모든 분야에서와 마찬가지로 화학 의 정량 분석 은 본질적으로 특정 물질의 양을 결정하는 것으로 구성됩니다. 이러한 분석은 '얼마나 있는가?'라는 질문에 답합니다. 다른 샘플의 물질; 토양, 바다, 강, 청량 음료, 액체, 식물 추출물, 동물, 고체, 결정체 등이 있습니다.
'얼마나있어?'라는 질문 예를 들어, 미네랄과 보석, 오일, 향신료를 추출하는 것에 대한 관심을 사람이 생각하고 상업화하려는 확고한 의도로 공식화되었습니다. 오늘날 돈은 물질이나 분석 물이 정량화되는 주요 이유 중 하나입니다.
수백 개의 테스트 튜브 : 정량 분석을 위해 샘플 준비에 매일 사용되는 유리 제품. 출처 : Pexels.
한 광물은 다른 광물보다 금이 더 풍부 할 수 있습니다. 이를 알아 내기 위해서는 두 광물의 100 분의 1 조성을 결정하는 것이 필요하며, 금의 비율이 가장 높은 광물이 탐내는 금속을 추출하는 데 더 매력적인 원천이 될 것입니다. 이물질이나 방사성 금속도 마찬가지입니다.
정량화 및 정량 분석의 기반이되는 기술은 매우 다양하고 다양합니다. 각각은 별도의 전문화와 깊은 이론적 기반을 의미합니다. 그러나 그들이 모두 모이는 지점은 항상 이미 언급 한 동일한 질문에 답하는 것입니다. 품질, 순도, 성능, 신뢰성 등에 관한 질문입니다.
측정
물질이나 물질을 정량화하려면 물리적 또는 화학적 특성을 측정 할 수 있어야합니다. 선택한 속성은 사용 된 물질과 기술에 따라 다릅니다. 분석 기술이 정량화 할 수 있음을 인식하는 유용한 단서는 이름 끝에 -metry 접미사가 있다는 것입니다.
예를 들어, 분석 화학의 두 가지 고전적인 측정 기술은 중량 측정 (질량 측정)과 부피 측정 (부피 측정)입니다.
원칙적으로 너무 정교한 도구 나 전자기 복사를 사용할 필요가 없기 때문에 고전적인 것으로 간주됩니다. 그러나 분석 저울, 박격포, 도가니 및 유리 제품.
중량 측정
중량 측정에서는 거의 항상 질량이 결정되는 일련의 방법 론적 단계 후에 침전물을 얻으려고합니다.
예를 들어, 샘플에서 염화물 이온을 정량화하는 한 가지 기술은 염화은, AgCl로 침전시키는 것입니다. 무게를 잴 수있는 유백색 침전물.
또 다른 간단한 예는 신체, 재료 또는 고체의 수분 함량을 결정하는 것입니다.
이를 위해 고체의 질량을 먼저 칭량 한 후 약 100ºC의 오븐에 넣습니다.이 시간은 물이 증발 할 수있을만큼 충분히 길어집니다. 그 후 다시 무게를 재고 최종 질량과 초기 질량의 차이는 증발 된 물의 질량과 같습니다. 즉, 수분 함량, % H 2 O.
이 분석이 수박에 대해 수행 되었다면, 그들의 % H 2 O가 너무 높더라도 (~ 95 %); 소위 견과류의 경우 물이 거의 포함되지 않을 것으로 예상됩니다 (% H 2 O <10 %).
체적
반면에 부피 측정은 적정을 적용한 후 관심있는 용해 된 종의 농도를 추출하는 부피로 작동합니다. 예를 들어, 색이 특정 반응에 민감한 분석 물은 비색 적정에 의해 결정될 수 있습니다.
마찬가지로, 오일의 산가 (AI) (식용 가능 여부)는 표준화 된 강염기 (일반적으로 KOH 또는 NaOH) 용액을 사용하여 산-염기 적정에 의해 결정될 수 있습니다. AI 값을 사용하면 다른 매개 변수 외에도 다양한 유형의 오일을 소스 및 기타 변수에 따라 특성화하고 분류 할 수 있습니다.
이러한 분석 측정은 항상 물리적 단위 (및 실험 오류)와 함께 결과를 제공합니다. 농도는 얼마입니까? 샘플은 얼마나 순수합니까? 주어진 금액이 건강 위험을 나타내는가? 반응 수율은 얼마입니까?
이러한 질문과 더 많은 질문은 측정 및 데이터 처리 후에 답변됩니다.
