نظرات و پیشنهادات

منتظر نظرات و پیشنهادهای شما می باشیم .

روشهای کلاسیک در شیمی تجزیه

               ( تئوری روشهای کلاسیک تجزیه )

مقدمه

تیتر کردن از روش‌های تجزیه حجمی است. در تجزیه حجمی ابتدا جسم را حل کرده و حجم معینی از محلول آن را با محلول دیگری که غلظت آن مشخص است که همان محلول استاندارد نامیده می‌شود، می‌سنجند. در تیتراسیون محلول استاندارد به‌طور آهسته از یک بورت به محلول حاوی حجم مشخص یا وزن مشخص از ماده حل شده اضافه می‌شود.
افزایش محلول استاندارد ، آنقدر ادامه می‌یابد تا مقدار آن از نظر اکی‌والان برابر مقدار جسم حل شده شود. نقطه اکی‌والان نقطه ای است که در آن ، مقدار محلول استاندارد افزوده شده از نظر شیمیایی برابر با مقدار حجم مورد نظر در محلول مجهول است. این نقطه را نقطه پایان عمل از نظر تئوری یا نقطه هم ارزی نیز می‌گویند.

روش تیتر کردن

در عمل تیتر کردن ، محلول استاندارد را از یک بورت به محلولی که باید غلظت آن اندازه گرفته می‌شود، می‌افزایند و این عمل تا وقتی ادامه دارد تا واکنش شیمیایی بین محلول استاندارد و تیتر شونده کامل شود. سپس با استفاده از حجم و غلظت محلول استاندارد و حجم محلول تیتر شونده ، غلظت محلول تیتر شونده را حساب می‌کنند.

یک مثال

نقطه اکی‌والان در عمل تیتر کردن NaCl با نقره تیترات وقتی مشخص می‌شود که برای هر وزن فرمولی -Cl در محیط یک وزن فرمول +Ag وارد محیط عمل شده باشد و یا در تیتر کردن ، سولفوریک اسید (H2SO4 ) با سدیم هیدروکسید ( NaOH ) نقطه اکی‌والان وقتی پدید می‌آید که دو وزن فرمولی اسید و دو وزن فرمولی باز وارد محیط عمل شوند.

 

تشخیص نقطه اکی‌والان

نقطه اکی‌والان در عمل بوسیله تغییر فیزیکی ( مثلا تغییر رنگ ) شناخته می‌شود. نقطه ای که این تغییر رنگ در آن روی می‌دهد، نقطه پایان تیتر کردن است. در تیتراسیون اسید و باز شناساگرها برای تعیین زمان حصول نقطه اکی‌والان بکار می‌روند. تغییر رنگ معرف ، نشانگر نقطه پایانی تیتراسیون می‌باشد.

انواع تیتر کردن

بر حسب واکنش‌هایی که بین محلول تیتر شونده و استاندارد صورت می‌گیرد، تجزیه‌های حجمی (تیتراسیون) به دو دسته تقسیم می‌شوند:

روش‌هایی که بر اساس ترکیب یون‌ها هستند. یعنی تغییر ظرفیت در فعل و انفعالات مربوط به آن صورت نمی‌گیرد. این روش‌ها عبارت اند از:

واکنش‌های خنثی شدن یا واکنش‌های اسید و باز

            واکنش‌های رسوبی                                           واکنش‌هایی که تولید ترکیبات کمپلکس می‌کنند.

روشهایی که بر اساس انتقال الکترون هستند؛ مانند واکنش‌های اکسایش و کاهش

تیتر کردن واکنش های اسید و باز یا خنثی شدن

تیتر کردن ، عبارت است از تعیین مقدار اسید یا باز موجود در یک محلول که با افزایش تدریجی یک باز به غلظت مشخص یا بر عکس انجام می‌گیرد. موقعی که محلول یک باز دارای یونهای -OH است به محلول اسید اضافه کنیم، واکنش خنثی شدن انجام می‌شود:

OH- + H3O+ -----> 2H2O

 

محاسبات

معمولا حجم مشخص (V) از محلول اسید با نرمالیته مجهول (N) انتخاب کرده ، به‌کمک یک بورت مدرج به‌تدریج محلو ل یک باز به نرمالیته مشخص (N) به آن اضافه می‌کنند. عمل خنثی شدن وقتی کامل است که مقدار اکی‌والان گرم های باز مصرفی برابر مقدار اکی‌والان گرم های اسید موجود در محلول شود.

برای این که عمل تیتراسیون بدقت انجام شود، باید عمل افزایش محلول باز درست موقعی متوقف گردد که تساوی فوق برقرار شود. روش معمول و همگانی برای تعیین پایان تیتراسیون استفاده از شناساگرهاست. دستگاه PH متر نیز برای محاسبات دقیق در تعیین نقطه اکی والان کاربرد دارد.

روش‌تهای تجزیه وزنی

روش‌های تجزیه وزنی از قدیمیترین روش‌های تجزیه‌ای است که هنوز هم به علت دقت و صحت زیادی که دارند در بسیاری از آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این روش‌ها، حجم جسم به عنوان سیگنال تجزیه‌ای محسوب می‌شود. اندازه‌گیری جرم نسبتاً آسان است و تحت شرایط مناسب، این سیگنال با مقدار ماده موجود در نمونه آزمایشی ارتباط داده می‌شود.

ادامه مطلب

محلولها وغلظتها

محلول :

محلول ها، مخلوط های همگن اند. محلول ها را اغلب بر اساس حالت فیزیکی آنها طبقه بندی می کنند ؛ محلول های جامد، گازی، و مایع .

 حلال :

معمولاً جزئی از یک محلول را که از لحاظ مقدار بیش از اجزای دیگر است را حلال می نامند. البته کاربرد این واژه اختیاری است و دقت چندانی ندارد. گاهی آسانتر است که جزئی از محلول را با آنکه مقدارش کم است حلال بنامیم. در توصیف محلول های گازی کاربرد واژه های حلال و حل شونده اهمیت چندانی ندارد.

حل شونده : معمولاً جزئی از یک محلول که از لحاظ مقدار کمتر از اجزای دیگر است را حل شونده می نامند.

 غلظت : مقدار ماده ی حل شده در مقدار مشخصی حلال یا محلول را گویند.

