آنالیز کمی. روش های شیمیایی تجزیه و تحلیل شیمی تجزیه. تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی برای هر گیاه، اجازه می دهد تا تمام جنبه های زیست محیطی در نظر گرفته شود
سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها
روشهای تجزیه و تحلیل کمی شیمیایی
الزامات عمومی برای توسعه، صدور گواهینامه و استفاده
سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. روش های تجزیه شیمیایی کمی الزامات عمومی برای توسعه، صدور گواهینامه و کاربرد
OKS 17.020
تاریخ معرفی 2015-01-01
پیشگفتار
1 توسعه یافته توسط شرکت فدرال واحد ایالتی "موسسه تحقیقاتی مترولوژی اورال" (FSUE "UNIIM")
2 معرفی شده توسط کمیته فنی استاندارد TC 53 "هنجارها و قوانین اساسی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها"
3 با دستور آژانس فدرال مقررات فنی و اندازه‌شناسی مورخ 22 نوامبر 2013 N 1940-st تصویب و لازم الاجرا شد.
4 برای اولین بار معرفی شد
قوانین برای اعمال این توصیه ها در ایجاد شده است GOST R 1.0-2012 (بخش 8). اطلاعات مربوط به تغییرات این توصیه ها در فهرست اطلاعاتی سالانه (از اول ژانویه سال جاری) "استانداردهای ملی" و متن رسمی تغییرات و اصلاحات در فهرست اطلاعات ماهانه "استانداردهای ملی" منتشر می شود. در صورت بازنگری (جایگزینی) یا لغو این توصیه ها، اطلاعیه مربوطه در شماره بعدی فهرست اطلاعات ماهانه «استانداردهای ملی» منتشر خواهد شد. اطلاعات، اطلاعیه ها و متون مربوطه نیز در سیستم اطلاعات عمومی ارسال شده است - در وب سایت رسمی آژانس فدرال مقررات فنی و اندازه شناسی در اینترنت (gost.ru)
معرفی
معرفی
روش های تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی (از این پس - MCHA)، که یکی از انواع روش های اندازه گیری است و در کنترل تحلیلی ترکیب یا خواص مواد، مواد، اشیاء محیطی، اشیاء مقررات فنی، اشیاء بیولوژیکی و سایر موارد استفاده می شود. و همچنین در انتقال اندازه واحدها از استانداردها و برای صدور گواهینامه مواد مرجع، بخش قابل توجهی از تکنیک های اندازه گیری را تشکیل می دهد که هم در زمینه مقررات دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها و هم در خارج از آن استفاده می شود. در عین حال، صرف نظر از دامنه کاربرد، MCCA دارای ویژگی های مشترک مرتبط با حضور و اجرای رویه های خاص ذاتی در تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی است، مانند وجود رویه های مختلف برای نمونه برداری و تثبیت نمونه ها برای اشیاء مختلف، حضور شرایط ویژه برای نگهداری و حمل نمونه از اجسام تهاجمی شیمیایی، وجود روشهای خاص برای باز کردن نمونه‌ها (شیمیایی، تجزیه حرارتی و غیره)، وجود روشهای ویژه برای آماده‌سازی نمونه‌ها برای تجزیه و تحلیل مربوط به انتقال آنالیت (جزء). ) به حالتی مناسب برای تجزیه و تحلیل (اندازه گیری) (روش های مختلف استخراج، تغلیظ) و غیره. هر یک از روش های فوق می تواند سهم خود را که گاه کاملاً قابل توجه است در خطای کلی (عدم قطعیت) نتایج تجزیه و تحلیل تعیین کند و باعث شود اگر هر یک از عوامل ذکر شده در فرآیند توسعه ICA و در ارزیابی مطابقت آن با هدف مورد نظر - اعتبارسنجی MKHA (ارزیابی مناسب طبق GOST ISO/IEC 17025-) به اندازه کافی خوب تجزیه و تحلیل، ارزیابی و در نظر گرفته نشده باشد، غیرقابل اعتماد باشد. 2009). بسته به دامنه کاربرد MKHA، مرحله نهایی توسعه آن ممکن است روش تأیید روش مطابق با GOST ISO/IEC 17025-2009 باشد (برای MKHA که برای استفاده خارج از محدوده مقررات دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها در نظر گرفته شده است. ) یا روش صدور گواهینامه (مطابق با قانون فدرال N 102-FZ "در مورد اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها" و GOST R 8.563-2009) برای MKHA مورد استفاده در زمینه مقررات ایالتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها)، که می تواند بر اساس نتایج اعتبارسنجی MKHA انجام شد. در این مورد، اعتبار IKHA توسط توسعه دهنده یا کاربر روش انجام می شود و گواهینامه IKHA توسط اشخاص حقوقی (کارآفرینان فردی) معتبر برای این نوع فعالیت در زمینه اطمینان از یکنواختی انجام می شود. از اندازه گیری ها
قابلیت اطمینان و ردیابی نتایج تجزیه و تحلیل به دست آمده در هنگام استفاده از یک MCCA خاص بستگی به سطح اندازه شناسی آن دارد که به نوبه خود با کیفیت اجرای خود رویه توسعه MCCA و مراحل نهایی آن - اعتبار سنجی و صدور گواهینامه تعیین می شود.
هدف از این توصیه‌ها توصیف سیستمی از مقررات و توصیه‌هایی است که باید هنگام اجرای روشهای توسعه MCCA، با در نظر گرفتن ویژگی‌های ذکر شده در بالا در آنالیز شیمیایی کمی و نیاز به اعمال روشهای مختلف در نظر گرفته شوند. ارزیابی مناسب بودن آن برای هدف مورد نظر، به عنوان مرحله نهایی توسعه MCCA (بسته به دامنه کاربرد آن)، و همچنین ویژگی ها و روش استفاده از MCCA، از جمله MCCA، که بر اساس استانداردهای بین المللی تنظیم کننده اندازه گیری استاندارد شده است. روش های (تحلیل)
این توصیه ها برای توسعه مفاد GOST R 8.563-2009 ایجاد شده است.
1 منطقه استفاده
1.1 این توصیه‌ها سیستمی از مقررات و توصیه‌ها را تعریف می‌کنند که باید هنگام توسعه، اعتبارسنجی، تأیید و بکارگیری تکنیک‌های آنالیز شیمیایی کمی که یکی از انواع تکنیک‌های اندازه‌گیری است، مورد توجه قرار گیرد.
_______________
بر اساس GOST ISO/IEC 17025 - ارزیابی مناسب.
1.2 این توصیه‌ها در مورد روشهای آنالیز شیمیایی کمی (که از این پس MCCA نامیده می‌شود) و همچنین برای روشهای آزمایش، روشهای آزمایش، اندازه‌گیری‌ها، تجزیه و تحلیل، در صورتی که نشان دهنده یا حاوی MCCA باشند، اعمال می‌شود.
2 مراجع هنجاری
این توصیه‌ها از ارجاعات نظارتی به اسناد نظارتی زیر استفاده می‌کنند:
GOST 8.315-97 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. نمونه های استاندارد از ترکیب و خواص مواد و مواد. مقررات اساسی
GOST 8.417-2002 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. واحدهای مقادیر
GOST 17.4.3.03-85 حفاظت از طبیعت. خاک ها الزامات عمومی برای روش های تعیین آلاینده ها
GOST 17.2.4.02-81 حفاظت از طبیعت. جو. الزامات عمومی برای روش های تعیین آلاینده ها
GOST 27384-2002 آب. استانداردهای خطا برای اندازه گیری شاخص های ترکیب و خواص
GOST 28473-90. چدن، فولاد، فروآلیاژها، کروم، فلز منگنز. الزامات عمومی برای روش های تجزیه و تحلیل
GOST ISO 9000-2011 سیستم های مدیریت کیفیت. مبانی و واژگان
GOST ISO/IEC 17025-2009 الزامات عمومی برای صلاحیت آزمایشگاه های آزمایش و کالیبراسیون
GOST R 8.563-2009 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. تکنیک های اندازه گیری (روش ها)
GOST R 8.568-97 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. صدور گواهینامه تجهیزات تست. مقررات اساسی
GOST R 8.596-2002 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. پشتیبانی مترولوژیک سیستم های اندازه گیری. مقررات اساسی
GOST R 8.654-2009 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. الزامات نرم افزار ابزار اندازه گیری مقررات اساسی
GOST R 8.736-2011 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. چند اندازه گیری مستقیم روش های پردازش نتایج اندازه گیری مقررات اساسی
GOST R 52361-2005 کنترل تحلیلی یک شی. اصطلاحات و تعاریف
GOST R 52599-2006 فلزات گرانبها و آلیاژهای آنها. الزامات عمومی برای روش های تجزیه و تحلیل
GOST R 54569-2011 چدن، فولاد، فروآلیاژها، فلزات کروم و منگنز. استانداردهای دقت برای تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی
GOST R ISO 5725-1-2002 دقت (صحت و دقت) روش ها و نتایج اندازه گیری. بخش 1. مقررات و تعاریف اساسی
GOST R ISO 5725-2-2002 دقت (صحت و دقت) روش ها و نتایج اندازه گیری. بخش 2: روش اساسی برای تعیین تکرارپذیری و تکرارپذیری یک روش اندازه گیری استاندارد
GOST R ISO 5725-3-2002 دقت (صحت و دقت) روش ها و نتایج اندازه گیری. بخش 3. شاخص های میانی دقت یک روش اندازه گیری استاندارد
GOST R ISO 5725-4-2002 دقت (صحت و دقت) روش ها و نتایج اندازه گیری. بخش 4. روش های اساسی برای تعیین صحت یک روش اندازه گیری استاندارد
GOST R ISO 5725-6-2002 دقت (صحت و دقت) روش ها و نتایج اندازه گیری. بخش 6: استفاده از مقادیر دقت در عمل
سیستم دولتی RMG 54-2002 برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. ویژگی های ابزار کالیبراسیون برای اندازه گیری ترکیب و خواص مواد و مواد. روش شناسی انجام اندازه گیری ها با استفاده از نمونه های استاندارد
سیستم دولتی RMG 60-2003 برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. مخلوط های تایید شده الزامات عمومی توسعه
RMG 61-2010 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. شاخص های دقت، صحت، دقت روش های تجزیه و تحلیل کمی شیمیایی. روشهای ارزیابی
RMG 62-2003 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. اطمینان از اثربخشی اندازه گیری ها در کنترل فرآیند. تخمین خطای اندازه گیری با اطلاعات اولیه محدود
سیستم دولتی RMG 63-2003 برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. اطمینان از اثربخشی اندازه گیری ها در کنترل فرآیند. بررسی مترولوژی اسناد فنی
RMG 64-2003 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. اطمینان از اثربخشی اندازه گیری ها در کنترل فرآیند. روش ها و روش های افزایش دقت اندازه گیری
RMG 76-2004 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. کنترل کیفی داخلی نتایج تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی
قوانین PMG 44-2001 برای استانداردسازی بین ایالتی. روش تشخیص روش های اندازه گیری
سیستم دولتی PMG 96-2009 برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. نتایج و ویژگی های کیفی اندازه گیری ها. اشکال ارائه
R 50.2.008-2001 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. روشهای تجزیه و تحلیل کمی شیمیایی. محتویات و روش بررسی اندازه شناسی
R 50.2.028-2003 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. الگوریتم های ساخت ویژگی های کالیبراسیون ابزار برای اندازه گیری ترکیب مواد و مواد و ارزیابی خطاهای آنها (عدم قطعیت). برآورد خطا (عدم قطعیت) مشخصه های کالیبراسیون خطی با استفاده از روش حداقل مربعات
R 50.2.060-2008 سیستم دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها. معرفی روش های استاندارد شده برای تجزیه و تحلیل کمی شیمیایی در آزمایشگاه ها. تایید انطباق با الزامات تعیین شده
توجه - هنگام استفاده از این توصیه ها، توصیه می شود تأثیر اسناد مرجع و طبقه بندی کننده ها را در سیستم اطلاعات عمومی - در وب سایت رسمی آژانس فدرال مقررات فنی و اندازه گیری در اینترنت یا با استفاده از شاخص اطلاعات سالانه "استانداردهای ملی" بررسی کنید. " که از اول دی ماه سال جاری و با توجه به انتشار شاخص اطلاعات ماهانه "استانداردهای ملی" برای سال جاری منتشر شد. اگر یک سند ارجاعی که یک مرجع بدون تاریخ به آن داده شده است جایگزین شود، با در نظر گرفتن هرگونه تغییری که در آن نسخه ایجاد شده است، توصیه می شود از نسخه فعلی آن سند استفاده شود. اگر یک سند مرجع که یک مرجع تاریخی به آن داده شده است جایگزین شود، توصیه می شود از نسخه این سند با سال تأیید (پذیرش) ذکر شده در بالا استفاده کنید. اگر پس از تصویب این توصیه‌ها، تغییری در سند ارجاعی که به آن ارجاع تاریخی داده شده است، ایجاد شود که بر ماده مورد اشاره تأثیر بگذارد، توصیه می‌شود که این ماده بدون توجه به آن تغییر اعمال شود. اگر سند مرجع بدون جایگزینی لغو شود، توصیه می شود در بخشی که بر این مرجع تأثیری ندارد، مقرراتی که در آن به آن اشاره شده است اعمال شود.
