Волуметриската анализа е клучна аналитичка техника во хемијата која вклучува мерење на волумени за да се одреди концентрацијата на супстанцијата во растворот. Широко се користи за квантитативна хемиска анализа, каде што целта е да се открие колку од одредена супстанција е присутна.
За да се разбере волуметриската анализа, од суштинско значење е да се сфати концептот на крт. Мол е единица во хемијата која претставува одредена количина на честички, како што се атоми, молекули или јони. Бројот на честички во еден мол е бројот на Авогадро, приближно \(6.022 \times 10^{23}\) . Овој концепт е од витално значење во волуметриската анализа бидејќи им овозможува на хемичарите да ја пресметаат концентрацијата на растворите.
Концентрацијата често се изразува во молови на литар (mol/L), што укажува на бројот на молови на растворена супстанција присутна во еден литар раствор. Ова мерење е основно во волуметриската анализа за да се одреди количината на реактант или производ во хемиска реакција.
Една од клучните техники во волуметриската анализа е титрацијата, која вклучува постепено додавање на раствор со позната концентрација (титрант) на раствор со непозната концентрација (аналит) додека реакцијата не заврши. Оваа точка се нарекува точка на еквивалентност и може да се открие со помош на индикатор или pH метар.
Растворот со позната концентрација се нарекува и стандарден раствор. Подготовката на стандарден раствор со точна концентрација е клучна за успехот на експериментите за титрација. Концентрацијата на непознатиот раствор потоа може да се одреди врз основа на волуменот на стандардниот раствор потребен за да се достигне точката на еквивалентност.
За да ја пресметате концентрацијата на непознат раствор во експеримент со титрација, можете да ја користите формулата:
\( C_1V_1 = C_2V_2 \)каде \(C_1\) е концентрацијата на стандардниот раствор (mol/L), \(V_1\) е волуменот на користениот стандарден раствор (L), \(C_2\) е концентрацијата на непознатиот раствор (mol /L), а \(V_2\) е волуменот на непознатото решение (L).
На пример, ако 0,1 mol/L стандарден раствор на натриум хидроксид (NaOH) се користи за титрирање на 25 ml од непознат раствор на хлороводородна киселина (HCl) и потребни се 20 ml раствор на NaOH за да се достигне точката на еквивалентност, концентрацијата од растворот на HCl може да се пресмета на следниов начин:
\( (0.1 \, \textrm{mol/L}) \times (0.020 \, \textrm{Л}) = C_2 \times (0.025 \, \textrm{Л}) \)Со преуредување на равенката, можеме да ја најдеме \(C_2\) , концентрацијата на непознатиот раствор на HCl.
Киселинско-базната титрација е вообичаен тип на волуметриска анализа каде киселинскиот раствор се титрира со база, или обратно, за да се одреди неговата концентрација. Точката на еквивалентност обично се идентификува со остра промена на рН, што може да се открие со помош на индикатор што ја менува бојата на одредено ниво на pH.
Редокс титрацијата е друг вид на волуметриска анализа каде што процесот на титрација вклучува реакција на редокс помеѓу аналитот и титрантот. Точката на еквивалентност во титрациите на редокс често се открива со помош на индикатори кои ја менуваат бојата кога се оксидираат или намалуваат, или со користење на електрода за мерење на промените во потенцијалот на растворот.
Волуметриската анализа е широко користена во различни области, вклучително и еколошки тестови, фармацевтски производи и анализа на храна, за да се одреди концентрацијата на загадувачи, активни состојки или хранливи материи, соодветно. Тоа е основна техника за контрола на квалитетот и усогласеност со индустриските и регулаторните стандарди.
Волуметриската анализа, користејќи го концептот на молови, е моќна алатка за одредување на концентрацијата на супстанции во растворите. Разбирањето на принципите на бенки, стандардни раствори, титрација и пресметка на концентрацијата е од суштинско значење за прецизно спроведување на овие анализи и во лабораториски и во индустриски услови.
