Die Anwendungen der volumetrischen Analyse

Volumetrische Analyse ist ein allgemeiner Begriff für ein Verfahren in der quantitativen chemischen Analyse, bei dem die Menge einer Substanz durch die Messung des Volumens bestimmt wird, das die Substanz einnimmt. Es wird üblicherweise verwendet, um die unbekannte Konzentration eines bekannten Reaktanten zu bestimmen. Die volumetrische Analyse wird oft als Titration bezeichnet, eine Labortechnik, bei der eine Substanz bekannter Konzentration und Volumen verwendet wird, um mit einer anderen Substanz unbekannter Konzentration zu reagieren.

Die volumetrische Analyse wurde zuerst von Jean Baptiste Andre Dumas, einem französischen Chemiker, eingeführt. Er benutzte es, um den Anteil von Stickstoff in Verbindung mit anderen Elementen in organischen Verbindungen zu bestimmen, so die Encyclopedia Britannica. Dumas verbrannte eine Probe einer Verbindung mit bekanntem Gewicht in einem Ofen unter Bedingungen, die die Umwandlung des gesamten Stickstoffs in elementaren Stickstoffgas oder N2 sicherstellten.

In Dumas' Experiment wurde der Stickstoff aus dem Ofen dann in einem Kohlendioxidstrom mitgeführt und in eine starke Alkalilösung geleitet. Die Lösung absorbierte das Kohlendioxid und ließ den Stickstoff im Röhrchen akkumulieren. Laut Britannica.com wurde dann die Masse des Stickstoffs aus dem Volumen berechnet, das er unter den bekannten Druck- und Temperaturbedingungen einnahm. Als Ergebnis wurde der Stickstoffanteil in der Probe bestimmt.

Titration ist der Prozess zur Gewinnung quantitativer Informationen aus einer bestimmten Probe, laut der University of Waterloo, der eine schnelle chemische Reaktion beinhaltet. Wenn die Reaktion eine Säure und eine Base umfasst, wird das Verfahren als Säure-Base-Titration bezeichnet. Wenn die Reaktion Oxidation und Reduktion beinhaltet, wird das Verfahren als Redox-Titration bezeichnet.

Die volumetrische Analyse wird in Chemielabors von High Schools und Colleges verwendet, um Konzentrationen von unbekannten Substanzen zu bestimmen. Das Titriermittel (die bekannte Lösung) wird zu einer bekannten Menge des Analyten (unbekannte Lösung) gegeben und es findet eine Reaktion statt. Die Kenntnis des Volumens des Titriermittels ermöglicht es dem Schüler, die Konzentration der unbekannten Substanz zu bestimmen. Medizinische Labore und Krankenhäuser verwenden automatisierte Titrationsgeräte für im Wesentlichen den gleichen Zweck.

Volumetrische Analyse und Titration sind in einer Vielzahl von Industrien weit verbreitet, da sie als grundlegende Technik in der analytischen Chemie gelten. Die Titration kann beispielsweise von der Biodieselindustrie verwendet werden, um den Säuregehalt einer Pflanzenölprobe zu bestimmen. Indem sie die genaue Menge an Base kennen, die zum Neutralisieren einer Pflanzenölprobe benötigt wird, wissen Wissenschaftler, wie viel Base hinzugefügt werden muss, um die gesamte Menge zu neutralisieren. Titration hat ähnliche Anwendungen in der petrochemischen und Lebensmittelindustrie. Beispielsweise kann eine Säuretitration verwendet werden, um den Gehalt an freien Fettsäuren eines Öls zu bestimmen; eine Redox-Titration kann verwendet werden, um die Menge an ungesättigten Fettsäuren zu bestimmen; und die Karl-Fischer-Titrationsmethode kann verwendet werden, um Spuren von Wasser in einer Substanz zu analysieren.