3 اصطلاحات و تعاریف
این توصیه‌ها از اصطلاحات مطابق با GOST R 8.563، GOST R 52361، GOST ISO 9000، GOST R ISO 5725-1، PMG 96، RMG 61 و همچنین اصطلاحات زیر با تعاریف مربوطه استفاده می‌کنند:
3.1 تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی؛ QCA: تعیین کمی تجربی در موضوع تجزیه و تحلیل (مواد، ماده) محتوای (غلظت جرمی، کسر جرمی، کسر حجمی و غیره) یک یا چند جزء با روشهای شیمیایی، فیزیکوشیمیایی، فیزیکی.
تبصره - نتیجه QCA محتوای تعیین شده یک جزء ماده در یک نمونه است که بر حسب واحد مقادیر فیزیکی تایید شده برای استفاده در کشور بیان می شود که نشان دهنده ویژگی های خطا (عدم قطعیت) آن یا برآوردهای آماری آنها است. نتیجه QCA نوعی نتیجه اندازه گیری است.
3.2 روش های تجزیه و تحلیل کمی شیمیایی؛ MKHA: مجموعه ای از عملیات توصیف شده خاص، که اجرای آن نتایج یک تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی را با شاخص های دقت تعیین شده ارائه می دهد.
یادداشت
1 تکنیک آنالیز شیمیایی کمی نوعی تکنیک اندازه گیری است.
2. محتوای یک یا چند جزء از موضوع تجزیه و تحلیل به عنوان مشخصه اندازه گیری شده در نظر گرفته می شود.
توجه - به عنوان نشانگر دقت روش اندازه گیری، می توان از ویژگی های خطای اندازه گیری مطابق با، شاخص های عدم قطعیت مطابق با *، شاخص های دقت مطابق با GOST R ISO 5725-1 استفاده کرد.
________________
* به بخش کتابشناسی، از این پس مراجعه کنید. - یادداشت سازنده پایگاه داده.
3.4 نشانگر دقت MCHA:شاخصی از دقت اندازه گیری که برای هر نتیجه QCA به دست آمده در انطباق با الزامات و قوانین یک ICA معین ایجاد شده است.
توجه - مقادیر نشانگر دقت را می توان به هر نتیجه QCA که مطابق با الزامات و قوانین تنظیم شده در سند MCA به دست آمده است اختصاص داد.
3.5 استاندارد دقت اندازه گیری:مقادیر شاخص دقت مجاز برای اهداف اندازه گیری خاص.
3.6 اعتبار سنجی MKHA:یک روش مستند برای تأیید مناسب بودن MCHA برای دستیابی به اهداف مورد نظر، از جمله بررسی و ارائه شواهد عینی مبنی بر برآورده شدن الزامات خاص برای استفاده خاص مورد نظر از تکنیک.
3.7 الزامات مترولوژیکی برای MKHA:الزامات مربوط به ویژگی ها (پارامترهای) روش اندازه گیری ارائه شده توسط IKHA که بر نتایج و شاخص های دقت تأثیر می گذارد و شرایطی که تحت آن این ویژگی ها (پارامترها) باید تضمین شود.
3.8 عوامل موثر بر نمونه:اجزای مداخله گر و سایر خصوصیات (عوامل) نمونه که بر نتیجه و مقدار شاخص دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد.
3.9 عوامل موثر بر تکنیک:عواملی که مقادیر آنها شرایط انجام اندازه گیری ها را طبق MKHA تعیین می کند و بر نتیجه و مقدار شاخص دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد.
4 مقررات عمومی
4.1 MKHA برای اطمینان از اندازه گیری شاخص های ترکیب و خواص مواد، مواد، اشیاء مقررات فنی، بیولوژیکی و سایر اشیاء تحت کنترل تحلیلی، مطابق با الزامات اندازه گیری تعیین شده برای اندازه گیری ها، از جمله الزامات برای دقت اندازه گیری، توسعه یافته و استفاده می شود.
4.2 الزامات اندازه گیری برای اندازه گیری های انجام شده در طول کنترل تحلیلی با در نظر گرفتن ویژگی های اشیاء تحت کنترل و اهداف استفاده از نتایج اندازه گیری تعیین می شود.
4.3 الزامات مترولوژیکی برای اندازه گیری های انجام شده در طول کنترل تحلیلی شامل الزامات زیر است:
- نوع و ویژگی های مقدار اندازه گیری شده (شاخص)؛
- واحد مقدار اندازه گیری شده (شاخص)؛
- محدوده اندازه گیری یک مقدار (شاخص)؛
- دقت اندازه گیری؛
- اطمینان از قابلیت ردیابی نتایج اندازه گیری؛
- به شرایط اندازه گیری؛
- به تعداد ارقام در نتیجه اندازه گیری ها (گرد کردن نتایج اندازه گیری) - در صورت لزوم.
4.4 برای MKHA مربوط به حوزه مقررات ایالتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها، مطابق با مقامات اجرایی فدرال، الزامات اندازه گیری اجباری اندازه گیری، از جمله شاخص های دقت اندازه گیری را تعیین می کند.
MKHA، با توجه به، برای تأیید انطباق اشیاء مقررات فنی با الزامات مقررات فنی، باید الزامات اجباری را از نظر انطباق نیز ارائه دهد:
- مقادیر اندازه گیری شده (شاخص های) هدف کنترل شده مقررات فنی و لیست شاخص های ایمنی تعیین شده در آن.
- واحدهای اندازه گیری با توجه به واحدهای IKHA از مقادیر تعیین شده توسط مقررات فنی.
- محدوده اندازه گیری طبق IKHA تعیین شده (قابل قبول) سطوح شاخص های ایمنی اشیاء مقررات فنی.
- مقادیر شاخص های دقت MKHA به استانداردهای دقت اندازه گیری تعریف شده توسط مقررات فنی (در صورت وجود).
هنگام توسعه یک MKHA، الزامات اندازه‌شناسی اضافی ممکن است توسط مشتری (توسعه‌دهنده) تعیین شود.
4.5 برای تجهیزات میکروشیمیایی که به محدوده مقررات دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها مربوط نمی شود، الزامات اندازه گیری برای اندازه گیری ها توسط مشتری (توسعه دهنده) روش تعیین می شود.
4.6 توسعه MKHA بر اساس طرح ها، برنامه های استانداردسازی ملی (صنعت)، طرح های نوسازی تولید سازمان و غیره بسته به هدف و دامنه کاربرد آن انجام می شود.
4.7 مرحله نهایی در توسعه MKHA مورد استفاده در زمینه مقررات دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها صدور گواهینامه آن است. مرحله نهایی در توسعه MKHA، که برای استفاده در زمینه مقررات دولتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها در نظر گرفته نشده است، اعتبار یا صدور گواهینامه آن است که به صورت داوطلبانه انجام می شود.
4.8 سند MKHA مطابق با الزامات GOST R 8.563، این توصیه ها و رویه تعیین شده برای رتبه متناظر سند در زمینه استانداردسازی، که شامل تأیید یک MKHA خاص است، تهیه شده است.
گواهینامه MKHA 4.9 مطابق با رویه تعریف شده توسط GOST R 8.563 و این توصیه ها انجام می شود. صدور گواهینامه MKHA مربوط به حوزه مقررات ایالتی برای اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها توسط اشخاص حقوقی و کارآفرینان فردی که دارای اعتبار لازم برای انجام کار در زمینه صدور گواهینامه روش های اندازه گیری مطابق با محدوده مورد تایید اعتبار آنها هستند، انجام می شود.
4.10 اعتبار سنجی MKHA توسط توسعه دهنده آن یا از طرف او توسط یک سازمان شخص ثالث که در زمینه پشتیبانی اندازه شناسی KKhA مطابق با این توصیه ها صالح است انجام می شود.
4.11 استفاده از MKHA در یک آزمایشگاه خاص که توسعه دهنده MKHA نیست باید با روشی برای تأیید (اجرا) آن انجام شود، که امکان سنجی آن را در شرایط این آزمایشگاه با شاخص های دقت تعیین شده تأیید می کند.
4.12 MKHA مطابق با هدف و محدوده خود استفاده می شود که در سند تایید شده MKHA تنظیم شده است.
، معمولاً بیش از چند دقیقه طول نمی کشد. [ایمیل محافظت شده]، ما آن را کشف خواهیم کرد.
تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی، تعیین محتوای کمی اجزای ماده مورد تجزیه و تحلیل؛ یکی از انواع اصلی تجزیه و تحلیل شیمیایی. بر اساس ماهیت ذرات در حال تعیین، آنالیز ایزوتوپی، آنالیز عنصری، آنالیز مولکولی، آنالیز فاز، آنالیز گروه ساختاری (عملکردی) و انواع دیگر آنالیز متمایز می شود. محتوای جزء تعیین شده (آنالیت) با مقادیر زیر مشخص می شود: مقدار ماده، جرم، کسر جرمی، کسر مولی، غلظت، نسبت مولی یا جرمی اجزا. مشخصه اصلی مقدار ماده (v, mol) است. بیشتر اوقات، کسر جرمی آنالیت (ω، %) متناسب با مقدار ماده تعیین می شود.
آنالیز شیمیایی کمی نوعی اندازه گیری غیرمستقیم است (به مقاله مترولوژی تجزیه و تحلیل شیمیایی مراجعه کنید). تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی اساساً با اندازه گیری های معمولی در غیاب یک واحد استاندارد کمیت یک ماده (مول) متفاوت است. علاوه بر این، در تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی، مراحل غیر اندازه‌گیری (نمونه‌برداری، آماده‌سازی نمونه، شناسایی) نقش مهمی دارند، بنابراین خطای نتیجه آنالیز بیشتر از خطای کل اندازه‌گیری‌های اولیه (جرم، حجم و ...) است. . دستیابی به یکنواختی اندازه‌گیری‌ها در آنالیز شیمیایی کمی دشوار است و به روشهای خاص - با استفاده از نمونه‌های ترکیب استاندارد و همچنین با مقایسه نتایج به‌دست‌آمده در آزمایشگاه‌های مختلف، به دست می‌آید.
