Gravimetria gravimetrinen analyysi, menetelmät, käyttö ja esimerkit

Se gravimetria Se on yksi analyyttisen kemian päähaaroista, jotka sisältävät tekniikoita, joiden kulmakivi yhteinen on massamittaus. Massat voidaan mitata lukemattomilla tavoilla: suoraan tai epäsuorasti. Tällaisten välttämättömien mittausten saavuttamiseksi asteikot; Gravimetria on synonyymi massoille ja asteikoille.

Massojen saamiseksi valitusta reitistä tai menettelystä riippumatta signaalien tai tulosten tulisi aina valaista analyytin pitoisuutta tai kiinnostuksen tyyppistä; Muuten gravimetriasta puuttuisi analyyttinen arvo. Yllä oleva vastaa vakuuttamista, että joukkue työskenteli ilman ilmaisinta ja oli edelleen luotettava.

Muinainen tasapaino painaen joitain omenoita. Lähde: Pxhere.

Yläkuvassa vanha tasapaino esitetään omenoilla sen koveralla levyllä.

Jos tällä saldolla määritetään omenoiden massa, omenoiden lukumäärään olisi verrannollinen kokonaisarvo. Nyt, jos ne punnitsevat erikseen, jokainen massaarvo vastaa kunkin omenan kokonaispartikkeleita; Sen proteiini, lipidipitoisuus, sokerit, vesi, tuhka jne.

Tuolloin gravimetrisesta lähestymistavasta ei ole välähdyksiä. Oletetaan kuitenkin, että tasapaino voi olla erittäin erityinen ja valikoiva, hämärtäen omenan muut aineosat, kun taas vain yksi kiinnostava punnitaan.

Sääti tämän idealisoidun tasapainon, omenan punnituksen kanssa voitaisiin määrittää suoraan, kuinka suuri osa sen massasta vastaa spesifistä proteiinia tai rasvaa; Kuinka paljon vesivarastoja, kuinka paljon niiden hiiliatomit painaavat jne. Tällä tavoin se määrääisi Gravimetrisesti Omenan ravitsemuskoostumus.

Valitettavasti ei ole tasapainoa (ainakin tänään), jotka voivat tehdä tämän. On kuitenkin erityisiä tekniikoita, jotka sallivat fyysisesti tai kemiallisesti erottaa omenan komponentit; Ja sitten, ja lopuksi punnitse ne erikseen ja rakenna koostumus.

[TOC]

Mikä on gravimetrinen analyysi?

Kuvasi esimerkin omenoista, kun analyytin pitoisuus määritetään mittaamalla massa, puhuu gravimetrisesta analyysistä. Tämä analyysi on kvantitatiivinen, koska se vastaa kysymykseen 'kuinka paljon siellä on?'Analyytin suhteen; Mutta se ei reagoi mittaamalla määriä tai säteilyä tai lämpöä, vaan massoja.

Tosielämässä näytteet eivät ole vain omenoita, vaan käytännössä minkäänlaista ainetta: sooda, neste tai kiinteä. Näiden näytteiden fyysinen tila riippumatta, massa tai ero, joka voidaan mitata, on kuitenkin uutettava niistä; joka on suoraan verrannollinen analyytin pitoisuuteen.

Kun sanotaan "upottavan massan" näytteestä, se tarkoittaa sakan saamista, joka koostuu analyytin sisältämästä yhdisteestä, ts. Hän itse.

Paluu omenoihin, mitata sen komponentteja ja molekyylejä gravimeetrisesti on tarpeen saada sakka jokaiselle niistä; Sakka veteen, toinen proteiineille jne.

Kun kaikki punnitaan (analyyttisten ja kokeellisten tekniikoiden sarjan jälkeen), sama tulos saavutetaan kuin idealisoidun tasapainon tekniikkaan.

