikke farve. Hvis et oxidationsmiddel, f.eks. klorvand , tilsættes til en opløsning af ferrichlorid FeCl2 , med en let grøn farve , bliver opløsningen gul på grund af dannelsen af ​​ferrichlorid , som indeholder den højeste oxidationstilstand af dette metal. Hvis du tager orange kaliumdichromat K 2 Cr 2 O 7 og tilsætter lidt svovlsyre og noget reduktionsmiddel, for eksempel vinalkohol , til det i en opløsning, ændres den orange farve til mørkegrøn, svarende til dannelsen af ​​den laveste oxidationstilstand af chrom i form af et salt chromsulfat Cr 2 (SO 4 ) 3 .

Afhængigt af forløbet af kemisk analyse er det ofte nødvendigt at udføre lignende processer med oxidation og reduktion i det . De vigtigste oxidationsmidler er: halogener , salpetersyre , hydrogenperoxid , kaliumpermanganat , kaliumdichromat ; de vigtigste reduktionsmidler er: brint på tidspunktet for isolering, svovlbrinte , svovlsyrling , tinchlorid , hydrogeniodid .

Reaktionerne af gasudvikling i opløsninger, når der udføres en kvalitativ kemisk analyse, har oftest ikke uafhængig betydning og er hjælpereaktioner; oftest skal man mødes med frigivelse af kuldioxid CO 2  - under påvirkning af syrer på kulsalte, svovlbrinte - under nedbrydning af sulfidmetaller med syrer osv. [1] [2] .

Tørre reaktioner

Disse reaktioner bruges i kemisk analyse, hovedsageligt i den såkaldte. "foreløbig test", ved test af bundfald for renhed, til verifikationsreaktioner og ved undersøgelse af mineraler. De vigtigste reaktioner af denne art består i at teste et stof i forhold til:

  1. dets smelteevne ved opvarmning,
  2. evnen til at farve en gasbrænders ikke-lysende flamme,
  3. flygtighed ved opvarmning,
  4. evne til at oxidere og reducere.

Til fremstilling af disse tests anvendes i de fleste tilfælde en ikke-lysende flamme fra en gasbrænder. Hovedkomponenterne i optændingsgas (brint, kulilte, sumpgas og andre kulbrinter) er reduktionsmidler, men når det brænder i luft (se Forbrænding ), dannes der en flamme, hvor man i forskellige dele kan finde de nødvendige forhold til reduktion eller oxidation, og lig med opvarmning til en mere eller mindre høj temperatur.

Fusionstesten udføres hovedsageligt i undersøgelsen af ​​mineraler, hvor et meget lille fragment af dem, fikseret i en tynd platintråd, indføres i den del af flammen, der har den højeste temperatur, og derefter ved hjælp af et forstørrelsesglas. de observerer, hvor afrundede prøvens kanter er.

Flammefarvetesten udføres ved at indføre en lille prøve af stoffet på en platintråd, først i bunden af ​​flammen og derefter i den del med den højeste temperatur.

Flygtighedstesten udføres ved at opvarme en prøve af et stof i en analysecylinder eller i et forseglet glasrør i den ene ende, og de flygtige stoffer bliver til dampe, som derefter kondenserer i den koldere del.

Tør oxidation og reduktion kan udføres i kugler af smeltet borax ( Na 2 B 4 O 7 + 10 H 2 O ), den genoprettende del af flammen. Genvinding kan ske på en række andre måder, nemlig: opvarmning på pind forkullet med sodavand, opvarmning i glasrør med metaller - natrium , kalium eller magnesium , opvarmning i trækul ved hjælp af blæserør, simpel opvarmning [1] [2] .

Klassificering af elementer

Klassificeringen af ​​grundstoffer, der anvendes i analytisk kemi, er baseret på den samme opdeling af grundstoffer, som er accepteret i almindelig kemi - i metaller og ikke-metaller (metalloider), hvor sidstnævnte oftest betragtes i form af de tilsvarende syrer. For at producere en systematisk kvalitativ analyse er hver af disse klasser af elementer opdelt i grupper med nogle fælles gruppetræk.

