در اواخر قرن هجدهم، روش جدیدی در صنعت نساجی به عنوان یک اقدام کنترلی به کار گرفته شد. این روش بعدها به عنوان آنالیز حجمی یا تیتر سنجی شناخته شد. این روشی مبتنی بر اندازه‌گیری حجم واکنش در محلول‌ها است و با اندازه‌گیری دقیق حجم یک محلول مورد نیاز برای واکنش با محلول دیگر، به تعیین غلظت محلول کمک می‌کند. بنابراین با کمک این روش می توان غلظت مواد ناشناخته را تعیین کرد.
با کاوش عمیق در مفاهیم، انواع، اصول، مبانی، کاربردها و موارد دیگر، درباره این مبحث شیمی بیشتر بیاموزید.
تحلیل حجمی
آنالیز حجمی یک رویکرد کمی است که برای تعیین غلظت آنالیت استفاده می شود. این روش عموماً به عنوان تیتراسیون شناخته می شود و شامل استفاده از یک معرف است که به عنوان یک محلول استاندارد با حجم و غلظت خاص عمل می کند. معرف مجاز است با آنالیت واکنش دهد تا غلظت آن را محاسبه کند.
پیش از این، این روش برای آگاهی از غلظت مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت نساجی طراحی شده بود. با این حال، بعداً در سال 1854، کارل موهر، با تغییراتی در شکل بورت، متعاقباً آن را به یک تکنیک تخصصی تبدیل کرد که برای تخمین‌های دقیق در مورد راه‌حل‌های مختلف استفاده می‌شود.
انواع آنالیز حجمی
سه نوع تیتراسیون وجود دارد که در زیر به طور خلاصه توضیح داده شده است.
تیتراسیون ساده
تیتراسیون ساده روشی است که از محلول شناخته شده برای تعیین غلظت محلول مجهول استفاده می کند. به طور معمول، تا زمانی که واکنش کامل شود، تیترانت یا محلول شناخته شده از یک سوراخ به مقدار مشخصی از آنالیت یا محلول مجهول اضافه می شود. می توان آن را بیشتر به چهار روش فرعی یعنی اسید-باز، ردوکس، بارش و کمپلکس سنجی دسته بندی کرد.
تیتراسیون برگشتی
غلظت یک آنالیت در این نوع تیتراسیون با واکنش آن با مقدار مشخصی از معرف اضافی محاسبه می شود. سپس معرف اضافی با استفاده از یک معرف دیگر تیتر می شود. نتایج تیتراسیون دوم نشان می دهد که چه مقدار از معرف اضافی در تیتراسیون اول استفاده شده است، که اجازه می دهد غلظت آنالیت اصلی تعیین شود.
دو تیتراسیون
شبیه تیتراژ ساده است. تنها تفاوت این است که شامل دو تیتراسیون با چندین جزء در محلول تیترات یا غلظت ناشناخته است. از آنجایی که در طول تیتراسیون دو نقطه پایانی وجود دارد، از دو شاخص (معمولاً فنل فتالئین و متیل اورانژ) در این روش استفاده می شود.
اصل تحلیل حجمی
اصل این روش بر اساس نکات کلیدی زیر است:
- تعداد نامشخصی از مواد شیمیایی که نیاز به بررسی دارند باید در محلول وجود داشته باشد.
- معرف های با غلظت نامعلوم باید با ماده شیمیایی به مقدار نامعلوم در حضور نشانگر (فنول فتالئین) واکنش دهند تا نقطه پایانی را نشان دهند.
- واکنش بین معرف و محلول تحت تیتراسیون قرار می گیرد.
- مقدار کلی معرف با حجم و غلظت معرف مورد استفاده در تیتراسیون نشان داده می شود.
مبانی تحلیل حجمی
- باید در یک معادله ساده نشان داده شود.
- واکنش باید به سرعت رخ دهد.
- دستیابی به یک نقطه پایان رضایت بخش نیاز به افزودن مقدار معادل محلول استاندارد دارد.
- واکنش باید برای تشخیص نقطه پایانی ساده باشد.
- از هیچ ابزار تخصصی استفاده نمی کند و می توان آن را با لیوان های ساده مانند لیوان یا ارلن حمل کرد. با این حال، سرنگ بورت و پیپت برخی از موارد ضروری هستند.