برای انجام تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی از روش های شیمیایی، فیزیکوشیمیایی، فیزیکی و همچنین بیوشیمیایی و بیولوژیکی استفاده می شود. اهمیت نسبی آنها متفاوت بود: در قرن های 18 و 19، وزن سنجی و تیتریومتری اصلی ترین آنها بودند، در اواسط قرن بیستم - تجزیه و تحلیل طیفی، آنالیز فتومتریک و روش های تجزیه و تحلیل الکتروشیمیایی. در آغاز قرن بیستم و بیست و یکم، کروماتوگرافی، انواع مختلف طیف سنجی و طیف سنجی جرمی نقش اصلی را ایفا می کنند. مبانی نظری و اندازه‌شناسی کلی آنالیز شیمیایی کمی به سرعت در حال توسعه است، روشهای کمومتری شروع به استفاده می‌کنند، کامپیوتری شدن و اتوماسیون آنالیز ادامه دارد و توجه به جنبه‌های اقتصادی در حال رشد است.
تکنیک تجزیه و تحلیل روش انتخاب شده را مشخص می کند و توالی، روش ها و شرایط انجام همه عملیات را هنگام تجزیه و تحلیل اشیاء از نوع شناخته شده در اجزای مشخص تنظیم می کند. آنالیت باید قبلاً با روش های آنالیز شیمیایی کیفی شناسایی و شناسایی شود. توصیه می شود از قبل از محتوای تقریبی آنالیت و همچنین موادی که ممکن است در تجزیه و تحلیل اختلال ایجاد کنند، بدانید. این تکنیک با حد پایین محتوای قابل تشخیص (LLC) مشخص می شود، یعنی حداقل محتوای آنالیت که در آن خطای نسبی آنالیز با احتمال 0.95 کمتر از حد مشخص شده باقی می ماند. به طور معمول، NGOS یک مرتبه بزرگتر از حد تشخیص است - حداقل محتوای آنالیت مورد نیاز برای تشخیص آن با استفاده از یک روش معین با یک قابلیت اطمینان معین. همچنین محدودیت های بالایی برای محتویات تعیین شده وجود دارد.
اکثر روش های آنالیز شیمیایی کمی شامل مراحل زیر است: جمع آوری نمونه، آماده سازی نمونه (سنگ زدن، تجزیه، انحلال، جداسازی یا پوشاندن مواد مزاحم، تبدیل آنالیت به شکل جدید)، اندازه گیری سیگنال تحلیلی، محاسبه آنالیت. محتوا. برخی از تکنیک ها (به عنوان مثال، آنهایی که از سنسورهای شیمیایی یا روش های آزمایش آنالیز شیمیایی استفاده می کنند) نیازی به نمونه برداری یا آماده سازی نمونه ندارند. برای محاسبه محتوای آنالیت، سیگنال تحلیلی (I) اندازه گیری می شود - یک کمیت فیزیکی که از نظر عملکردی با محتوای آنالیت در نمونه مرتبط است (در روش های نیمه کمی، سیگنال به صورت بصری ارزیابی می شود). ماهیت سیگنال تحلیلی متفاوت است: در وزن سنجی جرم محصول واکنش، در تیترومتری حجم تیتر، در پتانسیومتری پتانسیل الکترود، در تجزیه و تحلیل طیفی گسیل اتمی شدت تابش در یک طول موج معین اندازه گیری سیگنال تحلیلی اغلب با یک واکنش شیمیایی (روش های تجزیه و تحلیل فیزیکی شیمیایی) یا با جداسازی اجزا (روش های ترکیبی تجزیه و تحلیل) ترکیب می شود.
محاسبه محتوای آنالیت (c) معمولاً مستلزم آگاهی از مشخصه کالیبراسیون است - وابستگی به شکل I = f (c). در روش های نسبی آنالیز شیمیایی کمی (بیشتر روش ها)، این وابستگی با استفاده از نمونه های مرجع که محتوای آنالیت به طور دقیق مشخص است تنظیم می شود و سیگنال های تحلیلی با همان ابزار و تحت شرایط مشابه در آنالیزهای بعدی اندازه گیری می شوند. در روش های مطلق (به عنوان مثال، وزن سنجی، تیتر سنجی، کولومتری)، معمولاً از نمونه های مرجع استفاده نمی شود و مشخصات کالیبراسیون بر اساس اطلاعات شیمیایی عمومی (استوکیومتری واکنش، قانون معادل ها، قانون فارادی و غیره) به دست می آید.
نتایج تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی تحت پردازش ریاضی قرار می گیرد که شامل رد خطاهای فاحش، ارزیابی سازگاری نتایج تجزیه و تحلیل های مکرر، میانگین گیری آنها برای کاهش تأثیر خطاهای تصادفی، حذف خطاهای سیستماتیک، محاسبه اطمینان است. فاصله ای که در آن با احتمال P (معمولا 0.95 = P) باید محتوای آنالیت واقعی را بدست آورد. هنگام پردازش نتایج تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی، مقایسه آنها با یکدیگر یا با استانداردهای فنی، توزیع آماری نتایج تجزیه و تحلیل های مکرر در نظر گرفته می شود.
هنگام انتخاب و ارزیابی روش‌ها برای تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی، دقت بالا (خطاهای تصادفی و سیستماتیک باید تا حد امکان کوچک باشد)، حساسیت بالا (مشخصه شیب مشخصه کالیبراسیون dl/de)، عدم وجود یا ثبات پس‌زمینه (سیگنال ایجاد شده). در غیاب آنالیت)، گزینش پذیری بالا (سیگنال نباید به محتوای سایر اجزای نمونه بستگی داشته باشد)، سرعت (مدت آنالیز باید تا حد امکان کوتاه باشد). سایر ویژگی های تکنیک نیز مهم هستند (وزن نمونه، هزینه و پیچیدگی تجهیزات، شدت کار تجزیه و تحلیل، امکان اتوماسیون آنالیز، ضبط مداوم سیگنال، تعیین همزمان تعدادی آنالیت). تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی خودکار مداوم برای کنترل موثر فرآیند، نظارت بر محیط زیست و غیره مهم است.
کتاب: مبانی شیمی تجزیه: در 2 کتاب. / ویرایش شده توسط Yu. A. Zolotov. م.، 2004; Zolotov Yu. A., Vershinin V. I. تاریخچه و روش شناسی شیمی تحلیلی. ویرایش دوم م.، 2008.
آزمایشگاه ما طیف گسترده ای از تجزیه و تحلیل های لازم را هنگام انجام کارهای زیر ارائه می دهد:
پایش محیط زیست
· صدور گواهینامه زباله (توسعه پاسپورت زباله های خطرناک)
تعیین ترکیب اجزای زباله صنعتی
· محاسبه کلاس خطر زباله
· تجزیه و تحلیل آب، هوا، محصولات و بسیاری دیگر.
هنگام تهیه گذرنامه برای زباله های خطرناک، باید ترکیب زباله ها را تعیین کرد. یک سند اجباری هنگام تایید گذرنامه زباله، پروتکل QCA (تجزیه شیمیایی کمی) است که توسط آزمایشگاه ما انجام می شود که برای این نوع فعالیت معتبر است. پروتکل آنالیز شیمیایی پس از آنالیز نمونه تهیه می شود و حاوی اطلاعاتی در مورد ترکیب اجزای زباله است.
ترکیب بر حسب میلی گرم بر کیلوگرم ماده خشک و درصد ماده خشک نشان داده شده است. پروتکل QCA همچنین حاوی اطلاعاتی در مورد اسناد نظارتی در روش اندازه گیری است. علاوه بر این، پروتکل تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی زباله های خطرناک حاوی اطلاعاتی در مورد یک شخص حقوقی یا کارآفرین فردی (نام سازمان و آدرس قانونی) و همچنین اطلاعاتی در مورد آزمایشگاهی است که نمونه زباله های خطرناک را تجزیه و تحلیل کرده است.
هنگام تهیه اسناد برای دریافت مجوز برای انجام فعالیت های جمع آوری، استفاده، خنثی سازی، حمل و نقل، دفع زباله های کلاس های خطر I-IV، پروتکل های KHA برای زباله های خطرناک نیز مورد نیاز است. در این مورد، پروتکل های CCA برای نشان دادن اطلاعات مربوط به ترکیب اجزای زباله کلاس های خطر I-IV اعلام شده در مجوز استفاده می شود.
هنگام انجام QCA، بسیار مهم است که ارزیابی شاخص های کیفیت روش های تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی (QCA) را در نظر بگیرید.
حفاظت از محیط زیست در برابر تأثیر فزاینده مواد شیمیایی در سراسر جهان مورد توجه روزافزونی قرار گرفته است. در کشور ما، بر اساس قانون فدراسیون روسیه "در مورد اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها"، حفاظت از محیط زیست در محدوده کنترل و نظارت مترولوژی دولتی قرار می گیرد.
اساس همه اقدامات برای جلوگیری یا کاهش آلودگی محیط زیست، کنترل محتوای مواد مضر است. نظارت برای به دست آوردن اطلاعات در مورد سطح آلودگی ضروری است. ارزیابی آلودگی اشیاء محیطی حداکثر غلظت مجاز (MPC) است. حداکثر غلظت مجاز نرمال شده باید الزاماتی را برای دقت کنترل آلودگی تنظیم کند و سطح مورد نیاز حمایت اندازه‌شناسی را برای وضعیت محیط تنظیم کند.
تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی (QCA) تعیین تجربی جرم یا کسر حجمی یک یا چند جزء در یک نمونه با استفاده از روشهای فیزیکی، شیمیایی و فیزیکوشیمیایی است.
CCA ابزار اصلی برای اطمینان از قابلیت اطمینان نتایج به دست آمده از تجزیه و تحلیل اشیاء محیطی است.
ویژگی QCA این است که ترکیب سیستم های چند جزئی اندازه گیری می شود. اندازه گیری ترکیب با تأثیرات متقابل اجزاء پیچیده است، که پیچیدگی روش تجزیه و تحلیل شیمیایی را تعیین می کند. ویژگی تجزیه و تحلیل به عنوان یک فرآیند اندازه گیری این است که جزء در حال تعیین، توزیع شده در ماتریس نمونه، از نظر شیمیایی به اجزای ماتریس متصل است.
نتایج اندازه گیری و نشانگر دقت آنها نیز می تواند تحت تأثیر سایر عوامل فیزیکوشیمیایی نمونه باشد. این منجر به نیاز می شود:
اولاً، عادی سازی مقادیر تأثیرگذار برای هر تکنیک،
ثانیاً، استفاده از مواد تأیید شده که برای نمونه های آنالیز شده کافی است (در مرحله نظارت بر صحت نتایج اندازه گیری).
هدف اصلی پشتیبانی اندازه‌گیری برای اندازه‌گیری در پایش و کنترل محیطی، اطمینان از یکنواختی و دقت مورد نیاز نتایج اندازه‌گیری شاخص‌های آلودگی است.
در کار چندوجهی و پیچیده برای اطمینان از یکنواختی اندازه‌گیری‌ها در کشور، مهم‌ترین جایگاه به توسعه و صدور گواهینامه تکنیک‌های اندازه‌گیری (MVI) داده شده است. این کاملاً با این واقعیت اثبات می شود که قانون فدراسیون روسیه "در مورد اطمینان از یکنواختی اندازه گیری ها" شامل ماده 9 جداگانه ای است که می گوید: "اندازه گیری ها باید مطابق با تکنیک های اندازه گیری تایید شده انجام شود."
