Volumetrická analýza je obecný termín pro metodu kvantitativní chemické analýzy, při níž je množství látky určeno měřením objemu, který látka zaujímá. Běžně se používá ke stanovení neznámé koncentrace známého reaktantu. Volumetrická analýza se často označuje jako titrace, laboratorní technika, při které se jedna látka známé koncentrace a objemu používá k reakci s jinou látkou neznámé koncentrace.
Úvod
Volumetrickou analýzu poprvé představil francouzský chemik Jean Baptiste Andre Dumas. Podle Encyclopedia Britannica ji použil k určení podílu dusíku kombinovaného s dalšími prvky v organických sloučeninách. Dumas spálil vzorek sloučeniny se známou hmotností v peci za podmínek, které zajišťovaly přeměnu veškerého dusíku na elementární plynný dusík nebo N2.
Dějiny
V Dumasově experimentu byl dusík z pece poté nesen v proudu oxidu uhličitého a veden do silně alkalického roztoku. Roztok absorboval oxid uhličitý a umožnil hromadění dusíku v trubici. Podle webu Britannica.com byla hmotnost dusíku poté vypočítána z objemu, který zabíral za známých podmínek tlaku a teploty. Ve výsledku byl stanoven podíl dusíku ve vzorku.
Titrace
Titrace je podle University of Waterloo proces získávání kvantitativních informací z daného vzorku, který zahrnuje rychlou chemickou reakci. Pokud reakce zahrnuje kyselinu a zásadu, způsob se označuje jako acidobazická titrace. Pokud reakce zahrnuje oxidaci a redukci, způsob se označuje jako redoxní titrace.
Použití
Volumetrická analýza se používá ve středoškolských a vysokoškolských chemických laboratořích ke stanovení koncentrací neznámých látek. Titrant (známý roztok) se přidá ke známému množství analytu (neznámý roztok) a proběhne reakce. Znalost objemu titrantu umožňuje studentovi určit koncentraci neznámé látky. Lékařské laboratoře a nemocnice používají automatizované titrační zařízení pro v podstatě stejný účel.
Příklady
Objemová analýza a titrace jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích, protože jsou považovány za základní techniku v analytické chemii. Titraci může například použít průmysl bionafty ke stanovení kyselosti vzorku rostlinného oleje. Vědci vědí, jaké přesné množství báze je nutné k neutralizaci vzorku rostlinného oleje, a vědci vědí, kolik báze je třeba přidat k neutralizaci celého množství. Titrace má podobné použití v petrochemickém a potravinářském průmyslu. Například ke stanovení obsahu volné mastné kyseliny v oleji lze použít titraci kyselinou; pro stanovení množství nenasycených mastných kyselin lze použít redoxní titraci; a Karl Fischerova titrační metoda může být použita k analýze stopových množství vody nalezené v látce.