Metaller i analytisk kemi er opdelt i to afdelinger, som igen er opdelt i fem grupper:

  1. Metaller, hvis svovlforbindelser er opløselige i vand  - fordelingen af ​​metaller i denne afdeling i grupper er baseret på egenskaberne af deres kulsyresalte. 1. gruppe : kalium , natrium , rubidium , cæsium , lithium , magnesium . Svovlforbindelser og deres kulsyresalte er opløselige i vand. Der er ingen fælles reagens til udfældning af alle metaller fra denne gruppe i form af uopløselige forbindelser. 2. gruppe : barium , strontium , calcium . Svovlforbindelser er opløselige i vand, kulsyresalte er uopløselige. Det almindelige reagens, der udfælder alle metallerne i denne gruppe i form af uopløselige forbindelser, er ammoniumcarbonat .
  2. Metaller, hvis svovlforbindelser er uopløselige i vand  - for at opdele denne afdeling i tre grupper, brug forholdet mellem deres svovlforbindelser til svage syrer og til ammoniumsulfid . 3. gruppe : aluminium , krom , jern , mangan , zink , nikkel , kobolt .

Aluminium og krom danner ikke svovlforbindelser i vand; de resterende metaller danner svovlforbindelser, der ligesom deres oxider er opløselige i svage syrer. Fra en sur opløsning udfælder svovlbrinte dem ikke, ammoniumsulfid udfælder oxider eller svovlforbindelser. Ammoniumsulfid er et almindeligt reagens for denne gruppe, og et overskud af dets svovlforbindelser opløses ikke. 4. gruppe : sølv , kviksølv , bly , vismut , kobber , palladium , rhodium , ruthenium , osmium . Svovlforbindelser er uopløselige i svage syrer og udfældes af svovlbrinte i en sur opløsning; de er også uopløselige i ammoniumsulfid. Hydrogensulfid er et almindeligt reagens for denne gruppe. 5. gruppe: tin , arsen , antimon , guld , platin . Svovlforbindelser er også uopløselige i svage syrer og udfældes af svovlbrinte fra en sur opløsning. Men de er opløselige i ammoniumsulfid og danner vandopløselige sulfosalte med det.

Ikke-metaller (metalloider) skal opdages i kemisk analyse altid i form af syrer dannet af dem eller deres tilsvarende salte. Grundlaget for at opdele syrer i grupper er egenskaberne for deres barium- og sølvsalte i forhold til deres opløselighed i vand og til dels i syrer. Bariumchlorid er et almindeligt reagens for 1. gruppe, sølvnitrat i en nitratopløsning - for 2. gruppe er barium- og sølvsalte af 3. gruppe syrer opløselige i vand. 1. gruppe : i en neutral opløsning udfælder bariumchlorid uopløselige salte; sølvsalte er uopløselige i vand, men opløselige i salpetersyre. Disse omfatter syrer: krom , thiosvovlsyre , svovlholdig , vandig , kulsyre , kiselsyre , svovlsyre , fluorkiselsyre (bariumsalte uopløselige i syrer), arsen og arsen . 2. gruppe : i en opløsning syrnet med salpetersyre udfældes sølvnitrat. Disse omfatter syrer: saltsyre , brombrinte og jodbrinte , cyansyre , svovlbrinte , jern- og jerncyanid og jod . 3. gruppe : salpetersyre og klorsyre, som ikke udfældes af hverken sølvnitrat eller bariumchlorid.

