Analisi quantitativa. Metodi chimici di analisi. Chimica analitica. Analisi chimiche quantitative per ogni impianto, che consentono di prendere in considerazione tutti gli aspetti ambientali

Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni

METODI DI ANALISI CHIMICA QUANTITATIVA

Requisiti generali per lo sviluppo, la certificazione e l'utilizzo

Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Procedure di analisi chimica quantitativa. Requisiti generali per lo sviluppo, la certificazione e l'applicazione

OK 17.020

Data di introduzione 2015-01-01

Prefazione

1 SVILUPPATO dall'impresa unitaria dello Stato federale "Istituto di ricerca metrologica degli Urali" (FSUE "UNIIM")

2 INTRODOTTO dal Comitato Tecnico di Normalizzazione TC 53 “Norme e regole fondamentali per garantire l'uniformità delle misurazioni”

3 APPROVATO ED ENTRATO IN EFFETTO con ordinanza dell'Agenzia federale per la regolamentazione tecnica e la metrologia del 22 novembre 2013 N 1940-st

4 INTRODOTTO PER LA PRIMA VOLTA

Le regole per l'applicazione di queste raccomandazioni sono stabilite in GOST R 1.0-2012 (Sezione 8). Le informazioni sulle modifiche a queste raccomandazioni sono pubblicate nell'indice informativo annuale (dal 1 gennaio dell'anno corrente) "Norme nazionali" e il testo ufficiale delle modifiche e degli emendamenti è pubblicato nell'indice informativo mensile "Norme nazionali". In caso di revisione (sostituzione) o cancellazione di queste raccomandazioni, il corrispondente avviso sarà pubblicato nel prossimo numero dell'indice informativo mensile "Norme nazionali". Informazioni, avvisi e testi pertinenti sono pubblicati anche nel sistema informativo pubblico - sul sito web ufficiale dell'Agenzia federale per la regolamentazione tecnica e la metrologia su Internet (gost.ru)

introduzione

Metodi di analisi chimica quantitativa (di seguito - MCHA), che sono una delle varietà di metodi di misurazione e sono utilizzati nel controllo analitico della composizione o delle proprietà di sostanze, materiali, oggetti ambientali, oggetti di regolamentazione tecnica, oggetti biologici e altri, nonché nel trasferimento delle dimensioni delle unità dagli standard e per la certificazione dei materiali di riferimento, costituiscono una parte significativa delle tecniche di misurazione utilizzate sia nel campo della regolamentazione statale per garantire l'uniformità delle misurazioni che al di fuori di essa. Allo stesso tempo, indipendentemente dall'ambito di applicazione, gli MCCA presentano specifiche comuni associate alla presenza e all'implementazione di procedure speciali inerenti all'analisi chimica quantitativa, come la presenza di diverse procedure per il campionamento e la stabilizzazione dei campioni per oggetti diversi, la presenza di condizioni speciali per la conservazione e il trasporto di campioni di oggetti chimicamente aggressivi, la presenza di procedure specifiche per l'apertura dei campioni (decomposizione chimica, termica, ecc.), la presenza di procedure speciali per la preparazione dei campioni per l'analisi relative al trasferimento dell'analita (componente ) in uno stato conveniente per l'analisi (misurazione) (vari metodi di estrazione, concentrazione) ecc. Ciascuna delle procedure di cui sopra può determinare il proprio contributo, a volte abbastanza significativo, all'errore complessivo (incertezza) dei risultati dell'analisi, causandoli essere inaffidabile se uno qualsiasi dei fattori elencati non è stato sufficientemente ben analizzato, valutato e preso in considerazione nel processo di sviluppo dell'ICA e nella valutazione della sua conformità con lo scopo previsto - convalida MKHA (valutazione di idoneità secondo GOST ISO/IEC 17025- 2009). A seconda dell'ambito di applicazione del MKHA, la fase finale del suo sviluppo può essere la procedura di convalida della metodologia in conformità con GOST ISO/IEC 17025-2009 (per MKHA destinato all'uso al di fuori dell'ambito della regolamentazione statale per garantire l'uniformità delle misurazioni ) o la procedura di certificazione (in conformità con la legge federale N 102-FZ "Sulla garanzia dell'uniformità delle misurazioni" e GOST R 8.563-2009) per MKHA utilizzata nel campo della regolamentazione statale per garantire l'uniformità delle misurazioni), che può essere effettuato sulla base dei risultati della validazione del MKHA. In questo caso, la convalida dell'IKHA viene effettuata dallo sviluppatore o dall'utente della metodologia e la certificazione dell'IKHA viene effettuata da persone giuridiche (singoli imprenditori) accreditate per questo tipo di attività nel campo della garanzia dell'uniformità di misurazioni.

L'affidabilità e la tracciabilità dei risultati dell'analisi ottenuti utilizzando uno specifico MCCA dipende dal suo livello metrologico, che, a sua volta, è determinato dalla qualità dell'implementazione della procedura di sviluppo MCCA stessa e dalle sue fasi finali: convalida, certificazione.

Lo scopo di queste raccomandazioni è quello di descrivere un sistema di disposizioni e raccomandazioni che dovrebbero essere prese in considerazione quando si eseguono procedure per lo sviluppo di MCCA, tenendo conto delle specificità sopra menzionate dell'analisi chimica quantitativa e della necessità di applicare varie procedure per valutarne l'idoneità per lo scopo previsto, come fase finale di sviluppo di MCCA (a seconda dell'ambito della sua applicazione), nonché le caratteristiche e la procedura per l'utilizzo di MCCA, incluso MCCA, sviluppato sulla base di standard internazionali che regolano la misurazione standardizzata metodi (di analisi).

Queste raccomandazioni sono state sviluppate per sviluppare le disposizioni di GOST R 8.563-2009.

1 zona di utilizzo

1.1 Queste raccomandazioni definiscono un sistema di disposizioni e raccomandazioni che dovrebbero essere prese in considerazione durante lo sviluppo, la convalida, la certificazione e l'applicazione di tecniche di analisi chimica quantitativa, che sono uno dei tipi di tecniche di misurazione.
_______________
Secondo GOST ISO/IEC 17025 - valutazione di idoneità.

1.2 Queste raccomandazioni si applicano ai metodi di analisi chimica quantitativa (di seguito denominati MCCA), nonché ai metodi di prova, metodi di prova, misurazioni, analisi, se rappresentano o contengono MCCA.

2 Riferimenti normativi

Queste raccomandazioni utilizzano riferimenti normativi ai seguenti documenti normativi:

GOST 8.315-97 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Campioni standard della composizione e delle proprietà di sostanze e materiali. Disposizioni fondamentali

GOST 8.417-2002 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Unità di quantità

GOST 17.4.3.03-85 Conservazione della natura. Suoli. Requisiti generali per i metodi di determinazione degli inquinanti

GOST 17.2.4.02-81 Conservazione della natura. Atmosfera. Requisiti generali per i metodi di determinazione degli inquinanti

GOST 27384-2002 Acqua. Standard di errore per misurazioni di composizione e indicatori di proprietà

GOST 28473-90. Ghisa, acciaio, ferroleghe, cromo, manganese. Requisiti generali per i metodi di analisi

GOST ISO 9000-2011 Sistemi di gestione della qualità. Fondamenti e vocabolario

GOST ISO/IEC 17025-2009 Requisiti generali per la competenza dei laboratori di prova e taratura

GOST R 8.563-2009 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Tecniche di misurazione (metodi)

GOST R 8.568-97 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Certificazione delle apparecchiature di prova. Disposizioni fondamentali

GOST R 8.596-2002 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Supporto metrologico dei sistemi di misura. Disposizioni fondamentali

GOST R 8.654-2009 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Requisiti per il software degli strumenti di misura. Disposizioni fondamentali

GOST R 8.736-2011 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Misurazioni dirette multiple. Metodi per elaborare i risultati delle misurazioni. Disposizioni fondamentali

GOST R 52361-2005 Controllo analitico di un oggetto. Termini e definizioni

GOST R 52599-2006 Metalli preziosi e loro leghe. Requisiti generali per i metodi di analisi

GOST R 54569-2011 Ghisa, acciaio, ferroleghe, metalli cromo e manganese. Standard di accuratezza per l'analisi chimica quantitativa

GOST R ISO 5725-1-2002 Accuratezza (correttezza e precisione) dei metodi e dei risultati di misurazione. Parte 1. Disposizioni fondamentali e definizioni

GOST R ISO 5725-2-2002 Accuratezza (correttezza e precisione) dei metodi e dei risultati di misurazione. Parte 2: Metodo di base per determinare la ripetibilità e la riproducibilità di un metodo di misurazione standard

GOST R ISO 5725-3-2002 Accuratezza (correttezza e precisione) dei metodi e dei risultati di misurazione. Parte 3. Indicatori intermedi di precisione di un metodo di misurazione standard

GOST R ISO 5725-4-2002 Accuratezza (correttezza e precisione) dei metodi e dei risultati di misurazione. Parte 4. Metodi di base per determinare la correttezza di un metodo di misurazione standard

GOST R ISO 5725-6-2002 Accuratezza (correttezza e precisione) dei metodi e dei risultati di misurazione. Parte 6: Utilizzo dei valori di precisione nella pratica

RMG 54-2002 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Caratteristiche degli strumenti di calibrazione per la misurazione della composizione e delle proprietà di sostanze e materiali. Metodologia per eseguire misurazioni utilizzando campioni standard

RMG 60-2003 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Miscele certificate. Requisiti generali di sviluppo

RMG 61-2010 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Indicatori di accuratezza, correttezza, precisione dei metodi di analisi chimica quantitativa. Metodi di valutazione

RMG 62-2003 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Garantire l'efficacia delle misurazioni nel controllo di processo. Stima dell'errore di misura con informazioni iniziali limitate

RMG 63-2003 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Garantire l'efficacia delle misurazioni nel controllo di processo. Esame metrologico della documentazione tecnica

RMG 64-2003 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Garantire l'efficacia delle misurazioni nel controllo di processo. Metodi e metodi per aumentare la precisione della misurazione

RMG 76-2004 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Controllo di qualità interno dei risultati delle analisi chimiche quantitative.