کاربردهای تحلیل حجمی
برخی از کاربردهای اصلی این آزمایش عبارتند از
- این یک روش کمی است که به طور گسترده برای دانستن مقدار ماده با بررسی حجمی که آن را اشغال می کند استفاده می شود.
- همچنین برای دانستن نسبت نیتروژن در مواد شیمیایی آلی استفاده می شود.
- صنعت نساجی کاربرد بسیار مهمی از تجزیه و تحلیل حجمی برای آگاهی از غلظت واقعی مواد سفید کننده مورد استفاده دارد.
- برای آگاهی از غلظت مواد شیمیایی استفاده می شود.
- در مورد سفید کننده برای بررسی عوامل سفید کننده درگیر استفاده می شود.
- در آزمایشگاه ها برای تجزیه و تحلیل واکنش های شیمیایی مختلف استفاده می شود.
مزایا و معایب تحلیل حجمی
در ادامه مزایا و معایب این روش تیتراسیون آورده شده است.
مزایای
- اجرای آن ساده است و همچنین بسیار مقرون به صرفه است.
- هیچ فرآیند تخصصی برای یادگیری ندارد. انجام آن ساده است. بنابراین نیازی به مرد ماهر ندارد.
- خیلی سریع رخ می دهد. علاوه بر این، از دقت بالایی نیز برخوردار است.
- اتفاقاً در مقایسه با سایر روش های تیتراسیون بسیار بهتر است.
معایب
- این فرآیند در یک سیستم باز انجام می شود. ممکن است تحت تأثیر عوامل خاصی مانند ph، رطوبت و دما باشد.
- نتایج ممکن است همیشه دقیق نباشد زیرا احتمال خطای انسانی وجود دارد.
- در صورت عدم وجود یک معرف ، واکنش رخ نخواهد داد.
- پس از دستیابی به نقطه پایان ، بسیاری از زباله های شیمیایی تولید می شوند که باید از آن دور شوند.
- واکنش ها باید در مرحله مایع انجام شود.
تفاوت بین تجزیه و تحلیل حجمی و تجزیه و تحلیل گرانشی
برخی از تفاوت های اصلی در زیر ذکر شده است.
| تجزیه و تحلیل حجمی | تجزیه و تحلیل گرانشی |
| این یک روش تجزیه و تحلیل کمی است که با بررسی حجم آن می توان مقدار ماده را شناخت. | این یک تجزیه و تحلیل کمی است که برای تعیین وزن یک ترکیب ناشناخته در یک نمونه استفاده می شود. |
| تجزیه و تحلیل حجمی میزان ترکیب در واحدهای حجم مانند L (لیتر) و میلی لیتر را فراهم می کند. | در این روش ، MG ، G و Kg واحدهایی هستند که به اندازه گیری جرم ترکیب هستند. |
| مجموعه کاملی از واکنشهای شیمیایی وجود دارد که می تواند رنگ مخلوط را تغییر دهد. | واکنش بارش برای جداسازی ترکیب مورد نظر صورت می گیرد. |
ما امیدواریم که همه تعاریف و ایده ها برای درک شما شفاف باشند. چنین موضوعات بیشتری در وب سایت TestBook موجود است. همچنین می توانید برنامه TestBook را برای همان بارگیری کنید. این برنامه همچنین تمام منابع مطالعه لازم ، از جمله مقالات نمونه ، یادداشت های تجدید نظر ، مقالات سؤال سالهای گذشته ، راهنمایی های متخصص و موارد دیگر را در اختیار شما قرار می دهد. بنابراین ، برای بارگیری برنامه به فروشگاه Google Play بروید و از مزایای آن لذت ببرید.
سؤالات متداول تجزیه و تحلیل حجمی
Ans. 2 برای تبدیل تجزیه و تحلیل حجمی به تجزیه و تحلیل گرانشی ، حجم نسبی هر ماده تشکیل دهنده با وزن مولکولی آن ضرب می شود.
Ans. 3 متیل نارنجی ، متیل قرمز ، فنل فتالین و لیموس برخی از شاخص های مورد استفاده در تجزیه و تحلیل حجمی هستند.
Ans. 5 از تجزیه و تحلیل حجمی برای اندازه گیری مقادیر مختلف ناشناخته (به عنوان مثال ، غلظت محلول نمونه از انواع آنالیت های ناشناخته) از یک ماده شیمیایی استفاده شده است. در حالی که تیتراسیون برای کشف غلظت یک ماده شیمیایی ناشناخته واحد استفاده می شود.