در ارتباط با معرفی GOST R ISO 5725-2002، تغییراتی در استاندارد دولتی فدراسیون روسیه GOST R 8.563-96 "GSI. روش های اندازه گیری" ایجاد شده است که روند توسعه و صدور گواهینامه روش های اندازه گیری را تعریف می کند. از جمله روش های تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی (QCA). با توجه به الزامات این استاندارد، سازمان ها باید فهرستی از اسناد مربوط به روش های QCA مورد استفاده در حوزه های کنترل و نظارت اندازه شناسی دولتی در یک سازمان معین، و همچنین برنامه هایی برای لغو و تجدید نظر اسناد برای روش های QCA که مطابقت ندارند، داشته باشند. الزامات استاندارد علاوه بر این، این طرح ها باید گواهینامه و در صورت لزوم استانداردسازی تکنیک های CA را فراهم کنند.
شش استاندارد GOST R ISO 5725-2002 مفاد اساسی و تعاریف شاخص های دقت روش های اندازه گیری (MMI) و نتایج اندازه گیری، روش های ارزیابی تجربی شاخص های دقت و استفاده از مقادیر دقت را به تفصیل و به طور خاص (با مثال) بیان می کند. در عمل باید به اصطلاحات جدید ارائه شده در استاندارد GOST R ISO 5725 توجه کنید.
مطابق با GOST R 5725-1-2002 - 5725-6-2002، سه اصطلاح برای توصیف دقت تجزیه و تحلیل شیمیایی استفاده می شود: دقت، صحت و دقت.
دقت، درجه نزدیکی نتایج اندازه‌گیری مستقل به یکدیگر است که تحت شرایط مشخص مشخص به دست می‌آیند. این مشخصه فقط به عوامل تصادفی بستگی دارد و به مقدار واقعی یا مقدار مرجع پذیرفته شده مربوط نیست.
دقت میزان نزدیکی نتیجه تحلیل به مقدار مرجع واقعی یا پذیرفته شده است.
مقدار مرجع مقداری است که به عنوان یک مقدار ثابت عمل می کند. موارد زیر را می توان به عنوان یک مقدار مرجع در نظر گرفت:
· ارزش نظری یا علمی تثبیت شده؛
· ارزش CO گواهی شده؛
· ارزش مخلوط گواهی شده (AC)؛
· انتظارات ریاضی از مشخصه اندازه گیری شده، یعنی. مقدار متوسط یک مجموعه معین از نتایج تجزیه و تحلیل.
متغیر بودن نتیجه تجزیه و تحلیل شیمیایی را می توان تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار داد: زمان (فاصله زمانی بین اندازه گیری ها)، کالیبراسیون، اپراتور، تجهیزات، پارامترهای محیطی.
بسته به عوامل تأثیرگذار، دقت نتایج تجزیه و تحلیل شامل موارد زیر است:
· دقت تجزیه و تحلیل در شرایط تکرارپذیری - شرایطی که تحت آن نتایج تجزیه و تحلیل با استفاده از روش مشابه در همان آزمایشگاه، توسط همان اپراتور با استفاده از تجهیزات مشابه، تقریباً به طور همزمان به دست می آید (تعیین های موازی).
· دقت تجزیه و تحلیل در شرایط تکرارپذیری - شرایطی که در آن نتایج تجزیه و تحلیل با استفاده از روش یکسان در آزمایشگاه های مختلف به دست می آید که بر اساس عوامل مختلف متفاوت است (زمان مختلف، اپراتور، شرایط محیطی).
· دقت آنالیز درون آزمایشگاهی - شرایطی که تحت آن نتایج آنالیز با استفاده از روش یکسان در یک آزمایشگاه با تغییرات در عوامل مختلف (زمان، اپراتور، دسته‌های مختلف معرف‌ها و غیره) به دست می‌آید.
معیار دقت انحراف استاندارد (RMS) است:
r - انحراف استاندارد تکرارپذیری؛
R - انحراف استاندارد تکرارپذیری؛
Rl - انحراف استاندارد دقت درون آزمایشگاهی).
انحراف معیار گسترش هر نتیجه از یک سری مشاهدات را نسبت به میانگین نتیجه تحلیل () مشخص می کند و با S نشان داده می شود.
نمونه S با استفاده از فرمول محاسبه می شود:
جایی که i نتیجه i - تعریف است.
- میانگین حسابی نتایج تعیین های موازی.
N تعداد تعاریف موازی است.
ارزیابی با استفاده از نمونه انحراف استاندارد S~S انجام می شود،
مجموعه کلی نتایج اندازه گیری کجاست.
ویژگی های کیفی روش ها و نتایج تجزیه و تحلیل عبارتند از: دقت، تکرارپذیری، دقت درون آزمایشگاهی، تکرارپذیری، صحت.
برای آزمایشگاه مهم است که کیفیت نتایج تحلیلی به دست آمده با استفاده از این تکنیک را در یک دوره زمانی طولانی ارزیابی کند. هنگام جمع آوری مواد آماری بر اساس نتایج کنترل درون آزمایشگاهی، مطابق با GOST R ISO 5725-6، RMG 76-2004، امکان نظارت بر پایداری انحراف استاندارد (RMSD) تکرارپذیری، انحراف استاندارد وجود دارد. (RMSD) با دقت متوسط، نشانگر دقت با استفاده از کارت های شوهارت. کنترل پایداری برای هر شاخص ترکیبی که در آزمایشگاه مطابق با روش مورد استفاده تجزیه و تحلیل می شود، انجام می شود. علاوه بر این، کنترل پایداری دقت فقط برای شاخص هایی انجام می شود که ابزارهای کنترلی برای آنها وجود دارد که به اندازه کافی در طول زمان به شکل GSO، OSO، SOP، AS یا محلول های کالیبراسیون پایدار هستند.
مطابق با الگوریتم انتخاب شده برای انجام رویه های کنترلی، نتایج اندازه گیری های کنترلی به دست آمده و رویه های کنترلی شکل می گیرند. ساختن نمودارهای کنترلی نزدیک به ابتدا، وسط و انتهای محدوده غلظت های اندازه گیری شده مجاز است.
ثبات انحراف استاندارد تکرارپذیری، انحراف استاندارد دقت متوسط و شاخص دقت با مقایسه اختلافات به دست آمده در یک دوره معین از نتایج تجزیه و تحلیل شاخص کنترل شده در نمونه با نتایج محاسبه شده در هنگام ساخت کنترل ارزیابی می شود. نمودارهایی با محدودیت های هشدار و اقدام. نتایج کنترل پایداری با استفاده از نمودارهای کنترل شوهارت در GOST R ISO 5725-6 آورده شده است.
تکنیک اندازه گیری به عنوان مجموعه ای از عملیات و قوانین در نظر گرفته می شود که اجرای آنها حصول نتایج اندازه گیری با خطای شناخته شده را تضمین می کند. تضمین خطای اندازه گیری ویژگی اصلی و تعیین کننده MVI است. پیش از این، مطابق با الزامات اسناد نظارتی، به هر نتیجه تجزیه و تحلیل خطایی اختصاص داده شده است که در طول مطالعه اندازه‌شناسی روش محاسبه شده و در حین صدور گواهینامه آن به روش اختصاص داده شده است. GOST R ISO 5725-2002 یک مفهوم اضافی - خطای آزمایشگاهی را معرفی می کند. بنابراین، آزمایشگاه حق دارد خطای خود را برای هر MVI ارزیابی کند و نباید از مقدار تعیین شده تجاوز کند و مطابق با RMG 76-2004، هنگام اجرای تجزیه و تحلیل، پروتکلی از شاخص های تعیین شده از کیفیت نتایج تجزیه و تحلیل تهیه کند. تکنیک در آزمایشگاه
علاوه بر این، قبلاً برای ارزیابی ویژگی‌های اندازه‌شناختی اندازه‌گیری‌های تحلیلی محتوای یک جزء در اشیاء مورد مطالعه، انجام یک آزمایش آزمایشگاهی کافی بود. مقررات مدرن برای تأیید روش های تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی نیاز به آزمایش بین آزمایشگاهی با مشارکت حداقل هشت آزمایشگاه در شرایط اندازه گیری یکسان (روش های مشابه، مواد همگن) دارد. تنها در مطالعات اندازه‌شناسی روش‌هایی که نیاز به تجهیزات منحصربه‌فرد دارند، پردازش آماری نتایج یک آزمایش در آزمایشگاه مجاز است.
این روش لزوماً باید ویژگی های خطا و مقادیر محدودیت های تکرارپذیری (اگر روش تعیین موازی را فراهم کند) و تکرارپذیری را نشان دهد. در شدیدترین حالت، حداقل یکی از اجزای خطا، یا خطای کل، باید نشان داده شود. اگر اینطور نباشد روش شناسی قابل اعمال نیست و ارجاع به آن مجاز نیست.
اما در عین حال، مطابق با الزامات RMG 61-2003، اگر سازماندهی یک آزمایش در آزمایشگاه های مختلف غیرممکن باشد، مجاز است داده های آزمایشی را در یک آزمایشگاه تحت شرایط دقت درون آزمایشگاهی به دست آورد که به تعداد متفاوت است. تا حد امکان عوامل مختلف در این مورد، شاخص تکرارپذیری تکنیک تجزیه و تحلیل در قالب انحراف استاندارد با استفاده از فرمول محاسبه می شود:
R = k·S Rl،
که در آن SRl نمونه انحراف استاندارد نتایج تجزیه و تحلیل به دست آمده در شرایط دقت درون آزمایشگاهی است.
k ضریبی است که می تواند مقادیری از 1.2 تا 2.0 بگیرد.
مطابق با GOST R 8.563-2009، روش هایی که برای استفاده در انتشار کنترل و نظارت اندازه شناسی ایالتی در نظر گرفته شده اند باید تأیید شده و در ثبت فدرال ثبت شوند. موسسات واجد شرایط برای صدور گواهینامه عبارتند از:
موسسه تحقیقاتی اندازه‌شناسی و صدور گواهینامه تمام روسیه (VNIIMS)،
موسسه تحقیقات مترولوژی اورال (UNIIM)،
موسسه تحقیقاتی تمام روسیه مترولوژی (VNIIM) به نام. مندلیف (مرکز تحقیقات و کنترل کیفیت آب (CIKV، سنت پترزبورگ)،
موسسه هیدروشیمی خدمات فدرال هواشناسی و نظارت بر محیط زیست، JSC "ROSA" (مسکو).
موسسه تحقیقات علمی تمام روسیه اندازه شناسی و صدور گواهینامه (VNIIMS) مسئول ثبت دولتی روش های تایید شده و رعایت حق چاپ سازمان در حال توسعه است.
روش هایی که در زمینه های کنترل و نظارت اندازه شناسی دولتی استفاده نمی شود به روشی که در شرکت تعیین شده است تأیید می شود. اگر خدمات اندازه شناسی یک شرکت برای صدور گواهینامه روش ها معتبر باشد، می تواند بررسی اندازه شناسی روش هایی را انجام دهد که در زمینه انتشار کنترل و نظارت اندازه شناسی دولتی استفاده می شود.
