التحليل بالمعايرة
يحدد التحليل بالمعايرة مادة تحليلية بقياس حجم كاشف قياسي لازم للتفاعل معها بشكل كامل.
Definition
التحليل بالمعايرة هو طريقة كمية كلاسيكية يتم فيها تفاعل حجم مقاس من محلول كاشف معاير مع المادة التحليلية حتى نقطة نهاية ستوكيومترية، ومنها تُحسب كمية المادة التحليلية.
Scope
يغطي هذا الموضوع التحليل الحجمي بأشكاله الرئيسية: معايرات الحمض والقاعدة، والمعايرات التعقيدية باستخدام كواشف مثل EDTA، ومعايرات الترسيب، ومعايرات الأكسدة والاختزال. ويتناول المحاليل القياسية ومعايرتها، وشكل منحنيات المعايرة، وكشف نقطة النهاية بواسطة الكواشف وبالاستشعار البوتنشوميتري أو غيره من الاستشعار الآلي، والحسابات الستوكيومترية التي تحول حجم المعاير إلى كمية المادة التحليلية.
Core questions
- كيف يرتبط حجم المعاير عند نقطة التكافؤ بكمية المادة التحليلية؟
- كيف تُحضّر المحاليل القياسية وتُعاير مقابل المعايير الأولية؟
- كيف يوجه شكل منحنى المعايرة اختيار الكاشف أو المستشعر؟
- كيف تختلف معايرات الحمض والقاعدة، والمعايرات التعقيدية، والترسيب، والأكسدة والاختزال كيميائيًا؟
Key theories
- ستوكيومترية نقطة التكافؤ
- عند نقطة التكافؤ، يكون المعاير قد تفاعل بنسبة ستوكيومترية دقيقة مع المادة التحليلية، لذا فإن حاصل ضرب تركيز المعاير وحجمه، مقياسًا بالستوكيومترية التفاعلية، يعطي كمية المادة التحليلية؛ ويسمح التغير الحاد في خاصية مقاسة بالقرب من هذه النقطة بتحديد نقطة النهاية.
Mechanisms
يُضاف معاير قياسي ذو تركيز معلوم من السحاحة إلى محلول المادة التحليلية، حيث يتفاعل بنسبة ستوكيومترية ثابتة. ومع اقتراب نقطة التكافؤ، تتغير خاصية مراقبة – مثل الرقم الهيدروجيني (pH)، أو جهد القطب الكهربائي، أو لون الكاشف – بشكل حاد، مما يشير إلى نقطة النهاية. حجم المعاير المستهلك، بالإضافة إلى تركيزه وستوكيومترية التفاعل، يعطي كمية المادة التحليلية. تضمن المعايرة مقابل معيار أولي دقة تركيز المعاير.
Clinical relevance
تُستخدم المعايرة على نطاق واسع في الفحوصات الدوائية، وتحديد عسر الماء وقلوية الماء، ومحتوى الحمض والقاعدة في الأطعمة والمنتجات الصناعية، وتحديد الماء بطريقة كارل فيشر، وهي طريقة تُقدر لدقتها وتكلفتها المنخفضة.
History
تطور التحليل الحجمي في أوائل القرن التاسع عشر مع محاليل غاي-لوساك القياسية وتقنيات موهر المنهجية للسحاحة والكواشف. وقد وسعت المعايرة التعقيدية باستخدام EDTA، التي قدمها شفارتسنباخ في منتصف القرن العشرين، نطاق المعايرة بشكل كبير لتشمل تحديد أيونات المعادن.
Key figures
- Joseph Louis Gay-Lussac
- Karl Friedrich Mohr
- Gerold Schwarzenbach
Related topics
Seminal works
- harris2020
- skoog2014fac
- vogel2000
Frequently asked questions
- ما هو المعيار الأولي؟
- هو مادة عالية النقاء ومستقرة وذات تركيب معلوم تُستخدم لتحضير أو معايرة المعاير؛ ولأن كميتها يمكن وزنها بدقة، فإنها تحدد التركيز الحقيقي لمحلول المعاير.
- ما هي المعايرة التعقيدية؟
- هي معايرة يشكل فيها كاشف مخلبي مثل EDTA معقدًا مستقرًا مع أيون معدني تحليلي؛ الحجم اللازم لتعقيد كل المعدن، والذي يُكشف عنه بواسطة كاشف أيون معدني، يعطي تركيز المعدن.