 محلول رقیق : محلولی که غلظت ماده ی حل شده در آن نسبتاً کم باشد.

محلول غلیظ : محلولی که غلظت ماده ی حل شده در آن نسبتاً زیاد باشد.

انحلال پذیری : بیشترین مقدار از یک ماده که در مقدار معینی حلال حل می شود و سیستم پایداری به وجود می آورد.

محلول سیر شده ( اشباع شده ) : محلولی که در آن سرعت حل شدن ماده ی حل شونده ی خالص برابر با سرعت خارج شدن ماده ی حل شده از محلول است. که در نتیجه غلظت ماده ی حل شده، در حال تعادل، ثابت می ماند. 

محلول سیر نشده : در این محلول، غلظت ماده ی حل شده، کمتر از غلظت آن در یک محلول سیر شده است.

 محلول فوق سیر ( فوق اشباع ) : فقط در صورتی که ماده ی حل شونده جامد باشد، میتوان محلولی تهیه کرد که غلظت ماده ی حل شده در آن بیشتر از غلظت یک محلول سیر شده است. این نوع محلول ها نیم پایدارند و اگر مقدار بسیار کمی از حل شونده به آن افزوده شود، مقدار اضافی رسوب می کند.

انواع غلظت : 

- مولاریته (M) :

 تعداد مول های ماده ی حل شده در یک لیتر از محلول.

مولاریته یکی از پرکاربرد ترین مفاهیم غلظت در شیمی تجزیه می باشد.

این تعریف بر اساس حجم کل محلول استوار است. وقتی غلظت محلول بر حسب مولاریته بیان می‌شود، محاسبه مقدار ماده حل شده موجود در یک نمونه معین از محلول آسان است. تعداد مولهای جسم حل شده از تقسیم کردن وزن آن بر حسب gr به وزن فرمولی آن (وزن مولکولی ، وزن اتمی ، وزن یونی) بدست می‌آید.                                                             

- درصد وزنی – حجمی (%W/V) :

این غلظت برای بیان ترکیب محلولهای آبی رقیق و واکنشگرهای جامد به کار می رود بنابراین یک محلول آبی 5% از نیترات نقره محلولی می باشد که ازحل کردن 5 گرم نیترات نقره درمقدارکافی آب مقطر برای تولید 100 میلی لیتر محلول استفاده شده است.

- نرمالیته (N) :

تعداد هم ارز گرم های ( اکی والان های ) ماده ی حل شده در یک لیتر محلول.

نرمالیته ی یک محلول مانند مولاریته با تغییر دما اندکی تغییر میکند.

 - گرم بر لیتر (C) :

عبارت است از مقدارگرمهای جسم حل شده دریک لیترمحلول.

- مولالیته (m) :

تعداد مول های ماده ی حل شونده در یک کیلوگرم حلال .

  مولالیته یک محلول عبارت است از عدد مولهای حل شده در  1000 گرم حلال. مولالیته یک محلول آبی بسیار رقیق همان مولاریته آن محلول است زیرا  1000 گرم آب تقریبا  1000 گرم حجم اشغال می کند.

-کسر مولی ( X) :

کسر مولی یک جزء از محلول برابر با نسبت عدّه ی مول های آن جزء بر کل مول های تمام موارد موجود در محلول است.

 که در آن  کسر مولی A    و   ,... عده ی مول های C , B , A و ... است. مجموع کسر مولی تمام اجزای موجود در محلول باید 1 باشد.

-درصد وزنی (%W) :

درصد وزنی یک ماده حل شده دریک محلول عبارتست از:

گرم های جسم حل شده تقسیم بر ( گرم های حلال + گرم های جسم حل شده ) ضربدر 100

مثال : محلولهای زیر را تهیه نمایید :

الف : 500 میلی لیتر محلول 1/. مولار HClاز محلول 2 مولار آن .

ب: 100میلی لیتر محلول سود 5/. نرمال از سود جامد .

NaOH= 40

استاندارد کردن

\

مقدمه:

روشی که توسط آن ، محلولی با غلظت مشخص به محلولی دیگر اضافه می‌شود تا واکنش شیمیایی بین دو ماده حل شده کامل گردد، تیتراسیون نامیده می‌شود.

تیتر کردن از روش‌های تجزیه حجمی است. در تجزیه حجمی ابتدا جسم را حل کرده و حجم معینی از محلول آن را با محلول دیگری که غلظت آن مشخص است که همان محلول استاندارد نامیده می‌شود، می‌سنجند. در تیتراسیون محلول استاندارد به‌طور آهسته از یک بورت به محلول حاوی حجم مشخص یا وزن مشخص از ماده حل شده اضافه می‌شود.

افزایش محلول استاندارد ، آنقدر ادامه می‌یابد تا مقدار آن از نظر اکی‌ والان برابر مقدار جسم حل شده شود. نقطه اکی‌والان نقطه ای است که در آن ، مقدار محلول استاندارد افزوده شده از نظر شیمیایی برابر با مقدار حجم مورد نظر در محلول مجهول است. این نقطه را نقطه پایان عمل از نظر تئوری یا نقطه هم ارزی نیز می‌گویند.

انواع روشهای تیتر کردن:

بر حسب واکنش‌هایی که بین محلول تیتر شونده و استاندارد صورت می‌گیرد، تجزیه‌های حجمی (تیتراسیون) به دو دسته تقسیم می‌شوند:

روش‌هایی که بر اساس ترکیب یون‌ها هستند. یعنی تغییر ظرفیت در فعل و انفعالات مربوط به آن صورت نمی‌گیرد. این روش‌ها عبارت اند از:

واکنش‌های خنثی شدن یا واکنش‌های اسید و باز:

● اسید و باز قوی

● اسید ضعیف با باز قوی

● باز ضعیف با اسید قوی

● اسید و باز ضعیف

واکنش‌های رسوبی :

● تیتراسیون با تیترانت های غیر آلی

● تیتراسیون های سورفكتنتها

● واکنش‌هایی که تولید ترکیبات کمپلکس می‌کنند.