PMG 44-2001 Regole per la standardizzazione interstatale. La procedura per il riconoscimento delle tecniche di misurazione

PMG 96-2009 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Risultati e caratteristiche di qualità delle misurazioni. Forme di presentazione

R 50.2.008-2001 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Metodi di analisi chimica quantitativa. Contenuti e procedura dell'esame metrologico

R 50.2.028-2003 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Algoritmi per costruire caratteristiche di calibrazione di strumenti per misurare la composizione di sostanze e materiali e valutarne gli errori (incertezze). Stima dell'errore (incertezza) delle caratteristiche di calibrazione lineare utilizzando il metodo dei minimi quadrati

R 50.2.060-2008 Sistema statale per garantire l'uniformità delle misurazioni. Introduzione di metodi standardizzati per l'analisi chimica quantitativa nei laboratori. Conferma del rispetto dei requisiti stabiliti

Nota - Quando si utilizzano queste raccomandazioni, è consigliabile verificare l'effetto dei documenti di riferimento e dei classificatori nel sistema di informazione pubblica - sul sito web ufficiale dell'Agenzia federale per la regolamentazione tecnica e la metrologia su Internet o utilizzando l'indice di informazione annuale "Norme nazionali ", che è stato pubblicato a partire dal 1 gennaio dell'anno in corso, e secondo i comunicati dell'indice informativo mensile "Norme nazionali" per l'anno in corso. Se viene sostituito un documento referenziato a cui viene fornito un riferimento senza data, si raccomanda di utilizzare la versione corrente di quel documento, tenendo conto di eventuali modifiche apportate a tale versione. In caso di sostituzione di un documento di riferimento a cui viene dato un riferimento datato, si consiglia di utilizzare la versione di tale documento con l'anno di approvazione (accettazione) sopra indicato. Se, dopo l'approvazione di tali raccomandazioni, viene apportata una modifica al documento referenziato a cui viene fatto riferimento datato che incide sulla disposizione richiamata, si raccomanda che tale disposizione sia applicata senza tener conto di tale modifica. Se il documento di riferimento viene cancellato senza sostituzione, si raccomanda di applicare la disposizione in cui ad esso viene fatto riferimento nella parte che non incide su tale rinvio.

3 Termini e definizioni

Queste raccomandazioni utilizzano termini conformi a GOST R 8.563, GOST R 52361, GOST ISO 9000, GOST R ISO 5725-1, PMG 96, RMG 61, nonché i seguenti termini con le definizioni corrispondenti:

3.1 analisi chimiche quantitative; QCA: Determinazione quantitativa sperimentale nell'oggetto di analisi (sostanza, materiale) del contenuto (concentrazione di massa, frazione di massa, frazione di volume, ecc.) di uno o più componenti mediante metodi chimici, fisico-chimici, fisici.

Nota - Il risultato del QCA è il contenuto stabilito di un componente della sostanza in un campione, espresso in unità di quantità fisiche approvate per l'uso nel paese, che indica le caratteristiche del suo errore (incertezza) o le loro stime statistiche. Il risultato QCA è un tipo di risultato di misurazione.

3.2 metodi di analisi chimica quantitativa; MKHA: un insieme di operazioni specificatamente descritte, la cui attuazione fornisce i risultati di un'analisi chimica quantitativa con indicatori di precisione stabiliti.

Appunti

1 La tecnica di analisi chimica quantitativa è un tipo di tecnica di misurazione.

2. Come caratteristica misurata viene preso il contenuto di uno o più componenti dell'oggetto di analisi.

Nota: come indicatore dell'accuratezza della tecnica di misurazione, le caratteristiche dell'errore di misurazione possono essere utilizzate in conformità con , indicatori di incertezza in conformità con *, indicatori di precisione in conformità con GOST R ISO 5725-1.
________________
*Vedi di seguito la sezione Bibliografia. - Nota del produttore del database.

3.4 Indicatore di precisione MCHA: Un indicatore di accuratezza della misurazione stabilito per qualsiasi risultato QCA ottenuto in conformità con i requisiti e le regole di una determinata ICA.

Nota - I valori degli indicatori di accuratezza possono essere assegnati a qualsiasi risultato QCA ottenuto in conformità con i requisiti e le regole regolate nel documento MCA.

3.5 standard di precisione della misurazione: Valori dell'indice di precisione consentiti per determinati scopi di misurazione.

3.6 Convalida MKHA: Una procedura documentata per confermare l'idoneità dell'MCHA a raggiungere gli scopi previsti, compreso l'esame e la fornitura di prove oggettive che i requisiti specifici per l'uso specifico previsto della tecnica sono soddisfatti.

3.7 requisiti metrologici per MKHA: Requisiti per le caratteristiche (parametri) della procedura di misurazione prevista dall'IKHA che influenzano i risultati e gli indicatori di accuratezza e le condizioni in cui tali caratteristiche (parametri) devono essere garantite.

3.8 fattori che influenzano il campione: Componenti interferenti e altre proprietà (fattori) del campione che influenzano il risultato e il valore dell'indicatore di precisione della misurazione.

3.9 fattori che influenzano la tecnica: Fattori i cui valori determinano le condizioni per eseguire misurazioni secondo MKHA, influenzando il risultato e il valore dell'indicatore di precisione della misurazione.

4 Disposizioni generali

4.1 MKHA sono sviluppati e utilizzati per garantire misurazioni di indicatori della composizione e delle proprietà di sostanze, materiali, oggetti di regolamentazione tecnica, oggetti biologici e altri oggetti soggetti a controllo analitico, in conformità con i requisiti metrologici stabiliti per le misurazioni, compresi i requisiti di accuratezza della misurazione.

4.2 I requisiti metrologici per le misurazioni eseguite durante il controllo analitico sono stabiliti tenendo conto delle specificità degli oggetti da controllare e degli scopi per l'utilizzo dei risultati della misurazione.

4.3 I requisiti metrologici per le misurazioni eseguite durante il controllo analitico includono i requisiti per:

- tipologia e caratteristiche del valore misurato (indicatore);

- unità del valore misurato (indicatore);

- intervallo di misure di un valore (indicatore);

- Accuratezza di misurazione;

- garantire la tracciabilità dei risultati delle misurazioni;

- alle condizioni delle misurazioni;

- al numero di cifre risultanti dalle misurazioni (arrotondamento dei risultati di misurazione) - se necessario.

4.4 Per MKHA relativo alla sfera della regolamentazione statale volta a garantire l'uniformità delle misurazioni, in conformità con le autorità esecutive federali determinano i requisiti metrologici obbligatori per le misurazioni, compresi gli indicatori di accuratezza della misurazione.

MKHA, destinato, secondo , a confermare la conformità degli oggetti della regolamentazione tecnica ai requisiti della regolamentazione tecnica, deve anche fornire requisiti obbligatori in termini di conformità:

- quantità misurate (indicatori) dell'oggetto controllato della regolamentazione tecnica e l'elenco degli indicatori di sicurezza in esso stabiliti;

- unità di misura secondo le unità di quantità IKHA determinate dai regolamenti tecnici;

- intervallo di misurazione secondo i livelli (accettabili) stabiliti dall'IKHA degli indicatori di sicurezza degli oggetti della regolamentazione tecnica;

- valori degli indicatori di precisione MKHA rispetto agli standard di precisione di misurazione definiti dai regolamenti tecnici (se presenti).

Durante lo sviluppo di un MKHA, il cliente (sviluppatore) può determinare ulteriori requisiti metrologici.

4.5 Per le apparecchiature microchimiche non correlate all'ambito della regolamentazione statale volta a garantire l'uniformità delle misurazioni, i requisiti metrologici per le misurazioni sono determinati dal cliente (sviluppatore) della metodologia.

4.6 Lo sviluppo di MKHA viene effettuato sulla base di piani, programmi di standardizzazione nazionale (industriale), piani per modernizzare la produzione dell'organizzazione, ecc., a seconda del suo scopo e ambito di applicazione.

4.7 La fase finale nello sviluppo del MKHA utilizzato nel campo della regolamentazione statale per garantire l'uniformità delle misurazioni è la sua certificazione. La fase finale nello sviluppo di MKHA, che non è destinato all'uso nel campo della regolamentazione statale per garantire l'uniformità delle misurazioni, è la sua convalida o certificazione, eseguita su base volontaria.

4.8 Il documento per MKHA è sviluppato in conformità con i requisiti di GOST R 8.563, queste raccomandazioni e la procedura stabilita per il corrispondente grado di documento nel campo della standardizzazione, che comporta l'approvazione di uno specifico MKHA.

4.9 La certificazione MKHA viene effettuata in conformità con la procedura definita da GOST R 8.563 e queste raccomandazioni. La certificazione di MKHA relativa alla sfera della regolamentazione statale volta a garantire l'uniformità delle misurazioni viene effettuata da persone giuridiche e singoli imprenditori debitamente accreditati per svolgere lavori sulla certificazione dei metodi di misurazione in conformità con l'ambito approvato del loro accreditamento.

4.10 La validazione del MKHA viene effettuata dal suo sviluppatore o, per suo conto, da un'organizzazione terza competente nel campo del supporto metrologico di KKhA in conformità con queste raccomandazioni.

4.11 L'uso di MKHA in un laboratorio specifico che non è lo sviluppatore di MKHA deve essere preceduto da una procedura per la sua verifica (implementazione), confermando la sua fattibilità nelle condizioni di questo laboratorio con indicatori di accuratezza stabiliti.

4.12 MKHA vengono utilizzati in stretta conformità con il loro scopo e ambito, che sono regolati nel documento approvato su MKHA.
, in genere non sono necessari più di pochi minuti. [e-mail protetta], lo scopriremo.