Voi palvella sinua: sucniinihappo: rakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö

-Gravimetriatyypit

Gravimetrisessä analyysissä on kaksi päätapaa analyytin pitoisuuden määrittämiseen: suoraan tai epäsuorasti. Tämä luokittelu on globaalia, ja niistä johdetaan menetelmät ja sinfiinit spesifisten tekniikoiden suhteen jokaiselle analyyttille tietyissä näytteissä.

Suoraan

Suora gravimetrinen analyysi on sellainen, jossa analyytti kvantifioidaan yksinkertaisella massalla. Esimerkiksi, jos ab -yhdisteen sakka punnitaan ja tietäen A: n ja B: n atomimassat ja AB: n molekyylimassa, A tai B voidaan laskea erikseen.

Kaikki analyysit, jotka tuottavat saostumia, joiden massoista analyytin massa on laskettu, se on suora gravimetria. Apple -komponenttien erottaminen eri saostumissa on toinen esimerkki tämän tyyppisestä analyysistä.

Epäsuora

Epäsuorissa gravimetrisissa analyyseissä massaerot määritetään. Tässä on vähennys, joka kvantifioi analyytin.

Esimerkiksi, jos tasapainossa oleva omena punnitaan ensin, ja sitten se lämmitetään kuiviin (mutta polttamatta sitä), kaikki vesi höyrystyy; toisin sanoen omena menettää kaiken kosteussisällönsä. Kuiva omena punnittiin uudelleen, ja massaero on yhtä suuri kuin vesimassa; Siksi vesi on kvantifioitu gravimetrisesti.

Jos analyysi olisi suora, olisi suunniteltava hypoteettinen menetelmä, jolla kaikki omenavesi voidaan vähentää ja kiteyttää erillisessä tasapainossa sen punnitsemiseksi. Epäsuora menetelmä on selvästi helpoin ja käytännöllisin.

-Saostaa

Ehkä se voi tuntua yksinkertaiselta sakan saamisen saamisen, mutta se todella merkitsee tiettyjä olosuhteita, prosesseja, naamioiden käyttöä ja saostavia aineita jne.,  pystyä erottamaan se näytteestä ja että se on täydellisessä kunnossa punnita.

Olennaiset ominaisuudet

Sakan on täytettävä sarja ominaispiirteitä. Jotkut näistä ovat:

Puhtaus

Jos se ei olisi tarpeeksi puhdasta, epäpuhtauksien massot oletetaan osana analyytin massoja. Siksi saostumat on puhdistettava joko pesemällä, uudelleenkiteyttämisellä tai millään muulla tekniikalla.

Tunnettu koostumus

Oletetaan, että sakka voi kärsiä seuraavasta hajoamisesta:

MCO₃(s) => mo (s) + Co₂(g)

Tapahtuu, että ei tiedetä kuinka paljon MCO₃ (metallikarbonaatit) on hajonnut vastaavaan oksidiinsa. Siksi sakan koostumusta ei tunneta, koska se voi olla MCO -seos₃Mo, o mco₃· 3 kuukautta jne. Tämän ratkaisemiseksi MCO: n täydellinen hajoaminen on taata₃ A MO, vain punnittu.

Vakaus

Jos sakka hajoaa ultraviolettivalon, lämmön tai kosketuksen kautta ilman kanssa, sen koostumus lakkaa tuntemasta; Ja se on jälleen ennen edellistä tilannetta.

Molekyylimassa

Mitä suurempi sakan molekyylimassa, sitä helpompaa se on sen raskas, koska sitä tarvitaan pienemmillä määrillä tasapainon tasapainon kirjoittamiseksi.

Voi palvella sinua: tietty lämpö

Matala liukoisuus

Sakan on oltava riittävän liukenemattomia voidakseen suodattaa sen ilman suuria komplikaatioita.

Suuret hiukkaset

Vaikka se ei ole ehdottomasti välttämätöntä, sakan on oltava mahdollisimman kiteinen; toisin sanoen niiden hiukkasten koon on oltava mahdollisimman suuri. Mitä pienemmät sen hiukkaset, sitä gelatiinisempi ja kolloidinen se tulee, ja vaatii sitten suuremman käsittelyn: kuivaus (eliminoi liuotin) ja kalsinoinnin (palauta sen vakio -massa).