● روشهایی که بر اساس انتقال الکترون هستند؛ مانند واکنش‌های اکسایش و کاهش

محلول استاندارد :

محلولی را استاندارد می گویند كه در آن ، رابطه ی بین مقادیر ماده ی حل شده و محلول یا رابطه بین مقدار ماده حل شده وحلال بنحوی معلوم باشد . با معلوم بودن مقدار ماده حل شونده و مقدار حلال تشكیل دهنده محلول ، غلظت محلول مشخص می گردد . بسیاری از واكنش ها در حالت محلول انجام می شود و محاسبه های كمی برای این گونه واكنش ها بر مبنای غلظت آنها صورت می گیرد. برای بیان غلظت ، روش های گوناگونی وجود دارد و محلول های ستاندارد را بر اساس غلظت بیان می كند.محلول های استاندارد كاربرد زیادی دارند ، از جمله در تجزیه های تیترسنجی (تیتراسیون) ، واكنش های خنثی شدن و واكنش های اكسیداسیون – احیا و ...

استاندارد اولیه:

استاندارد اولیه ، ترکیبی با درجه خلوص بالاست که به عنوان مرجع در همه ی روشهای تیتراسیون حجمی به کار میرود.برخی شرایط مهم یک استاندارد اولیه عبارتند از:

درجه خلوص بالا

پایداری در هوا

عدم ترکیب با آب،

قابلیت انحلال مناسب در محیط تیتراسیون
ادامه مطلب

تئوری آزمایشگاه شیمی تجزیه

فلیم فتو متر نشر شعله ای یا فلیم فتومتر Flame photometer

دستگاهی است كه جهت اندازه گیری فلزاتی مانند : كلسیم ، سدیم ، پتاسیم ، لیتیم و باریم بكار می رود. فلیم فتومتر شبیه اسپكتروفتومتر و یا فتومتر ساده است ، با این تفاوت كه در فتومتر، لامپ الكتریكی ، و در فلیم فتومتر نور حاصل  از شعله بعنوان منبع نور محسوب می شود .  همچنین فتومتر یا اسپكتروفتومتر ، میزان نور جذب شده توسط محلول را اندازه گیری می نماید ، در حالیكه فلیم فتومتر نور حاصل از سوختن فلز را مستقیماً اندازه گیری می كند . اساس كار فلیم فتومتر ( فتومتر شعله ای ) : هنگامی كه نمك های فلزی(metallic salts)   در داخل شعله گداخته می شود ، انرژی گرمایی جذب اتم فلزمی شود و سبب می گردد تا یك یا تعداد بیشتری الكترون از اربتیال های خود خارج شوند ، زمانیكه الكترونهای مذكور به سطح الكترونی خود برمی گردند نوری از خود ساطع می نمایند كه مختص آن فلز است بعبارت دیگر طیف نشری هر فلز منحصر بفرد است . در یك فلیم فتومتر بطوركلی یك گاز اشتعال پذیر ( گاز طبیعی مایع ) با یك عامل اكسید كننده ( هوای فشرده ) مشتعل گردیده و تولید شعله می نمایند . نمونه رقیق شده از طریق هوای فشرده از انتهای لوله موئینه بصورت پودری ، وارد شعله شده و گداخته می شود ، نور حاصل از احتراق پس از عبور از فیلتر مخصوص خود به صورت یک تک رنگ از عدسی عبور کرده و به سلول فتوتیوب برخورد می‌کند . سلول فتوتیوب نور را دریافت کرده و ولتاژی متناسب با شدت آن ایجاد می كند كه این ولتاژ پس از تقویت ، بوسیله گالوانومتر قابل اندازه‌گیری است . اساس اندازه‌گیری مقایسه‌ای بوده و عدد خوانده شده مقایسه ای است بین نمونه Blank که مشخص کننده صفر است ، با یک نمونه استاندارد با غلظت معین . اجزاء دستگاه فتومتر شعله ای ( فلیم فتومتر ) : 1 ) منبع نور ( شعله ) و نبولایزر،  شامل بخش مكنده است كه نمونه  مورد آزمایش بوسیله آن  وارد شعله  می شود . 2 ) فیلتر و عدسیها 3 ) دتكتور (  فتوسل ) 4 ) نمایشگر و چاپگر 5 ) كمپرسور هوا 6 ) منبع گاز در شکل زیر تصویر یک فتومتر شعله ای یا فلیم فتومتر را مشاهده می کنید : نمایش شماتیک یک دستگاه فلیم فتومتر  Flame photometer: چندین عامل می تواند در شدت نور منتشره از محلول آزمایش موثر واقع شود که از آن میان می توان عوامل زیر را نام برد : 1 ) ویسکوزیته ( گرانروی ) : اضافه نمودن موادی که باعث افزایش ویسکوزیته می شوند مانند ساکاروز ، شدت نور نشری را کاهش می دهند . و همچنین در عمل اتم سازی ( Atomization ) ، نیز اثر می گذارند . 2 ) حضور اسیدها : عموماً اسیدها باعث کم شدن شدت نور منتشره می شوند و آنچه که محقق است اثر آنیونی اسید است که در تعادل تفکیک نهایی نمک تبخیر شده ،  باعث مزاحمت می شود . 3 ) حضور فلزات دیگر : ظاهراً با قرار دادن یک صافی می توان نتایج قابل قبولی گرفت ، و اثری را که یونهای دیگر ممکن است در تابش شعله داشته باشند ، می توان به این ترتیب حذف کرد .  از این رو بدیهی است که محلولهای استانداردی جهت تنظیم دستگاه لازم خواهد بود که وجه تشابهی با محلول مورد آزمایش را داشته باشند

 

تهیه شناساگرهای آزمایشگاهی

تهیه شناساگرهای آزمایشگاهی

در این بخش نحوه تهیه شناساگرهای معمول در آزمایشگاههای شیمی را به ترتیب حروف الفبا می توانید بیابید. همچنین این نکته نیز قابل ذکر است که برخی شناساگرها برای تیتراسیون EDTA استفاده میشوند و برخی دیگر برای تیتراسیونهای Redox و برخی برای تیتراسیونهای جذب. که در داخل پرانتز پس از نام شناساگر به آن اشاره شده است.

