تعريف المعايرة بالتحليل الحجمي والمزيد
معرفة الكيفية
دليل

أساسيات المعايرة بالتحليل الحجمي – تقنية تحليلية كمية مستخدمة على نطاق واسع

معرفة الكيفية
دليل

المعايرة بالتحليل الحجمي هي تقنية تحليلية تسمح بتحديد كمي لمواد معينة مذابة في عينة ما. وستتعرف على ما هو أكثر من مجرد تعريف المعايرة بالتحليل الحجمي بفضل هذا الكتيب.

إن الهدف من هذا الكتيب هو أن يكون مقدمة أولى لنظرية وممارسة المعايرة بالتحليل الحجمي.
إن الهدف من هذا الكتيب هو أن يكون مقدمة أولى لنظرية وممارسة المعايرة بالتحليل الحجمي.

يركز هذا الكتيب على توفير مقدمة واضحة حول المعايرة بالتحليل الحجمي.

تتوفر المعرفة الأساسية الضرورية لفهم المعايرة بالتحليل الحجمي، مع توضيح الأنواع المختلفة للمعايرة بالتحليل الحجمي بالإضافة إلى شرح مبادئ التقييم. وهناك تركيز خاص على توفير جميع المعلومات الضرورية اللازمة لتنفيذ المعايرة بالتحليل الحجمي بطريقة صحيحة لتوفير نتائج موثوقة. وأخيرًا، تم شرح مقدمة موجزة للعملية الكيميائية المرتبطة بالمعايرة بالتحليل الحجمي.

يغطي هذا الكتيب الموضوعات التالية بالإضافة إلى غيرها:

  • تعريف المعايرة بالتحليل الحجمي
  • نظرية المعايرة بالتحليل الحجمي
  • أجهزة المعايرة الأتوماتيكية
  • إدارة الجودة في المعايرة بالتحليل الحجمي
  • تحديد العيار الحجمي
  • خلفيات كيميائية (المول، القياس الكمي الكيميائي للتفاعل، والمزيد)
  • مسرد (المعايرة بالتحليل الحجمي، العيار الحجمي، محلول المعايرة، التأشير، مادة التحليل، والمزيد)
قم بتنزيل الكتيب لتتعرف على كل شيء حول أساسيات المعايرة بالتحليل الحجمي. ستجد معلومات أساسية ثمينة حول هذه التقنية المستخدمة على نطاق واسع.

1. تعريف المعايرة بالتحليل الحجمي

المعايرة بالتحليل الحجمي هي تقنية تحليلية تسمح بتحديد كمي لمواد معينة (مواد تحليل) مذابة في عينة ما. وتعتمد على تفاعل كيميائي كامل بين مادة التحليل وكاشف (محلول معايرة) بتركيز معروف يُضاف إلى العينة. ومن الأمثلة المعروفة المعايرة بالتحليل الحجمي لحمض الأسيتيك (CH3COOH) في الخل مع هيدروكسيد الصوديوم، NaOH:

CH3COOH + NaOH → CH3COO- + Na+ + H2O

مادة التحليل        كاشف        منتجات التفاعل

 

يضاف محلول المعايرة حتى اكتمال التفاعل. وليكون مناسبًا للتحديد، يلزم أن يكون من السهل مراقبة نهاية تفاعل المعايرة بالتحليل الحجمي. ويعني هذا أن تتم مراقبة التفاعل (المشار إليه) بواسطة تقنيات مناسبة مثل قياس الكمون (قياس الجهد بواسطة مستشعر) أو باستخدام مؤشرات ألوان.
ويسمح قياس حجم محلول المعايرة الموزع بحساب محتوى مادة التحليل اعتمادًا على القياس الكمي الكيميائي للتفاعل الكيميائي. ويجب أن يكون التفاعل الذي تتضمنه المعايرة بالتحليل الحجمي سريعًا وكاملاً وواضحًا ويمكن مراقبته.

 

... اطلع على المزيد في كتيب أساسيات المعايرة بالتحليل الحجمي

2. التطور التاريخي

الطريقة التقليدية

المعايرة بالتحليل الحجمي هي تقنية تحليل تقليدية تستخدم على نطاق واسع. وقد تم إجراؤها في الأساس عن طريق إضافة محلول معايرة باستخدام أسطوانة زجاجية مدرجة (سحاحة). وقد تم استخدام صنبور لتنظيم إضافة محلول المعايرة يدويًا. ويشير التغير في اللون إلى نهاية تفاعل المعايرة بالتحليل الحجمي (نقطة النهاية). وفي بادئ الأمر، لم يتم إجراء أية عمليات معايرة إلا التي أظهرت تغيرًا كبيرًا في اللون بعد الوصول إلى نقطة النهاية. وكانت عمليات المعايرة بالتحليل الحجمي اللاحقة ذات لون زائف بسبب صبغة المؤشر. اعتمدت الدقة التي تم التوصل إليها بشكل أساسي على مهارات الكيميائي، وبوجه خاص؛ على قدرته على تمييز الألوان المختلفة.