هزینه انجام خدمات ما تعیین می شود به طور جداگانه
برای هر شرکت، اجازه می دهد تا تمام جنبه ها در زمینه حفاظت از محیط زیست را در نظر بگیرند
چگونه با ما تماس بگیریم؟
ما برای اعتبار و اعتماد شما ارزش قائلیم
گواهی هایی که کیفیت بالای خدمات را تضمین می کند
- گواهی اعتبار برای ممیزی زیست محیطی EAO به شماره N-12-094
- گواهینامه SRO شماره 1806.00-2013-7719608182-P-177
- گواهی استفاده از سیستم اطلاعات حقوقی "EKOYURS" به شماره EYUS-10309/12
- گواهی حسابرس Evgeniy Valerievich Tyutyunchenko شماره N-10-03-12-1000
سند تنظیمی برای روش اندازه‌گیری باید تعداد (یک یا چند) مشاهدات منفرد، روشهای میانگین‌گیری آنها (میانگین حسابی نتایج مشاهدات چندگانه، میانه یا انحراف معیار) و روشهای ارائه به عنوان یک اندازه‌گیری را تنظیم کند. نتیجه (یا نتیجه آزمایش). ممکن است اصلاحات استاندارد (مثلاً رساندن حجم گاز به دما و فشار معمولی) ضروری باشد. بنابراین، نتیجه اندازه گیری ها (آزمون ها) را می توان به عنوان یک نتیجه محاسبه شده از چندین مقدار مشاهده شده ارائه کرد. در ساده ترین حالت، نتیجه اندازه گیری ها (آزمون ها) مقدار واقعی مشاهده شده است.
طبق «PMG 96-2009 GSI. نتایج و ویژگی های کیفی اندازه گیری ها. فرم های ارائه»، نتیجه اندازه گیری به صورت یک عدد با نام یا بدون نام ارائه می شود. همراه با نتیجه اندازه گیری، ویژگی های خطای آن یا برآوردهای آماری آنها ارائه می شود. ارائه نتایج اندازه‌گیری به‌عنوان میانگین حسابی نتایج مشاهدات چندگانه با نشان‌دهنده تعداد مشاهدات و فاصله زمانی انجام شده همراه است.
دقت نتایج آنالیز شیمیایی استانداردهای نظارت بر دقت نتیجه اندازه گیری محتوای جزء کنترل شده در نمونه ای از ماده مورد تجزیه و تحلیل، رویه ها و فرکانس نظارت
بر اساس GOST R ISO 5725-1-2002 دقت (صحت و دقت) روش ها و نتایج اندازه گیری. بخش 1. مقررات و تعاریف اساسی":
دقت –بادرجه نزدیکی نتیجه اندازه گیری به مقدار مرجع پذیرفته شده.
مقدار مرجع پذیرفته شده - مقداری که به عنوان یک مقدار منطبق برای مقایسه عمل می کند و به صورت زیر به دست می آید:
الف) ارزش نظری یا تثبیت شده بر اساس اصول علمی؛
ب) ارزش تعیین شده یا تایید شده بر اساس کار آزمایشی توسط هر سازمان ملی یا بین المللی؛
ج) ارزش توافق شده یا واجد شرایط بر اساس کار آزمایشی مشترک تحت هدایت یک تیم علمی یا مهندسی؛
د) انتظار ریاضی از مشخصه اندازه گیری شده، یعنی مقدار متوسط یک مجموعه معین از نتایج اندازه گیری - فقط زمانی که الف)، ب) و ج) در دسترس نباشند.
اصطلاح "دقت"، هنگامی که به یک سری از نتایج اندازه گیری (آزمون) اشاره می کند، شامل ترکیبی از اجزای تصادفی و یک خطای سیستماتیک کلی است.
درست - درجه نزدیکی مقدار متوسط به دست آمده بر اساس یک سری بزرگ از نتایج اندازه گیری (یا نتایج آزمایش) به مقدار مرجع پذیرفته شده. یادداشت:شاخص صحت معمولاً مقدار خطای سیستماتیک است.
خطای سیستماتیک - تفاوت بین انتظارات ریاضی نتایج اندازه گیری و مقدار واقعی (یا در غیاب آن، مرجع پذیرفته شده). یادداشت:مقدار واقعی کمیت ناشناخته است، فقط در مطالعات نظری استفاده می شود.
به عنوان اجزای خطای اندازه گیری سیستماتیک، خطای سیستماتیک غیر مستثنی، جزء خطای اندازه گیری سیستماتیک به دلیل نقص اجرای اصل اندازه گیری پذیرفته شده، خطای کالیبراسیون ابزار اندازه گیری مورد استفاده) و غیره متمایز می شود.
دقت، درستی - درجه نزدیکی نتایج اندازه گیری مستقل به یکدیگر که به طور مکرر تحت شرایط تنظیم شده خاص به دست آمده است. یادداشت:دقت فقط به خطاهای تصادفی بستگی دارد و هیچ ارتباطی با مقدار واقعی یا تعیین شده کمیت اندازه گیری شده ندارد. اندازه گیری دقت معمولاً بر حسب عدم قطعیت بیان می شود و به عنوان انحراف استاندارد نتایج اندازه گیری محاسبه می شود. دقت کمتر مربوط به انحراف استاندارد بزرگتر است. «نتایج مستقل اندازه‌گیری‌ها (یا آزمایش‌ها)» نتایجی هستند که به روشی به دست می‌آیند که تحت تأثیر هیچ‌یک از نتایج قبلی به‌دست‌آمده از آزمایش یک شیء مشابه یا مشابه قرار نمی‌گیرد. مقادیر کمی اندازه گیری های دقیق به طور قابل توجهی به شرایط تنظیم شده بستگی دارد. موارد شدید از مجموعه چنین شرایطی شرایط تکرارپذیری و شرایط تکرارپذیری است.
تکرارپذیری (مترادف همگرایی) - دقت در شرایط تکرارپذیری.
شرایط تکرارپذیری (همگرایی).- شرایطی که تحت آن نتایج اندازه گیری (یا آزمایش) مستقل به طور مکرر با روش یکسان بر روی اشیاء آزمایشی یکسان، در همان آزمایشگاه، توسط همان اپراتور، با استفاده از تجهیزات مشابه، در مدت زمان کوتاهی به دست می آید.
تکرارپذیری - دقت در شرایط تکرارپذیری
شرایط تکرارپذیری - شرایطی که تحت آن نتایج اندازه گیری (یا آزمایش) به طور مکرر به دست می آید همین روشبر روی اجسام آزمایشی یکسان، در زمان‌های مختلف، در آزمایشگاه‌های مختلف، توسط اپراتورهای مختلف، با استفاده از تجهیزات مختلف، اما به شرایط اندازه‌گیری یکسان (دما، فشار، رطوبت و غیره) رسیده‌اند.
استانداردهای نظارت بر دقت نتیجه اندازه گیری، شاخص های تکرارپذیری (همگرایی)، تکرارپذیری و صحت نتیجه اندازه گیری است.
فصل 4. تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی
تجزیه و تحلیل تیتریومتری
تجزیه و تحلیل کمی یک ماده است تعیین تجربی (اندازه گیری) محتوای عناصر شیمیایی، ترکیبات یا اشکال آنها در ماده مورد تجزیه و تحلیل، به شکل عددی بیان شده است.هدف از تجزیه و تحلیل کمی تعیین محتوای (غلظت) اجزای یک نمونه است که می تواند با استفاده از روش های مختلفی انجام شود: شیمیایی، فیزیکوشیمیایی، فیزیکی، بیولوژیکی.
روش های شیمیاییعبارتند از وزن سنجی (وزن) و تیتریمتری یا حجمیانواع تحلیل .
روش های وزن سنجیبر اساس دقیق اندازه گیری جرم جزء در حال تعیین یا ترکیبی که از نظر کمی با آن مرتبط است با ترکیبی کاملاً شناخته شده.
زیر تجزیه و تحلیل تیترومتریتعیین محتوای یک ماده را با مقدار دقیق اندازه‌گیری شده یک معرف (جرم یا حجم) که با جزء که به مقدار معادل تعیین می‌شود واکنش نشان می‌دهد.
روش های آنالیز شیمیایی کمی نیازی به تجهیزات پیچیده ندارند و از دقت و تکرارپذیری خوبی برخوردارند. از آنجایی که خطای بسیاری از روش های تیترومتری از 0.5 ± 0.1٪ و روش های وزن سنجی - بیش از 0.1٪ تجاوز نمی کند، این روش ها همچنان به عنوان اندازه شناسیهنگام صدور گواهینامه روش های تجزیه و تحلیل. با این حال، آنها یک سری معایب دارند. مهم ترین آنها انتخاب پذیری و حساسیت ناکافی است که نیاز به آماده سازی دقیق نمونه و معرف های مورد استفاده دارد.
برای انجام تجزیه و تحلیل شیمیایی، از معرف هایی با شرایط زیر استفاده می شود: ساعت.(تمیز)، ch.d.a.- تمیز برای تجزیه و تحلیل؛ درجه معرف- از نظر شیمیایی خالص؛ o.s.h.- مخصوصا تمیز معرف های این برند کمترین میزان ناخالصی را دارند o.s.h.و ch.d.a.،در حالی که معرف ها واجد شرایط هستند ساعت.(خالص) و زیر همیشه برای تعیین کمی مناسب نیستند و نیاز به تصفیه اضافی دارند.
کیفیت نتایج به دست آمده تا حد زیادی با انتخاب صحیح ظروف و تجهیزات تعیین می شود. برای انجام تجزیه و تحلیل کمی، از طیف گسترده ای از ظروف شیشه ای آزمایشگاهی و مقیاس استفاده می شود. با توجه به هدف آن به موارد زیر طبقه بندی می شود:
Ø ظروف خاص - برای انجام طیف محدودی از عملیات استفاده می شود. این انواع پیکنومتر، هیدرومتر، یخچال، فلاسک ته گرد، فلاسک کجلدال;
Ø ظروف پخت و پز عمومی - اغلب در انواع مختلف کار استفاده می شود: جوشاندن، تیتراسیون، فیلتراسیون و غیره. این لوله های آزمایش، قیف، بشر، فلاسک های ارلن مایر گرد و مخروطی ته تخت، کریستالیزورها، ظروف پتری، بطری ها، خشک کن ها(شکل 4.1 و 4.2);
شکل 4.1 - ظروف شیشه ای آزمایشگاهی با کاربرد عمومی که در روش های مختلف تحلیلی استفاده می شوند.
شکل 4.2 - ظروف عمومی: الف) بطری های شیشه ای درب دار برای توزین و نگهداری مواد رطوبت سنجی. ب) انواع واشر برای آبکشی ظروف.
Ø پیمانه های اندازه گیری - برای اندازه گیری حجم مایع استفاده می شود. به ظروف تقسیم می شود اندازه گیری دقیق : پیپت ها (Mohr و مدرج)، بورت ها، فلاسک های حجمی Mohr (شکل 4.3) و ظروف اندازه گیری نادرست: استوانه مدرج، بشر، فنجان، فلاسک مدرج، لوله آزمایش مدرج: استوانه ای و مخروطی یا انگشتی شکل (شکل 4.4).
شکل 4.3 - ظروف اندازه گیری دقیق حجم مورد استفاده برای
انتخاب مقدار کمی، تهیه محلول استاندارد و تیتراسیون.
شکل 4.4 - ظروف مورد استفاده برای اندازه گیری حجم نادرست
برای تهیه محلول ها و معرف های مشروط به استانداردسازی
در تحلیل کیفی
برای گرفتن مقدار کمی در تیترومتری، در هنگام بارش کمی از محلول ها و همچنین هنگام تهیه محلول های استاندارد برای اهداف مختلف، همیشه از فقط ظروف اندازه گیری دقیق و ترازوهای تحلیلی! ظرف ها برای اندازه گیری حجم نادرست و ترازوهای تکنوشیمیایی مورد استفاده: برای پخت و پز استاندارد شده محلول‌ها، اندازه‌گیری حجم محلولهای مورد استفاده برای حفظ اسیدیته محیط (بافرها)، انجام رسوب‌گذاری و تیتراسیون مقادیر جزئی. به خصوص هنگام کار با وسایل اندازه گیری دقیق , حفظ نظافت آن ضروری است. برای این منظور، ظروف قبل از استفاده همیشه با آب مقطر بشوییدو خشک کنید. دقیقظروف با استفاده از اتر یا الکل در هوا خشک می شوند و نادرستو همه منظوره- روی خشک کن های گرم شده یا در کابینت خشک کن. برای از بین بردن خطاها هنگام انتخاب مقدار کمی و کار با بورت ها، آنها علاوه بر این با محلول در حال اندازه گیری شسته می شوند.