A

Amido black 10 B (redox)
dissolve 0.2 g in 100 ml of water
color change = yellowish-brown to blue
Alizarin
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 95% ethanol.
pH =10.1 - 12.1; color change = red to purple
Alizarin yellow
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of water.
pH =10.0 - 12.1; color change = light yellow to brownish yellow
Alizarin sulphonic acid Na salt
Dissolve 0.1g. in 100 ml. water or in 100 ml 1:1 ethanol and water.
pH =4.3 - 6.3; color change = yellow to violet
Alkali blue
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 95% ethanol.
pH =9.4 - 14.0; color change = violet to pink


B

2.2'Bipyridin (iron(II) complex (redox)
dissolve 0.695 g of FeSO4.7H2O and 1.171 g of 2.2'-bipyridin in 100 ml of water
color change = pale blue to red
Brillant cresyl blue (redox)
dissolve 0.5 g in 100 ml of water or ethanol (96 %)
color change = blue to colorless
Brilliant green
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of water.
pH =0.0 - 2.6; color change = yellow to green
Bromochlorophenol blue
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.04g in 0.69 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml with water.
pH =3.0 - 4.6; color change = yellow to blue-violet
Bromocresol green
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.04g in 0.58 ml of 0.1Msodium hydroxide and make up to 100 ml with water.
pH =3.8 - 5.4; color change = yellow to blue
Bromocresol purple
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.4g in 0.74 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml.
pH =5.2 - 6.8; color change = yellow to purple
Bromophenol blue
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.04g in 0.6 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml.
pH =3.0 - 4.6; color change = yellow to blue-violet
Bromophenol red
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.04g in 0.94 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml.
pH =5.2 - 6.8; color change = orange yellow to purple
Bromothymol blue
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 20% ethanol.
Bromo-oxylenol blue
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 95% ethanol.
pH =5.7 - 7.5; color change = orange yellow to blue

C

Cacotheline
saturated
color change = yellow to red-violet
Calcon or Solochrome Dark Blue (metal-ion EDTA)
sodium 1-(2- hydroxy-1-naphthylazo)-2-naphthol-4-sulphonate, Colour I ndex No.202; also called Eriochrome Blue Black R.
Dissolve 0.2g of the dyestuff in 50ml. of methanol.
The colour change is from pink to pure blue.
Calmagite
1-(1-hydroxy-4-methyl-2-phenylazo)-2-naphthol-4-sulphonic acid (IX) (metal-ion EDTA)
Can be substituted for Eriochrome Black T without change in the experimental procedures for calcium and magnesium.It has same colour change, which is clearer and sharper, and aqueous solutions of the indicator are almost stable indefinitely.
Dissolve 0.05g of calmagiite in 100ml. of water. The indicator is stable for at least 12 months when stored in a polythene bottle and in the dark.
Chlorophenol red
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.04g in 0.94 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml.
pH =4.8 - 6.4; color change = yellow to purple
Congo red
Dissolve 0.2g. in 100 ml. of water.
pH =3.0 - 5.2; color change = blue to orange-yellow
Cresol purple
Dissolve 0.04g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.04g in 0.86 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml.
pH =7.4 - 9.0; color change = yellow to purple
Cresol red
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 50% ethanol, or dissolve 0.04g in 1.05 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml.
pH =7.0 - 8.8; color change = yellow to purple
Cresol red
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.04g in 1.05 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml.
pH =0.2 - 1.8; color change = red to yellow
m-Cresol purple
Dissolve 0.04g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.04g in 1.05 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml.
pH =1.2 - 2.8; color change = red to yellow
Crystal violet
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 70% ethanol.
pH =0.8 - 2.6; color change = yellow to blue-violet

D

Dibromopyrogallol sulphone phthalein (VIII) (metal-ion EDTA) or Bromopyrogallol Red
Dissolve 0.05g of the reagent in 100ml. of 50% ethanol.
The indicator is coloured orange-yellow in strongly acid solutions,; claret red in nearly neutral solutions; and violet to blue in basic solutions.
Dichlorofluorescein: (adsorption)
Dissolve 0.1g in 60 - 70 % ethanol, or
Dissolve 0.1g of dichlorofluoroceinate in 100ml water.
2.6-Dichlorophenolin-dophenol sodiumsalt (dihydrate) (redox)
dissolve 0.02 g in 100 ml of water
color change = blue to colorless
Di-iododimethylfluorescein:
(adsorption) Dissolve 1g in 70 5 ethanol.
4-(Dimethylamino) azobenzene
Dissolve 0.1 to 1.5 g. in 100 ml. of 90% ethanol.
pH =2.9 - 4.0; color change = red to yellow-orange
3.3'-Dimethylnahthidine(4.4'-Diamino-3.3-dimethyl-1.1'-binaphthaline) (redox)
dissolve 1.0 g in 100 ml of glacial acetic acid
color change = purple-red to colorless
N,N-Dimethyl-1.4-phenylenediammonium dichloride (redox)
dissolve 0.02 g in 100 ml of water
color change = dark-blue to colorless
2,5-Dinitrophenol
Dissolve 0.05 to 0.1g. in 100 ml. of 70% ethanol.
pH =4.0 - 5.8; color change = colorless to yellow
2,4-Dinitrophenol
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 70% ethanol.
pH =2.8 - 4.7; color change = colorless to yellow
Diphenylamine:
Dissolve 1g in 100 ml conc. H2SO4
color change = blue-violet to colorless
Diphenylamine-4-sulfonic acid barium salt (redox)
Dissolve 0.2g in 100 ml water
color change = red-violet to colorless
Diphenylamine-p-sulphonic acid (Na salt):
(redox) Dissolve 0.2g in 100 ml water.
Diphenylbenzidine:
(redox) Dissolve 1g in 100 ml conc.H2SO4
color change = violet to colorless
Diphenylcarbazide: (adsorption)
Dissolve 0.1g in 100 ml ethanol.
Diphenylcarbazone: (adsorption)
Dissolve 0.1g in 100 ml ethanol or iso-propyl alcohol.