표준 또는 표준 준비
"표준을 측정하는 것과 동일한 막대로 샘플을 측정합니다." 그리고이 가상의 막대는 농도와 상관 관계가있는 분석 물의 특성의 크기가 다른 분할과 세분을 가질 것입니다. 상기 크기 또는 값은 최종적으로 분석 물의 특성을 측정 할 때 얻은 것과 비교됩니다.
이를 위해 검량선은 항상 농도가 이전에 알려진 표준 또는 표준의 선택으로 구성되어야합니다.
그리고 그들을 미리 아는 방법? 이들은 독립 변수이기 때문에 분석가는 샘플 또는 분석 유형에 따라 패턴의 무게를 결정합니다.
달콤한 버섯
수많은 버섯 계열의 당분 또는 총 탄수화물 함량에 대한 연구에서 가상의 예를들 수 있습니다. 버섯의 정성 분석 덕분에 이전에 검출 된 당으로 구성된 표준은 이상적으로는 샘플의 유기 매트릭스를 완벽하게 모방해야합니다.
그런 다음 준비하면 패턴이 반응하여 색상이 변합니다. 강도를 UV-vis 분광법으로 측정하면 샘플에서 당이 방출하는 색상의 강도와 비교할 수 있습니다. 따라서 수학적 정리를 통해 총 설탕의 함량을 결정합니다.
이 작업이 완료되면 다른 표준 물질을 준비하지 않고도 다른 버섯 (동일 지역 또는 국가의 버섯)이 직접 설탕을 측정 할 수 있도록 샘플에서 검량선을 작성할 수 있습니다.
수집 및 치료
정량 분석에는 연구 유형에 따라 엄격하게 처리해야하는 많은 변수가 있습니다. 종종 샘플을 왼쪽과 오른쪽으로 수집하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 수집되는 곳은 어디입니까? 중요합니까? 양은 얼마입니까? 전처리 및 기타 절차는 어떻게됩니까?
버섯의 예에서 설탕이 어떤 가족에서 결정되는지, 어떤 농장이나 자연 기원에서 수집 될 것인지, 일년 중 언제, 조형 적 특성 등을 알아야합니다. 버섯 (기름, 곡물, 잉크, 운석, 생물학적 물질)이 수집되면 정량 분석 전에 어떻게해야합니까?
거의 항상, 정량적 분석은 정 성적 분석이 선행됩니다. 특히 처음으로 작업하는 경우 샘플에 포함 된 화합물을 식별합니다.
일부 치료법은 순전히 물리적 일 수 있습니다. 예를 들어 식물성 덩어리를 갈거나 미네랄을 산으로 분해하는 것입니다. 반면에 다른 것들은 화학적으로 에스테르 화 반응, 산성 또는 염기성 가수 분해, 치환, 아 민화 등으로 선택된 기술로 더 쉽게 정량화 할 수있는 종을 생산합니다.
예
화학 정량 분석의 일상적인 몇 가지 예를 언급하여 마무리합니다.
-맥주, 와인 및 공예 음료의 알코올도 측정.
-환자의 소변에서 질병의 발견과 관련된 하나 이상의 성분 농도가 증가 또는 감소했는지 알 수 있습니다. 마찬가지로 약물이 소변으로 배설되는 경우 약물이 몸에 "동화"된 정도를 확인할 수 있습니다.
-지상 또는 외계 광물 샘플의 세기 구성 결정.
-일부 원유 샘플을 감안하여 H / C 비율은 다른 원유에서 나온 원유의 방향도를 비교하기 위해 결정됩니다. 중유는 H / C가 1 미만인 것을 특징으로합니다. 가벼울수록 H / C가 1보다 큰 값을 갖게됩니다.
-식품 및 식용 제품의 영양 성분 결정.
-상용화 및 저장을위한 관련 품질 분석의 일환으로 약물의 안정성에 대한 연구.
-강, 하천, 석호 또는 바다의 물 샘플에 포함 된 물질로 인한 오염 정도 모니터링. 마찬가지로 공장에서 방출되는 가스는 환경에 유해한 다량의 가스를 제거하지 못하도록 구성이 결정됩니다.
참고 문헌
- 다니엘 C. 해리스. (2007). 정량적 화학 분석. (제 7 판). WH Freeman and Company.
- 브리태니커 백과 사전 편집자. (2018 년 1 월 31 일). 정량적 화학 분석. 브리태니커 백과 사전. 출처 : britannica.com
- 1 장, 정량 화학 분석 소개. 출처 : 5.csudh.edu
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