تجزیه و تحلیل حجمی یک روش تحلیلی کمی است که برای اندازه گیری حجم محلول که غلظت آن شناخته شده است استفاده می شود. آن را برای غلظت یک آنالیت یا محلول شناخته شده استفاده می کند. تجزیه و تحلیل حجمی برای اولین بار برای تعیین نسبت نیتروژن مخلوط شده با سایر عناصر در ترکیبات آلی استفاده شد.
جدول محتویات
تجزیه و تحلیل حجمی چیست؟
تجزیه و تحلیل حجمی روشی است که در آن غلظت یک ماده در یک محلول با اضافه کردن همان تعداد ترکیبات ماده دیگر موجود در محلول غلظت شناخته شده تخمین زده می شود. تجزیه و تحلیل حجمی همچنین به عنوان تیتراسیون شناخته می شود.
عیاشی
تیتراژ مؤلفه ای است که از محلول آن برای تعیین غلظت یک محلول ناشناخته استفاده می شود. مؤلفه ای که غلظت آن تخمین زده می شود به عنوان تیتراسیون شناخته می شود. تجزیه و تحلیل تیترایمتریک نام دیگری برای تجزیه و تحلیل حجمی است.
انواع تیتراسیون
تیتراسیون دسته ای از تجزیه و تحلیل حجمی است. روشهای تجزیه و تحلیل حجمی شامل تیتراسیون است. با این حال ، اصطلاح تیتراسیون هنگامی استفاده می شود که از تجزیه و تحلیل حجمی برای تعیین غلظت یک مؤلفه ناشناخته در یک محلول استفاده می شود.
1. تیتراسیون ساده
تیتراسیون ساده برای تعیین غلظت یک محلول ناشناخته با استفاده از غلظت محلول شناخته شده دیگر استفاده می شود. تیتراسیون ساده را می توان بیشتر به چهار دسته تقسیم کرد:
2. تیتراسیون برگشت
تیتراسیون پشت غلظت یک آنالیت را با واکنش آن با مقدار شناخته شده معرف اضافی تعیین می کند ، در حالی که یک تیتراسیون مستقیم غلظت یک ماده شیمیایی ناشناخته را مستقیماً بررسی می کند. معرفهای اضافی در تیتراسیون های پشتی اضافه نمی شوند. تیتراسیون پشتی به عنوان تیتراسیون غیرمستقیم نیز شناخته می شود.
مثال: از روش تیتراسیون پشتی استفاده می شود؟راه حل: تیتراسیون پشتی برای تیتراسیون اسید پایه اعمال می شود. یکی از نمونه های اصلی استفاده از تیتراسیون پشت ، تعیین اسید استیل سلیسیلیک در آسپرین است.
3. تیتراژهای مضاعف
از تیتراسیون مضاعف برای تعیین مقدار ماده موجود به صورت محلول با محلول دیگر استفاده می شود. روش تیتراسیون گیلسون برای تخمین غلظت ترکیبات آلی فلزی در حلال های هیدروکربنی به عنوان تیتراسیون مضاعف نیز شناخته می شود. غلظت کلی پایه در محلول در مرحله اول تعیین می شود. مقدار باقیمانده قلیایی پس از واکنش ترکیب آلی فلزی با هالید در مرحله دوم تعیین می شود و امکان محاسبه غلظت ترکیب فلز-آلی را فراهم می کند.
دستگاه مورد استفاده برای تجزیه و تحلیل حجمی
[برای نمونه سوالات اینجا را کلیک کنید] دستگاه های مورد استفاده برای تجزیه و تحلیل حجمی عبارتند از:
- بورت، پیپت، فلاسک های اندازه گیری و سیلندرهای اندازه گیری.
- فلاسک برای تیتراسیون عمومی، لیوان، کاشی، میله شیشه ای، قیف، بطری توزین و بطری شستشو.
- دستگاه توزین با ترازوی شیمیایی
راه اندازی آزمایشی
اصول آنالیز حجمی
اصول تحلیل حجمی عبارتند از:
- تعداد نامشخصی از مواد شیمیایی باید در محلول موجود باشد که نیاز به بررسی دارد.