E

Eosin bluish
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of water.
pH =1.4 - 2.4; color change = colorless to pink fluorescence
Eosin: (adsorption)
Dssolve 0.1g in 100ml 70 % ethanol, or 0.1g of the sodium salt in 100 ml water.
Eosin yellowish
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of water.
pH =0.0 - 3.0; color change = yellow to green fluorescence
Epsilon blue
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of water.
pH =11.6 - 13.0; color change = orange to violet
Eriochrome Bkack T (metal-ion EDTA)
Sodium 1-(1-hydroxy-2-naphthalyzo)-6-nitro-2-naphthol-4-sulphonate (1); also known as Solochrome Black T or WDFA or No. 2 in the Colour Index. Not recommended for titration of solutions more acidic than Ph 6.5.
Dissolve 0.2 g of the dyestuff in 15ml. of ethanolamine and add 5ml of absolute ethanol to reduce the viscosity; the reagent is stable for several months.
A 0.4% solution of the pure dye in methanol may last for about a month.
Colour change is from blue to red.
Eriochrome Red B
sodium salt of 4-(2-hydroxy-4-sulpho-1-naphthylazo)-3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one (IX)---a pyrazolone azo-B-naphthol dyestuff. (metal-ion EDTA)
Dissolve 0.1g of the dyestuff in 50ml, ethanol. It is stable indefinitely.
The colour change from pink to pale yellow is almost instantaneous at about 80oC.
Erythrosin B
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of water.
pH =0.0 - 3.6; color change = orange to red

F G H I J K L

Fast Sulphon Black F (metal ion EDTA)
Sodium salt of 1-hydrovy-8-(2-hydroxynaphthylazo)-2-(solphonaphtylazo)-3,6-disulphonic acid (V)
The indicator solution is 0.5% solution in water.
Specific colour change for copper is from magenta to pale blue to bright green.
Ferric indicator: (adsorption)
Use a saturated Ammonium Ferric sulphate soln. (~ 40%), add a few drops of 6M nitric acid, and use 1 ml for each titration.
Ferroin: (redox)
Make a 0.025M in water. or Dissolve 0.7g FeSO4.7H2O and 1.5g 1,10 o-phenanthroline in 100 ml water. color change = blue to orange-red
Fluorescein: (adsorption)
Dissolve 0.2g in 100 ml 70 % alcohol, or
Dissolve 0.2g of sodium fluorocienate in 100 ml water.
HHSNNA (metal-ion EDTA)
See Patton and Reeder's
Indigo carmine
Dissolve 0.25g. in 100 ml. of 50% ethanol, or dissolve 1g in 100ml of water.
pH =11.5 - 13.0; color change = blue to yellow
Indigo carmine (Indigo disulfonate disodium salt) (redox)
Dissolve 0.5g in 100 ml water
color change = blue to yellowish
Litmus
Dissolve 4g. in 100 ml. of water.
pH =5.0 - 8.0; color change = red to blue
Note on Litmus:You can purify the commercial litmus as follows: Digest 10g. of the litmus with 35ml.of rectified spirit on a water bath for about 1 hr and decant the alcohol.; repeat this process twice. Extract the residue several times with water and allow to stand for several days. Decant or siphon off the clear extract. This is of suitable concentration for most purposes.
Bromo-cresol purple or Bromo-thymol blue are excellent substitutes for litmus.
Azolitmin is the pure litmus colouring matter. Dissolve 0.1g. in 100ml of water.

M

Malachite green oxalate
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of water.
pH =0.0 - 2.0; color change = yellow to green-blue
N-Methlydiphenylamine-p-solphonic acid, (Na salt): (redox)
Dissolve 0.1g in 100 ml water.
Methylene blue (redox)
Dissolve 0.1 to 0.5g in 100 ml water
Methyl green
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of water.
pH =0.1 - 2.3; color change = yellow to blue
Methyl orange
Dissolve 0.05g. of the sodium salt in 100 mls. of water, add 8 mls..of 0.1M hydrochloric acid, and filter if necessary, or
Dissolve 0.05g. of the free acid in 100 ml. water, and filter the solution if a precipitate forms.
pH =3.1 - 4.4; color change is pink/red towards yellow-orange
Screened methyl orange
Dissolve 1g. of methyl orange and 1.4g. of xylene cyanol FF in 200ml. water and make up to 500 ml. vol. with ethanol. The purpose of a screened or mixed indicator is to produce a more pronounced colour change at the end point. These types of indicators consist of either a mixture of two indicators or a mixture of an indicator and an inert dye. It changes colour at pH 3.8 -- 4.1 from violet to green.
Methyl red
Dissolve 0.1g. of the Na salt in 100ml. of water, or dissolve in 30ml. of alcohol and dilute to 100ml. vol. with water.
pH =4.4 - 6.2; color change = red to yellow-orange
Methyl violet
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 20% ethanol.
pH =0.1 - 2.7; color change = yellow to violet
Methyl yellow Dissolve 0.1g. of the indicator in 100 ml of alcohol.
Mixed indicator
Dissolve 0.2g of methyl red and 0.1g of methyl blue or bromocresol green in 100 ml 95% ethanol
pH =4.3 - 5.2; color change = green to pink(ph 4.5)
Murexide (metal-ion EDTA)
This is the Ammonium salt of purpuric acid.
Suspend 0.5g of the powdered dyestuff in water, shake thoroughly and allow to settle. The saturated supernatant is used as the indicator.
The colour change is towards a blue endpoint.

N

1-Naphtolphthalein
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 95% ethanol.
pH =7.1 - 8.3; color change = brownish to blue-green
Neutral red
Dissolve 0.3g. in 100 ml. of 70% ethanol.
pH =6.8 - 8.0; color change = blue-red to orange-yellow
Neutral red (redox)
Dissolve 0.5g in 100 ml of 95% ethanol
color change = violet-red to colorless
Nile blue (sulphate) (redox)
Dissolve 0.1g in 100 ml water
color change = blue-red to colorless
3-Nitrophenol
Dissolve 0.3g. in 100 ml. of 95% ethanol, or 0.08 g in 100 ml water.
pH =6.6 - 8.6; color change = colorless to yellow-orange
4-Nitrophenol
Dissolve 0.2g. in 100 ml. of 95% ethanol, or 0.08g in 100 ml water.
pH =5.4 - 6.8; color change = yellow to violet

