استخدامات التحليل الحجمي

التحليل الحجمي هو مصطلح عام لطريقة في التحليل الكيميائي الكمي حيث يتم تحديد كمية المادة من خلال قياس الحجم الذي تشغله المادة. يستخدم عادة لتحديد التركيز غير المعروف لمتفاعل معروف. غالبًا ما يشار إلى التحليل الحجمي بالمعايرة ، وهي تقنية معملية تستخدم فيها مادة واحدة ذات تركيز وحجم معروفين للتفاعل مع مادة أخرى ذات تركيز غير معروف.

تم تقديم التحليل الحجمي لأول مرة بواسطة الكيميائي الفرنسي Jean Baptiste Andre Dumas. استخدمه لتحديد نسبة النيتروجين مع العناصر الأخرى في المركبات العضوية ، وفقًا لموسوعة بريتانيكا. أحرق دوما عينة من مركب بوزن معروف في فرن تحت ظروف تضمن تحويل كل النيتروجين إلى غاز نيتروجين أولي أو N2.

في تجربة دوماس ، تم بعد ذلك نقل النيتروجين من الفرن في تيار من ثاني أكسيد الكربون وتمريره إلى محلول قلوي قوي. امتص المحلول ثاني أكسيد الكربون وسمح للنيتروجين بالتراكم في الأنبوب. وفقًا لموقع Britannica.com ، تم حساب كتلة النيتروجين من الحجم الذي يشغله تحت ظروف الضغط ودرجة الحرارة المعروفة. نتيجة لذلك ، تم تحديد نسبة النيتروجين في العينة.

المعايرة هي عملية الحصول على معلومات كمية من عينة معينة ، وفقًا لجامعة واترلو ، والتي تتضمن تفاعلًا كيميائيًا سريعًا. عندما يشتمل التفاعل على حمض وقاعدة ، يُشار إلى الطريقة على أنها معايرة قاعدية حمضية. عندما يتضمن التفاعل الأكسدة والاختزال ، يشار إلى الطريقة باسم معايرة الأكسدة والاختزال.

يستخدم التحليل الحجمي في مختبرات الكيمياء بالمدارس الثانوية والكليات لتحديد تركيزات المواد غير المعروفة. يضاف محلول المعايرة (المحلول المعروف) إلى كمية معروفة من المادة التحليلية (محلول غير معروف) ويحدث التفاعل. تتيح معرفة حجم المعاير للطالب تحديد تركيز المادة غير المعروفة. تستخدم المعامل الطبية والمستشفيات معدات معايرة آلية لنفس الغرض بشكل أساسي.

يستخدم التحليل الحجمي والمعايرة على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من الصناعات لأنها تعتبر تقنية أساسية في الكيمياء التحليلية. على سبيل المثال ، يمكن استخدام المعايرة بالتحليل الحجمي بواسطة صناعة وقود الديزل الحيوي لتحديد حموضة عينة من الزيت النباتي. من خلال معرفة الكمية الدقيقة للقاعدة اللازمة لتحييد عينة من الزيت النباتي ، يعرف العلماء مقدار القاعدة التي يجب إضافتها لتحييد الكمية بالكامل. للمعايرة استخدامات مماثلة في الصناعات البتروكيماوية والغذائية. على سبيل المثال ، يمكن استخدام المعايرة الحمضية لتحديد محتوى الزيت من الأحماض الدهنية الحرة ؛ يمكن استخدام معايرة الأكسدة والاختزال لتحديد كمية الأحماض الدهنية غير المشبعة ؛ ويمكن استخدام طريقة المعايرة بالتحليل الحجمي بطريقة Karl Fischer لتحليل آثار كميات الماء الموجودة في مادة ما.