تغییر در دمای محیط منجر به خطای اندازه گیری می شود: تخمین بیش از حد یا دست کم برآورد حجم تعیین شده و در نتیجه غلظت محاسبه شده. بنابراین، تمام ظروف اندازه گیری دارای مهر نشان دهنده آنها هستند حجم در 20ºС، و ظروف اندازه گیری دقیق - علاوه بر این کالیبره شده با آب مقطربا استفاده از تعادل تحلیلی و تصحیح چگالی آب در دمای معین. گاهی اوقات علائم اضافی وجود دارد که نشان دهنده مقاومت حرارتی و مقاومت شیمیایی است. مقاومت حرارتی شیشه نشان داده شده است مربع یا دایره مات. در این گونه ظروف مایعات را روی اجاق گاز و گاز سوز حرارت داده و می جوشانند.
ترازو.وسایلی که برای تعیین جرم اجسام استفاده می شوند نامیده می شوند ترازو . در آنالیز شیمیایی از دو نوع تعادل استفاده می شود: فنی و تحلیلیآنها می توانند مکانیکی یا الکترونیکی باشند. دارای یک فنجان (مکانیکی و الکترونیکی ربع) یا دو (ترازوهای فنجانی و دمپر). زیر وزن کردن فهمیدن مقایسه جرم یک جسم معین با جرم وزنه های مدرج (وزن) یا اندازه گیری فشاری که جسم بر ترازو بر حسب واحد جرم وارد می کند.. وزنه ها هنگام کار بر روی ترازوهای دمپر یا تابه و در داخل ضروری است ربع و الکترونیکیترازو تک تابه ترازوها قبلاً در واحدهای انبوه درجه بندی شده اند.
مقیاس ها در کلاس دقت و محدودیت های اندازه گیری متفاوت هستند. ترازوهای فنی - کمترین دقت را دارند و برای توزین نمونه های نسبتاً بزرگ استفاده می شوند. برای مقاصد شیمیایی معمولاً از ترازوهای فنی ربع یا فنجان 0.2 - 1 کیلوگرم (گاهی تا 5 کیلوگرم) استفاده می شود. دقت آنها از 0.01 - 20 گرم تجاوز نمی کند. ترازوهای فنی با دقت 0.1 - 0.01 گرم تکنوشیمیایی نامیده می شودو در آزمایشگاه برای نمونه برداری از 1 تا 500 گرم استفاده می شود . در مدرن ترازوی فنی الکترونیکیدقت اندازه گیری می تواند حتی بیشتر باشد: با حداکثر وزن جسم 500 گرم، از 0.001 گرم تا 0.2 گرم متغیر است.
ترازهای تحلیلیبرای تعیین دقیق جرم نمونه هنگام تهیه محلول های استاندارد، انجام اندازه گیری های وزنی و غیره استفاده می شود. دقت مقیاس های دمپر ± 2 × 10 - 4 - 2 × 10 - 5 گرم و مقیاس های الکترونیکی - تا 2 × است. 10 - 6 گرم به طور متوسط، چنین ترازوهایی برای حداکثر جرم یک جسم 50 - 200 گرم طراحی شده اند، اما ترازوهایی با دقت افزایش یافته برای حداکثر جرم نمونه 1 - 20 گرم نیز تولید می شوند که در برخی از انواع آنالیز ابزاری، به عنوان مثال، طیفی.
هنگام کار بر روی ترازو، باید قوانین مربوط به کار با آنها را به شدت رعایت کنید. نصب نادرست یا عدم دقت در حمل و نقل می تواند منجر به نتایج غیر قابل اعتماد شود و به ترازو آسیب برساند. هنگام استفاده از ترازوی دمپرهای الکترونیکی و تحلیلی، به یاد داشتن این امر به ویژه مهم است.
شاخص ها و انتخاب آنها
برای تشخیص نقطه هم ارزی در آنالیز تیتریمتری، استفاده کنید شاخص ها(از لات نشان می دهدنشان دادن، آشکار کردن). شاخص ها معرف هایی هستند که می توانند رنگ خود را به طور متضاد بسته به تغییرات در خواص محیط تغییر دهند.اغلب اینها مواد آلی با تغییر رنگ برگشت پذیر(استثنا - شاخص های بارش).
هر ماده ای که بسته به ویژگی های محیط رنگ خود را تغییر می دهد به عنوان شاخص تیتراسیون مناسب نیست. علاوه بر این، نشانگرها بدون توجه به رنگ خود تغییر می کنند آیا به نقطه هم ارزی رسیده است یا هنوز نرسیده است:عامل تعیین کننده فقط پارامترهای محیطی است. بنابراین مهم است شاخص مناسب را انتخاب کنید . به الزامات لازمهنگام انتخاب یک نشانگر، موارد زیر عبارتند از:
Ø شاخص تیتراسیون pT (فاصله انتقال رنگ نشانگر)باید در ناحیه پرش قرار داشته باشد و تا حد امکان به نقطه هم ارزی نزدیک باشد و مقدار خطای نشانگر نباید از 0.5٪ تجاوز کند.
Ø رنگ نشانگر- بسیار شدید و به وضوح در محلول حتی با رقت قوی (برای 1 - 2 قطره شاخص) قابل مشاهده است.
Ø حساسیت ماده شاخص به تغییرات در خواص محیط- بالا، به طوری که تغییر رنگ با حداقل مازاد تیترانت در محلول (از 1 تا 2 قطره تیترانت) رخ می دهد.
Ø فاصله انتقال- باریک و با کنتراست بالا؛
Ø شاخص باید پایدار باشد- در هوا و محلول تجزیه نشود.
Ø ماده شاخص- بی تفاوت نسبت به محلول تیتر شده یا محصولات تیتراسیون، به عنوان مثال، واکنش هایی که بر روند منحنی تیتراسیون تأثیر می گذارد نباید بین آنها رخ دهد.
بسته به خواص آنها، شاخص ها طبقه بندی می شوند با شماره انتقال ها (تک و چند اتصالی) و بر اساس حوزه کاربرد . به اتحادبه فنل فتالئین (تمشک - بی رنگ)، و به چند اتصالی– متیل نارنجی (زرد – نارنجی و نارنجی – صورتی). نمونه هایی از دیگر شاخص های چند گذار عبارتند از: a-Naphtholbenzein - دو انتقال: سبز - زرد (pH = 0 - 1) و زرد - آبی (pH = 8.4 - 10). متیل بنفش - سه انتقال (زرد - سبز، سبز - آبی، آبی - بنفش)؛ کرزول قرمز - دو انتقال (قرمز - زرد و زرد - سرخابی). اندیکاتورهای چند گذار شامل شاخص های جهانی نیز می شوند. گاهی اوقات اگر تغییر رنگ همه انتقال‌ها در محدوده نسبتاً باریکی از مقادیر اتفاق نیفتد یا به وضوح ثبت نشده باشند، از شاخص‌های چند انتقالی در تیتراسیون به عنوان نشانگرهای تک انتقال استفاده می‌شود.
توسط مناطق استفاده گروه های زیر از شاخص ها متمایز می شوند:
1. اسیدی - بازی.
2. اندیکاتورهای ردوکس (اندیکاتورهای ردوکس).
3. متالوکرومیک (عوامل کمپلکس کننده).
4. رسوب.
5. جذب.
6. خاص.
7. مخلوط.
8. فلورسنت (فلورسنت) و فلورسنت فلزی.
9. استخراج.
10. محافظ.
این تقسیم کاملاً دلخواه است، زیرا در طول تیتراسیون چندین پارامتر که با یکدیگر مرتبط هستند اغلب به طور طبیعی به طور همزمان تغییر می کنند. به عنوان مثال، pH و پتانسیل سیستم E، pH و مقدار PR (محصول حلالیت). همچنین با در نظر گرفتن ساختار شیمیایی و مکانیسم تغییر رنگ، طبقه بندی کامل تری از شاخص ها وجود دارد، اما چنین طبقه بندی کاملاً پیچیده است و توسط ما در نظر گرفته نخواهد شد.
نظریه کروموفور (CT)
تغییر رنگ نشانگر توسط CT با فرآیندهای ساختاری برگشت پذیر (ایزومریزاسیون) همراه است که به دلیل بازآرایی درون مولکولی گروه های عملکردی فردی در مولکول رخ می دهد. هر یک از اشکال ساختاری ( توتومرها) فقط در محدوده خاصی از مقادیر pH یا سایر پارامترهای محیطی پایدار است، بنابراین افزودن یا حذف یک پروتون منجر به بازسازی مولکول شاخص می شود، در نتیجه گروه های عاملی جدید مسئول رنگ (کروموفورها) ظاهر می شوند. یا ناپدید می شوند. این ویژگی‌ها توضیح می‌دهند که چرا تغییر رنگ تعدادی از شاخص‌ها فوراً رخ نمی‌دهد، بلکه در طول زمان گسترش می‌یابد، زیرا تبدیل‌های توتومریک بازآرایی‌های درون مولکولی هستند که برخلاف واکنش‌های یونی (تفکیک)، کندتر اتفاق می‌افتند.
گروه های عملکردی مسئول رنگ ماده نشانگر، نام گرفت کرومومورفیک(کرومو – رنگ). اینها عبارتند از: گروه نیترو (O = N –); گروه آزو (– N = N –)، چندین گروه کربونیل که نزدیک به یکدیگر قرار دارند (>C=O).
گروه های عاملی, تقویت یا تثبیت رنگشاخص نامیده می شوند اکسوکرومیک. خواص مشابه توسط: گروه های آمینه (-NH2) و مشتقات آمین. ترکیبات حاوی اکسیژن و نیتروژن (-O-CH 3؛ -N(CH3) 2؛ -N(C2H5)2)، گروه های هیدروکسو (اهداکننده الکترون). رنگ نشانگر در صورتی روشن تر به نظر می رسد که ماده علاوه بر آن حاوی باشد اکسوکرومیکگروه ها، همچنین ضد اکسوکرومیکگروه های (الکتروفیل) که تغییری در چگالی الکترون در مولکول ایجاد می کنند. به عنوان مثال، برخی از رادیکال های حاوی اکسیژن (-NO 2، -NO، -COCH 3) دارای خواص الکتروفیلی هستند. به عنوان مثال، ما فرمول های ساختاری ایزومرهای توتومر یک شاخص یک گذار را ارائه می دهیم p-nitrophenol(شکل 4.8)
 |
شکل 4.8 - ساختار اشکال توتومری ماده نشانگر
(p-nitrophenol)، حاوی گروه های کروموفور و اکسوکروم.
نظریه کروموفور همچنین دارای معایبی است، به ویژه:
Ø توضیح نمی دهد که چرا تغییرات رنگ و تبدیلات تومریک به مقدار pH محیط بستگی دارد.
Ø چگونه رنگ اکثر شاخص های دارای گروه های کروموفور تقریباً بلافاصله تغییر می کند که با مکانیسم بازآرایی درون مولکولی در تضاد است.
Ø و در نهایت، نظریه کروموفور را نمی توان به صورت کمی توصیف کرد.
نظریه یون کروموفوریک.