O P

Patton and Reeders indicator (metal-ion EDTA)
2-hydroxy-1-(2-hydroxy-4-sulpho-1-naphthylazo)-3-naphthoic acid (111)
Also known by the abbreviated name HHSNNA.
The dyestuff is thoroughly mixed with 100 times its weight of sodium sulphate, and 1g of this mix is used for each titration.
Used in the direct titration of calcium, particularly in the presence of magnesium, pH range 12-14.
A sharp colour change is obtained from wine red to pure blue.Phenolphthalein
Dissolve 0.5 g. of the reagent in 50ml.of alcohol and add 50ml of water with stirring. Filter if a precipitate forms or
Dissolve 1g. of the dry indicator in 80 mls.ethylene glycol monoethyl ether (cellosolve) b.p.135oC, and dilute to 100ml. with distilled water.: the loss by evaporation is less by this preparation.
Phenolphetalein
Dissolve 1g. in 100 ml. of Ethanol.
Phenol red
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.04g in 1.13 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml.
pH =6.4 - 8.2; color change = yellow to red-violet
Pentamethoxytriphenyl carbinol
Dissolve 0.1 g in 100 ml of 95% ethanol
pH =1.2 - 3.2; color change = red to colorless
1.10-Phenanthroline (monohydrate) (redox)
Dissolve 0.695 g of FeSO4 x 7H2O and 1.487 g of 1.10-Phenanthroline in 100 ml of water
color change = pale-blue to red
N-Phenylanthranilic acid: (redox)
Dissolve 0.1 g in 5 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml with water.
color change = purple-red to colorless
Picric acid
Dissolve 0.1 g in 100 ml of 20% ethanol
pH =0.2 - 1.0; color change = colorlass to yellow
Pyrocatechol Violet
Pyrocatechol sulphone phthalein (VII); Catechol violet. (metal-ion EDTA)
Dissolve 0.1g of the dyestuyy in 100ml.of water. This solution is stable for several weeks.
Colour change is progressive, from yellow yo blue to green.

Q R S

Quinaldine red
Dissolve 0.1 g in 100 ml of 60% ethanol
pH =1.4 - 3.2; color change = colorless to pink
Rhodamine: (adsorption)
Dissolve 0.05 g in 100 ml water.
Safranin (redox)
Dissolve 0.5g in 100 ml water
color change = blue-violet(acidic),brown (alkaline) to colorless

T

4,5,6,7-Tetrabromo-phenolphthalein
Dissolve 0.1 g in 100 ml of 95% ethanol
pH =7.0 - 8.0; color change = colorless to purple
2.2':6.2"-Terpyridine (iron(II) complex) (redox)
Dissolve 0.232 g FeSO4 x 7H2O and 0.389 g of 2.2':6.2-terpyridine in 100 ml of water
color change = pale-blue to red
Tertrazine: (redox)
Dissolve 0.5g in water and use 4 drops per titration.
Thionine (redox)
Dissolve 0.5g in 100 ml of 95% ethanol
color change = violet to colorless
Titan yellow
Dissolve 0.1 g in 100 ml of 20% ethanol
pH =12.0 - 13.0; color change = yellow to red
Thymol blue
Dissolve 0.04g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.04g in 0.86 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml with water.
pH =8.0 - 9.6; color change = yellow to blue
Thymol blue
Dissolve 0.04g. in 100 ml. of 20% ethanol, or dissolve 0.04g in 0.86 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml with water.
pH =1.2 - 2.8; color change = red to yellow
Thymolphthalein
Dissolve 0.1 g in 100 ml of 50% ethanol
pH =9.3 - 10.5; color change = yellow to red
Thymolphthalexone
Thymolphthalein complexone (metal-ion EDTA)
3,3-bis-[n,n-(carboxymethyl)aminomethyl] thymolphthalein (X)
Prepare a 0.5% solution in ethanol.alternatively, a finely ground mixture 1:100 with AR potassium nitrate may be used.
Blue to colourless or slight pink in alkaline medium.
Tropaeolin O
Dissolve 0.1g. of the solid in 100 ml of water.
Tropaeolin OO
Dissolve 0.1g. of the solid in 100 ml of water.
Universal indicator
Dissolve 0.04g of methyl red, 0.02g of methyl orange, 0.02g of phenolphthalein, 0.10g of thymol blue and 0.08g of bromothymol blue in 100 ml of 95% ethanol. Color change is red-orange-yellow-green (ph 7) –blue-indigo-violet.

U V W X Y Z

Variamine Blue B (metal-ion EDTA)
4-methoxy-4-amino-diphenylamine
The indicator solution is a 1% solution of the base in water. Ferric complex with EDTA - sharp change in redox potential - colourless to violet blue complex.
Variamine blue salt B (redox)
Dissolve 1.0 g in 100 ml of water or grind with sodium chloride or sodium sulfate anhydrous trituration
color change = blue-violet(acidic),yellow (alkaline) to colorless
p-Xylenol blue
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 50% ethanol, or dissolve 0.04g in 0.98 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml with water.
pH =1.2 - 2.8; color change = red to yellow
p-Xylenol blue
Dissolve 0.1g. in 100 ml. of 50% ethanol, or dissolve 0.04g in 0.98 ml of 0.1M sodium hydroxide and make up to 100 ml with water.
pH =8.0 - 9.6; color change = yellow to blue
 

چسب نشاسته یا Starch : مقدار 1 گرم از نشاسته را با 10 میلی گرم یدید جیوه قرمز مخلوط كرده و در حداقل آب سرد حل كنید تا حالت چسب مانند بخود بگیرد. بعد از آن 200 میلی لیتر آب جوش به آن اضافه كرده و به مدت 1 دقیقه محلول را بجوشانید و همزمان هم بزنید سپس بگذارید تا سرد شود. دقت كنید كه همیشه از محلول رویی كه شفاف است استفاده كنید. بهتر است چسب نشاسته همیشه تازه تهیه شود. اگر یدید جیوه قرمز نداشته باشید زیاد مشكلی بوجود نمی آورد. 

لینک دانلود فایل به صورت PDF :

http://www.4shared.com/office/_YWKiXR8/__1.html

تیتراسیون

تیتراسیون چیست؟

روشی که توسط آن ، محلولی با غلظت مشخص به محلولی دیگر اضافه می‌شود تا واکنش شیمیایی بین دو ماده حل شده کامل گردد و سپس با استفاده از غلظت معلوم و مشخص ماده اول ، بتوان غلظت ماده مجهول را تعیین نمود ، تیتراسیون نامیده می‌شود.

