Класичні методи кількісного аналізу

Завдання кількісного аналізу – визначення кількісного вмісту хімічних елементів (іонів), функціональних груп у речовині або речовин у матеріалах.При цьому завданням кількісного аналізу може бути як визначення абсолютної кількості даного компоненту в досліджуваній пробі, так і відносного вмісту, тобто його частки в пробі.

У ході кількісного аналізу одержують і здійснюють вимірювання аналітичного сигналу, величина якого повинна бути адекватна вмісту визначуваного компонента в об’єкті аналізу. Аналітичний сигнал вимірюють хімічними, фізико-хімічними або фізичними методами. Основа класичних методів хімічного аналізу – застосування хімічних реакцій для визначення речовини. Хімічні методи ґрунтуються на кількісному вимірюванні аналітичних сигналів, які виникають унаслідок хімічної реакції визначуваних компонентів із неорганічними та органічними реагентами. У найпростішому випадку аналітичним сигналом може слугувати маса (гравіметрія) або об’єм (титриметрія).

Визначення “класичні” не слід трактувати як “застарілі”. У зв’язку із тенденцією до інструменталізації аналітичної хімії для низки методів область їх застосування, можливо, дійсно буде скорочуватися. Але, незважаючи на це, більшість основних принципів класичних методів зберігає своє значення й у сфері “високих аналітичних технологій”. Той, хто розуміє сутність процесів дисоціації та відновлення хімічних речовин у водних розчинах, легко адаптує ці знання, наприклад, до подібних процесів дисоціації та відновлення, які проходять у полум’ї в умовах атомно-абсорбційного аналізу. Більше того, у деяких актуальних галузях, наприклад, у ході аналізу об’єктів навколишнього середовища (ґрунтів, донних відкладень) зараз спостерігається повернення до класичних методів. Наприклад, для визначення у ґрунтах суми органічних екстрагувальних галогенів застосовується малоселективний метод. Найпростішим способом виконання цього завдання стало титрування галогенід-іонів розчином нітрату аргентуму.

Хімічні методи аналізу, які включають гравіметрію та титриметрію, завдяки високій точності та відносній простоті виконання продовжують широко застосовуватися лабораторіями для здійснення маркувального та контрольного аналізів. Вони незамінні для атестації стандартних зразків.

Усі хімічні методи кількісного аналізу ґрунтуються на законах сталості складу, збереженні маси речовин, на законі еквівалентів. Найбільш загальними операціями всіх методів кількісного хімічного аналізу є:

1. Вимірювання кількості (маси, об’єму) досліджуваної речовини.

2. Хімічна реакція (система реакцій).

3. Кількісне визначення речовин, що утворилися в результаті реакції.

Метод гравіметрії ґрунтується на визначенні маси продукту реакції осадження, а метод титриметрії – на визначенні кількості реактиву, витраченого на реакцію з визначуваною речовиною. Титриметричні методи залежно від типу реакції титрування поділяються: на кислотно-основні, окисно-відновні, комплексометричні й осадові. Загальними для всіх титриметричних методів є спосіб здійснення реакції, можливість фіксування кінця реакції за допомогою індикаторів, розрахункові формули для обчислення результатів аналізу, залежність фіксованої аналітичної властивості від об’єму титранту. У хімічних титриметричних методах аналізу як індикатори використовуються відповідні хімічні речовини.