این نظریه ایده های تئوری های یونی (تجزیه ای) و کروموفور را ترکیب کرد. مطابق با نظریه یون کروموفوریک، نشانگرهای اسید و باز اسیدها و بازهای ضعیف هستند و مولکول های خنثی و اشکال یونیزه شده آن ها حاوی گروه های کروموفوریک متفاوتی هستند.در یک محلول آبی، یک مولکول نشانگر می‌تواند یونهای هیدروژن (اسید ضعیف) را اهدا کند یا آنها را بپذیرد (باز ضعیف)، در حالی که طبق این طرح تحت تبدیل‌های توتومری قرار می‌گیرد:
HInd Û H + + Ind - Û H + + Ind - B,
جایی که هند- مولکول شاخص غیر یونیزه (اسید ضعیف، فرم تومریک I)؛ Ind-B- آنیون یک اسید قوی با فرم تومریک II در حالت تفکیک (شکل پایه II).
هنگامی که pH کاهش می یابد (اسید شدن محلول)، تعادل در سیستم به سمت چپ به سمت شکل غیریونیزه می شود. هند. به محض اینکه شروع به تسلط می کند، محلول رنگ خود را به خود می گیرد.
اگر محلول قلیایی شود (pH افزایش می یابد و غلظت H + کاهش می یابد)، تعادل در سیستم به سمت راست تغییر می کند و شکل غالب می شود. Ind-B، که به محلول رنگ متفاوتی می دهد که مشخصه شکل اصلی II است. بنابراین، شکل اسیدی فنل فتالئین (pH = 8.2) بی رنگ است و پس از انتقال به یک محیط قلیایی، آنیونی به شکل بازی توتومر (pH = 10) به رنگ قرمز زرشکی تشکیل می شود. بین این فرم ها محدوده ای از مقادیر pH (از 8.2 تا 10) وجود دارد که مربوط به تغییر تدریجی رنگ نشانگر است.
چشم انسان قادر است تنها رنگ یکی از دو شکل را در یک مخلوط درک کند، مشروط بر اینکه شدت رنگ آنها یکسان باشد، اگر غلظت یکی از این اشکال تقریباً 10 برابر بیشتر از دومی باشد.
شاخص ها.
1. نشانگرهای اسیدی – اینها اسیدهای آلی یا بازهای ضعیف هستند. رنگ اندیکاتورها برگشت پذیر است و با مقدار pH محیط تعیین می شود. فاصله انتقال با استفاده از ثابت تفکیک محاسبه می شود:
pH ind. = – logK a ± 1، که در آن K a ثابت تفکیک نشانگر است.
بیایید به یک مثال نگاه کنیم. ثابت تفکیک نشانگر آلیزارین زرد K a = 10 -11. بیایید فاصله انتقال نشانگر DрН را تعیین کنیم:
pH ind. = – log (10 -11)± 1 =11 ±1 Þ DрН ind [(11-1) ¸ (11+1)] = .
فاصله انتقال نشانگر DрН ind = 10 ¸ 12.
2. اندیکاتورهای ردوکس- مواد آلی که خواص اکسید کننده یا کاهنده ضعیف را نشان می دهند. آنها می توانند برگشت پذیر (دی فنیل آمین) یا غیرقابل برگشت باشند که رنگ آنها از بین می رود (متیل قرمز، متیل نارنجی، آنها همچنین به عنوان شاخص های اسید-باز شناخته می شوند). تغییر در رنگ نشانگر مربوط به یک واکنش برگشت پذیر است: Ind + + ne Û Ind;جایی که Ind +- اکسید شده (Ox)، و Ind- فرم بازیابی شده (قرمز) نشانگر، n- تعداد الکترون ها در یک نیمه واکنش معین . تغییر دادنردوکس پتانسیل (فاصله انتقال نشانگر)با استفاده از معادله نرنست محاسبه می شود: DE = E 0 ± 0.059/n,
که در آن E 0 پتانسیل ردوکس استاندارد برای نشانگر است. n تعداد الکترون ها در نیمه واکنش است.
به عنوان مثال: نشانگر ردوکس دی فنیلامیندارای E 0 = + 0.76 V و n = 2 است. اجازه دهید فاصله انتقال آن را تعیین کنیم.
طبق فرمول: DE = 0.76 ± 0.059/2 = 0.76 ± 0.0295 Þ DE = (0,76 –0,0295) ¸ (0.76 + 0.295) = 0.73 ¸ 0.79 (V).
3. متالوکرومیک (نشانگرهای فلزی)- اینها رنگهای آلی (اسیدهای ضعیف) هستند که گروههای کروموفور خاص خود را دارند و با تشکیل نمک پیچیده با کاتیونهای فلزی به طور برگشت پذیر تغییر رنگ می دهند. آنها عمدتاً در کمپلکس سنجی استفاده می شوند، به عنوان مثال، اریوکروم سیاه تی. برای این شاخص ها، شرایط زیر نیز باید رعایت شود: پایداری کمپلکس ماده تیتر شده با تیتراتور بیشتر از کمپلکس هایی است که با شاخص در محلول تشکیل می دهد. فاصله انتقالبا فرمول محاسبه می شود:
DрМе = – مجموعه logK. ± 1، که در آن Kst ثابت پایداری کمپلکسی است که توسط این شاخص با ماده تیتر شده ایجاد می شود.
4. شاخص های بارشگروه شاخص ها از نظر ترکیب ناچیز است، زیرا یک رسوب رنگی باید بلافاصله پس از رسوب کامل ماده در محلول تشکیل شود (غلظت باقیمانده کمتر از 10-6 mol/dm 3)، و چنین مواد کمی وجود دارد.
فاصله انتقال نشانگر با مقدار محصول حلالیت (SP) رسوب تشکیل شده توسط آن تعیین می شود:Dp(PR) = – logPR. ± 1.
شاخص های جذب- اینها مواد آلی هستند , نشان دادن خواص اسیدها یا بازهای ضعیف، مانند ائوزینیا فلورسئین.
مکانیسم عمل نشانگر جذب در نمودار نشان داده شده است (شکل 4.9). همانطور که از شکل 4.9 مشاهده می شود، ظاهر رنگ در نتیجه ظاهر می شود تغییرات در ترکیب یون ها در سطح فاز پراکنده(رسوب یا ذره کلوئیدی) به دلیل فرآیندهای جذب یا دفع یون های شاخص.این پدیده با تغییر علامت بار الکترواستاتیک روی سطح ذرات رسوب در طی تیتراسیون توضیح داده می شود. دلیل این امر این است که در محلول کم تیتر شده، سطح رسوب عمدتاً یون های قابل تیتراسیون را که بخشی از ترکیب آن هستند جذب می کند (رسوب AgCl یون های کلر تیتر نشده را جذب می کند) و بار آنها را به دست می آورد. در نتیجه، جذب یون های شاخص غیرممکن می شود.
شکل 4.9 - نمایش شماتیک ساختار لایه جذب شده بر روی سطح رسوب AgCl تشکیل شده در طی تیتراسیون یون های Cl با محلول AgNO 3.
آ - تا نقطه برابری(یون های کلر توسط سطح جذب می شوند و یون های شاخص Ind در محلول باقی می مانند).
ب – بعد از نقطه هم ارزی(سطح جذب یون های Ag + تیترانت، که یون های شاخص Ind را جذب می کند).
به محض رسیدن به نقطه هم ارزی، راه حل ظاهر می شود بیش از حد یونهای تیتران با بار مخالف، که همچنین در نزدیکی سطح رسوب شروع به تجمع می کند و یون های شاخص را از محلول جذب می کند. ماده به دست آمده سطح رسوب را رنگ می کند.
5. شاخص های خاص – گروه نسبتاً کوچکی از شاخص ها، زیرا استفاده از آنها بر اساس واکنش های خاص با ماده تیتر شده است. محلول نشاسته در رابطه با مولکول های J 2 این ویژگی ها را دارد: تشکیل یک ترکیب آبی.
روش های تیتراسیون
از آنجایی که هر ماده را نمی توان مستقیماً با واکنش با یک تیترانت تجزیه و تحلیل کرد، به خصوص اگر در هوا ناپایدار باشد، روش های مختلفی برای حل چنین مشکلاتی ایجاد شده است. تکنیک (راه ها) انجام تجزیه و تحلیل آنها به شما اجازه تعویض می دهند ناپایدار، تحت این شرایط اتصالات، به مقدار معادل پایدارتر است که تحت هیدرولیز یا اکسیداسیون قرار نمی گیرد. موارد اصلی زیر شناخته شده است روش های آنالیز تیتریمتری:
Ø تیتراژ مستقیم؛
Ø برگشت پذیر؛
Ø تیتراسیون برگشتی یا تیتراسیون توسط باقیمانده.
Ø تیتراسیون غیر مستقیم یا با جایگزینی (توسط جانشین).
جدول 4.1 کاربرد روش های مختلف را بسته به نوع تیتراسیون نشان می دهد.
جدول 4.1 - کاربرد انواع و روش های تیتراسیون.
| نام روش | نام روش خصوصی؛ (راه حل کاری) | مواد تعیین شده توسط تیتراسیون | ||
| مستقیم | معکوس | غیر مستقیم | ||
| پروتولیتومتری | اسید سنجی (اسیدها: HCl) | زمینه؛ نمک هایی که از یک باز قوی و یک اسید ضعیف تشکیل می شوند | نمکهای بازهای ضعیف و اسیدهای قوی؛ ترکیبات آلی | - |
| قلیایی سنجی (قلیاها: NaOH) | اسیدها؛ نمک هایی که توسط یک باز ضعیف و یک اسید قوی تشکیل می شوند | - | - | |
| ردوکسیمتری | پرمنگناتومتری () | عوامل کاهش دهنده | عوامل اکسید کننده | موادی که با عوامل کاهنده واکنش نشان می دهند |
| یدومتری (و) | عوامل کاهش دهنده | عوامل کاهش دهنده | عوامل اکسید کننده؛ اسیدها | |
| کمپلکس سنجی | کمپلکس سنجی (EDTA) | کاتیون هایی که با EDTA کمپلکس تشکیل می دهند | کاتیون های موجود در ترکیبات نامحلول در آب؛ کاتیون هایی که هیچ شاخصی برای آنها وجود ندارد | کاتیون هایی که با EDTA کمپلکس پایدارتری نسبت به با EDTA تشکیل می دهند |
| روش ته نشینی | آرژانتومتری () | آنیون هایی که رسوب تشکیل می دهند | کاتیون هایی که رسوب کمی محلول با یون های هالوژن تشکیل می دهند: , , ; ، | - |
اجازه دهید ماهیت روش های مختلف تیتراسیون را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.
1. تیتراژ مستقیم شامل برهمکنش مستقیم تیتر کننده و ماده تیتر شده است.در طول فرآیند تیتراسیون، یک محلول تیتر کننده به تدریج به مقدار کمی یا وزن شده از ماده اضافه می شود که حجم آن به طور دقیق در T.E ثبت می شود. یک محلول کاری با غلظت شناخته شده به عنوان تیتر کننده استفاده می شود. محاسبه محتوای ماده در نمونه بر اساس قانون معادل ها انجام می شود:
= (4.1)
تعداد معادل های مول آنالیت در نمونه تیتر شده کجاست. آ - تعداد معادل های مولی تیترانت که با جزء در حال تعیین واکنش نشان می دهد آ.
غلظت اجزاء آدر محلول با استفاده از فرمول محاسبه می شود:
(4.2)
غلظت مولی معادل (طبیعی) محلول تیتر شده (جزء در حال تعیین) کجاست، mol-equiv/l. - حجم مقدار کمی از محلول تیتر شده، میلی لیتر؛ – غلظت و – حجم تیتران در نقطه هم ارزی. در طول تیتراسیون روش نمونه های فردیفرمول (4.2) به عبارت (4.3) تبدیل می شود:
(4.3)
این روش در تمام مواردی که محدودیتی وجود ندارد استفاده می شود. به عنوان مثال، هنگام تجزیه و تحلیل اسیدها، تعیین سختی آب.