Man skal dog huske på, at de reagenser, der er angivet for syrer, ikke er generelle reagenser, der kan bruges til at adskille syrer i grupper. Disse reagenser kan kun give en indikation af tilstedeværelsen af ​​en sur eller anden gruppe, og for at opdage hver enkelt syre er man nødt til at bruge deres særlige reaktioner. Ovenstående klassificering af metaller og ikke-metaller (metalloider) med henblik på analytisk kemi blev vedtaget i den russiske skole og laboratorier (ifølge N. A. Menshutkin ), i vesteuropæiske laboratorier blev en anden klassificering vedtaget, dog i det væsentlige baseret på det samme principper [1] [2] .

Teoretisk grundlag for reaktioner

Det teoretiske grundlag for reaktionerne af kvalitativ kemisk analyse i opløsninger bør, som allerede nævnt ovenfor, søges i afdelingerne for generel og fysisk kemi om løsninger og kemisk affinitet. Et af de første, vigtigste spørgsmål er tilstanden af ​​alle mineraler i vandige opløsninger, hvori, ifølge teorien om elektrolytisk dissociation , alle stoffer, der tilhører klasserne af salte, syrer og alkalier, dissocieres til ioner . Derfor forekommer alle reaktioner af kemisk analyse ikke mellem hele molekyler af forbindelser, men mellem deres ioner. For eksempel sker reaktionen af ​​natriumchlorid NaCl og sølvnitrat AgNO 3 ifølge ligningen:

Na + + Cl - + Ag + + (NO 3 ) - = AgCl↓ + Na + + (NO 3 ) - natriumion + chloridion + sølvion + salpetersyreanion = uopløseligt salt + natriumion + salpetersyreanion

Sølvnitrat er derfor ikke et reagens for natriumchlorid eller saltsyre, men kun for klorion. Ud fra et analytisk kemisynspunkt skal dets kation (metalion) og anion (syrerest) således betragtes separat for hvert salt i opløsning. For en fri syre skal hydrogenioner og en anion tages i betragtning; endelig for hver alkali en metalkation og en hydroxylanion. Og i det væsentlige er den vigtigste opgave for kvalitativ kemisk analyse at studere reaktionerne af forskellige ioner og måder at åbne dem og adskille dem fra hinanden.

For at nå sidstnævnte mål omdannes ioner ved indvirkning af passende reagenser til uopløselige forbindelser, der udfældes fra opløsning i form af udfældning, eller de adskilles fra opløsninger i form af gasser. I den samme teori om elektrolytisk dissociation skal man lede efter forklaringer på virkningen af ​​kemiske indikatorer , som ofte finder anvendelse i kemisk analyse. Ifølge W. Ostwalds teori er alle kemiske indikatorer blandt de relativt svage syrer, delvist dissocierede i vandige opløsninger. Desuden har nogle af dem farveløse hele molekyler og farvede anioner, andre har tværtimod farvede molekyler og en farveløs anion eller en anion af en anden farve; udsat for påvirkningen af ​​frie hydrogenioner af syrer eller hydroxylioner af alkali, kan kemiske indikatorer ændre graden af ​​deres dissociation, og samtidig deres farve. De vigtigste indikatorer er:

  1. Methylorange , som i nærvær af frie hydrogenioner (syrereaktion) giver en lyserød farve, og i nærværelse af neutrale salte eller alkalier giver en gul farve;
  2. Phenolphtalein  - i nærvær af hydroxylioner (alkalisk reaktion) giver en karakteristisk rød farve, og i nærvær af neutrale salte eller syrer er den farveløs;
  3. Lakmus  - rødner under påvirkning af syrer og bliver blå under påvirkning af alkalier;
  4. Curcumin  - under påvirkning af alkalier bliver brun, og i nærvær af syrer får den igen en gul farve.

Kemiske indikatorer har en meget vigtig anvendelse i kemisk bulkanalyse (se nedenfor). I reaktionerne af kvalitativ kemisk analyse støder man ofte også på fænomenet hydrolyse , det vil sige nedbrydning af salte under påvirkning af vand, og den vandige opløsning får en mere eller mindre kraftig alkalisk eller sur reaktion [1] [2] .

