중량 측정 : 중량 분석, 방법, 사용 및 예 - 화학 - 2026

중량 측정은 그 기초 공통 질량 측정 인 다수의 기술로 구성된 분석 화학의 주요 지점이다. 질량은 직접 또는 간접적으로 수많은 방법으로 측정 할 수 있습니다. 이러한 필수 측정을 달성하기 위해 저울; Gravimetry는 질량 및 스케일과 동의어입니다.

질량을 얻기 위해 선택한 경로 또는 절차에 관계없이 신호 또는 결과는 항상 분석 물질 또는 관심 종의 농도를 밝혀야합니다. 그렇지 않으면 중량 측정은 분석적 가치가 없습니다. 이는 팀이 탐지기없이 작업했으며 여전히 신뢰할 수 있음을 확인하는 것과 같습니다.

사과의 무게를 재는 오래된 저울. 출처 : Pxhere.

위의 이미지는 오목한 접시에 사과가있는 오래된 스케일을 보여줍니다.

이 척도로 사과의 질량을 결정하면 사과 수에 비례하는 총 값을 갖게됩니다. 이제 개별적으로 무게를 재면 각 질량 값은 각 사과의 총 입자에 해당합니다. 단백질, 지질, 설탕, 물, 회분 함량 등

현재 중량 측정 방식에 대한 힌트는 없습니다. 그러나 균형이 매우 구체적이고 선택적이어서 사과의 다른 구성 요소는 무시하고 관심있는 하나만 무게를 잴 수 있다고 가정합니다.

이 이상적인 척도를 조정하여 사과의 무게를 측정하면 특정 유형의 단백질 또는 지방에 해당하는 질량의 양을 직접 결정할 수 있습니다. 저장하는 물의 양, 모든 탄소 원자의 무게 등 이런 식으로 사과의 영양 성분이 중량 측정으로 결정됩니다.

불행히도이를 수행 할 수있는 규모 (적어도 오늘은)가 없습니다. 그러나 사과의 성분을 물리적 또는 화학적으로 분리 할 수있는 특정 기술이 있습니다. 그런 다음 마지막으로 별도로 무게를 재고 구성을 만듭니다.

중량 분석이란 무엇입니까?

사과의 예를 설명했는데, 분석 물질의 농도가 질량을 측정하여 결정될 때 중량 분석이라고합니다. 이 분석은 '얼마나 있는가?'라는 질문에 답하기 때문에 정량적입니다. 분석 물에 관하여; 그러나 그는 부피 나 복사 또는 열을 측정하는 것이 아니라 질량을 측정하여 대답합니다.

실생활에서 샘플은 단순한 사과가 아니라 기체, 액체 또는 고체와 같은 거의 모든 유형의 물질입니다. 그러나 이러한 샘플의 물리적 상태가 무엇이든, 측정 할 수있는 질량 또는 차이를 추출 할 수 있어야합니다. 분석 물질의 농도에 정비례합니다.

샘플에서 "질량을 추출한다"는 것은 분석 물을 포함하는 화합물 즉, 그 자체로 구성된 침전물을 얻는 것을 의미합니다.

사과로 돌아가서 성분과 분자를 중량 측정으로 측정하려면 각각에 대한 침전물을 얻어야합니다. 물 침전물, 단백질 침전물 등

모든 것이 계량되면 (일련의 분석 및 실험 기술 후) 이상적인 저울의 결과와 동일한 결과에 도달합니다.

-중량 측정의 종류

중량 분석에는 분석 물 농도를 결정하는 두 가지 주요 방법이 있습니다 : 직접 또는 간접. 이 분류는 전 세계적으로 이루어지며 특정 샘플의 각 분석 물에 대한 방법과 끝없는 특정 기술을 도출합니다.

곧장

직접 중량 분석은 분석 물이 질량의 간단한 측정으로 정량화되는 분석입니다. 예를 들어, 화합물 AB의 침전물의 무게를 측정하고 A와 B의 원자 질량과 AB의 분자 질량을 알고 있다면 A 또는 B의 질량을 개별적으로 계산할 수 있습니다.

분석 물질의 질량이 계산되는 질량에서 침전물을 생성하는 모든 분석은 직접 중량 측정입니다. 사과 성분을 다른 침전물로 분리하는 것은 이러한 유형의 분석의 또 다른 예입니다.

간접

간접 중량 분석에서는 질량 차이가 결정됩니다. 여기서 분석 물을 정량화하는 빼기가 수행됩니다.

예를 들어, 저울에있는 사과의 무게를 먼저 측정 한 다음 가열하여 건조하면 (그러나 타지 않고) 모든 물이 증발합니다. 즉, 사과는 모든 수분 함량을 잃게됩니다. 말린 사과의 무게를 다시 잰 후 질량의 차이는 물의 질량과 같습니다. 따라서 물은 중량 측정으로 정량화되었습니다.

분석이 간단하다면 사과에서 모든 물을 빼고 계량을 위해 별도의 스케일에서 결정화 할 수있는 가상의 방법을 고안해야합니다. 분명히 간접적 방법이 가장 쉽고 실용적입니다.

-침전물

처음에는 침전물을 얻는 것이 간단 해 보일 수 있지만 실제로는 특정 조건, 공정, 마스킹 제 및 침전제의 사용 등을 포함하여 샘플에서 분리 할 수 ​​있고 계량하기에 완벽한 상태입니다.

필수 기능

침전물은 일련의 특성을 충족해야합니다. 이들 중 일부는 다음과 같습니다.

고순도

충분히 순수하지 않은 경우 불순물의 질량은 분석 물질의 질량의 일부로 간주됩니다. 따라서 침전물은 세척, 재결정 또는 다른 기술로 정제해야합니다.

알려진 구성

침전물이 다음과 같은 분해를 겪을 수 있다고 가정합니다.

OLS ₃ (초) => MO (초) + CO ₂ (g)

MCO ₃ (금속 탄산염)이 얼마나 많은 양의 산화물로 분해 되었는지 알 수 없습니다 . 따라서 침전물의 조성은 MCO ₃ · MO 또는 MCO ₃ · 3MO 등 의 혼합물 일 수 있으므로 알려지지 않았습니다 . 이 문제를 해결하려면 MCO ₃ 이 MO 로의 완전한 분해를 보장하고 MO 만 칭량해야합니다.

안정

침전물이 자외선, 열 또는 공기와의 접촉에 의해 분해되면 그 조성은 더 이상 알려지지 않습니다. 그리고 그것은 다시 이전 상황 이전입니다.

고 분자량

침전물의 분자 질량이 높을수록 저울 판독 값을 기록하는 데 더 적은 양이 필요하기 때문에 계량하기가 더 쉽습니다.

낮은 용해도

침전물은 중대한 합병증없이 여과 될 수있을만큼 충분히 불용성이어야합니다.

큰 입자

반드시 필요한 것은 아니지만 침전물은 가능한 한 결정질이어야합니다. 즉, 입자의 크기는 가능한 한 커야합니다. 입자가 작을수록 더 젤라틴 화되고 콜로이드 화되므로 건조 (용제 제거) 및 하소 (질량을 일정하게 만들기)와 같은 더 많은 처리가 필요합니다.

중량 측정 방법

중량 측정에는 아래에 언급 된 네 가지 일반적인 방법이 있습니다.

침적

하위 섹션 전체에서 이미 언급했듯이 분석 물질을 결정하기 위해 정량적으로 침전시키는 것으로 구성됩니다. 샘플은 침전물이 가능한 한 순수하고 적합하도록 물리적, 화학적으로 처리됩니다.

전기 중량 측정

이 방법에서는 전기 화학 셀 내부에 전류가 흐르는 전극 표면에 침전물이 증착됩니다.

이 방법은 금속이 증착되고, 염이나 산화물이 있고, 간접적으로 질량이 계산되기 때문에 금속을 측정하는 데 널리 사용됩니다. 샘플이 용해 된 용액과 접촉하기 전에 전극의 무게를 먼저 측정합니다. 그런 다음 금속이 표면에 증착되면 다시 칭량됩니다.

휘발

중량 휘발 방법에서는 가스의 질량이 결정됩니다. 이러한 가스는 분석 물질과 직접 관련된 샘플이 겪는 분해 또는 화학 반응에서 비롯됩니다.

가스이기 때문에 트랩을 사용하여 수집해야합니다. 전극과 마찬가지로 트랩은 전후에 무게를 측정하여 수집 된 가스의 질량을 간접적으로 계산합니다.

기계식 또는 단순

이 중량 측정 방법은 본질적으로 물리적이며 혼합물 분리 기술을 기반으로합니다.

필터, 체 또는 체의 사용을 통해 고체는 액체상에서 수집되며 고체 구성을 결정하기 위해 직접 무게를 측정합니다. 예를 들어, 하천에서 점토, 배설물, 플라스틱, 모래, 곤충 등의 비율.

열 중량 측정

이 방법은 다른 방법과 달리 온도의 함수로서 질량 변화를 통해 고체 또는 재료의 열 안정성을 특성화하는 것으로 구성됩니다. 뜨거운 샘플은 실제로 열 저울로 무게를 잴 수 있으며 온도가 증가함에 따라 질량 손실이 기록됩니다.

응용

일반적으로 방법 및 분석에 관계없이 중량 측정의 일부 사용이 제시됩니다.

-시료의 용해성 및 불용성 성분을 분리합니다.

-교정 곡선을 만들 필요가없는 경우 더 짧은 시간에 정량 분석을 수행합니다. 질량이 결정되고 시료에 얼마나 많은 분석 물질이 있는지 즉시 알 수 있습니다.

-분석 물을 분리 할뿐만 아니라 정제도합니다.

-회분 및 고체 수분의 비율을 결정하십시오. 마찬가지로 중량 분석을 통해 순도를 정량화 할 수 있습니다 (오염 물질의 질량이 1mg 이상인 경우).

-서모 그램을 사용하여 고체를 특성화 할 수 있습니다.

-고형물 및 침전물의 취급은 일반적으로 부피보다 간단하므로 특정 정량 분석이 용이합니다.

-교육 실에서는 하소 기술, 무게 측정 및 도가니 사용에 대한 학생들의 성과를 평가하는 데 사용됩니다.

분석 예

인산염

수성 매질에 용해 된 샘플 은 다음 반응에 의해 포스 파이트 PO ₃ ^3-에 대해 결정될 수 있습니다 .

2HgCl ₂ (수성) + PO ₃ ^3- (수성) +는 3H ₂ O (l) ⇌ 수은 ₍₂₎ CL ₍₂₎ (S) + 2H ₃ O ⁺ (수성) + 2Cl ^- (수성) + 2PO ₄ ^3- (수성)

Hg ₂ Cl ₂ 침전물에 유의하십시오 . Hg ₂ Cl _2의 무게를 측정 하고 그 몰을 계산하면 PO ₃ ^3- 가 원래 얼마 였는지 반응의 화학 양론에 따라 계산할 수 있습니다 . 과량의 HgCl _2를 샘플의 수용액에 _첨가 하여 모든 PO ₃ ^3-가 반응하여 침전물을 형성하도록합니다.

리드

예를 들어, 납 함유 미네랄이 산성 매질에서 분해되면 Pb ²⁺ 이온 이 전기 중량 측정 기술을 사용하여 백금 전극에 PbO ₂ 로 증착 될 수 있습니다 . 반응은 다음과 같습니다.

Pb ²⁺ (aq) + 4H ₂ O (l) ⇌ PbO ₂ (s) + H ₂ (g) + 2H ₃ O ⁺ (aq)

백금 전극은 전후에 무게를 측정하여 PbO ₂ 의 질량을 결정 하고 무게 계수를 사용하여 납의 질량을 계산합니다.

칼슘

수성 용액에 옥살산과 암모니아를 첨가하여 시료의 칼슘을 침전시킬 수 있습니다. 이런 식으로 옥살산 음이온이 천천히 생성되고 더 나은 침전물을 생성합니다. 반응은 다음과 같습니다.

2NH ₃ (수성) + H ₂ C ₂ O ₄ (수성) → 2NH ₄ ⁺ (수성) + C ₂ O ₄ ^2- (수성)

Ca ²⁺ (수성) + C ₂ O ₄ ^2- (수성) → CaC ₂ O ₄ (s)

그러나 칼슘 옥살 레이트는 소성되어보다 정의 된 조성을 가진 침전물 인 산화 칼슘을 생성합니다.

CaC ₂ O ₄ (s) → CaO (s) + CO (g) + CO ₂ (g)

니켈

그리고 마지막으로 샘플의 니켈 농도는 디메틸 글리 옥심 (DMG)을 사용하여 측정 할 수 있습니다. DMG는 현장에서 생성됩니다.

CH ₃ COCOCH ₃ (수성) + 2NH ₂ OH (수성) → DMG (수성) + 2H ₂ O (l)

2DMG (수성) + Ni ²⁺ (수성) → Ni (DMG) ₂ (초) + 2H ⁺

Ni (DMG) _2의 무게를 측정하고 화학 양 론적 계산을 통해 샘플에 포함 된 니켈의 양을 결정합니다.

참고 문헌

1. Day, R., & Underwood, A. (1989). 정량 분석 ​​화학 (5 판). 피어슨 프렌 티스 홀.
2. Harvey D. (2019 년 4 월 23 일). 중량 측정 방법의 개요. 화학 LibreTexts. 출처 : chem.libretexts.org
3. 12 장 : 중량 분석 방법. . 출처 : web.iyte.edu.tr
4. 클로드 요더. (2019). 중량 분석. 출처 : wiredchemist.com
5. 중량 분석. 출처 : chem.tamu.edu
6. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 년 2 월 19 일). 중량 분석 정의. 출처 : thoughtco.com
7. Siti Maznah Kabeb. (sf). 분석 화학 : 중량 분석. [PDF. 출처 : ocw.ump.edu.my
8. Singh N. (2012). 금 측정을위한 견고하고 정확하며 새로운 중량 측정 방법 : 화재 분석 방법의 대안. SpringerPlus, 1, 14. doi : 10.1186 / 2193-1801-1-14.