Классический количественный анализ
Классический количественный анализ определяет количество анализируемого вещества посредством стехиометрических химических реакций, главным образом титрованием и гравиметрией.
Definition
Классический количественный анализ — это раздел аналитической химии, который определяет количество анализируемого вещества по стехиометрии химической реакции, измеряемой по объему израсходованного стандартного реагента или массе образовавшегося продукта.
Scope
Эта область охватывает неинструментальные, основанные на реакциях методы, которые заложили основу количественной аналитической химии: титриметрию в ее кислотно-основных, комплексометрических, осадительных и окислительно-восстановительных формах; гравиметрию осаждением и улетучиванием; а также равновесную химию, которая управляет обоими процессами. Она рассматривает стехиометрические расчеты, стандартизацию, обнаружение конечной точки и роль этих методов как точных, часто первичных, методов, а также как концептуальную основу для инструментального анализа.
Sub-topics
Core questions
- Как стехиометрия реакции преобразует измеренный объем или массу в количество анализируемого вещества?
- Как определяется конечная точка титрования и как она связана с истинной точкой эквивалентности?
- Что делает осадок пригодным для точного гравиметрического определения?
- Почему классические методы по-прежнему ценятся как точные и первичные?
Key theories
- Стехиометрическая эквивалентность
- В точке эквивалентности титрования количество добавленного титранта химически равно количеству анализируемого вещества, поэтому измеренный объем стандартного раствора, через стехиометрию реакции, непосредственно дает количество анализируемого вещества.
- Количественное осаждение
- В гравиметрии анализируемое вещество практически полностью превращается в чистое, хорошо определенное твердое вещество известного состава, которое может быть выделено и взвешено, так что его масса дает количество анализируемого вещества через стехиометрию без ссылки на калибровочный стандарт.
Mechanisms
Известная химическая реакция связывает анализируемое вещество с измеряемой величиной. В титриметрии стандартный раствор добавляется до достижения стехиометрической конечной точки, сигнализируемой индикатором или датчиком; израсходованный объем дает количество анализируемого вещества. В гравиметрии анализируемое вещество превращается в стабильное твердое вещество путем осаждения или улетучивания, изолируется, высушивается или прокаливается и взвешивается. В обоих случаях тщательная стандартизация, полнота реакции и точное измерение объема или массы лежат в основе результата.
Clinical relevance
Классические методы остаются важными там, где требуется высокая точность или первичный стандарт: анализ и стандартизация в фармакопейных испытаниях, определение жесткости и щелочности воды, анализ пищевых продуктов и сельскохозяйственной продукции, такой как азот по Кьельдалю, и сертификация эталонных материалов, по которым калибруются приборы.
History
Количественный анализ сформировался в XVIII и XIX веках, когда химики, такие как Берцелиус, усовершенствовали гравиметрическое определение, а Гей-Люссак и Мор разработали объемное титрование со стандартизованными растворами и индикаторами. Эти мокрохимические методы доминировали в анализе до середины XX века и до сих пор обеспечивают эталон точности и концептуальную основу для инструментальных методов.
Key figures
- Karl Friedrich Mohr
- Jöns Jacob Berzelius
- Joseph Louis Gay-Lussac
Related topics
Seminal works
- harris2020
- skoog2014fac
- vogel2000
Frequently asked questions
- Почему классические методы все еще используются, когда доступны приборы?
- Титриметрия и гравиметрия могут быть очень точными и часто являются первичными методами, не требующими калибровки по анализируемому веществу, поэтому они используются для стандартизации, фармакопейных анализов и сертификации эталонных материалов, по которым калибруются приборы.
- В чем разница между конечной точкой и точкой эквивалентности?
- Точка эквивалентности — это когда титрант и анализируемое вещество стехиометрически равны; конечная точка — это наблюдаемый сигнал, такой как изменение цвета индикатора, используемый для ее оценки, и хороший метод поддерживает их максимально близкими.