Gravimetriamenetelmät

Gravimetrian sisällä on neljä yleistä menetelmää, jotka mainitaan alla.

Sademäärä

Jo mainittu alajaksoissa, ne koostuvat kvantitatiivisesti saostamaan analyyttiä sen määrittämiseksi. Näyte on fyysisesti ja kemiallisesti niin, että sakka on mahdollisimman puhdas ja sopiva.

Elektrografinen

Tässä menetelmässä sakka kerrostuu elektrodin pintaan, jonka kautta sähkövirta kulkee sähkökemiallisen solun sisään.

Tätä menetelmää käytetään laajasti metallien määrittämisessä, koska ne talletetaan, niiden suolat tai oksidit ja epäsuorasti sen massot lasketaan. Ensin elektrodit punnitaan ennen kuin kosket liuosta, johon näyte on liuennut; Sitten metalli painotetaan jälleen kerran talletettua.

Haihtuvuus

Gravimetrisissä haihtumismenetelmissä kaasumassat määritetään. Nämä kaasut ovat peräisin kemiallisen hajoamisen tai reaktion seurauksena, jotka näytteen kärsivät, jotka liittyvät suoraan analyyttiin.

Kaasuina on tarpeen käyttää ansaa sen keräämiseen. Ansa, kuten elektrodit, punnitaan ennen ja jälkeen, laskemalla epäsuorasti kerättyjen kaasujen massa.

Mekaaninen tai yksinkertainen

Tämä gravimetrinen menetelmä on fyysisessä olemuksessa: se perustuu seoksen erotustekniikoihin.

Suodattimien, seulojen tai allekirjoitettujen käyttämisen avulla kerätään nestemäisen faasin kiinteät aineet ja punnitaan suoraan niiden kiinteän koostumuksen määrittämiseksi; Esimerkiksi savi-, ulostejätteen, muovien, hiekan, hyönteisten, jne., vesivirta.

Termogravimetria

Tämä menetelmä koostuu, toisin kuin muut, kiinteän tai materiaalin lämpöstabiilisuuden karakterisoimiseksi sen massasuunnelmien kautta lämpötilasta riippuen. Voit käytännössä punnita kuuman näytteen Thermobalacezalla ja rekisteröidä sen massan menetyksen lämpötilan noustessa.

Sovellukset

Yleisesti ottaen on joitain gravimetrian käyttöä menetelmästä ja analyysistä riippumatta:

-Erottaa näytteestä eri komponentit, liukoiset ja liukenemattomat.

-Suorittaa kvantitatiivisen analyysin lyhyemmässä ajassa, kun ei ole tarpeen rakentaa kalibrointikäyrää; Taikina määritetään ja kuinka paljon analyytti on näytteessä.

-Ei vain erottamalla analyytti, vaan myös puhdistaa sen.

-Määritä tuhkan prosenttiosuus ja kiinteiden aineiden kosteus. Lisäksi gravimetrisellä analyysillä sen puhtausaste voidaan kvantifioida (niin kauan kuin saastuttavien aineiden massa on vähintään 1 mg).

Voi palvella sinua: eteenioksidi: rakenne, ominaisuudet, riskit ja käytöt

-Se mahdollistaa kiinteän aineen karakterisoinnin lämpögrammilla.

-Kiinteät aineet ja saostumat manipulointi on yleensä yksinkertaisempaa kuin tilavuuksien, joten se helpottaa tiettyjä kvantitatiivisia analyysejä.

-Laboratorioiden opettamisessa se aikoo arvioida opiskelijoiden suorituskykyä kalsinoinnissa, raskaita tekniikoita ja crosolien käyttöä.