ANALISI CHIMICA QUANTITATIVA, determinazione del contenuto quantitativo dei componenti della sostanza analizzata; uno dei principali tipi di analisi chimiche. In base alla natura delle particelle da determinare, si distinguono l'analisi isotopica, l'analisi elementare, l'analisi molecolare, l'analisi di fase, l'analisi del gruppo strutturale (funzionale) e altri tipi di analisi. Il contenuto del componente determinato (analita) è caratterizzato dalle seguenti quantità: quantità di sostanza, massa, frazione di massa, frazione molare, concentrazione, rapporti molari o di massa dei componenti. La caratteristica principale è la quantità di sostanza (v, mol). Più spesso, la frazione di massa dell'analita (ω,%) è determinata proporzionale alla quantità di sostanza.

L'analisi chimica quantitativa è un tipo di misurazione indiretta (vedi articolo Metrologia dell'analisi chimica). L'analisi chimica quantitativa è fondamentalmente diversa dalle misurazioni convenzionali in assenza di un'unità standard di quantità di una sostanza (mole). Inoltre, nell'analisi chimica quantitativa, le fasi non di misurazione (campionamento, preparazione del campione, identificazione) svolgono un ruolo importante, pertanto l'errore del risultato dell'analisi è superiore all'errore totale delle misurazioni iniziali (massa, volume, ecc.) . Raggiungere l'uniformità delle misurazioni nell'analisi chimica quantitativa è difficile e si ottiene in modi specifici, utilizzando campioni di composizione standard, nonché confrontando i risultati ottenuti in diversi laboratori.

Per eseguire analisi chimiche quantitative, vengono utilizzati metodi chimici, fisico-chimici, fisici, nonché biochimici e biologici. La loro importanza relativa variava: nei secoli XVIII e XIX le principali erano la gravimetria e la titrimetria, a metà del XX secolo l'analisi spettrale, l'analisi fotometrica e i metodi di analisi elettrochimici. A cavallo tra il XX e il XXI secolo, la cromatografia, vari tipi di spettroscopia e la spettrometria di massa svolgono un ruolo di primo piano. I fondamenti teorici e metrologici generali dell'analisi chimica quantitativa si stanno sviluppando rapidamente, hanno cominciato ad essere utilizzati metodi chemiometrici, l'informatizzazione e l'automazione delle analisi continuano e l'attenzione agli aspetti economici sta crescendo.

La tecnica di analisi specifica il metodo scelto e regola la sequenza, i metodi e le condizioni per eseguire tutte le operazioni durante l'analisi di oggetti di tipo noto in componenti specificati. L'analita deve essere preventivamente rilevato e identificato mediante metodi di analisi chimica qualitativa. Si consiglia di conoscere in anticipo il contenuto approssimativo dell'analita, nonché le sostanze che potrebbero interferire con l'analisi. La tecnica è caratterizzata dal limite inferiore del contenuto rilevabile (LLC), ovvero il contenuto minimo dell'analita al quale l'errore relativo di analisi con una probabilità di 0,95 rimane al di sotto del limite specificato. Tipicamente, NGOS è un ordine di grandezza superiore al limite di rilevamento, ovvero il contenuto minimo di analita richiesto per il suo rilevamento utilizzando un determinato metodo con una determinata affidabilità. Esistono anche limiti massimi per i contenuti determinati.

La maggior parte dei metodi di analisi chimica quantitativa comprendono le seguenti fasi: raccolta del campione, preparazione del campione (macinazione, decomposizione, dissoluzione, separazione o mascheramento di sostanze interferenti, trasformazione dell'analita in una nuova forma), misurazione del segnale analitico, calcolo dell'analita contenuto. Alcune tecniche (ad esempio, quelle che utilizzano sensori chimici o metodi di test di analisi chimica) non richiedono il campionamento o la preparazione del campione. Per calcolare il contenuto dell'analita, viene misurato il segnale analitico (I), una quantità fisica funzionalmente correlata al contenuto dell'analita nel campione (nei metodi semiquantitativi il segnale viene valutato visivamente). La natura del segnale analitico è diversa: in gravimetria è la massa del prodotto di reazione, in titrimetria è il volume del titolante, in potenziometria è il potenziale dell'elettrodo, nell'analisi spettrale di emissione atomica è l'intensità della radiazione ad un determinata lunghezza d'onda. La misurazione del segnale analitico è spesso combinata con una reazione chimica (metodi di analisi fisico-chimici) o con la separazione dei componenti (metodi di analisi ibridi).

Il calcolo del contenuto dell'analita (c) richiede solitamente la conoscenza delle caratteristiche di calibrazione - una dipendenza della forma I = f(c). Nei metodi relativi di analisi chimica quantitativa (la maggior parte dei metodi), questa dipendenza viene stabilita utilizzando campioni di riferimento per i quali il contenuto di analita è noto con precisione e i segnali analitici vengono misurati con gli stessi mezzi e nelle stesse condizioni delle analisi successive. Nei metodi assoluti (ad esempio gravimetria, titrimetria, coulometria), solitamente non vengono utilizzati campioni di riferimento e le caratteristiche di calibrazione vengono ottenute sulla base di informazioni chimiche generali (stechiometria della reazione, legge degli equivalenti, legge di Faraday, ecc.).

I risultati dell'analisi chimica quantitativa sono sottoposti a elaborazione matematica, che comprende il rifiuto degli errori grossolani, la valutazione della compatibilità dei risultati di analisi ripetute, la loro media per ridurre l'influenza degli errori casuali, l'esclusione degli errori sistematici, il calcolo della confidenza intervallo in cui con probabilità P (solitamente P = 0,95) si dovrebbe ottenere il contenuto effettivo dell'analita. Quando si elaborano i risultati dell'analisi chimica quantitativa, confrontandoli tra loro o con standard tecnici, viene presa in considerazione la distribuzione statistica dei risultati di analisi ripetute.

Quando si selezionano e valutano i metodi per l'analisi chimica quantitativa, elevata precisione (gli errori casuali e sistematici dovrebbero essere i più piccoli possibile), elevata sensibilità (caratterizzata dalla pendenza della caratteristica di calibrazione dl/de), assenza o costanza dello sfondo (segnale derivante in assenza dell'analita), elevata selettività (il segnale non deve dipendere dal contenuto di altri componenti del campione), rapidità (la durata dell'analisi deve essere la più breve possibile). Sono importanti anche altre caratteristiche della tecnica (peso del campione, costo e complessità delle apparecchiature, intensità di lavoro dell'analisi, possibilità di automazione dell'analisi, registrazione continua del segnale, determinazione simultanea di un numero di analiti). L'analisi chimica quantitativa automatizzata continua è importante per un controllo efficace del processo, il monitoraggio ambientale, ecc.

Lett.: Fondamenti di chimica analitica: in 2 libri. / A cura di Yu A. Zolotov. M., 2004; Zolotov Yu. A., Vershinin V. I. Storia e metodologia della chimica analitica. 2a ed. M., 2008.

Il nostro laboratorio offre una vasta gamma di analisi necessarie per eseguire i seguenti lavori:

Monitoraggio ambientale

· Certificazione dei rifiuti (sviluppo di un passaporto per i rifiuti pericolosi)

Determinazione della composizione dei componenti dei rifiuti industriali

· Calcolo della classe di pericolosità dei rifiuti

· Analisi di acqua, aria, prodotti e molti altri.

Quando si sviluppa un passaporto per rifiuti pericolosi, è necessario determinare la composizione dei rifiuti. Un documento obbligatorio per l'approvazione del passaporto dei rifiuti è il protocollo QCA (analisi chimica quantitativa), che viene eseguito dal nostro laboratorio, accreditato per questo tipo di attività. Il protocollo di analisi chimica viene redatto dopo l'analisi del campione e contiene informazioni sulla composizione dei componenti del rifiuto.

La composizione è indicata in mg/kg di sostanza secca e in % sulla sostanza secca. Il protocollo QCA contiene anche informazioni sui documenti normativi sulla metodologia di misurazione. Inoltre, il protocollo per l'analisi chimica quantitativa dei rifiuti pericolosi contiene informazioni su una persona giuridica o un singolo imprenditore (nome dell'organizzazione e indirizzo legale), nonché informazioni sul laboratorio che ha analizzato il campione di rifiuti pericolosi.

Quando si preparano i documenti per ottenere una licenza per svolgere attività di raccolta, utilizzo, neutralizzazione, trasporto, smaltimento di rifiuti delle classi di pericolo I-IV, sono richiesti anche i protocolli KHA per i rifiuti pericolosi. In questo caso si utilizzano i protocolli CCA per indicare le informazioni sulla composizione dei componenti dei rifiuti delle classi di pericolo I-IV dichiarate nella licenza.

Quando si esegue il QCA, è molto importante tenere conto della valutazione degli indicatori di qualità dei metodi di analisi chimica quantitativa (QCA).

La protezione dell’ambiente dal crescente impatto delle sostanze chimiche sta ricevendo una crescente attenzione in tutto il mondo. Nel nostro Paese, sulla base della Legge della Federazione Russa “Sulla garanzia dell'uniformità delle misurazioni”, la protezione ambientale rientra nell'ambito del controllo e della supervisione metrologica statale.

La base di tutte le misure volte a prevenire o ridurre l'inquinamento ambientale è il controllo del contenuto di sostanze nocive. Il monitoraggio è necessario per ottenere informazioni sul livello di inquinamento. La valutazione dell'inquinamento degli oggetti ambientali è la concentrazione massima ammissibile (MPC). Le concentrazioni massime ammissibili normalizzate dovrebbero formulare requisiti per l'accuratezza del controllo dell'inquinamento e regolare il livello richiesto di supporto metrologico per lo stato dell'ambiente.

L'analisi chimica quantitativa (QCA) è una determinazione sperimentale della frazione di massa o volume di uno o più componenti in un campione utilizzando metodi fisici, chimici e fisico-chimici.

CCA è lo strumento principale per garantire l'affidabilità dei risultati ottenuti dall'analisi degli oggetti ambientali.

