Tilavuusanalyysi on kvantitatiivisen kemiallisen analyysin menetelmän yleinen termi, jossa aineen määrä määräytyy mittaamalla aineen käyttämä tilavuus. Sitä käytetään yleisesti määrittämään tunnetun reagenssin tuntematon pitoisuus. Tilavuusanalyysiä kutsutaan usein titraukseksi, laboratoriotekniikaksi, jossa yhtä tunnetun konsentraation ja tilavuuden ainetta käytetään reagoimaan toisen aineen kanssa, jonka konsentraatio on tuntematon.
Johdanto
Volumetrisen analyysin esitteli ensin ranskalainen kemisti Jean Baptiste Andre Dumas. Hän käytti sitä määrittämään typen osuuden yhdistettynä muihin alkuaineisiin orgaanisissa yhdisteissä Encyclopedia Britannican mukaan. Dumas poltti näytteen yhdisteestä, jonka paino oli tiedossa, uunissa olosuhteissa, jotka varmistivat kaiken typen muuttumisen alkuaine- typeksi tai N2: ksi.
Historia
Dumasin kokeessa uunista peräisin oleva typpi kuljetettiin sitten hiilidioksidivirrassa ja johdettiin vahvaan alkaliliuokseen. Liuos absorboi hiilidioksidia ja antoi typen kerääntyä putkeen. Britannica.comin mukaan typen massa laskettiin sitten tilavuudesta, jonka se käytti tunnetuissa paine- ja lämpötilaolosuhteissa. Tämän seurauksena typen osuus näytteessä määritettiin.
Titraus
Titraus on prosessi, jolla saadaan määrällistä tietoa tietystä näytteestä, Waterloon yliopiston mukaan, johon liittyy nopea kemiallinen reaktio. Kun reaktioon liittyy happo ja emäs, menetelmää kutsutaan happo-emäs-titraukseksi. Kun reaktioon liittyy hapettumista ja pelkistystä, menetelmää kutsutaan redox-titraukseksi.
Käyttää
Tilavuusanalyysiä käytetään lukion ja yliopiston kemian laboratorioissa tuntemattomien aineiden pitoisuuksien määrittämiseksi. Tiitteri (tunnettu liuos) lisätään tunnettuun määrään analyyttiä (tuntematon liuos) ja tapahtuu reaktio. Tiitterin tilavuuden tunteminen antaa opiskelijalle mahdollisuuden määrittää tuntemattoman aineen pitoisuus. Lääketieteelliset laboratoriot ja sairaalat käyttävät automaattisia titrauslaitteita periaatteessa samaan tarkoitukseen.
Esimerkkejä
Tilavuusanalyysi ja titraus ovat laajalti käytössä useilla toimialoilla, koska niitä pidetään analyyttisen kemian perustekniikkana. Esimerkiksi titrausta voidaan käyttää biodieseliteollisuudessa kasviöljynäytteen happamuuden määrittämiseksi. Tietäen tarkan määrän emästä, jota tarvitaan kasviöljynäytteen neutraloimiseksi, tutkijat tietävät, kuinka paljon emästä on lisättävä koko määrän neutraloimiseksi. Titrauksella on samanlainen käyttö petrokemian ja elintarviketeollisuudessa. Esimerkiksi happotitrausta voidaan käyttää öljyn vapaiden rasvahappojen pitoisuuden määrittämiseen; redoksititrausta voidaan käyttää tyydyttymättömien rasvahappojen määrän määrittämiseen; ja Karl Fischerin titrausmenetelmää voidaan käyttää analysoimaan aineessa havaittuja pieniä määriä vettä.