Analiza objętościowa to ogólny termin określający metodę ilościowej analizy chemicznej, w której ilość substancji jest określana przez pomiar objętości, jaką zajmuje substancja. Jest powszechnie stosowany do określenia nieznanego stężenia znanego reagenta. Analiza wolumetryczna jest często określana jako miareczkowanie, technika laboratoryjna, w której jedna substancja o znanym stężeniu i objętości jest używana do reagowania z inną substancją o nieznanym stężeniu.
Wprowadzenie
Analiza wolumetryczna została po raz pierwszy wprowadzona przez Jean Baptiste Andre Dumas, francuskiego chemika. Użył go do określenia proporcji azotu połączonego z innymi pierwiastkami w związkach organicznych, według Encyklopedii Britannica. Dumas spalił próbkę związku o znanej masie w piecu w warunkach, które zapewniały konwersję całego azotu do pierwiastkowego azotu lub N2.
Historia
W eksperymencie Dumasa azot z pieca był następnie przenoszony w strumieniu dwutlenku węgla i przepuszczany do mocnego roztworu alkalicznego. Roztwór zaabsorbował dwutlenek węgla i pozwolił na gromadzenie się azotu w probówce. Według Britannica.com masę azotu obliczono następnie z objętości, którą zajmował w znanych warunkach ciśnienia i temperatury. W rezultacie określono zawartość azotu w próbce.
Miareczkowanie
Miareczkowanie to proces uzyskiwania informacji ilościowych z danej próbki, według University of Waterloo, który obejmuje szybką reakcję chemiczną. Gdy reakcja obejmuje kwas i zasadę, metodę określa się jako miareczkowanie kwasowo-zasadowe. Gdy reakcja obejmuje utlenianie i redukcję, metoda ta nazywana jest miareczkowaniem redoks.
Zastosowania
Analiza wolumetryczna jest stosowana w laboratoriach chemicznych szkół średnich i uczelni wyższych do określania stężeń nieznanych substancji. Do znanej ilości analitu (roztwór nieznany) dodaje się titrant (roztwór znany) i następuje reakcja. Znajomość objętości titranta pozwala uczniowi określić stężenie nieznanej substancji. Laboratoria medyczne i szpitale używają zautomatyzowanego sprzętu do miareczkowania w zasadzie do tego samego celu.
Przykłady
Analiza i miareczkowanie wolumetryczne są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu, ponieważ są uważane za podstawowe techniki w chemii analitycznej. Na przykład miareczkowanie może być stosowane przez przemysł biodiesla do oznaczania kwasowości próbki oleju roślinnego. Znając dokładną ilość zasady potrzebną do zneutralizowania próbki oleju roślinnego, naukowcy wiedzą, ile zasady dodać, aby zneutralizować całą ilość. Miareczkowanie ma podobne zastosowania w przemyśle petrochemicznym i spożywczym. Na przykład, miareczkowanie kwasem można zastosować do określenia zawartości wolnych kwasów tłuszczowych w oleju; do określenia ilości nienasyconych kwasów tłuszczowych można zastosować miareczkowanie redoks; a metoda miareczkowania Karla Fischera może być wykorzystana do analizy śladowych ilości wody znajdującej się w substancji.