शास्त्रीय मात्रात्मक विश्लेषण

शास्त्रीय मात्रात्मक विश्लेषण मुख्य रूप से अनुमापन (titration) और गुरुत्वमिति (gravimetry) द्वारा, रससमीकरणमितीय रासायनिक अभिक्रियाओं के माध्यम से एक विश्लेष्य (analyte) की मात्रा निर्धारित करता है।

Definition

शास्त्रीय मात्रात्मक विश्लेषण विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की वह शाखा है जो रासायनिक अभिक्रिया के रससमीकरणमिति से विश्लेष्य की मात्रा निर्धारित करती है, जिसे उपभुक्त मानक अभिकर्मक की मात्रा या बने हुए उत्पाद के द्रव्यमान के माध्यम से मापा जाता है।

Scope

यह क्षेत्र गैर-उपकरण-आधारित, अभिक्रिया-आधारित विधियों को शामिल करता है जिन्होंने मात्रात्मक विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान की नींव रखी: अम्ल-क्षार, संकुलमितीय (complexometric), अवक्षेपण (precipitation) और रेडॉक्स (redox) रूपों में अनुमापन; अवक्षेपण और वाष्पीकरण द्वारा गुरुत्वमिति; और संतुलन रसायन विज्ञान जो दोनों को नियंत्रित करता है। यह रससमीकरणमितीय गणनाओं, मानकीकरण, अंतिम बिंदु पहचान, और इन विधियों की सटीक, अक्सर प्राथमिक, तकनीकों के रूप में भूमिका और उपकरण-आधारित विश्लेषण के लिए वैचारिक आधार के रूप में चर्चा करता है।

Sub-topics

• chemical equilibria in analysis
• gravimetric analysis
• titrimetric analysis

Core questions

• अभिक्रिया रससमीकरणमिति एक मापी गई मात्रा या द्रव्यमान को विश्लेष्य की मात्रा में कैसे परिवर्तित करती है?
• एक अनुमापन अंतिम बिंदु का पता कैसे लगाया जाता है और इसे वास्तविक तुल्यता बिंदु से कैसे संबंधित किया जाता है?
• एक अवक्षेप को सटीक गुरुत्वमितीय निर्धारण के लिए उपयुक्त क्या बनाता है?
• शास्त्रीय विधियों को सटीक और प्राथमिक तकनीकों के रूप में क्यों महत्व दिया जाता है?

Key theories

रससमीकरणमितीय तुल्यता

एक अनुमापन के तुल्यता बिंदु पर अनुमापक की मिलाई गई मात्रा विश्लेष्य की मात्रा के रासायनिक रूप से बराबर होती है, इसलिए एक मानक विलयन की मापी गई मात्रा, अभिक्रिया रससमीकरणमिति के माध्यम से, सीधे विश्लेष्य की मात्रा देती है।

मात्रात्मक अवक्षेपण

गुरुत्वमिति में विश्लेष्य को अनिवार्य रूप से पूरी तरह से एक शुद्ध, सु-परिभाषित ठोस में परिवर्तित किया जाता है जिसकी ज्ञात संरचना होती है जिसे अलग किया जा सकता है और तौला जा सकता है, इसलिए इसका द्रव्यमान बिना किसी अंशांकन मानक के संदर्भ के रससमीकरणमिति के माध्यम से विश्लेष्य की मात्रा देता है।

Mechanisms

एक ज्ञात रासायनिक अभिक्रिया विश्लेष्य को एक मापने योग्य मात्रा से संबंधित करती है। अनुमापन में, एक मानक विलयन तब तक मिलाया जाता है जब तक कि एक रससमीकरणमितीय अंतिम बिंदु, जिसे एक संकेतक या एक संवेदक द्वारा संकेतित किया जाता है, प्राप्त नहीं हो जाता; उपभुक्त मात्रा विश्लेष्य की मात्रा देती है। गुरुत्वमिति में, विश्लेष्य को अवक्षेपण या वाष्पीकरण द्वारा एक स्थिर ठोस में परिवर्तित किया जाता है, अलग किया जाता है, सुखाया या प्रज्वलित किया जाता है, और तौला जाता है। दोनों में, सावधानीपूर्वक मानकीकरण, पूर्ण अभिक्रिया, और आयतन या द्रव्यमान का सटीक माप परिणाम का आधार होता है।

Clinical relevance

शास्त्रीय विधियाँ अभी भी महत्वपूर्ण हैं जहाँ उच्च सटीकता या प्राथमिक मानक की आवश्यकता होती है: फार्माकोपियल परीक्षण में परख और मानकीकरण, जल की कठोरता और क्षारीयता का निर्धारण, खाद्य और कृषि विश्लेषण जैसे केजल्डाहल नाइट्रोजन, और संदर्भ सामग्रियों का प्रमाणीकरण जिनके विरुद्ध उपकरणों को कैलिब्रेट किया जाता है।

History

मात्रात्मक विश्लेषण ने 18वीं और 19वीं शताब्दी में आकार लिया जब बर्ज़ेलियस जैसे रसायनज्ञों ने गुरुत्वमितीय निर्धारण को परिष्कृत किया और गे-लुसाक और मोहर ने मानकीकृत विलयनों और संकेतकों के साथ आयतनमितीय अनुमापन विकसित किया। ये आर्द्र-रासायनिक विधियाँ 20वीं शताब्दी के मध्य तक विश्लेषण पर हावी रहीं और अभी भी उपकरण-आधारित तकनीकों के लिए सटीकता बेंचमार्क और वैचारिक आधार प्रदान करती हैं।

Key figures

• Karl Friedrich Mohr
• Jöns Jacob Berzelius
• Joseph Louis Gay-Lussac

Seminal works

• harris2020
• skoog2014fac
• vogel2000

Frequently asked questions

जब उपकरण उपलब्ध हों तो शास्त्रीय विधियों का उपयोग अभी भी क्यों किया जाता है?

अनुमापन और गुरुत्वमिति अत्यधिक सटीक हो सकते हैं और अक्सर प्राथमिक विधियाँ होती हैं जिन्हें विश्लेष्य के विरुद्ध किसी अंशांकन की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए इनका उपयोग मानकीकरण, फार्माकोपियल परखों और संदर्भ सामग्रियों के प्रमाणीकरण के लिए किया जाता है जो उपकरणों को कैलिब्रेट करते हैं।

अंतिम बिंदु और तुल्यता बिंदु में क्या अंतर है?

तुल्यता बिंदु वह है जहाँ अनुमापक और विश्लेष्य रससमीकरणमितीय रूप से बराबर होते हैं; अंतिम बिंदु प्रेक्षित संकेत है, जैसे एक संकेतक रंग परिवर्तन, जिसका उपयोग इसका अनुमान लगाने के लिए किया जाता है, और एक अच्छी विधि दोनों को यथासंभव करीब रखती है।