Κατανόηση ποσοτικής ανάλυσης στη χημεία

Η ποσοτική ανάλυση αναφέρεται στον προσδιορισμό του ποσοστού ενός δεδομένου συστατικού σε ένα δείγμα. Η ποσότητα μπορεί να εκφράζεται σε όρους μάζα, συγκέντρωση ή σχετική αφθονία ενός ή όλων των συστατικών ενός δείγματος. Ακολουθούν μερικά δείγματα από την ποσοτική ανάλυση:

• Το όρυγμα περιέχει 42,88% άργυρο κατά μάζα.
• Η χημική αντίδραση έδωσε 3,22 γραμμομόρια προϊόντος.
• Το διάλυμα είναι 0,102 Μ NaCI.

Ποιοτική ανάλυση λέει "τι" είναι σε ένα δείγμα, ενώ ποσοτική ανάλυση χρησιμοποιείται για να πει «πόσο» είναι σε ένα δείγμα. Οι δύο τύποι ανάλυσης χρησιμοποιούνται συχνά μαζί και θεωρούνται παραδείγματα αναλυτικής χημείας.

Για την ποσοτικοποίηση ενός δείγματος χρησιμοποιούνται πολλές μέθοδοι. Αυτά μπορεί να ταξινομηθούν ευρέως είτε ως φυσικές είτε ως χημικές μέθοδοι.

Οι φυσικές μέθοδοι μετρούν μια φυσική ιδιότητα, όπως η προσρόφηση του φωτός, η πυκνότητα και η μαγνητική ευαισθησία. Παραδείγματα φυσικών μεθόδων περιλαμβάνουν:

• Φασματοσκοπία υπερύθρου μετασχηματισμού Fourier (FTIR)
• Φασματοσκοπία ατομικής εκπομπής (AES)
• Φασματοσκοπία ακτίνων Χ με ενεργειακή διασπορά (EDS)
• ανάλυση ιχνοστοιχείων
• φασματοσκοπία φθορισμού ακτίνων Χ
• ICP-AES
• ICP-MS

Οι χημικές μέθοδοι περιλαμβάνουν χημικές αντιδράσεις, όπως οξείδωση, καθίζηση ή εξουδετέρωση για να σχηματίσουν μια νέα χημική ένωση. Παραδείγματα χημικών μεθόδων περιλαμβάνουν:

• Τιτλοδότηση (ογκομετρική ανάλυση)
• Βαρομετρική ανάλυση
• Διάφορες δοκιμές υγρής χημείας
• Ανάλυση καύσης
• Σύντηξη αδρανούς αερίου

Συχνά επικαλύπτονται φυσικές και χημικές μέθοδοι. Επιπλέον, τα μαθηματικά χρησιμοποιούνται στην ποσοτική ανάλυση. Οι στατιστικές είναι ιδιαίτερα χρήσιμες για την ανάλυση δεδομένων.

Το κύριο εργαλείο για την ποσοτική ανάλυση είναι η αναλυτική ισορροπία ή κλίμακα, η οποία χρησιμοποιείται για την ακριβή μέτρηση της μάζας. Τα γυάλινα σκεύη, όπως η ογκομετρική φιάλη, είναι επίσης σημαντικά. Για αναλυτική Χημεία, μια τυπική ισορροπία μετρά τη μάζα σε 0,1 χιλιοστόγραμμα. Για την μικροαναλυτική εργασία απαιτείται ευαισθησία περίπου χίλιες φορές.

Είναι σημαντικό να γνωρίζετε την ποσότητα του συνόλου ή μέρους του δείγματος για διάφορους λόγους.

Αν εκτελείτε μια χημική αντίδραση, η ποσοτική ανάλυση σας βοηθά να προβλέψετε πόσα προϊόντα αναμένετε και να καθορίσετε την πραγματική απόδοση.

Ορισμένες αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα όταν η συγκέντρωση ενός συστατικού φτάσει σε ένα κρίσιμο επίπεδο. Για παράδειγμα, μια ανάλυση ραδιενεργού υλικού μπορεί να υποδεικνύει ότι υπάρχει αρκετό στοιχείο κλειδιού για το δείγμα να υποβληθεί σε αυθόρμητη σχάση!

Η ποσοτική ανάλυση είναι ζωτικής σημασίας για τη διαμόρφωση και τον έλεγχο των τροφίμων και των ναρκωτικών, καθώς χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των επιπέδων θρεπτικών συστατικών και παρέχει ακριβή καταγραφή της δοσολογίας.

Είναι επίσης κρίσιμος για τον προσδιορισμό του επιπέδου των προσμείξεων ή της ακαθαρσίας ενός δείγματος. Ενώ η ποιοτική ανάλυση μπορεί να προσδιορίσει την παρουσία μολύβδου στο χρώμα σε ένα παιχνίδι, για παράδειγμα, η ποσοτική ανάλυση ανιχνεύει πόση συγκέντρωση υπάρχει.

Οι ιατρικές εξετάσεις βασίζονται στην ποσοτική ανάλυση για πληροφορίες σχετικά με την υγεία ενός ασθενούς. Για παράδειγμα, τεχνικές ποσοτικής ανάλυσης μπορούν να προσδιορίσουν τα επίπεδα χοληστερόλης στο αίμα ή την αναλογία λιποπρωτεϊνών στο πλάσμα ή την ποσότητα της πρωτεΐνης που απεκκρίνεται στα ούρα. Και εδώ, η ποσοτική ανάλυση συμπληρώνει την ποιοτική ανάλυση, καθώς η τελευταία προσδιορίζει τη φύση μιας χημικής ουσίας ενώ η πρώτη σας λέει πόσο υπάρχει.

Οι ποσοτικές δοκιμές ενός ορυκτού μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσδιοριστεί κατά πόσον είναι πρακτικό να το ορυχείο για ένα συγκεκριμένο στοιχείο ή ένωση.

Οι ποσοτικές δοκιμές χρησιμοποιούνται για να επαληθεύσουν ότι τα προϊόντα πληρούν τις προδιαγραφές του κατασκευαστή ή τις κανονιστικές προδιαγραφές.