ტიტრიმეტრული ანალიზის მეთოდები იყოფა ტიტრირების ვარიანტის მიხედვით და იმ ქიმიური რეაქციების მიხედვით, რომლებიც შეირჩევა ნივთიერების (კომპონენტის) დასადგენად. თანამედროვე ქიმიაში განასხვავებენ რაოდენობრივ და ხარისხობრივ ანალიზს.
კლასიფიკაციის სახეები
ტიტრიმეტრიული ანალიზის მეთოდები შერჩეულია კონკრეტული ქიმიური რეაქციისთვის. ურთიერთქმედების სახეობიდან გამომდინარე, არსებობს ტიტრიმეტრიული განსაზღვრის დაყოფა ცალკეულ ტიპებად.
ანალიზის მეთოდები:
- რედოქსის ტიტრაცია; მეთოდი ეფუძნება ნივთიერების ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებას.
- კომპლექსის წარმოქმნა რთული ქიმიური რეაქციაა.
- მჟავა-ტუტოვანი ტიტრაცია გულისხმობს ურთიერთქმედების ნივთიერებების სრულ ნეიტრალიზაციას.
ნეიტრალიზაცია
მჟავა-ტუტოვანი ტიტრაცია საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ არაორგანული მჟავების რაოდენობა (ალკალიმეტრია), ასევე გამოთვალოთ ფუძეები (მჟავემეტრია) სასურველ ხსნარში. ეს მეთოდი გამოიყენება ნივთიერებების დასადგენად, რომლებიც რეაგირებენ მარილებთან. ზეორგანული გამხსნელების (აცეტონი, სპირტი) გამოყენებამ შესაძლებელი გახადა მეტი ნივთიერების დადგენა.
კომპლექსის ფორმირება
რა არის ტიტრიმეტრული ანალიზის მეთოდის არსი? ნავარაუდევია ნივთიერებების განსაზღვრა სასურველი იონის დალექვით, როგორც ცუდად ხსნად ნაერთად ან მისი შეკავშირებით ცუდად დისოცირებულ კომპლექსში.
რედოქსიმეტრია
რედოქსის ტიტრაცია ეფუძნება შემცირებისა და დაჟანგვის რეაქციებს. ანალიტიკურ ქიმიაში გამოყენებული ტიტრირებული რეაგენტის ხსნარიდან გამომდინარე, არსებობს:
- პერმანგანატომეტრია, რომელიც დაფუძნებულია კალიუმის პერმანგანატის გამოყენებაზე;
- იოდომეტრია, რომელიც ეფუძნება იოდის დაჟანგვას და იოდიდის შემცირებას;
- ბიქრომატომეტრია, რომელიც იყენებს დაჟანგვას კალიუმის ბიქრომატით;
- ბრომატომეტრია კალიუმის ბრომატის დაჟანგვის საფუძველზე.
ტიტრიმეტრიული ანალიზის რედოქსის მეთოდები მოიცავს ისეთ პროცესებს, როგორიცაა ცერიმეტრია, ტიტანომეტრია, ვანადომეტრია. ისინი მოიცავს შესაბამისი ლითონის იონების დაჟანგვას ან შემცირებას.
ტიტრების მეთოდით
არსებობს ტიტრიმეტრული ანალიზის მეთოდების კლასიფიკაცია ტიტრირების მეთოდის მიხედვით. პირდაპირ ვარიანტში, განსაზღვრული იონი ტიტრირდება შერჩეული რეაგენტის ხსნარით. ტიტრირების პროცესი ჩანაცვლების მეთოდში ემყარება ეკვივალენტური წერტილის განსაზღვრასარასტაბილური ქიმიური ნაერთები. ნარჩენების ტიტრაცია (საპირისპირო მეთოდი) გამოიყენება, როდესაც ძნელია ინდიკატორის შერჩევა, ასევე, როდესაც ქიმიური ურთიერთქმედება ნელია. მაგალითად, კალციუმის კარბონატის განსაზღვრისას ნივთიერების ნიმუში მუშავდება მარილმჟავას ტიტრირებული ხსნარის ჭარბი რაოდენობით.
ანალიზის მნიშვნელობა
ტიტრიმეტრული ანალიზის ყველა მეთოდი ვარაუდობს:
- ზუსტი განსაზღვრა მოცულობის ერთი ან თითოეული რეაქციაში მყოფი ქიმიკატების;
- ტიტრირებული ხსნარის არსებობა, რომლის წყალობითაც ტარდება ტიტრების პროცედურა;
- ანალიზის შედეგების გამოვლენა.