 

مقدمه :

تیتر کردن از روش‌های تجزیه حجمی است. در تجزیه حجمی ابتدا جسم را حل کرده و حجم معینی از محلول آن را با محلول دیگری که غلظت آن مشخص است که همان محلول استاندارد نامیده می‌شود، می‌سنجند. در تیتراسیون محلول استاندارد به‌طور آهسته از یک بورت به محلول حاوی حجم مشخص یا وزن مشخص از ماده حل شده اضافه می‌شود.

افزایش محلول استاندارد ، آنقدر ادامه می‌یابد تا مقدار آن از نظر اکی‌والان برابر مقدار جسم حل شده شود. نقطه اکی‌والان نقطه ای است که در آن ، مقدار محلول استاندارد افزوده شده از نظر شیمیایی برابر با مقدار حجم مورد نظر در محلول مجهول است. این نقطه را نقطه پایان عمل از نظر تئوری یا نقطه هم ارزی نیز می‌گویند.

 

روش تیتر کردن :

در عمل تیتر کردن ، محلول استاندارد را از یک بورت به محلولی که باید غلظت آن اندازه گرفته می‌شود، می‌افزایند و این عمل تا وقتی ادامه دارد تا واکنش شیمیایی بین محلول استاندارد و تیتر شونده کامل شود. سپس با استفاده از حجم و غلظت محلول استاندارد و حجم محلول تیتر شونده ، غلظت محلول تیتر شونده را حساب می‌کنند.

روش تیتراسیون بیشتر در مورد تعیین غلظت اسید یا باز طی تیتراسیون خنثی شدن کاربرد دارد .

انواع تیتراسیون :

به طور کلی 4 نوع تیتراسیون داریم :

الف) تیتراسیون ساده

                 1 : اسید قوی – باز قوی

                 2 : اسید قوی – باز ضعیف

                 3 : اسید ضعیف – باز ضعیف

                 4 : اسید ضعیف – باز قوی

ب) تیتراسیون رسوبی

ج) تیتراسیون معکوس (برگشتی)

د) تیتراسیون اکسایش – کاهش

 

تیتراسیون رسوبی :

این تیتراسیون بر اساس تشکیل سریع رسوب می باشد و بیشتر برای تعیین غلظت هالوژن ها به کار می رود . در این صورت اغلب از نیترات نقره به عنوان عامل رسوب دهنده استفاده می شود . این نوع تیتراسیون ها را آرژانتومتری نیز می نامند . معروفترین روش های تیتراسیون رسوبی عبارتند از : 1- روش موهر 2- روش فاجان 3- روش ولهارد

 

روش موهر : شامل تیتراسیون یون کلر یا برم با نیترات نقره استاندارد در PH حدود خنثی و مجاورت یون کرومات به عنوان معرف است . در پایان ، رسوب قرمز آجری کرومات نقره ظاهر می گردد .

 

روش فاجان : یون کلر به وسیله ی یون نقره در مجاورت یک معرف که دارای خاصیت فلوئورسانس است ( مانند فلوروشین ) تیتر می شود . در پایان  تیتراسیون معرف جذب سطح رسوب شده و رنگ قرمز حاصل می شود . معرف به کار رفته چند قطره از محلول الکلی فلورسئین یا محلول آبکی نمک سدیم آن می باشد.

 

روش ولهارد : برای تیتراسیون یون نقره ، محلول استاندارد تیوسیانات در مجاورت یون فریک به عنوان معرف بکار می رود . برای جلوگیری از هیرولیز یون آهن ، تیتراسیون بایستی در محیط اسیدی نسبتاً قوی صورت گیرد . محصول نهایی تیوسیانات فرو است که رنگ قرمز دارد . امروزه در اغلب تیتراسیون های رسوبی ، برای تعیین نقطه پایانی از یک دستگاه همانند پتانسیومتری ، هدایت سنجی و یا اسپکتروفتومتری استفاده می شود . محلول های نیترات نقره ، عمومی ترین معرف ها برای استفاده در تیتراسیون های رسوبی می باشند .

 

آزمایشگاهی شیمی تجزیه

 

اسپكتروفتومتر (Spectrophotometer)