La particolarità della QCA è che viene misurata la composizione dei sistemi multicomponente. La misurazione della composizione è complicata dagli effetti dell'influenza reciproca dei componenti, che determina la complessità della procedura di analisi chimica. Caratteristica dell'analisi come processo di misurazione è che il componente da determinare, distribuito nella matrice del campione, è legato chimicamente ai componenti della matrice.

Il risultato della misurazione e l'indicatore della loro accuratezza possono anche essere influenzati da altri fattori fisico-chimici del campione. Ciò porta alla necessità:

in primo luogo, la normalizzazione delle quantità d'influenza per ciascuna tecnica,
in secondo luogo, l'uso di sostanze certificate adeguate ai campioni analizzati (nella fase di monitoraggio dell'accuratezza dei risultati delle misurazioni).

L'obiettivo principale del supporto metrologico per le misurazioni nel monitoraggio e controllo ambientale è garantire l'uniformità e l'accuratezza richiesta dei risultati delle misurazioni degli indicatori di inquinamento.

Nel multiforme e complesso lavoro volto a garantire l'uniformità delle misurazioni nel Paese, il posto più importante è dato allo sviluppo e alla certificazione delle tecniche di misurazione (MVI). Ciò è chiaramente evidenziato dal fatto che la Legge della Federazione Russa “Sulla garanzia dell’uniformità delle misurazioni” comprende un articolo 9 separato, che afferma: “Le misurazioni devono essere effettuate secondo tecniche di misurazione debitamente certificate”.

In connessione con l'introduzione di GOST R ISO 5725-2002, sono state apportate modifiche allo standard statale della Federazione Russa GOST R 8.563-96 "GSI. Metodi di misurazione", che definisce la procedura per lo sviluppo e la certificazione dei metodi di misurazione, compresi i metodi di analisi chimica quantitativa (QCA). Secondo i requisiti di questo standard, le organizzazioni devono disporre di elenchi di documenti per i metodi QCA utilizzati nelle aree di controllo e supervisione metrologica statale in una determinata organizzazione, nonché piani per la cancellazione e la revisione dei documenti per i metodi QCA che non soddisfano i requisiti della norma. Inoltre, questi piani dovrebbero prevedere la certificazione e, se necessario, la standardizzazione delle tecniche di CA.

I sei standard GOST R ISO 5725-2002 stabiliscono in dettaglio e specificamente (con esempi) le disposizioni di base e le definizioni degli indicatori di accuratezza dei metodi di misurazione (MMI) e dei risultati di misurazione, i metodi per la valutazione sperimentale degli indicatori di accuratezza e l'uso dei valori di accuratezza in pratica. Dovresti prestare attenzione alla nuova terminologia presentata nello standard GOST R ISO 5725.

In conformità con GOST R 5725-1-2002 - 5725-6-2002, vengono utilizzati tre termini per descrivere l'accuratezza dell'analisi chimica: precisione, correttezza e accuratezza.

La precisione è il grado di vicinanza reciproca dei risultati di misurazioni indipendenti ottenuti in condizioni specifiche stabilite. Questa caratteristica dipende solo da fattori casuali e non è correlata al valore reale o al valore di riferimento accettato.

L'accuratezza è il grado di vicinanza del risultato dell'analisi al valore di riferimento vero o accettato.

Un valore di riferimento è un valore che funge da valore coerente. Come valore di riferimento si può prendere il seguente:

· valore teorico o scientificamente accertato;

· valore di CO certificato;

· valore della miscela certificata (AC);

· aspettativa matematica della caratteristica misurata, cioè il valore medio di un dato insieme di risultati di analisi.

La variabilità del risultato di un'analisi chimica può essere influenzata da diversi fattori: tempo (intervallo di tempo tra le misurazioni), calibrazione, operatore, attrezzatura, parametri ambientali.

A seconda dei fattori che influenzano, la precisione dei risultati dell'analisi comprende:

· precisione dell'analisi in condizioni di ripetibilità - condizioni in cui i risultati dell'analisi sono ottenuti utilizzando lo stesso metodo nello stesso laboratorio, dallo stesso operatore utilizzando la stessa attrezzatura, quasi simultaneamente (determinazioni parallele);

· precisione dell'analisi in condizioni di riproducibilità - condizioni in cui i risultati dell'analisi sono ottenuti utilizzando lo stesso metodo in diversi laboratori, variando da vari fattori (tempo, operatore, condizioni ambientali diversi);

· precisione dell'analisi intralaboratorio - condizioni in cui i risultati dell'analisi sono ottenuti utilizzando lo stesso metodo nello stesso laboratorio con variazioni di vari fattori (tempo, operatore, diversi lotti di reagenti, ecc.).

Una misura di precisione è la deviazione standard (RMS):

r - deviazione standard della ripetibilità;
R - deviazione standard della riproducibilità;
Rl - deviazione standard della precisione intralaboratorio).

La deviazione standard caratterizza la diffusione di qualsiasi risultato di una serie di osservazioni rispetto al risultato medio dell'analisi () ed è indicata con S.

Il campione S viene calcolato utilizzando la formula:

dove i è il risultato di i - definizione;
- media aritmetica dei risultati di determinazioni parallele;
N è il numero di definizioni parallele.

La valutazione viene effettuata utilizzando la deviazione standard del campione S ~ S,

dove è l'insieme generale dei risultati della misurazione.

Le caratteristiche qualitative dei metodi e dei risultati delle analisi sono: accuratezza, ripetibilità, precisione intralaboratorio, riproducibilità, correttezza.

È importante che il laboratorio valuti la qualità dei risultati analitici ottenuti utilizzando la tecnica per un lungo periodo di tempo. Quando si accumula materiale statistico basato sui risultati del controllo intralaboratorio, è possibile, in conformità con GOST R ISO 5725-6, RMG 76-2004, monitorare la stabilità della deviazione standard (RMSD) della ripetibilità, la deviazione standard (RMSD) di precisione intermedia, l'indicatore di precisione utilizzando le carte Shewhart. Per ogni indicatore di composizione analizzato in laboratorio viene effettuato il controllo di stabilità secondo la metodologia utilizzata. Inoltre, il controllo della stabilità dell'accuratezza viene effettuato solo per quegli indicatori per i quali esistono mezzi di controllo sufficientemente stabili nel tempo sotto forma di soluzioni GSO, OSO, SOP, AS o di calibrazione.

In conformità con l'algoritmo selezionato per l'esecuzione delle procedure di controllo, si ottengono i risultati delle misurazioni di controllo e si formano le procedure di controllo. È consentito costruire carte di controllo più vicine all'inizio, alla metà e alla fine dell'intervallo delle concentrazioni misurate.

La stabilità della deviazione standard della ripetibilità, della deviazione standard della precisione intermedia e dell'indicatore di accuratezza viene valutata confrontando le discrepanze ottenute durante un certo periodo dei risultati dell'analisi dell'indicatore controllato nel campione con quelli calcolati durante la costruzione del controllo grafici con limiti di avviso e di azione. I risultati del controllo della stabilità utilizzando le carte di controllo Shewhart sono forniti in GOST R ISO 5725-6.

La tecnica di misurazione è considerata come un insieme di operazioni e regole, la cui implementazione garantisce l'ottenimento di risultati di misurazione con un errore noto. La garanzia dell'errore di misura è la caratteristica principale e decisiva di MVI. In precedenza, in conformità con i requisiti dei documenti normativi, a ciascun risultato dell'analisi veniva assegnato un errore calcolato durante uno studio metrologico del metodo e assegnato al metodo durante la sua certificazione. GOST R ISO 5725-2002 introduce un concetto aggiuntivo: errore di laboratorio. Pertanto, il laboratorio ha il diritto di valutare il proprio errore per ciascun MVI e non deve superare quello assegnato e, in conformità con RMG 76-2004, elaborare un protocollo di indicatori stabiliti della qualità dei risultati dell'analisi durante l'implementazione dell'analisi tecnica in laboratorio.

Inoltre, in precedenza, per valutare le caratteristiche metrologiche delle misurazioni analitiche del contenuto di un componente negli oggetti in studio, era sufficiente condurre un esperimento in laboratorio. Le moderne normative per la certificazione dei metodi di analisi chimica quantitativa richiedono un esperimento interlaboratorio con la partecipazione di almeno otto laboratori in condizioni di misurazione identiche (stessi metodi, materiali omogenei). Solo negli studi metrologici di metodi che richiedono apparecchiature uniche è consentita l'elaborazione statistica dei risultati di un esperimento in laboratorio.

Il metodo deve necessariamente indicare le caratteristiche dell'errore e i valori dei limiti di ripetibilità (se il metodo prevede determinazioni parallele) e riproducibilità. Nel caso più estremo deve essere indicata almeno una delle componenti dell'errore, ovvero l'errore totale. In caso contrario, la metodologia non può essere applicata e non sono consentiti riferimenti ad essa.

Ma allo stesso tempo, in conformità con i requisiti di RMG 61-2003, se è impossibile organizzare un esperimento in diversi laboratori, è consentito ottenere dati sperimentali in un laboratorio in condizioni di precisione intralaboratorio, variando altrettanti fattori più diversi possibili. In questo caso, l'indicatore di riproducibilità della tecnica di analisi sotto forma di deviazione standard viene calcolato utilizzando la formula:

R = k·S Rë,

dove SRl è la deviazione standard del campione dei risultati dell'analisi ottenuti in condizioni di precisione intralaboratorio;

k è un coefficiente che può assumere valori da 1,2 a 2,0.

In conformità con GOST R 8.563-2009, i metodi destinati all'uso nella diffusione del controllo e della supervisione metrologica statale devono essere certificati e inseriti nel registro federale. Le istituzioni idonee alla certificazione sono:

Istituto panrusso di ricerca di metrologia e certificazione (VNIIMS),

Istituto di ricerca metrologica degli Urali (UNIIM),

Istituto di ricerca metrologico tutto russo (VNIIM) dal nome. Mendeleev (Centro per la ricerca e il controllo della qualità dell'acqua (CIKV, San Pietroburgo),

Istituto Idrochimico del Servizio Federale di Idrometeorologia e Monitoraggio Ambientale, JSC "ROSA" (Mosca).