ხსნარების ტიტრაცია არის ანალიზური ქიმიის საფუძველი, ამიტომ მნიშვნელოვანია ექსპერიმენტის დროს შესრულებული ძირითადი ოპერაციების გათვალისწინება. ეს განყოფილება მჭიდროდ არის დაკავშირებული ყოველდღიურ პრაქტიკასთან. წარმოდგენა არ გვაქვს ნედლეულში ან პროდუქტში ძირითადი კომპონენტებისა და მინარევების არსებობის შესახებ, ძნელია დაგეგმო ტექნოლოგიური ჯაჭვი ფარმაცევტულ, ქიმიურ და მეტალურგიულ მრეწველობაში. ანალიტიკური ქიმიის საფუძვლები გამოიყენება რთულ ეკონომიკურ საკითხებზე.
კვლევის მეთოდები ანალიზურ ქიმიაში
ქიმიის ეს ფილიალი არის კომპონენტის ან ნივთიერების განსაზღვრის მეცნიერება. ტიტრიმეტრული ანალიზის საფუძვლები - ექსპერიმენტის ჩასატარებლად გამოყენებული მეთოდები. მათი დახმარებით მკვლევარი აკეთებს დასკვნას ნივთიერების შემადგენლობის, მასში ცალკეული ნაწილების რაოდენობრივი შემცველობის შესახებ. ასევე შესაძლებელია ანალიტიკური ანალიზის დროს იდენტიფიცირებაჟანგვის მდგომარეობა, რომელშიც განლაგებულია შესასწავლი ნივთიერების კომპონენტი. ანალიზური ქიმიის მეთოდების კლასიფიკაციისას ისინი ითვალისწინებენ ზუსტად რა მოქმედებას უნდა შეასრულონ. მიღებული ნალექის მასის გასაზომად გამოიყენება გრავიმეტრული კვლევის მეთოდი. ხსნარის ინტენსივობის გაანალიზებისას საჭიროა ფოტომეტრული ანალიზი. EMF-ის სიდიდე პოტენციომეტრიით განსაზღვრავს საკვლევი პრეპარატის შემადგენელ კომპონენტებს. ტიტრების მრუდები ნათლად აჩვენებს ექსპერიმენტს.
ანალიტიკური მეთოდების განყოფილება
საჭიროების შემთხვევაში ანალიტიკურ ქიმიაში გამოიყენება ფიზიკურ-ქიმიური, კლასიკური (ქიმიური), ასევე ფიზიკური მეთოდები. ქიმიური მეთოდების მიხედვით, ჩვეულებრივია ტიტრიმეტრული და გრავიმეტრული ანალიზის გაგება. ორივე მეთოდი კლასიკურია, დადასტურებულია და ფართოდ გამოიყენება ანალიტიკურ ქიმიაში. წონის (გრავიმეტრული) მეთოდი გულისხმობს სასურველი ნივთიერების ან მისი შემადგენელი კომპონენტების მასის განსაზღვრას, რომლებიც იზოლირებულია როგორც სუფთა მდგომარეობაში, ასევე უხსნადი ნაერთების სახით. ანალიზის მოცულობითი (ტიტრიმეტრიული) მეთოდი ეფუძნება ქიმიურ რეაქციაში მოხმარებული რეაგენტის მოცულობის განსაზღვრას, აღებული ცნობილ კონცენტრაციაში. არსებობს ქიმიური და ფიზიკური მეთოდების დაყოფა ცალკეულ ჯგუფებად:
- ოპტიკური (სპექტრული);
- ელექტროქიმიური;
- რადიომეტრიული;
- ქრომატოგრაფიული;
- მასპექტრომეტრია.
ტიტრიმეტრიული კვლევის სპეციფიკა
ანალიტიკური ამ განყოფილებაქიმია გულისხმობს რეაგენტის რაოდენობის გაზომვას, რომელიც საჭიროა სრული ქიმიური რეაქციის განსახორციელებლად სასურველი ნივთიერების ცნობილი რაოდენობით. ტექნიკის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ ცნობილი კონცენტრაციის მქონე რეაგენტი წვეთობრივად ემატება საცდელი ნივთიერების ხსნარს. მისი დამატება გრძელდება მანამ, სანამ მისი რაოდენობა არ იქნება მასთან რეაქციაში მყოფი ანალიტის რაოდენობის ტოლფასი. ეს მეთოდი იძლევა მაღალსიჩქარიანი რაოდენობრივი გამოთვლების საშუალებას ანალიზურ ქიმიაში.
ტექნიკის ფუძემდებლად ფრანგი მეცნიერი გეი-ლუსაკი ითვლება. მოცემულ ნიმუშში განსაზღვრულ ნივთიერებას ან ელემენტს ეწოდება განმსაზღვრელი ნივთიერება. მათ შორის შეიძლება იყოს იონები, ატომები, ფუნქციური ჯგუფები, ასოცირებული თავისუფალი რადიკალები. რეაგენტები არის აირისებრი, თხევადი, მყარი ნივთიერებები, რომლებიც რეაგირებენ კონკრეტულ ქიმიურ ნივთიერებასთან. ტიტრირების პროცესი შედგება ერთი ხსნარის მეორეში დამატებისას მუდმივი შერევის დროს. ტიტრირების პროცესის წარმატებით განხორციელების წინაპირობაა განსაზღვრული კონცენტრაციის მქონე ხსნარის გამოყენება (ტიტრატი). გამოთვლებისთვის გამოიყენება ხსნარის ნორმალურობა, ანუ ნივთიერების გრამ ეკვივალენტების რაოდენობა, რომელიც შეიცავს ხსნარში 1 ლიტრს. ტიტრების მრუდები აგებულია გამოთვლების შემდეგ.
