Tapatybė, kiekis, cheminė forma ir analitiniai tikslai

Naudingas rezultatas prasideda nuo apibrėžto klausimo

Cheminė analizė gali klausti, ko yra medžiagoje, kiek įvardyto komponento yra, kokios elemento formos pasitaiko ar kaip nurodytas dydis kinta laikui bėgant. Šiems tikslams reikia skirtingų įrodymų. Prietaiso signalas naudingas tik nustačius jo ryšį su numatytu rezultatu.

Matuojamasis dydis yra dydis, kurį numatoma išmatuoti. „Geležis“ įvardija elementą, bet nenurodo, ar numatytas rezultatas yra visa geležies masė tiksliniame objekte, ištirpusios geležies masės koncentracija apibrėžtame mišinyje ar vienos geležį turinčios cheminės formos medžiagos kiekis. Nurodykite dydį, cheminį objektą, matricą, tikslinį objektą, laiką ir atitinkamas sąlygas. Nominalios cheminės tapatybės nustatymas yra susijęs analitinis tikslas, turintis savas galimas paklaidas, o ne savaime skaitinis dydis.

Elementų ir dalelių skaičiavimui gali būti naudojami skirtingi vardikliai

Nagrinėkite išgalvotą mišinį, kuriame yra po 0.250 μmol simbolinių dalelių XA, X₂B ir laisvos X dalelės. Tai mokymo simboliai be priskirto krūvio ar tikros molekulinės tapatybės. Jų dalelių medžiagos kiekių suma yra 0.750 μmol. Jų X atomų medžiagos kiekiai yra 0.250, 0.500 ir 0.250 μmol, iš viso 1.00 μmol X.

Visų trijų dalelių rūšių dalys yra po vieną trečdalį. O viso X dalys yra 0.250, 0.500 ir 0.250. Du X turinti dalelė sudaro pusę elemento kiekio, nors ji sudaro tik vieną trečdalį suskaičiuotų dalelių. Vien viso X rezultatas nenustato, kad toks pasiskirstymas ar šios konkrečios formos egzistuoja.

Cheminių formų analizė nustato ar išmatuoja atskiras formas. Todėl jai reikia įrodymų, kurie atskiria tas formas ir atsižvelgia į virsmus imant mėginius bei matuojant. Bendro kiekio rezultatas ir atskiros formos rezultatas gali abu būti teisingi, bet atsakyti į skirtingus klausimus.

Koncentracija nėra tas pats dydis kaip bendras kiekis

Masės koncentracija γ yra komponento masė, padalyta iš mišinio tūrio. Medžiagos kiekio koncentracija naudoja nurodytų dalelių medžiagos kiekį, padalytą iš mišinio tūrio; masės dalis naudoja komponento masę, padalytą iš bendros mišinio masės. Vienetų simboliai ir nurodytas objektas neleidžia šių dydžių supainioti.

Išgalvotai analitei A su priskirta moline mase 50.0 g mol⁻¹, γ=2.50 mg L⁻¹ galutiniame 0.0200 L mišinyje duoda masę m=γV=0.0500 mg. Perskaičiavus į 5.00×10⁻⁵ g ir padalijus iš priskirtos molinės masės, gaunama n=1.00×10⁻⁶ mol=1.00 μmol. Jos medžiagos kiekio koncentracija yra 5.00×10⁻⁵ mol L⁻¹.

Šiam perskaičiavimui reikia tinkamos cheminio objekto molinės masės ir galutinio mišinio tūrio. Jis nesuteikia masės dalies be mišinio masės ar atitinkamo tankio. Koncentracija taip pat nenurodo bendro kiekio didesniame tiksliniame objekte, jei nenustatytas jo tūris ar masė ir reprezentatyvumas.

Pakeistas vardiklis keičia pateikiamą vertę

Tarkime, kad išgalvoto gauto bandinio masė yra 2.00 g ir jame yra 1.20 mg analitės. Analitės kiekis gauto mėginio pagrindu yra 0.600 mg g⁻¹. Jei jo sausos masės dalis yra 0.800 ir pašalinamas tik vanduo, o analitė visiškai išlieka nepakitusi, sausa masė yra 1.60 g. Tuomet kiekis sausos masės pagrindu yra 0.750 mg g⁻¹.

Abu rezultatai atkuria tą pačią 1.20 mg analitės masę. Didesnis skaičius sausos masės pagrindu išplaukia iš mažesnio vardiklio, o ne naujai susidariusio analitės kiekio. Nurodyta analitės išlaikymo prielaida būtina: nuostoliams ar cheminiam virsmui reikėtų kito modelio. Tai vardiklių palyginimas, o ne džiovinimo procedūra.

Metodą pasirinkite po to, kai pasirinksite tikslą

Analitinis tikslas apima tai, kaip bus naudojamas rezultatas ir kokios neapibrėžties ar klasifikavimo patikimumo reikia. Metodas, tinkantis bendro elemento kiekio įverčiui, gali nenustatyti oksidacijos laipsnių, neatskirti izomerų ar neatskirti pėdsakinio komponento nuo trukdį sukeliančios medžiagos. Ir atvirkščiai, vien tapatybės nustatymo įrodymai gali neleisti kiekybiškai nustatyti tikslinio objekto.

Išsamus tikslas leidžia analitikui vertinti mėginių ėmimą, paruošimą, kalibravimą, selektyvumą ir rezultatų pateikimą kaip vieno matavimo dalis. Klausimo apibrėžimas neįrodo procedūros tinkamumo tam klausimui; jis suteikia pagrindą patikrinti, ar ji tinkama.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Pabandykite patys

1. Naujame simboliniame mišinyje yra 0.200 μmol XA ir 0.300 μmol X₂B. Raskite bendrą X kiekį ir X dalį, kurią sudaro X₂B.

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   0.800 μmol X; dalis 0.750.

   X kiekiai yra 0.200 ir 0.600 μmol; padalykite 0.600 iš bendro 0.800 kiekio.

2. Naudokite tą pačią išgalvotos A koncentraciją ir molinę masę 0.0400 L tūryje. Raskite masę ir medžiagos kiekį.

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   0.100 mg; 2.00 μmol.

   Padvigubinus tūrį, bendra masė ir medžiagos kiekis padvigubėja, o koncentracija nesikeičia.

3. Kodėl vien analitės įvardijimas nevisiškai apibrėžia matuojamąjį dydį?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Jis nenurodo numatyto dydžio, tikslinio objekto ir pagrindo.

   Elemento ar junginio tapatybę reikia susieti su dydžiu apibrėžtoje būsenoje ir matricoje.

4. Kokia prielaida leidžia nurodytame perskaičiavime iš gauto mėginio pagrindo į sausos masės pagrindą išlaikyti pastovią analitės masę?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Analitė visiškai išlaikoma be virsmo, o pašalinamas tik vanduo.

   Vardiklio pakeitimas negali tyliai įskaityti analitės nuostolių ar pasikeitusios cheminės formos.

Ką verta įsidėmėti

• Apibrėžkite numatytą dydį ir cheminį objektą.
• Bendras elemento kiekis ir atskiros cheminės formos atsako į skirtingus klausimus.
• Atskirkite koncentraciją, masės dalį ir bendrą medžiagos kiekį.
• Nurodykite rezultato pateikimo pagrindą ir perskaičiavimo prielaidas.
• Derinkite procedūrą su numatytu naudojimu.