2. تیتراسیون معکوس – این یک نوع تیتراسیون مستقیم است، زمانی که محلول های کاری و تیتر شده با هم عوض می شوند.در این مورد، ما برای تجزیه و تحلیل انتخاب می کنیم مقدار کمی از محلول کاری،و در T.E. اندازه گیری تیتراسیون صرف شده حجم محلول آنالیز شدهمحاسبات به همان روشی که در تیتراژ مستقیم با استفاده از فرمول های (4.2) یا (4.3) انجام می شود. این روش امکان محدود کردن سطح محلول در تماس با هوا را در عین استانداردسازی ترکیبات نسبتاً ناپایدار مانند NaOH فراهم می‌کند.
تیتراسیون توسط جایگزین (غیر مستقیم) و تیتراسیون توسط باقیمانده (معکوس)بر اساس استفاده محلول کمکی در تعامل با جزء در حال تعیین.این تکنیک به شما امکان می دهد اشیاء شیمیایی ناپایدار یا در غیاب شاخص مناسب را تجزیه و تحلیل کنید.
در تیتراژ غیر مستقیمابتدا واکنش آنالیت را انجام دهید آبا محلول کمکی که در،و سپس تیتر شد مقدار معادل محصول واکنش تشکیل شده است با(قائم مقام).این روش را می توان به صورت نمودار نشان داد: A + B C + (t-t)، که بر اساس آن عبارت قانون معادل ها را می نویسیم:
= = . (4.4)
از برابری (4.4) چنین بر می آید که = و محاسبه را می توان با استفاده از فرمول های (4.2) و (4.3) که برای تیتراسیون مستقیم استفاده می شود، انجام داد. برای تکمیل واکنش، محلول کمکی همیشه مقدار کمی بیش از حد مصرف می شود. این روش تیتراسیون در یدومتری اجرا می شود.
تیتراژ برگشتیهمچنین ابتدا یک واکنش بین ماده ای که تعیین می شود رخ می دهد آو محلول کمکی بیش از حد مصرف شود که در،اما سپس تیتر شد باقیمانده محلول کمکی واکنش نداده . بنابراین لازم است دقیقا بدانیم تمرکزراه حل کمکی که درو او جلد، برای تجزیه و تحلیل گرفته شده است. تعریف مولفه آطبق این طرح انجام می شود: A + B B ost + (t-t).بر اساس شرایط تیتراسیون، قانون معادل ها را می توان به صورت زیر نوشت:
– = . (4.5)
از کجا می گیریم:
= - . (4.6)
اگر همه مواد به صورت محلول گرفته شوند، فرمول (4.6) شکل خواهد گرفت
(4.7)
اگر حداقل یکی از مواد به صورت خشک گرفته شود (جرم آن مشخص است)، باید از عبارت (4.6) استفاده کنید و مقدار هر یک از مواد را جداگانه بنویسید.
و راه های تهیه آنها.
در تیترومتری از محلول ها استفاده می شود که غلظت آن با روشی با دقت بالایی تعیین می شود.چنین راه حل هایی نامیده می شوند تیتر شده استاندارد یا به سادگی تیتر شده . راه حل ها طبقه بندی می شوند با هدف و با روش تعیین غلظت آنها.
با هدف آنها به طور معمول به تقسیم می شوند راه حل های کاری و راه حل ها استانداردها (اولیه و ثانویه).
کارگران اینها راه حل هایی هستند که مستقیماً در تجزیه و تحلیل برای تعیین محتوای یک ماده استفاده می شوند.اگر محلول کاری استاندارد نیست، باید استاندارد شود بلافاصله قبل از انجام تجزیه و تحلیل، از آنجایی که غلظت می تواند به طور قابل توجهی در طول ذخیره سازی تغییر کند. غلظت دقیق محلول کاری با تیتراسیون بدست می آید محلول استاندارد یا مواد تنظیم کننده (روش توزین دقیق). این به عنوان مثال در مورد محلول های کاری مانند: NaOH، Na 2 S 2 O 3 × 5H 2 O صدق می کند.
زیر راه حل استاندارد یک محلول تیتر شده را درک کنید که به طور پایدار غلظت خود را در طول ذخیره سازی طولانی مدت حفظ می کند.هدف اصلی راه حل های استاندارد - تعیین غلظت دقیق محلول های کاری و سایر محلول های مورد استفاده در تیتراسیون.
فرآیند تعیین غلظت دقیق محلول با تیتر کردن آن در برابر استاندارد نامیده می شود استاندارد سازی.
با روش تعیین غلظت متمایز کردن استانداردهای اولیه و راه حل های استاندارد .
راه حل های استاندارد - اینها محلولهایی هستند که غلظت آنها بر اساس یک استاندارد تعیین می شود و نمی توان از قبل به طور دقیق آن را تعیین کرد.اینها شامل محلولهای اسیدها، قلیاها، نمکهای قابل هیدرولیز و رطوبت سنجی و همچنین موادی هستند که می توانند با اکسیژن و دی اکسید کربن اتمسفر واکنش دهند. روش های شناخته شده زیادی برای تهیه محلول های استاندارد وجود دارد. اغلب برای این منظور استفاده می شود: تهیه با استفاده از یک نمونه تقریبی (قلیایی، نمک)، روش های رقیق کردن یا مخلوط کردن محلول ها (اسیدها، نمک ها)، روش های تبادل یونی (محلول های نمک).
راه حل های استاندارد طبقه بندی می شوند با روش تعیین غلظت آنها . وجود دارد: استانداردهای اولیه یا محلول هایی با تیتر آماده شدهو استانداردهای ثانویه - محلول هایی با تیتر تنظیم شده
استانداردهای اولیه- اینها محلول هایی هستند که یا تهیه می شوند با توزین دقیق ماده(شکل 4.10)، یا با رقیق کردن معرف های استاندارد شده مخصوص تهیه شده - فیکسان(شکل 4.11). Fixanal یک آمپول شیشه ای مهر و موم شده است که توسط صنعت تولید می شود و حاوی مقدار کاملاً استاندارد شده معرف است که معمولاً برای 1 لیتر 0.1 نیوتن محاسبه می شود. راه حل.
تهیه محلول با اتصال دقیق با محاسبه جرم آن بر اساس غلظت معین (تیتر یا نرمال) و حجم فلاسک شروع کنید. نمونه ای از ماده استاندارد روی ترازوی تحلیلی با دقت 1×10 -4 گرم وزن می شود و به صورت کمی به یک فلاسک حجمی منتقل می شود و در آنجا با هم زدن حل می شود (شکل 4.10).
شکل 4.10 - مراحل تهیه محلول اولیه
استاندارد برای توزین دقیق: 1 – فلاسک حجمی Mohr. 2 - قیف؛
3 - بطری با نمونه ماده؛ 4- شستشو با آب مقطر؛
5- پیپت یا قطره چکان.
الف - انتقال یک نمونه از ماده به یک فلاسک حجمی. ب – شستشوی قیف؛
ج – رساندن حجم محلول استاندارد به علامت.
از این روش معمولاً برای تهیه محلول های نمک هایی مانند بوراکس (Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O )، K 2 Cr 2 O 7 استفاده می شود. مقدار یک ماده در یک محلول یا بر اساس مقدار پیدا می شود وزن نمونه به طور دقیق گرفته شده است(هنگام انتقال آن، باید بطری را کاملاً بشویید)، یا محاسبه کنید روش تفاوت، تعریف کردن وزن دقیق بطری توزین ابتدا با گیره و سپس خالی می شود، پس از انتقال ماده به داخل فلاسک. در صورت لزوم، غلظت محلول با در نظر گرفتن جرم واقعی نمونه مجدداً محاسبه می شود.
مراحل تهیه محلول به روش رقیق سازی از فیکسانالدر شکل 4.11 نشان داده شده است. برای اینکه استاندارد به دست آمده از این روش کیفیت بالایی داشته باشد و تمام الزامات را برآورده کند، لازم است هنگام باز کردن آمپول و انتقال آن به فلاسک از بین رفتن ماده از بین رفته و همچنین اطمینان حاصل شود که قطعات آمپول انجام می شود. در راه حل قرار نگیرید این تا حد زیادی به نحوه صحیح آمپول بستگی دارد.
شکل 4.11 - روش تهیه محلول های استاندارد اولیه
روش رقیق سازی از فیکسانال: 1 - فلاسک حجمی 1 لیتری Mohr.
2 - مهاجم پایین; 3 – قیف؛ 4 – آمپول فیکسانال; 5- مهاجم بالایی
قبل از استفاده، آمپول باید با آب مقطر شسته شود و تنها پس از آن با ضربه گیر مخصوص باز شود. بلافاصله پس از انتقال ماده به داخل فلاسک، باید آمپول را با آب مقطر، حداقل 6 برابر حجم آن، کاملاً بشویید. این روش تهیه استاندارد اولیه ساده تر از استفاده از نمونه های دقیق است، اما از نظر دقت پایین تر است. این نه تنها برای به دست آوردن محلول نمک، بلکه اسیدهای مختلف نیز استفاده می شود.
از آنجایی که برای آشپزی محلول استاندارد اولیهفقط مناسب ظروف اندازه گیری دقیقو ترازهای تحلیلی، سپس و به مواد مورد استفاده برای این منظور مشمول تعدادی الزامات اجباری هستند. فقط معرف هایی که با موارد زیر مشخص می شوند:
Ø خلوص بالا(معمولاً بدتر از 99.99 - 99.999٪ - درجه تحلیلی و مدارک درجه ویژه).
Ø انطباق دقیق با ترکیب فرمول و وزن مولکولی نسبتاً بالا;
Ø پایداری در حین ذخیره سازی هم به صورت جامد و هم در محلول(عدم فرآیندهای هیدراتاسیون، هیدرولیز، اکسیداسیون و کربنیزاسیون)؛
Ø آسان برای آماده سازی و حلالیت خوب;
Ø برگشت ناپذیری واکنش در طول استانداردسازی، گزینش پذیری;
Ø امکان رفع دقیق T.E با هر روشی.
استاندارد ثانویه این راه حل های استاندارد نامیده می شوند, که در قفسه پایدار هستند و می توان از آنها برای استانداردسازی محلول های دیگر استفاده کرد.
استانداردهای ثانویه به صورت محلول تهیه می شوند غلظت تقریبیبا هر روش شناخته شده و قبل از استفاده - غلظت دقیق آنها را با استانداردسازی در برابر یک استاندارد اولیه تعیین کنید. بنابراین، هنگام تهیه استانداردهای ثانویه، دقت بالایی در اندازه گیری جرم یک ماده یا حجم یک محلول لازم نیست، همانطور که در استانداردهای اولیه وجود دارد. برای این منظور کاملا مناسب است ترازوهای تکنوشیمیاییو ظروف اندازه گیری غیر دقیق(سیلندر، بشر، لوله آزمایش مدرج).
نمونه ای از راه حل با خواص استاندارد ثانویه ، است اسید هیدروکلریک. محلول های رقیق شده آن را می توان برای مدت طولانی، تا 1 ماه یا بیشتر، بدون تغییر غلظت محسوس نگهداری کرد. بوراکس، که در پروتولیتومتری برای استانداردسازی HCl استفاده می شود، اشاره دارد استانداردهای اولیه و با توجه به توزین دقیق تهیه می شود. در حالیکه محلول کار NaOH– اصلاً خصوصیات استاندارد و آن را ندارد هر بار که از آن استفاده می کنید غلظت باید تنظیم مجدد شود.
و کاربرد آنها در تحلیل
بارگذاری...