Dozare

În chimia analitică , testul este acțiunea de a determina cantitatea de material , fracțiune sau concentrație a unei substanțe specifice ( analitul ) prezentă într-o alta sau într-un amestec ( matricea ).

Clasificarea metodelor de testare

Există trei familii de doze:

metode de testare fizico-chimice :
- metode de electroanaliză ;
- metode cromatografice ;

metode de testare fizică :
- metode spectrofotometrice : determinarea cantității de analit prin măsurarea absorbanței luminii la o lungime de undă dată de aceasta (în UV, vizibil sau IR);
- metode de fizică nucleară : activarea neutronilor ;

metode de analiză chimică sau titrări : aceste metode implică o reacție chimică a analitului. Analitul care trebuie titrat este amestecat cu o specie chimică , numită reactiv titrant , introdus într-o cantitate cunoscută. Stoechiometria reacției implicate între analit și reactivul de titrare trebuie cunoscută și unic.

Exemple de metode de testare

Analize gravimetrice

Un test gravimetric constă în determinarea cantității de analit prin cântărire.

Analize care nu sunt titrări

Determinarea apei prin scăderea în greutate în timpul uscării
Determinarea cenușei după calcinare (în acest caz, ceea ce se măsoară nu este o specie chimică, ci un amestec)
Dozare prin calibrare:
- prin spectroscopie (UV, vizibil, IR, RMN în principal);
- prin conductimetrie.

Analize care sunt titrări

Analize de precipitații:
- doza de cupru conform Rivot;
- determinarea argintului sub formă de clorură de argint ;
- test acid-bazic (prin metrică pH sau colorimetrie);
- test redox (prin potențiometrie sau colorimetrie);
- test complexometric (de exemplu cu EDTA ).

Dozele sunt, de asemenea, clasificate în funcție de cantitatea măsurată:

volumul , pentru testele dimensiunii globale;
masa pentru gravimétries;
un potențial pentru potențiometrii;
o încărcare electrică pentru coulometrii;
absorbanta pentru teste colorimetrice;
etc.

Analize titrimetrice

Un test titrimetric constă în consumarea întregului reactiv (titrantul) necesar pentru transformarea cantitativă a tuturor componentelor care urmează a fi testate (analitul). De exemplu, determinarea unei soluții de acid clorhidric [H + ; Cl - ] de concentrație necunoscută cu ajutorul unei soluții titrate (adică de compoziție cunoscută) de hidroxid de sodiu (mai frecvent cunoscut sub numele de „sodă caustică”) [Na + ; HO - ].

Unele teste titrimetrice implică analitul atunci când se determină echivalența. Acestea sunt titrările directe . În altele, analitul a reacționat într-o primă reacție chimică și echivalența este determinată cu o altă reacție chimică. Acestea sunt titrări indirecte (de exemplu, teste de spate).

Reveniți la dozare

Dozarea înapoi este o metodă de determinare indirectă a cantității de material care trebuie dozată. Substanța de testat reacționează cu o cantitate cunoscută și depășește reactivul de titrare și apoi excesul de reactiv de titrare este neutralizat cu un alt reactiv. ${\ displaystyle {\ rm {Q_ {T}}}}$

Cunoscând cantitatea totală de reactiv de titrare și cantitatea care a fost neutralizată de al doilea reactiv, se deduce din aceasta prin simpla scădere cantitatea care a servit la neutralizarea materialului care urmează să fie determinat și, în consecință, cantitatea de material care urmează să fie determinată. ${\ displaystyle {\ rm {Q_ {T}}}}$ ${\ displaystyle {\ rm {Q_ {2}}}}$ ${\ displaystyle {\ rm {Q_ {1}}}}$

De exemplu, atunci când vrem să determina indicele de saponificare I s o substanță grasă , acest material este reacționat cu o bază puternică , care este , în general , hidroxidul de potasiu ( de asemenea , numit „potasă caustică“). Această reacție este destul de lentă și trebuie efectuată în timp ce este fierbinte. Așadar, preferăm să punem un exces de potasiu în soluție, lăsăm cele două materiale să acționeze cel puțin o oră pentru ca reacția să fie completă. Apoi, folosind o soluție standard de acid clorhidric, se determină masa de potasiu care nu reacționase cu substanța grasă. Se calculează masa de potasiu care a reacționat cu substanța grasă, ceea ce dă I s .

Această tehnică este valoroasă atunci când reacția dintre analit și titrant nu este instantanee. Acesta este cazul cu saponificarea anterioară. Feedback-ul trebuie să fie rapid.

Analize electrochimice

Ansamblu cu doi electrozi, inclusiv o referință

Potențialul unui electrod de măsurare este măsurat în raport cu un electrod de referință . Exemple de referință:

electrod saturat de calomel ; potențialele identificate din acest electrod sunt notate în volți ECS;
electrod standard de hidrogen , potențialele identificate din acest electrod sunt notate în volți ESH;
orice cuplu redox al cărui potențial este stabil în condițiile de utilizare poate servi drept electrod de referință; un astfel de electrod trebuie totuși conectat la soluția studiată de o punte ionică.

Exemple de electrozi de măsurare:

platină pentru analize redox ;
metale pentru măsurarea ionilor lor de metal (electrod de argint pentru măsurarea ionilor de argint );
electrod de sticlă pentru determinări acido-bazice.

Montare cu doi electrozi indicatori Ansamblu cu trei electrozi

Folosim pentru acest ansamblu:

un electrod de lucru (electrod rotativ; cel care urmează să fie studiat);
un electrod de referință: în general, electrodul de calomel (ECS) este utilizat deoarece electrodul de hidrogen (ESH) este incomod de utilizat.

Notă: E (ECS / ESH) = 0,245 V ;

un electrod auxiliar: adesea se folosește electrodul de platină sau carbon, posibil un electrod din oțel inoxidabil. Important este că nu este atacat în mediul de utilizare.

Ansamblul cu trei electrozi face posibilă reprezentarea curbei intensității în funcție de potențial: i = f (E) . Pentru aceasta, o voltamogramă este utilizată experimental prin ajustarea vitezei de rotație în cazul unui electrod rotativ (în rpm), potențialul inițial (exprimat în mV) și potențialul final (în mV). Înălțimea valului curbei i = f (E) este proporțională cu concentrația speciei chimice reduse (în majoritatea cazurilor se fac reduceri).

Alte tehnici

Detecție cuplată la un cromatograf de gaze ; cantitatea măsurată este apoi integrarea a semnalului dat de dispozitivul de detectare la ieșirea din coloană; aceste tehnici necesită o calibrare prealabilă:
- katarometru (detector de conductivitate termică ): măsurarea variației conductivității termice a gazului purtător;
- FID: detector de ionizare cu flacără. După separarea prin coloana de cromatografie, substanțele ajung una câte una într-o flacără de hidrogen / oxigen (aer). La ardere, aceștia sunt transformați în ioni care, trecând între doi electrozi polarizați, creează un curent electric . Măsurarea acestuia din urmă face posibilă dozarea substanțelor;
- ECD: detector de captare de electroni . După separarea prin coloana de cromatografie, substanțele ajung una câte una în detector unde există o sursă ionizantă ( raze β ). Ionii formați sunt captați de electrozi și se măsoară curentul astfel format.

Vezi și tu