Fremskridt i kvalitativ kemisk analyse

I en kvalitativ kemisk analyse er det vigtigt ikke kun at bestemme, hvilke grundstoffer eller forbindelser der indgår i sammensætningen af ​​et givet stof, men også i hvilke omtrentlige relative mængder disse bestanddele er. Til dette formål er det altid nødvendigt at tage udgangspunkt i bestemte mængder af analytten (det er normalt tilstrækkeligt at tage 0,5-1 gram) og i løbet af analysen at sammenligne størrelsen af ​​individuel udfældning med hinanden. Det er også nødvendigt at bruge opløsninger af reagenser af en vis styrke, nemlig: normal, semi-normal, en tiendedel normal.

Hver kvalitativ kemisk analyse er opdelt i tre dele:

  1. foreløbig test,
  2. opdagelse af metaller (kationer),
  3. opdagelse af ikke-metaller (metalloider) eller syrer (anioner).

Med hensyn til analyttens beskaffenhed kan der forekomme fire tilfælde:

  1. fast ikke-metallisk stof
  2. et fast stof i form af et metal eller en legering af metaller,
  3. væske (opløsning)
  4. gas.

Ved analyse af et fast ikke-metallisk stof udføres først og fremmest en ekstern undersøgelse og mikroskopisk undersøgelse samt en foreløbig test ved ovenstående analysemetoder i tør form. Derefter opløses prøven af ​​stoffet, afhængigt af dets natur, i et af følgende opløsningsmidler: vand, saltsyre , salpetersyre og aqua regia (en blanding af saltsyre og salpetersyre). Stoffer, der ikke er i stand til at opløses i nogen af ​​de angivne opløsningsmidler, overføres til opløsning ved nogle specielle metoder, såsom: fusion med sodavand eller kaliumchlorid , kogning med en sodaopløsning, opvarmning med visse syrer osv. Den resulterende opløsning udsættes for systematisk analyse med foreløbig isolering af metaller og syrer efter grupper og yderligere opdeling af dem i separate elementer, ved hjælp af deres egne særlige reaktioner.

Ved analyse af en metallegering opløses en bestemt prøve af den i salpetersyre (i sjældne tilfælde i aqua regia), og den resulterende opløsning inddampes til tørhed, hvorefter den faste rest opløses i vand og udsættes for systematisk analyse.

Hvis stoffet er en væske , er der først og fremmest opmærksomhed på dets farve, lugt og reaktion på lakmus (syre, basisk, neutral). For at sikre, at der ikke er faste stoffer i opløsningen, fordampes en lille del af væsken på en platinplade eller et urglas. Efter disse indledende test analyseres væsken ved hjælp af konventionelle metoder.

Analysen af ​​gasser udføres ved nogle specielle metoder angivet i den kvantitative analyse [1] [2] .

Metoder til kvantitativ kemisk analyse

Kvantitativ kemisk analyse har til formål at bestemme den relative mængde af individuelle bestanddele af en kemisk forbindelse eller blanding. De anvendte metoder heri afhænger af stoffets kvaliteter og sammensætning, og derfor skal kvantitativ kemisk analyse altid forudgås af kvalitativ kemisk analyse.

Til fremstilling af kvantitativ analyse kan der anvendes to forskellige metoder: gravimetrisk og volumetrisk. Med vægtmetoden isoleres de legemer, der skal bestemmes i form af om muligt uopløselige eller tungtopløselige forbindelser af kendt kemisk sammensætning, og deres vægt bestemmes, ud fra hvilken det er muligt at finde mængden af det ønskede element ved beregning. Ved volumetrisk analyse måles mængderne af titrerede (indeholdende en vis mængde reagens) opløsninger, der anvendes til analyse. Derudover adskiller en række specielle metoder til kvantitativ kemisk analyse sig, nemlig:

  1. elektrolytisk , baseret på isolering af individuelle metaller ved elektrolyse,
  2. kolorimetrisk , fremstillet ved at sammenligne farveintensiteten af ​​en given opløsning med farven af ​​en opløsning af en vis styrke,
  3. organisk analyse , der består i forbrænding af organisk stof til kuldioxid CO 2 og vand H 2 O og i bestemmelse af mængden af ​​deres relative indhold i stoffet af kulstof og brint,
  4. gasanalyse , der består i at bestemme ved nogle specielle metoder af den kvalitative og kvantitative sammensætning af gasser eller deres blandinger.