ქიმიური ნაერთები ან ელემენტები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან კარგად განსაზღვრული წონის რაოდენობით, რომელიც შეესაბამება მათ გრამ ეკვივალენტებს.
ტიტრირებული ხსნარის მომზადების ვარიანტები მიხედვითაწონილი საწყისი მასალა
მოცემული კონცენტრაციით (გარკვეული ტიტრი) ხსნარის მომზადების პირველ მეთოდად შეიძლება განიხილებოდეს ზუსტი მასის ნიმუშის წყალში ან სხვა გამხსნელში გახსნა, ასევე მომზადებული ხსნარის საჭირო მოცულობამდე განზავება.. მიღებული რეაგენტის ტიტრი შეიძლება განისაზღვროს სუფთა ნაერთის ცნობილი მასიდან და მომზადებული ხსნარის მოცულობიდან. ეს ტექნიკა გამოიყენება იმ ქიმიკატების ტიტრირებული ხსნარების მოსამზადებლად, რომლებიც შეიძლება მიღებულ იქნას სუფთა სახით, რომელთა შემადგენლობა არ იცვლება ხანგრძლივი შენახვისას. გამოყენებული ნივთიერებების ასაწონად გამოიყენება ბოთლები დახურული სახურავით. ხსნარების მომზადების ეს მეთოდი არ არის შესაფერისი ნივთიერებებისთვის, რომლებსაც აქვთ გაზრდილი ჰიგიროსკოპია, ისევე როგორც ნაერთებისთვის, რომლებიც შედიან ქიმიურ ურთიერთქმედებაში ნახშირბადის მონოქსიდთან (4).
ტიტრირებული ხსნარების მომზადების მეორე ტექნოლოგია გამოიყენება სპეციალიზებულ ქიმიურ საწარმოებში, სპეციალურ ლაბორატორიებში. იგი დაფუძნებულია მყარი სუფთა ნაერთების გამოყენებაზე, რომლებიც აწონილია ზუსტი რაოდენობით, ასევე გარკვეული ნორმალურობის მქონე ხსნარების გამოყენებას. ნივთიერებები მოთავსებულია მინის ამპულებში, შემდეგ ილუქება. იმ ნივთიერებებს, რომლებიც შუშის ამპულაშია, ფიქსანალები ეწოდება. პირდაპირი ექსპერიმენტის დროს, ამპულა რეაგენტით იშლება ძაბრზე, რომელსაც აქვს სახვრეტის მოწყობილობა. შემდეგ მთელი კომპონენტი გადადის მოცულობით კოლბაში, შემდეგ წყლის დამატებით მიიღება სამუშაო ხსნარის საჭირო მოცულობა.
ტიტრაცია ასევე იყენებს სპეციფიკურსმოქმედების ალგორითმი. ბურეტი ივსება მზა სამუშაო ხსნარით ნულოვან ნიშნულამდე ისე, რომ მის ქვედა ნაწილში ჰაერის ბუშტები არ იყოს. შემდეგ გაანალიზებული ხსნარი იზომება პიპეტით, შემდეგ მოთავსებულია კონუსურ კოლბაში. დაამატეთ მას ინდიკატორის რამდენიმე წვეთი. თანდათანობით, სამუშაო ხსნარი წვეთობრივად ემატება მზა ხსნარს ბურეტიდან და აკონტროლებს ფერის ცვლილებას. როდესაც ჩნდება სტაბილური ფერი, რომელიც არ ქრება 5-10 წამის შემდეგ, ფასდება ტიტრირების პროცესის დასრულება. შემდეგ აგრძელებენ გამოთვლებს, დახარჯული ხსნარის მოცულობის გამოთვლას მოცემული კონცენტრაციით, გამოაქვთ დასკვნები ექსპერიმენტიდან.
დასკვნა
ტიტრიმეტრიული ანალიზი საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ანალიზის რაოდენობრივი და ხარისხობრივი შემადგენლობა. ანალიტიკური ქიმიის ეს მეთოდი აუცილებელია სხვადასხვა ინდუსტრიისთვის, იგი გამოიყენება მედიცინაში, ფარმაცევტულ წარმოებაში. სამუშაო ხსნარის არჩევისას გასათვალისწინებელია მისი ქიმიური თვისებები, აგრეთვე შესასწავლ ნივთიერებასთან უხსნადი ნაერთების წარმოქმნის უნარი.
