การใช้การวิเคราะห์เชิงปริมาตร

การวิเคราะห์เชิงปริมาตรเป็นคำศัพท์ทั่วไปสำหรับวิธีการในการวิเคราะห์ทางเคมีเชิงปริมาณ ซึ่งปริมาณของสารถูกกำหนดโดยการวัดปริมาตรที่สารนั้นครอบครอง มักใช้เพื่อกำหนดความเข้มข้นที่ไม่รู้จักของสารตั้งต้นที่รู้จัก การวิเคราะห์เชิงปริมาตรมักเรียกว่าการไทเทรต ซึ่งเป็นเทคนิคในห้องปฏิบัติการซึ่งใช้สารหนึ่งที่มีความเข้มข้นและปริมาตรที่ทราบเพื่อทำปฏิกิริยากับสารอื่นที่ไม่ทราบความเข้มข้น

การวิเคราะห์เชิงปริมาตรถูกนำมาใช้ครั้งแรกโดย Jean Baptiste Andre Dumas นักเคมีชาวฝรั่งเศส เขาใช้มันเพื่อกำหนดสัดส่วนของไนโตรเจนรวมกับองค์ประกอบอื่น ๆ ในสารประกอบอินทรีย์ตามสารานุกรมบริแทนนิกา Dumas เผาตัวอย่างของสารประกอบที่ทราบน้ำหนักในเตาหลอมภายใต้สภาวะที่รับรองการเปลี่ยนไนโตรเจนทั้งหมดเป็นก๊าซไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบหรือ N2

ในการทดลองของ Dumas ไนโตรเจนจากเตาเผาจะถูกลำเลียงในกระแสคาร์บอนไดออกไซด์และผ่านเข้าไปในสารละลายอัลคาไลที่เข้มข้น สารละลายดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์และปล่อยให้ไนโตรเจนสะสมอยู่ในท่อ จากข้อมูลของ Britannica.com มวลของไนโตรเจนคำนวณจากปริมาตรที่ไนโตรเจนนั้นอยู่ภายใต้สภาวะความดันและอุณหภูมิที่ทราบ เป็นผลให้กำหนดสัดส่วนของไนโตรเจนในตัวอย่าง

การไทเทรตเป็นกระบวนการในการรับข้อมูลเชิงปริมาณจากตัวอย่างที่กำหนด ตามที่มหาวิทยาลัยวอเตอร์ลูซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีที่รวดเร็ว เมื่อปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับกรดและเบส วิธีการนี้จะเรียกว่าการไทเทรตกรด-เบส เมื่อปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชันและการรีดิวซ์ วิธีการนี้จะเรียกว่าการไทเทรตรีดอกซ์

การวิเคราะห์เชิงปริมาตรใช้ในห้องปฏิบัติการเคมีของโรงเรียนมัธยมศึกษาและวิทยาลัยเพื่อกำหนดความเข้มข้นของสารที่ไม่รู้จัก ไทแทรนต์ (สารละลายที่ทราบ) ถูกเติมลงในปริมาณของสารที่วิเคราะห์ที่ทราบ (สารละลายที่ไม่รู้จัก) และเกิดปฏิกิริยาขึ้น การทราบปริมาตรของไทแทรนต์จะช่วยให้นักเรียนระบุความเข้มข้นของสารที่ไม่รู้จักได้ ห้องปฏิบัติการทางการแพทย์และโรงพยาบาลใช้อุปกรณ์ไทเทรตอัตโนมัติเพื่อจุดประสงค์เดียวกัน

การวิเคราะห์เชิงปริมาตรและการไทเทรตมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากถือเป็นเทคนิคพื้นฐานในเคมีวิเคราะห์ ตัวอย่างเช่น อุตสาหกรรมไบโอดีเซลสามารถใช้การไทเทรตเพื่อกำหนดความเป็นกรดของตัวอย่างน้ำมันพืช เมื่อทราบปริมาณเบสที่แน่นอนซึ่งจำเป็นในการทำให้ตัวอย่างน้ำมันพืชเป็นกลาง นักวิทยาศาสตร์ก็ทราบดีว่าต้องเติมเบสมากน้อยเพียงใดเพื่อทำให้ปริมาณทั้งหมดเป็นกลาง การไทเทรตมีการใช้งานที่คล้ายกันในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและอาหาร ตัวอย่างเช่น อาจใช้การไทเทรตกรดเพื่อกำหนดปริมาณกรดไขมันอิสระของน้ำมัน อาจใช้การไทเทรตรีดอกซ์เพื่อกำหนดปริมาณกรดไขมันไม่อิ่มตัว และอาจใช้วิธีไทเทรตแบบ Karl Fischer เพื่อวิเคราะห์ปริมาณน้ำที่พบในสาร