- برای نشان دادن نقطه پایانی، یک معرف با غلظت نامشخص با ماده شیمیایی به مقدار نامعلوم در حضور یک شاخص (معمولاً فنل فتالئین) واکنش می دهد. نقطه پایانی نقطه ای است که در آن واکنش به پایان می رسد.
- واکنش بین محلول و معرف با تیتراسیون کامل می شود که برای اندازه گیری حجم ها استفاده می شود.
- مقدار معرف و محلول با حجم و غلظت معرف استفاده شده در تیتراسیون نشان داده می شود.
- کسر مولی معادله مقدار یک ماده شیمیایی مجهول را در حجم مخصوص محلول تعیین می کند.
روش تجزیه و تحلیل حجمی
[برای نمونه سوالات اینجا را کلیک کنید] یک تیتراسیون معمولی با یک بورت یا پیپت کالیبره شده حاوی تیترانت و یک فنجان یا فلاسک با حجم دقیق آنالیت و مقدار کمی نشانگر در زیر آن شروع می شود.
روش تیتراسیون
مراحل زیر برای تجزیه و تحلیل حجمی استفاده می شود:
- مرحله 1: محلولی که نیاز به تجزیه و تحلیل دارد باید دارای نمونه وزنی دقیق +/- 0. 0001 گرم از ماده مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل باشد.
- مرحله 2: انتخاب نوع مناسب مواد حیاتی است زیرا تیتر کننده اشتباه نتایج اشتباهی را به همراه خواهد داشت. اکنون از ماده ای استفاده می شود که به سرعت و به طور کامل واکنش نشان می دهد و محلول کاملی را تشکیل می دهد.
- مرحله 3: مقدار کمی از تیترانت باید به آنالیت و نشانگر اضافه شود تا زمانی که رنگ آن در پاسخ به آستانه اشباع تیتر تغییر کند. این نشان می دهد که تیتراسیون به نقطه پایانی خود رسیده است.
- مرحله 4: تیتراسیون باید ادامه یابد تا واکنش به پایان برسد و مقدار واکنش دهنده وارد شده دقیقاً به مقدار لازم برای اتمام واکنش باشد.
- مرحله 5: از آنجایی که مولاریته یک معیار استاندارد برای محاسبه تعداد مول های موجود در محلول است. اندازه گیری حجم صحیح محلول استاندارد نیز مهم است.
- مرحله 6: یک قطره یا کمتر از یک قطره از تیترانت، بسته به نقطه پایانی مورد نظر، بین تغییر دائمی و گذرا در نشانه تفاوت ایجاد می کند.
- مرحله 7: ما می توانیم معرف را وزن کرده و در محلولی حل کنیم که در حجم مشخصی در یک فلاسک حجمی باشد.
فرمول های تحلیل حجمی و اصطلاحات مهم
شرایط مهم تحلیل حجمی عبارتند از:
- نرمال بودن: تعداد معادل گرم املاح / حجم محلول (لیتر)
- مولاریته: مولهای املاح/حجم محلول
- نقطه پایان: زمانی است که واکنش بین دو محلول تقریباً به پایان رسیده است.
- اندیکاتور: ماده ای که حصول یک نتیجه را نشان می دهد. رنگ نشانگر در نقطه پایان تغییر می کند.
- محلول استاندارد: محلول استاندارد محلولی است که غلظت مشخصی دارد.
برای محاسبه غلظت آنالیت از فرمول زیر استفاده می شود:
| Ca= Ctx Vtx M / Va |
وارسی :
| مقالات مرتبط با شیمی | ||
|---|---|---|
| تیتراسیون هدایت سنجی | آنالیز کمی | مخلوط ها |
| تراکم آلدول | تیتراژ کارل فیشر | فرمول تیتراسیون |
| تغییر ph در تیتراسیون یک پایه قوی را با استفاده از آزمایش نشانگر جهانی مطالعه کنید | اهمیت pH در زندگی روزمره | PH اسیدها و بازها |
چیز هایی برای به یاد آوردن
- تجزیه و تحلیل حجمی برای اندازه گیری غلظت یک ماده در یک محلول با افزودن همان تعداد ترکیبات یک ماده دیگر موجود در محلولی با غلظت مشخص استفاده می شود.