L'Istituto panrusso di ricerca scientifica di metrologia e certificazione (VNIIMS) è responsabile della registrazione statale dei metodi certificati e del rispetto del diritto d'autore dell'organizzazione in via di sviluppo.

I metodi non utilizzati nelle aree del controllo e della supervisione metrologica statale sono certificati secondo le modalità stabilite presso l'impresa. Se il servizio metrologico di un'impresa è accreditato per effettuare la certificazione dei metodi, può effettuare l'esame metrologico dei metodi utilizzati nel campo della diffusione del controllo e della supervisione metrologica statale.

Il costo per l'esecuzione dei nostri servizi è determinato individualmente

per ciascuna impresa, consentendo di tenere conto di tutti gli aspetti nel campo della protezione ambientale

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Certificato del revisore dei conti Evgeniy Valerievich Tyutyunchenko N. N-10-03-12-1000

Il documento normativo sul metodo di misurazione deve regolamentare quante (una o più) singole osservazioni devono essere effettuate, i metodi per calcolarne la media (valore medio aritmetico dei risultati di osservazioni multiple, mediana o deviazione standard) e i metodi di presentazione come misurazione risultato (o risultato del test). Potrebbe essere necessario introdurre correzioni standard (ad esempio, come portare il volume del gas a temperatura e pressione normali). Pertanto, il risultato delle misurazioni (test) può essere presentato come risultato calcolato da diversi valori osservati. Nel caso più semplice, il risultato delle misurazioni (test) è il valore effettivamente osservato).

Secondo “PMG 96-2009 GSI. Risultati e caratteristiche di qualità delle misurazioni. Forme di presentazione”, il risultato della misurazione viene presentato come un numero con o senza nome. Insieme al risultato della misurazione vengono presentate le caratteristiche del suo errore o le loro stime statistiche. La presentazione dei risultati di misura ottenuti come media aritmetica dei risultati di più osservazioni è accompagnata dall'indicazione del numero di osservazioni e dell'intervallo di tempo durante il quale sono state effettuate.

Accuratezza dei risultati delle analisi chimiche. Standard per monitorare l'accuratezza del risultato della misurazione del contenuto del componente controllato in un campione della sostanza analizzata, procedure e frequenza del monitoraggio

Secondo GOST R ISO 5725-1-2002 Accuratezza (correttezza e precisione) dei metodi e dei risultati di misurazione. Parte 1. Disposizioni fondamentali e definizioni":

precisione –Con il grado di vicinanza del risultato della misurazione al valore di riferimento accettato.

valore di riferimento accettato - un valore che funge da valore corrispondente per il confronto e si ottiene come:

a) valore teorico o accertato sulla base di principi scientifici;

b) un valore assegnato o certificato sulla base di lavori sperimentali di qualsiasi organizzazione nazionale o internazionale;

c) un valore concordato o qualificato basato su un lavoro sperimentale congiunto sotto la direzione di un gruppo scientifico o ingegneristico;

d) aspettativa matematica della caratteristica misurata, ovvero il valore medio di un dato insieme di risultati di misurazione - solo quando a), b) ec) non sono disponibili.

Il termine "accuratezza", quando si fa riferimento a una serie di risultati di misurazione (test), include una combinazione di componenti casuali e un errore sistematico complessivo.

Giusto – il grado di vicinanza del valore medio ottenuto sulla base di un'ampia serie di risultati di misurazione (o risultati di prove) al valore di riferimento accettato. Appunti: L’indicatore di correttezza è solitamente il valore dell’errore sistematico.

errore sistematico – la differenza tra l'aspettativa matematica dei risultati della misurazione e il valore vero (o in sua assenza, il riferimento accettato). Appunti: Il vero valore della quantità è sconosciuto; viene utilizzato solo in studi teorici.

Come componenti dell'errore sistematico di misurazione si distingue l'errore sistematico non escluso, la componente dell'errore sistematico di misurazione dovuta all'imperfezione dell'implementazione del principio di misurazione accettato, l'errore di calibrazione dello strumento di misurazione utilizzato), ecc.

precisione – il grado di vicinanza reciproca dei risultati di misurazioni indipendenti ottenuti ripetutamente in specifiche condizioni regolamentate. Appunti: La precisione dipende solo da errori casuali e non ha alcuna relazione con il valore vero o stabilito della quantità misurata. Una misura di precisione è solitamente espressa in termini di incertezza e viene calcolata come deviazione standard dei risultati della misurazione. Una minore precisione corrisponde a una deviazione standard maggiore. I “risultati indipendenti di misurazioni (o prove)” sono risultati ottenuti in un modo che non è influenzato da alcun risultato precedente ottenuto testando lo stesso oggetto o un oggetto simile. I valori quantitativi delle misure di precisione dipendono in modo significativo dalle condizioni regolamentate. Casi estremi di insiemi di tali condizioni sono condizioni di ripetibilità e condizioni di riproducibilità.

ripetibilità (sinonimo convergenza) – precisione in condizioni di ripetibilità.

condizioni di ripetibilità (convergenza).– condizioni in cui risultati di misurazioni (o prove) indipendenti vengono ottenuti ripetutamente con lo stesso metodo su identici oggetti di prova, nello stesso laboratorio, dallo stesso operatore, utilizzando la stessa attrezzatura, entro un breve periodo di tempo.

riproducibilità – precisione in condizioni di riproducibilità.

condizioni di riproducibilità – condizioni in cui i risultati della misurazione (o del test) vengono ottenuti ripetutamente lo stesso metodo, su identici oggetti di prova, in tempi diversi, in laboratori diversi, da operatori diversi, utilizzando apparecchiature diverse, ma portati alle stesse condizioni di misura (temperatura, pressione, umidità, ecc.).

Gli standard per monitorare l'accuratezza di un risultato di misurazione sono indicatori di ripetibilità (convergenza), riproducibilità e correttezza del risultato di misurazione.

Capitolo 4. Analisi chimica quantitativa

Analisi titrimetrica

L'analisi quantitativa di una sostanza è determinazione sperimentale (misurazione) del contenuto di elementi chimici, composti o loro forme nella sostanza analizzata, espressa in forma numerica. Lo scopo dell'analisi quantitativa è determinare il contenuto (concentrazione) dei componenti di un campione e può essere eseguita utilizzando vari metodi: chimico, fisico-chimico, fisico, biologico.

Metodi chimici includere gravimetrico (peso) e titrimetrico o volumetrico tipi di analisi .

Metodi gravimetrici basato su preciso misurazione della massa il componente da determinare, oppure un composto ad esso quantitativamente correlato e di composizione nota con precisione.

Sotto analisi titrimetrica comprendere la determinazione del contenuto di una sostanza mediante una quantità accuratamente misurata di un reagente (massa o volume) che ha reagito con il componente da determinare in una quantità equivalente.

I metodi di analisi chimica quantitativa non richiedono attrezzature complesse e hanno una buona precisione e riproducibilità. Poiché l'errore di molti metodi titrimetrici non supera ± 0,5 ¸ 0,1% e dei metodi gravimetrici non supera lo 0,1%, questi metodi vengono ancora utilizzati come metrologico quando si effettua la certificazione dei metodi di analisi. Tuttavia, presentano una serie di svantaggi. I più significativi sono l'insufficiente selettività e sensibilità, che richiedono un'attenta preparazione del campione e dei reagenti utilizzati.

Per eseguire l'analisi chimica, vengono utilizzati reagenti con le seguenti qualifiche: H.(pulito), ch.d.a.– pulire per l'analisi; grado del reagente– chimicamente puro; o.s.h.- particolarmente pulito. I reagenti del marchio hanno il contenuto più basso di impurità o.s.h. E ch.d.a., mentre i reagenti sono qualificati h.h..(puro) e inferiori non sono sempre adatti per determinazioni quantitative e richiedono un'ulteriore purificazione.

La qualità dei risultati ottenuti è in gran parte determinata dalla corretta selezione di piatti e attrezzature. Per eseguire analisi quantitative, viene utilizzata un'ampia varietà di vetreria e bilance da laboratorio. In base al suo scopo è classificato in:

Ø utensili per usi speciali – utilizzato per eseguire una gamma ristretta di operazioni. Questo vari tipi di picnometri, idrometri, frigoriferi, palloni a fondo tondo, palloni Kjeldahl;

Ø pentole per uso generale – più spesso utilizzato in una varietà di tipi di lavoro: bollitura, titolazione, filtrazione, ecc. Questo provette, imbuti, bicchieri, beute Erlenmeyer a fondo piatto rotonde e coniche, cristallizzatori, piastre Petri, bottiglie, essiccatori(Fig. 4.1 e 4.2);

Figura 4.1 – Vetreria da laboratorio per uso generale utilizzata in vari metodi analitici.

Figura 4.2 – utensili di uso generale: a) bottiglie di vetro con coperchio per la pesatura e la conservazione di sostanze igroscopiche; b) vari tipi di lavatrici per il risciacquo delle stoviglie.

Ø misurini – utilizzato per misurare volumi di liquidi. È diviso in piatti misurazione precisa : pipette (di Mohr e graduate), burette, matracci tarati di Mohr (Fig. 4.3) e strumenti di misurazione imprecisi: cilindri graduati, bicchieri, becher, matracci tarati, provette graduate: cilindriche e coniche o a forma di dito (Fig. 4.4).

Figura 4.3 - utensili per la misurazione precisa del volume utilizzati per

selezione dell'aliquota, preparazione della soluzione standard e titolazione.

Figura 4.4 - Utensili utilizzati per misurazioni imprecise del volume

per la preparazione di soluzioni e reagenti soggetti a standardizzazione

nell'analisi qualitativa.

Per prelevare aliquote in titrimetria, durante la precipitazione quantitativa dalle soluzioni, nonché durante la preparazione di soluzioni standard per vari scopi, utilizzare sempre solo strumenti di misurazione di precisione e bilance analitiche! Piatti per una misurazione precisa del volume E scale tecnochimiche usato: per cucinare standardizzato soluzioni, misurando i volumi delle soluzioni utilizzate per mantenere l'acidità del mezzo (tamponi), eseguendo la precipitazione e la titolazione delle aliquote. Soprattutto quando si lavora con utensili di misurazione accurato , è necessario mantenerne la pulizia. A questo scopo, i piatti prima dell'uso risciacquare sempre con acqua distillata e asciutto. Preciso Le stoviglie vengono asciugate all'aria utilizzando etere o alcool e impreciso E scopo generale– su asciugatrici riscaldate o in un armadio di asciugatura. Per eliminare errori durante la selezione delle aliquote e il lavoro con le burette, queste vengono inoltre risciacquate con la soluzione da misurare.

Una variazione della temperatura del mezzo porta ad un errore di misurazione: una sopravvalutazione o una sottostima del volume determinato e quindi della concentrazione calcolata. Pertanto, tutti gli strumenti di misurazione hanno un timbro che ne indica la qualità volume a 20ºС e piatti di misurazione precisa - inoltre calibrato con acqua distillata utilizzando una bilancia analitica e correggendo la densità dell'acqua a una determinata temperatura. A volte sono presenti contrassegni aggiuntivi che indicano la resistenza al calore e la resistenza chimica. È indicata la resistenza al calore del vetro quadrato o cerchio opaco. In tali piatti, i liquidi vengono riscaldati e bolliti su fornelli e fornelli a gas.

Bilancia. Vengono chiamati i dispositivi utilizzati per determinare la massa dei corpi bilancia . Nelle analisi chimiche si utilizzano due tipi di bilance: tecnico e analitico. Possono essere meccanici o elettronici; avere una tazza (quadrante meccanico ed elettronico) o due (tazza e scale damper). Sotto pesatura capire confronto della massa di un dato oggetto con la massa dei pesi tarati (pesi) o misurazione della pressione che l'oggetto esercita sul piatto della bilancia in termini di unità di massa. I pesi sono necessari quando si lavora su smorzatori o bilance a piatto e in quadrante ed elettronico bilance a piatto singolo le scale sono già graduate in unità di massa.

Le scale variano in base alla classe di precisione e ai limiti di misurazione. Scale tecniche – i meno accurati e vengono utilizzati per pesare campioni relativamente grandi. Per scopi chimici vengono solitamente utilizzate bilance tecniche a quadrante o a tazza da 0,2 - 1 kg (a volte fino a 5 kg). La loro precisione non supera 0,01 - 20 g Bilance tecniche con una precisione di 0,1 - 0,01 g chiamato tecnochimico e utilizzato in laboratorio per prelevare campioni da 1 a 500 g . Nel moderno bilance tecniche elettroniche la precisione di misurazione può essere ancora maggiore: con un peso massimo dell'oggetto di 500 g, varia da 0,001 ga 0,2 g.

Bilanci analitici vengono utilizzati per determinare con precisione la massa di un campione durante la preparazione di soluzioni standard, l'esecuzione di misurazioni gravimetriche, ecc. La precisione delle bilance degli smorzatori è ± 2 × 10 - 4 - 2 × 10 - 5 g e quelle elettroniche - fino a 2 × 10 - 6 g In media, tali bilance sono progettate per una massa massima di un oggetto di 50 - 200 g, ma vengono prodotte anche bilance con maggiore precisione per una massa massima di un campione di 1 - 20 g, che vengono utilizzate in alcuni tipi di analisi strumentale, ad esempio spettrale.

Quando si lavora sulle bilance, è necessario seguire rigorosamente le regole per maneggiarle. Un'installazione impropria o un utilizzo imprudente possono provocare risultati inaffidabili e danneggiare la bilancia. Ciò è particolarmente importante da ricordare quando si utilizzano bilance con smorzatore elettroniche e analitiche.

Indicatori e loro selezione

Per rilevare il punto equivalente nell'analisi titrimetrica, utilizzare indicatori(dal lat. indicare mostrare, rivelare). Indicatori sono reagenti che possono cambiare colore in modo contrastante a seconda dei cambiamenti nelle proprietà del mezzo. Molto spesso si tratta di sostanze organiche con cambiare colore in modo reversibile(eccezione – indicatori di precipitazione).

Non tutte le sostanze che cambiano colore a seconda delle proprietà del mezzo sono adatte come indicatore di titolazione. Inoltre, gli indicatori cambiano colore indipendentemente se il punto di equivalenza è stato raggiunto o non ancora raggiunto: Il fattore determinante sono solo i parametri ambientali. Pertanto è importante scegli l'indicatore giusto . A requisiti necessari Quando si seleziona un indicatore, quanto segue include:

Ø indice di titolazione pT (intervallo di transizione del colore dell'indicatore) deve trovarsi nell'area di salto ed essere il più vicino possibile al punto di equivalenza e il valore dell'errore dell'indicatore non può superare lo 0,5%;

Ø colore dell'indicatore- molto intenso e ben visibile nella soluzione anche con forte diluizione (per 1 - 2 gocce di indicatore);

Ø sensibilità della sostanza indicatrice ai cambiamenti nelle proprietà dell'ambiente– elevata, in modo che il viraggio avvenga con un minimo eccesso di titolante nella soluzione (da 1 a 2 gocce di titolante);

Ø intervallo di transizione- stretto e ad alto contrasto;

Ø l'indicatore dovrebbe essere stabile- non si decompone nell'aria e in soluzione;

Ø sostanza indicatrice- indifferente alla soluzione titolata o ai prodotti di titolazione, vale a dire che tra loro non devono verificarsi reazioni che influenzano l'andamento della curva di titolazione.

A seconda delle loro proprietà, gli indicatori sono classificati per numero transizioni (singola e multigiunzione) e per ambito di applicazione . A unigiunzione si riferisce alla fenolftaleina (lampone - incolore) e a multi-giunzione– metilarancio (giallo – arancio e arancio – rosa). Esempi di altri indicatori multi-transizione sono: a-Naftolbenzeina - due transizioni: verde - giallo (pH = 0 - 1) e giallo - blu (pH = 8,4 - 10); Viola di metile: tre transizioni (giallo - verde, verde - blu, blu - viola); Rosso cresolo - due transizioni (rosso - giallo e giallo - magenta). Gli indicatori multi-transizione includono anche indicatori universali. A volte gli indicatori di transizione multipla nella titolazione vengono utilizzati come indicatori di transizione singola se il cambiamento di colore di non tutte le transizioni avviene in un intervallo di valori relativamente ristretto o non sono registrati chiaramente.

Di Aree di utilizzo Si distinguono i seguenti gruppi di indicatori:

1. Acido - basico.

2. Indicatori redox (indicatori redox).

3. Metallocromico (agenti complessanti).

4. Precipitazioni.

5. Adsorbimento.

6. Specifico.

7. Misto.

8. Luminescente (fluorescente) e fluorescente metallica.

9. Estrazione.

10. Schermatura.

Questa divisione è abbastanza arbitraria, poiché durante la titolazione diversi parametri correlati tra loro spesso cambiano naturalmente contemporaneamente. Ad esempio, pH e potenziale del sistema E, valore pH e PR (prodotto di solubilità). Esiste anche una classificazione più completa degli indicatori, tenendo conto sia della loro struttura chimica che del meccanismo di cambiamento del colore, ma tale classificazione è piuttosto complessa e non verrà presa in considerazione da noi.

Teoria del cromoforo (CT)

Il cambiamento nel colore dell'indicatore mediante CT è associato a processi strutturali reversibili (isomerizzazione) che si verificano a causa di riarrangiamenti intramolecolari dei singoli gruppi funzionali nella molecola. Ciascuna delle forme strutturali ( tautomeri) è stabile solo in un certo intervallo di valori di pH o altri parametri ambientali, pertanto l'aggiunta o la rimozione di un protone porta ad una ristrutturazione della molecola indicatrice, a seguito della quale compaiono nuovi gruppi funzionali responsabili del colore (cromofori) o scomparire. Queste caratteristiche spiegano perché il cambiamento di colore di un certo numero di indicatori non avviene istantaneamente, ma è prolungato nel tempo, poiché le trasformazioni tautomeriche sono riarrangiamenti intramolecolari che, a differenza delle reazioni ioniche (dissociazione), avvengono più lentamente.

Gruppi funzionali responsabili del colore della sostanza indicatrice, ho ottenuto il nome cromomorfo(cromo – colore). Questi includono: gruppo nitro (O = N –); gruppo azoico (– N = N –), diversi gruppi carbonilici situati uno vicino all'altro (>C=O).

Gruppi funzionali, migliorare o stabilizzare il colore vengono chiamati gli indicatori auxocromico. Proprietà simili sono possedute da: gruppi amminici (–NH 2) e derivati amminici; composti contenenti ossigeno e azoto (–O–CH 3 ; –N(CH 3) 2 ; –N(C 2 H 5) 2), gruppi idrossi (donatori di elettroni). Il colore dell'indicatore appare più luminoso se la sostanza contiene, oltre a auxocromico anche i gruppi antiauxocromico gruppi (elettrofili) che forniscono uno spostamento nella densità elettronica nella molecola. Ad esempio, alcuni radicali contenenti ossigeno (-NO 2, -NO, -COCH 3) hanno proprietà elettrofile. Ad esempio, diamo le formule strutturali degli isomeri tautomerici di un indicatore a una transizione p-nitrofenolo(figura 4.8)

Figura 4.8 – Struttura delle forme tautomeriche della sostanza indicatrice

(p-nitrofenolo), contenente gruppi cromoforo e auxocromo.

La teoria del cromoforo presenta anche una serie di svantaggi, in particolare:

Ø non spiega perché i cambiamenti di colore e le trasformazioni tautomeriche dipendano dal valore del pH del mezzo;

Ø come il colore della maggior parte degli indicatori che hanno gruppi cromofori cambia quasi istantaneamente, il che contraddice il meccanismo del riarrangiamento intramolecolare;

Ø e infine, la teoria del cromoforo non può essere descritta quantitativamente.

Teoria ione-cromofora.

Questa teoria combinava le idee delle teorie ioniche (dissociative) e cromoforiche. Secondo teoria ionico-cromofora, gli indicatori acido-base sono acidi e basi deboli e le molecole neutre e le loro forme ionizzate contengono diversi gruppi cromofori. In una soluzione acquosa, una molecola indicatrice è in grado di donare ioni idrogeno (acido debole) o di accettarli (base debole), subendo trasformazioni tautomeriche secondo lo schema:

HIndÛ H + + Ind - Û H + + Ind - B,

Dove Posteriore- molecola indicatrice non ionizzata (acido debole, forma tautomerica I); Ind-B- anione di un acido forte avente forma tautomerica II allo stato dissociato (forma base II).

Quando il pH diminuisce (acidificazione della soluzione), l’equilibrio nel sistema si sposta a sinistra verso la forma non ionizzata Posteriore. Non appena inizia a dominare, la soluzione assume il suo colore.

Se la soluzione è alcalinizzata (il pH aumenta e la concentrazione di H+ diminuisce), l’equilibrio nel sistema si sposta a destra e la forma dominante diventa Ind-B, che conferisce alla soluzione un colore diverso, caratteristico della forma principale II. Pertanto, la forma acida della fenolftaleina (pH = 8,2) è incolore e, dopo la transizione in un mezzo alcalino, si forma un anione della forma basica tautomerica (pH = 10), colorato in rosso-cremisi. Tra queste forme esiste un intervallo di valori di pH (da 8,2 a 10), corrispondente ad un graduale cambiamento nel colore dell'indicatore.

L'occhio umano è in grado di percepire il colore di una sola delle due forme presenti in una miscela, a condizione che la loro intensità cromatica sia la stessa, se la concentrazione di una di queste forme è circa 10 volte superiore a quella della seconda.

Indicatori.

1. Indicatori acido-basici – Questi sono acidi o basi organici deboli. Il colore degli indicatori è reversibile ed è determinato dal valore del pH del mezzo. L'intervallo di transizione viene calcolato utilizzando la costante di dissociazione:

pH ind. = – logK a ± 1, dove K a è la costante di dissociazione dell'indicatore.

Diamo un'occhiata a un esempio. Indicatore costante di dissociazione giallo alizarina K a = 10 -11. Determiniamo l'intervallo di transizione dell'indicatore DрН ind:

pH ind. = – log (10 -11)± 1 =11 ±1 Þ DрÝ ind [(11-1) ¸ (11+1)] = .

Intervallo di transizione dell'indicatore DрН ind = 10 ¸ 12.

2. Indicatori redox– sostanze organiche che presentano le proprietà di agenti ossidanti o riducenti deboli. Possono essere reversibili (difenilammina) o irreversibili, il cui colore viene distrutto (rosso metile, arancio metile, sono noti anche come indicatori acido-base). Un cambiamento nel colore dell'indicatore corrisponde ad una reazione reversibile: Ind + + neÛ Ind; Dove Ind+- ossidato (Bue), e Ind- forma ripristinata (rossa) dell'indicatore, N- numero di elettroni in una data semireazione . Modifica redox potenziale (intervallo di transizione dell'indicatore) calcolato utilizzando l'equazione di Nernst: DE = E 0 ± 0,059/n,

dove E 0 è il potenziale redox standard per l'indicatore; n è il numero di elettroni nella semireazione.

Ad esempio: indicatore Redox difenilammina ha E 0 = + 0,76 V en = 2. Determiniamo l'intervallo della sua transizione.

Secondo la formula: 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. Metallocromico (indicatori metallici)- si tratta di coloranti organici (acidi deboli) che hanno i propri gruppi cromofori e cambiano reversibilmente il loro colore quando si forma un sale complesso con cationi metallici. Sono utilizzati principalmente in complessometria, ad esempio, nero eriocromo T. Per questi indicatori deve essere inoltre soddisfatta la seguente condizione: La stabilità del complesso della sostanza titolata con il titolante è superiore a quella dei complessi che forma con l'indicatore in soluzione. Intervallo di transizione calcolato con la formula:

DрМе = – logK impostato. ±1, dove Kst è la costante di stabilità del complesso formato da questo indicatore con la sostanza titolata.

4. Indicatori delle precipitazioni Il gruppo di indicatori ha una composizione insignificante, poiché nella soluzione immediatamente dopo la precipitazione quasi completa della sostanza da determinare (concentrazione residua inferiore a 10 –6 mol/dm 3) dovrebbe formarsi un precipitato colorato e tali sostanze sono poche.

L'intervallo di transizione dell'indicatore è determinato dal valore del prodotto di solubilità (SP) del precipitato da esso formato:Dp(PR) = – logPR. ±1.

Indicatori di assorbimento- queste sono sostanze organiche , esibendo le proprietà di acidi o basi deboli, come eosina O fluoresceina.

Il meccanismo d'azione dell'indicatore di adsorbimento è mostrato nel diagramma (Fig. 4.9). Come si può vedere dalla Figura 4.9, il risultato è la comparsa del colore cambiamenti nella composizione degli ioni sulla superficie della fase dispersa(precipitato o particella colloidale) dovuto a processi di adsorbimento o desorbimento di ioni indicatori. Questo fenomeno è spiegato dal cambiamento di segno della carica elettrostatica sulla superficie delle particelle di sedimento durante la titolazione. La ragione di ciò è che in una soluzione sottotitolata la superficie del precipitato assorbe prevalentemente gli ioni titolabili che fanno parte della sua composizione (il precipitato AgCl assorbe ioni Cl non titolati) e ne acquisisce la carica. Di conseguenza, l’assorbimento degli ioni indicatori diventa impossibile.

Figura 4.9 – Rappresentazione schematica della struttura dello strato assorbito sulla superficie del deposito di AgCl formato durante la titolazione degli ioni Cl con una soluzione di AgNO 3.

UN - fino al punto di equivalenza(Gli ioni Cl vengono assorbiti dalla superficie e gli ioni indicatori Ind rimangono in soluzione);

B - dopo il punto di equivalenza(la superficie assorbe ioni Ag+ titolante, che attraggono gli ioni indicatori Ind).

Non appena viene raggiunto il punto di equivalenza, apparirà la soluzione eccesso di ioni titolanti con carica opposta, che inizierà anche ad accumularsi vicino alla superficie del sedimento, attirando gli ioni indicatori dalla soluzione. La sostanza risultante colora la superficie del sedimento.

5. Indicatori specifici – Un gruppo di indicatori relativamente piccolo, poiché il loro utilizzo si basa su reazioni specifiche con la sostanza titolata. Una soluzione di amido ha queste proprietà in relazione alle molecole J 2: la formazione di un composto blu.

Metodi di titolazione.

Poiché non tutte le sostanze possono essere analizzate direttamente mediante reazione con un titolante, soprattutto se sono instabili nell'aria, sono stati sviluppati diversi metodi per risolvere tali problemi. tecniche (modi) svolgimento di analisi. Ti permettono di sostituire connessioni instabili in queste condizioni, di una quantità equivalente più stabile, che non subisce idrolisi né ossidazione. Sono noti i seguenti principali metodi di analisi titrimetrica:

Ø titolazione diretta;

Øreversibile;

Ø titolazione inversa o titolazione per residuo;

Ø titolazione indiretta o per sostituzione (per sostituente).

La tabella 4.1 mostra le applicazioni dei diversi metodi a seconda del tipo di titolazione.

Tabella 4.1 - Applicazione dei vari tipi e metodi di titolazione.

nome del metodo	nome del metodo privato; (soluzione funzionante)	sostanze determinate mediante titolazione
diretto	inversione	indiretto
Protolitometria	Acidimetria (acidi: HCl)	motivi; sali formati da una base forte e un acido debole	sali di basi deboli e acidi forti; composti organici	-
Alcalimetria (alcali: NaOH)	acidi; sali formati da una base debole e un acido forte	-	-
Redossimetria	Permanganatometria ()	agenti riducenti	agenti ossidanti	sostanze che reagiscono con agenti riducenti
Iodometria (e)	agenti riducenti	agenti riducenti	agenti ossidanti; acidi
Complessometria	Complessometria (EDTA)	cationi che formano complessi con EDTA	cationi in composti insolubili in acqua; cationi per i quali non esiste alcun indicatore	cationi che formano un complesso più stabile con EDTA che con
Metodo di sedimentazione	Argentometria ()	Anioni che formano un precipitato	cationi che formano un precipitato leggermente solubile con ioni alogeno: , , ; ,	-

Consideriamo più in dettaglio l'essenza dei vari metodi di titolazione.

1. Titolazione diretta consiste nell'interazione diretta del titolante e della sostanza titolata. Durante il processo di titolazione, una soluzione titolante viene gradualmente aggiunta ad un'aliquota o porzione pesata della sostanza, il cui volume viene accuratamente registrato in T.E. Come titolante viene utilizzata una soluzione di lavoro di concentrazione nota. Il calcolo del contenuto della sostanza nel campione viene effettuato secondo la legge degli equivalenti:

= (4.1)

dove è il numero di equivalenti molari dell'analita nel campione titolato; UN - il numero di equivalenti molari del titolante che hanno reagito con il componente da determinare UN.

Concentrazione dei componenti UN in soluzione si calcola utilizzando la formula:

(4.2)

dove è la concentrazione molare dell'equivalente (normalità) della soluzione titolata (componente da determinare), mol-equiv/l; – volume di un'aliquota della soluzione titolata, ml; – concentrazione e – volume del titolante al punto equivalente. Durante la titolazione metodo dei singoli campioni la formula (4.2) si trasforma nell'espressione (4.3):

(4.3)

Il metodo viene utilizzato in tutti i casi in cui non esistono restrizioni. Ad esempio, quando si analizzano gli acidi, si determina la durezza dell'acqua.

2. Titolazione inversa – Questo è un tipo di titolazione diretta, quando le soluzioni di lavoro e quelle titolate vengono scambiate. In questo caso, selezioniamo per l'analisi aliquote della soluzione di lavoro, e in T.E. misurare la titolazione spesa volume della soluzione analizzata. I calcoli si effettuano come nella titolazione diretta, utilizzando le formule (4.2) o (4.3). Il metodo consente di limitare la superficie di una soluzione a contatto con l'aria standardizzando composti relativamente instabili, come NaOH.

Titolazione per sostituente (indiretta) e titolazione per residuo (inversa) in base all'utilizzo soluzione ausiliaria che interagisce con il componente da determinare. Questa tecnica permette di analizzare oggetti chimicamente instabili o in assenza di un indicatore idoneo.

Nella titolazione indirettaeseguire prima la reazione dell'analita UN con soluzione ausiliaria IN, e poi titolato quantità equivalente di prodotto di reazione formato CON(vice). Questo metodo può essere rappresentato come un diagramma: A + B C + (t-t), in base alla quale scriviamo l'espressione per la legge degli equivalenti:

= = . (4.4)

Dall'uguaglianza (4.4) segue che = ed il calcolo può essere effettuato anche utilizzando le formule (4.2) e (4.3), utilizzate per la titolazione diretta. Per completare la reazione la soluzione ausiliaria viene prelevata sempre in leggero eccesso. Questo metodo di titolazione è implementato nella iodometria.

Titolazione posteriore Anche Innanzitutto, si verifica una reazione tra la sostanza da determinare UN e la soluzione ausiliaria prelevata in eccesso IN, ma poi titolato il resto della soluzione ausiliaria non reagita . Pertanto è necessario saperlo esattamente concentrazione soluzione ausiliaria IN e lui volume, preso per l'analisi. Definizione dei componenti UN eseguito secondo lo schema: A + B B ost + (t-t). In base alle condizioni di titolazione, la legge degli equivalenti può essere scritta come:

– = . (4.5)

Dove otteniamo:

= - . (4.6)

Se tutte le sostanze vengono prese sotto forma di soluzioni, la formula (4.6) assumerà la forma

(4.7)

Se almeno una delle sostanze è presa in forma secca (la sua massa è nota), allora dovresti usare l'espressione (4.6) e scrivere il valore per ciascuna sostanza individualmente.

E modi per prepararli.

Nella titrimetria vengono utilizzate soluzioni la cui concentrazione è determinata mediante un metodo con un elevato grado di precisione. Tali soluzioni sono chiamate titolato standard o semplicemente titolato . Le soluzioni sono classificate per finalità e modalità per stabilirne la concentrazione.

Intenzionalmente sono convenzionalmente divisi in soluzioni di lavoro e soluzioni standard (primario e secondario).

Lavoratori Si tratta di soluzioni che vengono utilizzate direttamente nell'analisi per determinare il contenuto di una sostanza. Se la soluzione di lavoro non è standard, deve essere standardizzata immediatamente prima di eseguire l'analisi, poiché la concentrazione potrebbe cambiare in modo significativo durante la conservazione. La concentrazione esatta della soluzione di lavoro si trova mediante titolazione soluzione standard o sostanze solidificanti (metodo di pesatura accurato). Ciò vale, ad esempio, per soluzioni di lavoro come: NaOH, Na 2 S 2 O 3 × 5H 2 O.

Sotto soluzione standard comprendere una soluzione titolata che mantiene stabilmente la sua concentrazione durante la conservazione a lungo termine. Scopo principale delle soluzioni standard - determinazione dell'esatta concentrazione delle soluzioni di lavoro e di altre soluzioni utilizzate nella titolazione.

Viene chiamato il processo per stabilire l'esatta concentrazione di una soluzione titolandola rispetto a uno standard standardizzazione.

Con il metodo di determinazione della concentrazione differenziare standard primari E soluzioni standardizzate .

Soluzioni standardizzate - Si tratta di soluzioni la cui concentrazione è stabilita secondo uno standard e non può essere determinata con precisione in anticipo. Questi includono soluzioni di acidi, alcali, sali idrolizzabili e igroscopici, nonché sostanze che possono reagire con l'ossigeno atmosferico e l'anidride carbonica. Esistono molti metodi noti per preparare soluzioni standardizzate. Più spesso utilizzati a questo scopo sono: preparazione utilizzando un campione approssimativo (alcali, sali), metodi di diluizione o miscelazione di soluzioni (acidi, sali), metodi di scambio ionico (soluzioni saline).

Le soluzioni standard sono classificate mediante il metodo per determinarne la concentrazione . Ci sono: standard primari o soluzioni con titolo preparato E standard secondari - soluzioni a titolo prestabilito.

Standard primari- Anche queste sono soluzioni già pronte mediante pesatura precisa della sostanza(Fig. 4.10), o diluendo reagenti standardizzati appositamente preparati - fissanti(Fig. 4.11). Fixanal è una fiala di vetro sigillata prodotta dall'industria e contenente una quantità di reagente rigorosamente standardizzata, solitamente calcolata per 1 litro di 0,1 N. soluzione.

Preparazione della soluzione mediante un aggancio preciso iniziare calcolando la sua massa in base a una determinata concentrazione (titolo o normalità) e al volume del pallone. Un campione della sostanza standard viene pesato su una bilancia analitica con una precisione di 1×10 -4 g e trasferito quantitativamente in un matraccio tarato, dove viene sciolto sotto agitazione (Fig. 4.10).

Figura 4.10 – Procedura per la preparazione della soluzione primaria

standard per pesate precise: 1 – Matraccio tarato di Mohr; 2 – imbuto;

3 – bottiglia con un campione di sostanza; 4 – risciacquo con acqua distillata;

5 – pipetta o contagocce.

a – trasferimento di un campione della sostanza in un matraccio tarato; b – risciacquare l'imbuto;

c – portare il volume della soluzione standard al segno.

Questo metodo viene solitamente utilizzato per preparare soluzioni di sali come borace (Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O), K 2 Cr 2 O 7. La quantità di una sostanza in una soluzione viene trovata o in valore peso del campione prelevato con precisione(durante il trasferimento è necessario sciacquare accuratamente la bottiglia) o calcolare metodo della differenza, definendo il peso esatto della bottiglia da pesare, prima con un intoppo e poi vuota, dopo aver trasferito la sostanza nel pallone. Se necessario, la concentrazione della soluzione viene ricalcolata tenendo conto della massa effettiva del campione.

Procedura per preparare la soluzione con il metodo di diluizione da fixanal mostrato nella Figura 4.11. Affinché lo standard ottenuto con questo metodo sia di alta qualità e soddisfi tutti i requisiti, è necessario eliminare la perdita della sostanza quando si apre la fiala e la si trasferisce nel pallone, e anche garantire che i frammenti della fiala non si non cadere nella soluzione. Ciò dipende in gran parte dalla corretta manipolazione della fiala.

Figura 4.11 – Metodo per preparare le soluzioni dello standard primario

metodo di diluizione da fissanale: 1 – Matraccio tarato di Mohr da 1 L;

2 – attaccante inferiore; 3 – imbuto; 4 – fiala fissale; 5 – attaccante superiore.

Prima dell'uso, la fiala deve essere risciacquata con acqua distillata e solo successivamente aperta con un apposito percussore. Subito dopo aver trasferito la sostanza nel pallone, è necessario risciacquare accuratamente la fiala con acqua distillata, almeno 6 volte il suo volume. Questo metodo di preparazione di uno standard primario è più semplice rispetto all'utilizzo di campioni precisi, ma ha una precisione inferiore. Viene utilizzato non solo per ottenere soluzioni di sali, ma anche di vari acidi.

Dato che per cucinare soluzione standard primaria solo adatto strumenti di misurazione di precisione E bilance analitiche, quindi e a le sostanze utilizzate a questo scopo sono soggette a una serie di requisiti obbligatori. Solo reagenti caratterizzati da:

Ø purezza elevata(di solito non inferiore a 99,99 – 99,999% - grado analitico e qualifiche di grado speciale);

Ø esatto rispetto della composizione della formula e peso molecolare relativamente elevato;

Ø Stabilità allo stoccaggio sia in forma solida che in soluzione(assenza di processi di idratazione, idrolisi, ossidazione e carbonizzazione);

Ø facile da preparare e buona solubilità;

Ø irreversibilità della reazione durante la standardizzazione, selettività;

Ø la possibilità di fissare accuratamente T.E. con qualsiasi metodo.

Norma secondaria Queste soluzioni standardizzate vengono chiamate, che sono stabili e possono essere utilizzati per standardizzare altre soluzioni.

Gli standard secondari vengono preparati come soluzioni concentrazione approssimativa con qualsiasi metodo noto e prima dell'uso - determinare la loro esatta concentrazione standardizzando rispetto a uno standard primario. Pertanto, quando si preparano standard secondari, non è richiesta un'elevata precisione nella misurazione della massa di una sostanza o del volume di una soluzione, come nel caso degli standard primari. Abbastanza adatto a questo scopo scale tecnochimiche E utensili di misurazione imprecisi(cilindri, bicchieri, provette graduate).

Un esempio di soluzione con le proprietà norma secondaria , È acido cloridrico. Le sue soluzioni diluite possono essere conservate per lungo tempo, fino a 1 mese o più, senza un notevole cambiamento di concentrazione. Borace, utilizzato in protolitometria per standardizzare l'HCl, si riferisce a standard primari e viene preparato secondo pesatura precisa. Mentre Soluzione di lavoro NaOH– non ha affatto le proprietà dello standard e le sue la concentrazione deve essere reimpostata ogni volta che lo si utilizza.

E la loro applicazione in analisi