الطريقة العصرية

خضعت المعايرة بالتحليل الحجمي لتطور كبير: حيث تسمح السحاحات اليدوية والآلية ذات المكبس بإضافة محلول معايرة دقيق وقابل لإعادة الإنتاج. وتحل مستشعرات قياس الجهد محل مؤشرات الألوان محققة بذلك دقة أعلى في النتائج. ويسمح المخطط الرسومي للجهد مقابل حجم محلول المعايرة والتقييم الحسابي لمنحنى المعايرة بالتحليل الحجمي الناتج بتقرير حول التفاعل أكثر دقة من تغير اللون عند نقطة النهاية. ويمكن استخدام المعالجات الصغيرة للتحكم في المعايرة بالتحليل الحجمي وتقييمها تلقائيًا. ويُمثل هذا خطوة هامة تجاه التشغيل الأتوماتيكي الكامل.

... اطلع على المزيد في كتيب أساسيات المعايرة بالتحليل الحجمي

3. نظرية المعايرة بالتحليل الحجمي

3.1. أنواع التفاعلات الكيميائية

هناك العديد من الأنواع المختلفة للتفاعلات الكيميائية التي تُظهر تغييرات يمكن اكتشافها وبالتالي استخدامها للتحليل بواسطة المعايرة بالتحليل الحجمي. وهذه الفئات مذكورة أدناه مع مثال للتفاعل وبعض التطبيقات المعتادة أيضًا:

تفاعلات الحمض/القاعدة:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

أمثلة: المحتوى الحمضي في النبيذ واللبن وصلصة الطماطم (الكاتشب) لـ HNO3، H2SO4.

 

... اطلع على المزيد في كتيب أساسيات المعايرة بالتحليل الحجمي

 

3.2. إضافة محلول معايرة
3.3. مبادئ التأشير
3.4. عمليات المعايرة بالتحليل الحجمي - عمليات المعايرة بالتحليل الحجمي لنقطة التكافؤ
3.5. مجالات الاستخدام
3.6. ميزات المعايرة بالتحليل الحجمي

4. أجهزة المعايرة الأتوماتيكية

4.1. تعريف

محلول المعايرة عبارة عن أداة تسمح بالتشغيل الأتوماتيكي لجميع العمليات المتضمنة في المعايرة بالتحليل الحجمي: إضافة محلول المعايرة، ومراقبة التفاعل (التقاط الإشارة)، والتعرف على نقطة النهاية، وتخزين البيانات، والحساب وتخزين النتائج.

4.2. مبدأ عمل أجهزة المعايرة الأتوماتيكية

تتبع أجهزة المعايرة الأتوماتيكية تسلسلاً معروفًا من العمليات. ويتشابه هذا التسلسل بشكل أساسي مع نماذج وعلامات تجارية مختلفة. ويتم تنفيذ هذا التسلسل وتكراره عدة مرات حتى يتم الوصول إلى نقطة نهاية أو نقطة تكافؤ (دورة المعايرة بالتحليل الحجمي).

 

... اطلع على المزيد في كتيب أساسيات المعايرة بالتحليل الحجمي

 

4.3. إضافة محلول معايرة
4.4. التقاط القيمة المقيسة
4.5. مبادئ التقييم

 

5. كيفية تحقيق أفضل نتائج المعايرة بالتحليل الحجمي

إن الهدف الرئيسي لأي تحليل هو الحصول على نتائج دقيقة ومضبوطة في أقصر وقت ممكن. وغالبًا ما يؤدي تجاهل أصغر شيء إلى تأثير هائل على موثوقية النتيجة النهائية وجودتها. يناقش هذا الفصل بعض العوامل الحرجة التي تؤثر على نتائج المعايرة بالتحليل الحجمي ويوفر بعض الإطلالات على كيفية التخلص من بعض الأخطاء الأكثر شيوعًا.

إدارة الجودة في المعايرة بالتحليل الحجمي

أصبحت إدارة الجودة موضوعًا مرتبطًا بمستخدم الأدوات التحليلية. وتعتمد أساسًا على توثيق المواصفات الفنية المثبتة والقياسات والطرق التحليلية المستخدمة. يمثل التوثيق أساسيات كل نظام من أنظمة إدارة الجودة ويطالب به المدققون في عمليات الفحص الدورية.

إدارة الجودة: لماذا؟

  • يطالب العميل بالحصول على النتائج الصحيحة فيما يتعلق بالدقة والضبط والقابلية للتكرار.
  • وتطالب شركات الأدوية والمنظمات الحكومية (مثل FDA وEPA) بتتبع قياسات النتائج وبالتالي تأهيل الأدوات.

ويمكن تحقيق كل منهما من خلال توثيق كامل للنتائج، والامتثال للمواصفات الفنية وعمليات فحص الطريقة. يتم تنظيم إجراء التوثيق الخاص بالعمل التحليلي في المختبر بواسطة نظام إدارة الجودة (مثل GLP)، وتتم متابعة دليل المواصفات الفنية في إجراء الاعتماد، ويجب اختبار الطرق التحليلية المحددة للحصول على نتائج صحيحة، بمعنى أنه يجب التحقق من صلاحية الطرق. وأخيرًا وليس آخرًا، تجب المحافظة على الأدوات طوال عمرها بالكامل لضمان استمرار النتائج الصحيحة. وهذه المجالات الفردية تشمل ما يلي:

GLP (ممارسات المختبر الجيدة):

جودة التخطيط والتنفيذ والتحكم وإعداد تقارير بالعمل في المختبر

الاعتماد:

جودة الأداة والقيم المقيسة التي تم الحصول عليها باستخدام هذه الأدوات

التحقق:

جودة الطريقة التحليلية وكذلك النتائج التي تم التوصل إليها

التأهيل:

التحقق من الجودة طوال عمر الأدوات بالكامل

 

... اطلع على المزيد في كتيب أساسيات المعايرة بالتحليل الحجمي

 

5.1. الدقة والضبط والصحة
5.2. أنواع الأخطاء
5.3. أفضل طريقة لأداء المهمة
5.4. التعامل مع الكاشف
5.5. التعامل مع المستشعر والصيانة
5.6. تأثيرات درجة الحرارة على النتائج
5.7. العناية بالأدوات والصيانة
5.8. التعامل مع العينة
5.9. ملخص

6. الخلفية الكيميائية

ستجد في الفصول التالية مقدمة موجزة حول العوامل الكيميائية ذات الصلة بتحليل المعايرة بالتحليل الحجمي. ويمكن الاطلاع على المزيد من المعلومات حول التفاعلات الكيميائية في "أساسيات المعايرة بالتحليل الحجمي" (ME-704153A).

6.1. المول

في العمليات الحسابية الكيميائية، تُستخدم وحدات خاصة لوصف التفاعل. وهذا ضروري، حيث إن عدد الذرات أو الجزيئات أو الأيونات في 1 جرام من العينة قد يكون ~ 1020. وهذا يعني أن الذرة الواحدة تزن تقريبًا 10-20 جم، وهي كمية بها 20 رقمًا عشريًا، أي رقم على العدد العشريني بعد الفاصلة! وهكذا، تحتاج العمليات الحسابية الكيميائية وحدات أكثر ملاءمة لحساب مقدار الكاشف والمنتج المشتركين في التفاعل.

وترتبط الوحدات الأساسية للعمليات الحسابية الكيميائية بالكمية الأساسية "مقدار المادة" و"مول" وحدتها الأساسية على النظام الدولي للوحدات (SI). وهذه المفاهيم معرفة بواسطة IUPAC (الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية) كهيئة حاكمة.

 

... اطلع على المزيد في كتيب أساسيات المعايرة بالتحليل الحجمي

 

6.2. القياس الكمي الكيميائي للتفاعل
6.3. تركيز محلول المعايرة
6.4. الكيمياء في المعايرة بالتحليل الحجمي
6.5. الناتج الأيوني للماء
6.6. قوة الأحماض والقواعد
6.7. الأحماض والقواعد في المذيبات غير المائية

7. مسرد

المعايرة بالتحليل الحجمي، محلول المعايرة، معيار رئيسي، تأشير، نهاية المعايرة بالتحليل الحجمي، نقطة التكافؤ، مواد التحليل، تقييس، قياس كمي كيميائي

 

... اطلع على المزيد في كتيب أساسيات المعايرة بالتحليل الحجمي

المعرفة الفنية ذات الصلة
المعايرة بالتحليل الحجمي بطريقةKarl Fischer لقياس المحتوى المائي
Thank you for visiting www.mt.com. We have tried to optimize your experience while on the site, but we noticed that you are using an older version of a web browser. We would like to let you know that some features on the site may not be available or may not work as nicely as they would on a newer browser version. If you would like to take full advantage of the site, please update your web browser to help improve your experience while browsing www.mt.com.