- روش تحلیل حجمی به عنوان تیتراسیون نیز شناخته می شود.
- تیترانت جزءی است که از محلول آن برای تعیین غلظت محلول ناشناخته استفاده می شود.
- تیتر جزء اجزایی است که غلظت آن باید تخمین زده شود.
- تیتراسیون سه نوع است: تیتراسیون ساده، تیتراسیون برگشتی و تیتراسیون دوگانه.
نمونه سوالات
سوال: اصل تحلیل حجمی چیست؟(1 علامت)
ANS: در تجزیه و تحلیل حجمی ، غلظت یک محلول با دادن یک حجم شناخته شده از محلول برای واکنش کمی با محلول دیگر غلظت شناخته شده تعیین می شود.
سؤال: تیتراسیون چیست؟(1 مارک)
ANS: تیتراسیون فرایند اضافه کردن یک محلول از بورت به دیگر در فلاسک مخروطی به منظور تکمیل واکنش شیمیایی درگیر است.
سؤال: تیتراسیون پیچیده چیست؟(1 مارک)
جواب: در این روش تیتراسیون ، تیتراسیون با تیتراژ واکنش نشان می دهد و در نتیجه تشکیل نمک های پیچیده ایجاد می شود. نمک های پیچیده در تیتراسیون پیچیده محلول نیستند.
سؤال: جرم معادل kmno چیست4وقتی به عنوان یک ماده اکسید کننده در محیط اسیدی عمل می کند؟(2 علامت)
جواب: وقتی kmno4در حضور اسیدها به عنوان یک ماده اکسید کننده عمل می کند ، در هر مولکول 5 الکترون را از دست می دهد. بنابراین ، جرم معادل kmno4یک پنجم از توده مولکولی آن است.
Eqجرم = جرم مولکولی / 5 = 158/5 = 31. 6
سؤال: چرا باید بورت و پیپت با راه حلی که با آنها پر شده است شستشو داده شود؟(2 علامت)
جواب: بورتها و پیپت ها با محلول پر شده برای جلوگیری از چسبیدن آب به طرف خود ، شستشو می شوند و این باعث می شود مخروط محلول گرفته شده در آنها کاهش یابد.
سؤال: چرا فلاسک تیتراسیون نباید شستشو شود؟(2 علامت)
جواب: فلاسک تیتراسیون باید شستشو شود زیرا در هنگام شستشو ، مقداری مایع همچنان به فلاسک تیتراسیون می چسبند. به همین دلیل حجم پیپت شده در فلاسک تیتراسیون افزایش می یابد.
سؤال: (i) نشانگر استفاده شده در KMNO چیست4تیتراسیون؟(ii) چرا KMNO4خود به عنوان یک شاخص عمل می کند؟(2 علامت)
جواب: (من) kmno4به عنوان یک نشانگر خود عمل می کند. هیچ شاخص دیگری در KMNO استفاده نمی شود4تیتراسیون
(ب) در حضور اسید سولفوریک رقیق ، kmno4با یک ماده کاهش دهنده (اسید اگزالیک یا سولفات آهنی) واکنش نشان می دهد. هنگامی که تمام ماده کاهش دهنده اکسیده می شود ، اضافی KMNO4 تجزیه نمی شود و محلول رنگ صورتی می دهد.
سؤال: اقدامات احتیاطی در هنگام پیپت چیست؟(3 علامت)
جواب: اقدامات احتیاطی که باید هنگام پیپت انجام شود عبارتند از:
- هرگز از انگشت شست خود برای بستن پیپت استفاده نکنید.
- هنگام مکیدن مایع ، غوطه وری ثابت انتهای پایین را در مایع حفظ کنید.
- مایعات گرم یا خورنده را با احتیاط پیپت کنید.
- آخرین قطره محلول از نقطه پایانی نباید منفجر شود.
سؤالات: چند اقدامات را که باید در ذهن داشته باشید ، تعادل تحلیلی را ذکر کنید؟(3 علامت)
جواب: اقدامات معدودی که هنگام رسیدگی به تعادل تحلیلی باید در ذهن داشته باشید عبارتند از:
