Titravimas ir gravimetrinė analizė yra du klasikinės kiekybinės chemijos ramsčiai, siūlantys skirtingus būdus medžiagos koncentracijai nustatyti. Titravimas remiasi tiksliu skysčio tūrio matavimu, siekiant pasiekti cheminę pusiausvyrą, o gravimetrinė analizė naudoja nepajudinamą masės matavimo tikslumą, kad būtų galima išskirti ir pasverti konkretų komponentą.
Akcentai
Titravimas yra tūrinis; gravimetrinė analizė – pagal svorį.
Gravimetrinė analizė yra „absoliutus“ metodas, tai reiškia, kad jai nereikia standartinio tirpalo palyginimui.
Titravimo galiniai taškai dažnai nustatomi naudojant pH indikatorius, tokius kaip fenolftaleinas.
Gravimetrinei analizei reikia, kad mėginys būtų išdžiovintas iki „pastovios masės“, kad būtų pašalintas visas vanduo.
Kas yra Titravimas?
Tūrinis metodas, kuriuo koncentracija nustatoma žinomą tirpalą reaguojant su nežinomu tirpalu, kol pasiekiamas stechiometrinis taškas.
Tiksliam skysčio kiekiui tiekti dažniausiai naudojama biuretė.
Reakcijos užbaigimui signalizuoti reikia indikatorių arba pH matuoklių.
Skirstomi į rūgščių-šarmų, redokso, kompleksometrinius ir nusodinimo tipus.
Pateikia greitus rezultatus, palyginti su dauguma svorio pagrindu veikiančių metodų.
Skaičiavimai pagrįsti moliarumo ir tūrio santykiu ($M_1V_1 = M_2V_2$).
Kas yra Gravimetrinė analizė?
Kiekybinis metodas, kuriuo nustatomas analitės kiekis pagal kietos medžiagos nuosėdų masę.
Apima fizinį medžiagos atskyrimą nuo tirpalo.
Tiksliam svėrimui reikalingos itin jautrios analitinės svarstyklės.
Paprastai tai apima tokius veiksmus kaip nusodinimas, filtravimas, plovimas ir džiovinimas.
Žinomas kaip vienas tiksliausių analitinių metodų.
Nereikalauja kalibravimo pagal standartinį tirpalą.
Ryškiausias skirtumas yra tai, kaip renkami duomenys. Titravimas iš esmės priklauso nuo to, „kiek skysčio buvo sunaudota“, o gravimetrinė analizė klausia, „kiek sveria galutinis produktas?“. Kadangi gravitacija yra pastovi, o masė yra absoliutus matavimas, gravimetriniai metodai dažnai užtikrina didesnį tikslumą ir reikalauja mažiau kalibravimo reikalavimų.
Greitis ir laboratorijos našumas
Jei dirbate sparčiai besivystančioje pramoninėje laboratorijoje, titravimas paprastai yra pageidaujamas pasirinkimas, nes vieną bandymą galima atlikti per kelias minutes. Gravimetrinė analizė yra daug darbo reikalaujantis maratonas, apimantis laukimą, kol susidarys nuosėdos, kruopštų jų filtravimą ir mėginio džiovinimą orkaitėje, kol masė išliks pastovi, o tai gali užtrukti visą dieną.
Rodiklių vaidmuo
Titruojant „galutinis taškas“ yra svarbiausias momentas, dažnai parodomas ryškiu cheminio indikatoriaus spalvos pasikeitimu. Gravimetrinė analizė visiškai atsisako vizualinių spėlionių; ji remiasi gryno junginio fizine izoliacija. Jums nereikia stebėti spalvos pasikeitimo, kai galite fiziškai pamatyti ir pasverti rezultatą.
Selektyvumas ir trukdžiai
Titravimas gali būti keblus, jei kitos skystyje esančios medžiagos reaguoja su titruojamu tirpalu ir dėl to koncentracija gali būti pervertinta. Gravimetrinė analizė susiduria su kitu iššūkiu: priemaišos gali įstrigti kietųjų kristalų viduje jiems susidarant (bendras nusodinimas), o tai dirbtinai padidina svorį ir iškreipia galutinius rezultatus.
Privalumai ir trūkumai
Titravimas
Privalumai
+Greiti rezultatai
+Maža įrangos kaina
+Universalus pritaikymas
+Lengva automatizuoti
Pasirinkta
−Reikalingas standartizavimas
−Žmogiška klaida galiniuose taškuose
−Sprendimo stabilumo problemos
−Skystųjų atliekų susidarymas
Gravimetrinė analizė
Privalumai
+Puikus tikslumas
+Nereikia jokių standartinių sprendimų
+Tiesioginis matavimas
+Minimalus cheminių medžiagų naudojimas
Pasirinkta
−Labai daug laiko reikalaujantis
−Varginantis daugiapakopis procesas
−Jautrus priemaišoms
−Reikalingi brangūs likučiai
Dažni klaidingi įsitikinimai
Mitas
Ekvivalentiškumo taškas ir galinis taškas yra tas pats.
Realybė
Ekvivalentiškumo taškas yra teorinis momentas, kai reakcija yra visiškai subalansuota, o galutinis taškas yra tas, kai indikatorius iš tikrųjų pakeičia spalvą. Geras chemikas pasirenka indikatorių, kuriame šie du momentai kuo labiau sutampa.
Mitas
Gravimetrinė analizė yra pasenusi, nes yra lėta.
Realybė
Nepaisant amžiaus, jis išlieka „auksiniu standartu“ tikrinant kitų prietaisų tikslumą. Kuriant naują elektroninį jutiklį, jo rezultatai dažnai tikrinami pagal gravimetrinį bandymą.
Mitas
Titruoti galite tik su rūgštimis ir bazėmis.
Realybė
Titravimas yra neįtikėtinai platus. Jis gali būti naudojamas sidabro nitrato nusodinimui, kompleksų formavimui su EDTA arba elektronų judėjimo sekimui redokso titravimo metu.
Mitas
Didesni nuosėdai gravimetrinėje analizėje visada yra geresni.
Realybė
Iš tiesų tikslas yra „dideli, gryni kristalai“. Jei nuosėdos susidaro per greitai, jos sukuria smulkias daleles, kurios prasiskverbia pro filtro popierių arba sulaiko priemaišas viduje.
Dažnai užduodami klausimai
Kas yra biuretė ir kodėl ji naudojama titravimui?
Biretė yra ilgas, graduotas stiklinis vamzdelis su čiaupu apačioje. Ji naudojama todėl, kad leidžia chemikui lašinti tirpalą lašas po lašo itin tiksliai, o tai būtina norint tiksliai pataikyti į spalvos pasikeitimo momentą, neviršijant ribos.
Kodėl gravimetrinėje analizėje reikia džiovinti nuosėdas?
Vanduo turi masę. Jei sveriant kietą mėginį liks drėgmės, jūsų skaičiavimas bus neteisingas, nes vandens svorį skaičiuosite kaip cheminio produkto dalį. Mėginiai paprastai kaitinami krosnyje, kol svoris nustoja keistis.
Kuris metodas labiau paplitęs vidurinių mokyklų laboratorijose?
Titravimas daug labiau paplitęs švietimo aplinkoje. Mokiniams įdomiau stebėti spalvos pokyčius, jis moko tūrio matavimo įgūdžių ir gali būti atliktas per standartinę 45 minučių pamoką.
Ar galiu naudoti gravimetrinę dujų analizę?
Taip, galite. Lakiosios gravimetrijos metu mėginys kaitinamas, kad būtų pašalintos dujos, ir matuojamas kietosios medžiagos masės sumažėjimas, arba dujos sulaikomos specialioje medžiagoje ir sveriama, kiek padidėjo tos medžiagos masė.
Kas yra „standartizavimas“ titruojant?
Standartizavimas – tai procesas, kurio metu nustatoma tiksli titranto koncentracija, reaguojant su „pirminiu standartu“ – labai gryna, stabilia chemine medžiaga. Tai užtikrina, kad galutiniai skaičiavimai nebūtų pagrįsti neteisinga pradine koncentracija.
Kas yra bendras kritulių susidarymas?
Taip atsitinka, kai medžiagos, kurios paprastai tirpsta, yra „nutempiamos žemyn“ ir įstringa kietose nuosėdose, joms susidarant. Tai didžiausias gravimetrinės analizės tikslumo priešas, nes prie matavimo pridedamas „šešėlinis svoris“.
Ar titravimas naudojamas maisto pramonėje?
Plačiai! Jis naudojamas apelsinų sulčių rūgštingumui, bulvių traškučių druskos kiekiui ir laisvųjų riebalų rūgščių kiekiui kepimo aliejuose matuoti, siekiant užtikrinti kokybę ir saugą.
Ką stechiometrija turi bendro su šiais metodais?
Stechiometrija yra reakcijos „receptas“. Abiem metodams turite žinoti subalansuotą cheminę lygtį, kad konvertuotumėte matavimus (tūrį arba masę) į galutinę nežinomos medžiagos koncentraciją.
Nuosprendis
Titravimą rinkitės įprastiems bandymams, kai prioritetas teikiamas greičiui ir patogumui, ypač rūgščių-šarmų arba redokso reakcijoms. Gravimetrinę analizę rinkitės, kai reikalingas didžiausias įmanomas tikslumas arba kai dirbate su tokiais elementais kaip siera ar halogenidai, kurie sudaro labai stabilius, netirpius nuosėdas.