En helt særlig gruppe er repræsenteret ved medicinsk kemisk analyse , som omfatter en række forskellige metoder til undersøgelse af blod, urin og andre affaldsprodukter fra den menneskelige krop [1] [2] .

Gravimetrisk analyse

Gravimetriske (vægt) kvantitative kemiske analysemetoder er af to slags: direkte analysemetode og indirekte (indirekte) analysemetode . I det første tilfælde isoleres den komponent, der skal bestemmes, i form af en uopløselig forbindelse, og massen af ​​sidstnævnte bestemmes. Indirekte analyse er baseret på, at to eller flere stoffer, der udsættes for samme kemiske behandling, undergår ulige ændringer i deres vægt. Når man for eksempel har en blanding af kaliumchlorid og natriumnitrat , kan man bestemme den første af dem ved direkte analyse, udfælde klor i form af sølvchlorid og veje det. Hvis der er en blanding af kalium- og natriumchloridsalte, er det muligt at bestemme deres forhold ved en indirekte metode ved at udfælde alt chloret i form af sølvchlorid og bestemme dets vægt efterfulgt af beregning.

Volumetrisk kemisk analyse

Titrimetrisk analyse  er en metode til kvantitativ analyse baseret på måling af volumenet af en reagensopløsning med nøjagtig kendt koncentration, der forbruges til reaktionen med analytten.

Analyse ved elektrolyse

Analyse ved elektrolyse er baseret på en elektrisk strøms evne til at nedbryde saltopløsninger med frigivelse af metaller på katoden, når den passerer gennem saltopløsninger. Ved at vælge den passende potentialforskelelektroderne og strømstyrken (afhængig af størrelsen af ​​elektrodeoverfladen), samt at vælge en opløsning af den passende sammensætning for hvert metal, er det muligt at isolere mange metaller separat fra en blanding af deres salte i opløsning med stor nøjagtighed og fuldstændighed. Elektroderne til dette arbejde er oftest lavet af platin [1] [2] .

Kolorimetriske metoder

Kolorimetri er en metode til kvantitativ bestemmelse af indholdet af stoffer i opløsninger, enten visuelt eller ved hjælp af instrumenter som kolorimetre. Kolorimetri kan bruges til at kvantificere alle de stoffer, der giver farvede opløsninger, eller det kan være, ved hjælp af en kemisk reaktion, at give en farvet opløselig forbindelse. Kolorimetriske metoder er baseret på at sammenligne farveintensiteten af ​​testopløsningen, undersøgt i transmitteret lys, med farven af ​​en standardopløsning indeholdende en nøje defineret mængde af det samme farvede stof eller med destilleret vand.

Elementær organisk analyse

Gasanalyse

Klassificering af metoder inden for analytisk kemi

Lokale analysemetoder:

Metoder til adskillelse af stoffer (fysisk-kemisk adskillelse):

Grundlæggende begreber

Se også

Noter

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A. V. Sapozhnikov “Chemical Analysis or Analytical Chemistry” // Great Soviet Encyclopedia , 1. udgave, - M .: Soviet Encyclopedia, 1926, V. 592, S.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Metoder til kemisk analyse: lærebog / O. N. Bulgakova. - Kemerovo: Kemerovo State University, 2015. - 146 s. — ISBN 978-5-8353-1817-9 .

Links

Litteratur