Esimerkki analyysistä

Fosfiitit

Liuenneen näytteen vesipitoisessa väliaineessa voit määrittää fosfiitit, PO₃^3-, Seuraavan reaktion kautta:

2HGCL₂(AC)+PO₃^3-(AC)+3H₂Tai (l) ⇌ Hg₂Cl₂(s)+2h₃JOMPIKUMPI⁺(Ac)+2cl^-(AC)+2PO₄^3-(AC)

Huomaa, että HG₂Cl₂ saostaa. Jos HG punnitaan₂Cl₂ Ja moolisi on laskettu, voit laskea reaktion stökiometrian jälkeen kuinka paljon PO₃^3- Alun perin oli. Näytteen vesiliuos lisätään ylimääräinen HGCL₂ Varmistaa, että kaikki Po₃^3- Reagoi sakan muodostamiseksi.

Johtaa

Jos se sulautetaan happamassa väliaineessa, esimerkiksi mineraali, joka sisältää lyijyä²⁺ He voivat tallettaa kuinka PBO₂ Platinaelektrodissa elektrogravimetrisen tekniikan avulla. Reaktio on:

Pb²⁺(AC)+4H₂Tai (l) ⇌ PBO₂(s)+h₂(g)+2h₃JOMPIKUMPI⁺(AC)

Platinaelektrodi punnitaan ennen ja jälkeen, ja siten PBO: n piste määritetään₂, joista a gravimetrinen tekijä, Lyijymassa lasketaan.

Kalsium

Näytteen kalsium voi saostaa lisäämällä sen vesiliuokseen oksaali- ja ammoniakkihappoa. Tällä tavoin oksalaattianioni syntyy hitaasti ja tuottaa paremman sakan. Reaktiot ovat:

2NH₃(AC) + H₂C₂JOMPIKUMPI₄(AC) → 2NH₄⁺(AC) + C₂JOMPIKUMPI₄^2-(AC)

Ac²⁺(AC) + C₂JOMPIKUMPI₄^2-(AC) → CAC₂JOMPIKUMPI₄(S)

Mutta kalsiumoksalaatti kalsinoidaan tuottamaan kalsiumoksidia, määriteltympi koostumus: saostuma:

Cac₂JOMPIKUMPI₄(S) → CAO (S) + Co (G) + Co CO₂(g)

Nikkeli

Ja lopuksi, näytteen nikkelipitoisuus voidaan määrittää gravimetrisesti käyttämällä dimetyyliglioksimea (DMG): orgaanista saostuvaa ainetta, jonka kanssa se muodostaa chelato, joka saostuu ja jolla on ominainen punertava väri. DMG luodaan insitu:

CH₃Kookos₃(AC) + 2NH₂OH (AC) → DMG (AC) + 2H₂Tai (l)

2DMG (AC) + NI²⁺(AC) → Ni (DMG)₂(s) + 2h⁺

Ni (DMG)₂ Se punnitaan ja stökiömetrisellä laskelmalla määritetään, kuinka paljon nikkeliä se sisälsi näytettä.

Viitteet

1. Päivä, r., & Underwood, a. (1989). Kvantitatiivinen analyyttinen kemia (viides ED.-A. Pearson Prentice Hall.
2. Harvey D. (23. huhtikuuta 2019). Yleiskatsaus gravimetrisistä menetelmistä. Kemian librettexts. Palautettu: Chem.Librettexts.org
3. Luku 12: Gravimetriset analyysimenetelmät. [PDF]. Haettu: Web.iyte.Edu.tr
4. Claude Yoder. (2019). Gravimetrinen analyysi. Toipunut: Wiredchemist.com
5. Gravimetrinen analyysi. Palautettu: Chem.tamu.Edu
6. Helmestine, Anne Marie, PH.D -d. (19. helmikuuta 2019). Gravimetrinen analyysi määritelmä. Toipunut: Admingco.com
7. Siti Maznah Kabeb. (S.F.-A. Analyyttinen kemia: gravimetrinen analyysi. [PDF. Palautettu: OCW.Umpin.Edu.Minun
8. Singh n. (2012). Karu, tarvitsen ja toiminta. Springlus, 1, 14. Doi: 10.1186/2193-1801-14.