重量分析

重量分析は、分析対象物を既知の組成を持つ純粋な固体に変換し、その固体の質量を測定することによって分析対象物を定量する手法です。

Definition

重量分析は、分析対象物から生成された、通常は沈殿または揮発によって得られる、純粋で化学量論的に定義された固体の質量から分析対象物の量を決定する古典的な定量法です。

Scope

このトピックでは、分析対象物を沈殿させ、ろ過、洗浄、乾燥または強熱し、秤量する沈殿重量分析と、揮発性成分を揮発させることによって質量変化を伴う揮発重量分析について扱います。また、沈殿の形成と純度、共沈と熟成、良好な重量分析形態の要件、および秤量された質量から分析対象物の量への化学量論的変換についても説明します。

Core questions

• どのような特性が、正確な重量分析に適した沈殿物となりますか？
• 共沈と熟成は、沈殿物の純度と粒子サイズにどのように影響しますか？
• 秤量された質量は、重量分析係数を通じて分析対象物の量にどのように変換されますか？
• 揮発重量分析は、沈殿重量分析よりもいつ好ましいですか？

Key theories

定量的沈殿と重量分析係数

分析対象物は、既知の化学式を持つ純粋な固体に実質的に完全に変換されます。分析対象物の質量と秤量形態の質量の比である重量分析係数は、化学量論から導かれ、外部校正なしに測定された質量を直接分析対象物の量に変換します。

Mechanisms

試薬は分析対象物を難溶性の固体として沈殿させます。制御された条件下で、大きく純粋な結晶の生成が促進され、熟成によって共沈によって捕捉された不純物が減少します。沈殿物はろ過され、吸着種を除去するために洗浄された後、明確な組成を持つ安定した秤量形態に乾燥または強熱され、分析天秤で秤量されます。重量分析係数によって、この質量が分析対象物の質量に変換されます。揮発重量分析では、加熱による質量変化が揮発性成分を測定します。

Clinical relevance

重量分析は、硫酸塩、シリカ、特定の金属などの成分の正確な参照決定を提供し、参照物質の認証をサポートします。また、速度よりも高精度が重視される鉱物、セメント、水分析において、標準的な方法として残っています。

History

重量分析は定性化学の発展の中心であり、ベルセリウスは慎重な沈殿と秤量を通じて非常に正確な原子量測定を達成しました。フレゼニウスは19世紀に重量分析手順を体系化し、沈殿形成の物理的理解はオストワルドとその後の核生成と結晶成長に関する研究者によって進展しました。

Key figures

• Jöns Jacob Berzelius
• Carl Remigius Fresenius
• Wilhelm Ostwald

Seminal works

• harris2020
• skoog2014fac
• vogel2000

Frequently asked questions

良好な重量分析沈殿物とはどのようなものですか？

沈殿が完全であるように非常に不溶性であること、容易にろ過できること、汚染物質から容易に精製できること、そして正確に秤量できる正確に既知の組成を持つ安定した固体に変換できることが求められます。

共沈とは何ですか？

共沈とは、通常は可溶性の不純物が、吸着、閉塞、または包接によって沈殿物と一緒に沈殿することです。これは精度を低下させ、制御された沈殿条件、熟成、および洗浄によって最小限に抑えられます。