Analiza vëllimore është një teknikë analitike thelbësore në kimi që përfshin matjen e vëllimeve për të përcaktuar përqendrimin e një substance në një tretësirë. Përdoret gjerësisht për analizat kimike sasiore, ku qëllimi është të zbulohet se sa është e pranishme një substancë e caktuar.
Për të kuptuar analizën vëllimore, është thelbësore të kuptojmë konceptin e nishanit. Një mol është një njësi në kimi që përfaqëson një sasi specifike grimcash, të tilla si atomet, molekulat ose jonet. Numri i grimcave në një mol është numri i Avogadro-s, afërsisht \(6.022 \times 10^{23}\) . Ky koncept është jetik në analizën volumetrike pasi i lejon kimistët të llogarisin përqendrimin e tretësirave.
Përqendrimi shpesh shprehet në mol për litër (mol/L), duke treguar numrin e moleve të substancës së tretur të pranishme në një litër tretësirë. Kjo matje është thelbësore në analizën vëllimore për të përcaktuar sasinë e reaktantit ose produktit në një reaksion kimik.
Një nga teknikat kryesore në analizën vëllimore është titrimi, i cili përfshin shtimin gradualisht të një tretësire me përqendrim të njohur (titrant) në një tretësirë me përqendrim të panjohur (analiti) derisa reaksioni të përfundojë. Kjo pikë quhet pika ekuivalente dhe mund të zbulohet duke përdorur një tregues ose një matës pH.
Zgjidhja me përqendrim të njohur quhet edhe tretësirë standarde. Përgatitja e një solucioni standard me përqendrim të saktë është vendimtar për suksesin e eksperimenteve të titrimit. Përqendrimi i tretësirës së panjohur më pas mund të përcaktohet bazuar në vëllimin e tretësirës standarde që kërkohet për të arritur pikën e ekuivalencës.
Për të llogaritur përqendrimin e një zgjidhjeje të panjohur në një eksperiment titrimi, mund të përdorni formulën:
\( C_1V_1 = C_2V_2 \)ku \(C_1\) është përqendrimi i tretësirës standarde (mol/L), \(V_1\) është vëllimi i tretësirës standarde të përdorur (L), \(C_2\) është përqendrimi i tretësirës së panjohur (mol /L), dhe \(V_2\) është vëllimi i zgjidhjes së panjohur (L).
Për shembull, nëse 0,1 mol/L e një solucioni standard të hidroksidit të natriumit (NaOH) përdoret për të titruar 25 ml të një tretësire të panjohur të acidit klorhidrik (HCl) dhe u deshën 20 ml tretësirë të NaOH për të arritur pikën e ekuivalencës, përqendrimi e tretësirës së HCl mund të llogaritet si më poshtë:
\( (0.1 \, \textrm{mol/L}) \times (0.020 \, \textrm{L}) = C_2 \times (0.025 \, \textrm{L}) \)Duke rirregulluar ekuacionin, mund të gjejmë \(C_2\) , përqendrimin e tretësirës së panjohur të HCl.
Titrimi acid-bazë është një lloj i zakonshëm i analizës vëllimore ku një tretësirë acidi titrohet me një bazë, ose anasjelltas, për të përcaktuar përqendrimin e tij. Pika e ekuivalencës zakonisht identifikohet nga një ndryshim i mprehtë në pH, i cili mund të zbulohet duke përdorur një tregues që ndryshon ngjyrën në një nivel të caktuar pH.
Titrimi redoks është një lloj tjetër i analizës vëllimore ku procesi i titrimit përfshin një reaksion redoks midis analitit dhe titrantit. Pika ekuivalente në titrat redoks shpesh zbulohet duke përdorur tregues që ndryshojnë ngjyrën kur ato oksidohen ose zvogëlohen, ose duke përdorur një elektrodë për të matur ndryshimet në potencialin e tretësirës.
Analiza vëllimore përdoret gjerësisht në fusha të ndryshme, duke përfshirë testimin mjedisor, farmaceutikën dhe analizën e ushqimit, për të përcaktuar përkatësisht përqendrimin e ndotësve, përbërësve aktivë ose lëndëve ushqyese. Është një teknikë themelore për kontrollin e cilësisë dhe përputhshmërinë me standardet industriale dhe rregullatore.
Analiza vëllimore, duke përdorur konceptin e nishanit, është një mjet i fuqishëm për përcaktimin e përqendrimit të substancave në tretësirë. Kuptimi i parimeve të nishaneve, tretësirat standarde, titrimi dhe llogaritja e përqendrimit është thelbësore për kryerjen e saktë të këtyre analizave si në mjediset laboratorike ashtu edhe në ato industriale.