اسپكتروفتومتر یا طیف سنج یك دستگاه آزمایشگاهی اولیه است كه جهت خواندن نتایج آزمایش هایی كه ، واكنش آنها از نوع End point هستند بكارمی رود .  این دستگاه میزان جذب ، یا عبور طول موجهای مشخصی از انرژی تابشی ( نور ) از یك محلول را اندازه گیری می نماید . اساس كار اسپكتروفتومتر همانند بسیاری از دستگاههای آزمایشگاهی ،  براندازه گیری میزان نور جذب شده توسط یك محلول رنگی است  که طبق قانون بیر -  لامبرت میزان جذب نور ( OD ) متناسب با غلظت ماده حل شده در محلول است . قانون بیر- لامبرت زمانی صادق است كه : 1 )  نور منتشر شده بر روی ماده مورد نظر تك رنگ باشد . 2 )  غلظت ماده حل شده باید در محدوده خطی باشد . اسپكتروفتومترهای مرئی و فرابنفش رایجترین ، نوع آنها در مراكز تشخیصی و آزمایشگاهی هستند . اسپكتروفتومترها بر اساس تعداد پرتوهای نوری كه به آشكارساز دستگاه می رسد به دو نوع تك پرتویی و دوپرتویی تقسیم میشوند . در نوع تك پرتویی یك جایگاه برای محلول و بلانک وجود دارد ، در دستگاههای دو پرتویی دو جایگاه منظور شده است . پرتوتابش شده بطور خودكار مجزا شده ، و ازمحلول بلانك و نمونه همزمان عبور می كند  این دستگاهها بسیار حساس می باشند . قسمت های مختلف یك اسپكتروفتومتر شامل : 1 )   منبع نور  (Light Source) 2 )   تك رنگ ساز  ( Monochromator ) 3 )   شكاف عبور یا متمركز كننده پرتو  ( Focusing Device ) 4 )   كووت یا محل قرار دادن نمونه  ( Cuvet ) 5 )   دتكتور یا آشكار ساز  ( Detector ) 6 )  صفحه نمایشگر   ( Display device ) منبع نور  ( Light Source ) : معمولاً از لامپهای تنگستنی كه تولید نور ،  با طول موج 990  -  300 نانومتر  می نمایند ، استفاده می شود .  برای تولید پرتوهای فرابنفش غالباً از از لامپ های هیدروژنی یا دوتریومی  ،  با طول موج 450  -  200 نانومتر استفاده می شود  ؛ لامپ های دوتریومی معمولاً پایدارترند وطول عمر بیشتری دارند . منو کروماتور یا تک رنگ ساز   ( Monochromator ) : این قسمت دستگاه ، نور مخلوط را به پرتوهای تك رنگ تجزیه می كند این عمل در اسكپتوفتومتر معمولاً توسط منشور یا سیستم گریتینگ( Grating )   انجام می گیرد . شكاف عبور یا متمركز كننده پرتو   ( Focusing Device ): تركیبی از عدسی ها و آئینه های كوچك می باشد ، كه فقط به طیف رنگی ،  با طول موج مورد نظر اجازه عبور می دهند .  هر قدر عرض شكاف نور كمتر باشد ،  كیفیت پرتوها بهتر خواهد بود . میزان منوكروماتیك بودن نور تابیده شده به كووت بسیار مهم می باشد كه با ( Spectral Band Width  ( SBW  یا پهنای باند طیف ،  برحسب نانومتر مشخص می شود هرچقدر عدد SBW كوچكتر باشد كیفیت دستگاه بهتر خواهد بود كه بستگی به نوع گریتینگ و پهنای شكاف عبور نور دارد .  بهترین  SBW برای اسپكتروفتومتر های آزمایشگاهی  8 نانومتر و برای دستگاههای تحقیقاتی 4  -  8/1 می باشد . كووت یا محل قرار دادن نمونه   ( Cuvet ) : كووتها محفظه های شفافی هستند  كه محلول موردآزمایش  در آن ریخته شده و در جایگاه خاص خود كه در مسیر نور تكرنگ تعبیه شده است قرار می گیرد . كووتها با توجه به نوع مصرف ، جنس ، شكل و حجم متفاوتی دارند .  برای محلولهای اسیدی و قلیایی از كووتهای مخصوص شیشه ای و برای طول موجهای زیر   320 نانومتر از لوله كوارتز یا پلاستیك استفاده می شود . دتكتور یا آشكار ساز  ( Detector ) : دتكتور یا آشكار ساز انرژی نورانی ( عبور كرده از محلول را )  به انرژی الكتریكی تبدیل و آن را تقویت می كند . آشكار سازها معمولاً به سه گروه تقسیم می شوند : 1 )  فتوالكتریكی   2 )  فتوشیمیایی     3 )  حرارتی در اسپكتروفتومتر  از آشكار سازهای فتوالكتریكی استفاده می شود . صفحه نمایشگر    ( Display device ): داده های بدست آمده از یك آشكار ساز بوسیله یك دستگاه بازخوانی ، مانند یك گالوانومتر یا اسلوسكپ نشان داده می شود .  انواع مختلف نمایشگر در اشكال عقربه ای ، دیجیتالی و كامپیوتری در اسپكتروفتومترها وجود دارد .

 

ولتامتری

تئوری ولتامتری

1-1 مقدمه ای بر ولتامتری:

اعمال یک پتانسیل متغیر به الکترود کار واندازه گیری جریان می باشد.

روش ولتامتری یکی از حساسترین روشها برای اندازه گیری کمی می باشد این روش برای اولین بار توسط هیروفسکی شیمیدان چک و اسلواکی تبار  در سال 1922 تشریح شد. اساس ولتامتری مبتنی بر اندازه گیری شدت جریان انتشار حاصل از یک واکنش الکترودی ( معمولا واکنش احیاء) در سطح الکترود قطره جیوه به موازات تغییر تدریجی پتانسیل اعمال شده به الکترود کار میباشد این روش قادر است غلظتهای خیلی کم در حد قسمت در میلیون و حتی قسمت در بیلیون را اندازه بگیرد. ازاین روش علاوه بر کار کمی در کارهای کیفی نیز استفاده می گردد ولتامتری دامنه کاربرد وسیعی دارد بطوریکه تمام یونهایی که قابلیت احیا شدن بر سطح الکترود جیوه را دارند را با این روش میتوان اندازه گرفت علاوه بر یونها ترکیبات آلی شامل آلدییدها، کتونهای آلفاهالوژندار، آلکنها ، سیستمهای آروماتیک و..... را میتوان با این روش اندازه گرفت.

دستگاه ولتامتری شامل چهار قسمت می باشد :

1- پتانسیو استات (منبع پتانسیل): یک پتانسیلی را به الکترود کار اعمال می کند و جریان را می خواند.

2- سل ولتامتری: الکترودها درون این سل قرار میگیرد.

3- ثبات نمودار: نمودار جریان بر حسب پتانسیل رسم میکند.

4- اینتر فیس: ارتباط بین قسمتهای بالا را برقرار می کند.

 

ادامه مطلب

مادون قرمز IR

طیف سنجی مادون قرمز و کاربرد آن در شناسایی پلیمرها

● طیف‌سنجی مادون قرمز به روش FTIR

 

طیف‌سنجی مادون قرمز یکی از روش‌های خوب و متداولی است که از سال‌ها پیش برای تجزیه و شناسایی پلیمرها و برخی افزودنی‌های آنها، مورد استفاده قرار گرفته است.

 

فرکانس تشعشع الکترومغناطیس در ناحیه مادون قرمز (IR) مطابق با فرکانس ارتعاش طبیعی اتم‌های یک پیوند است و پس از جذب امواج مادون قرمز در یک مولکول، باعث ایجاد یک سری حرکات ارتعاشی در آن می‌شود که اساس و مبنای طیف‌سنجی مادون قرمز را تشکیل می‌دهد. ساده‌ترین نوع حرکات ارتعاشی در یک مولکول، حرکات خمشی و کششی است.

 

دستگاه FTIR با استفاده از تبدیل ریاضی فوریه مزایای زیادی در مقایسه با دستگاه IR معمولی دارد که نمونه آن سرعت بالای جمع‌آوری اطلاعات و نسبت سیگنال به نویز بهتر است.

 

تقریبا تمامی ترکیباتی که پیوند کوالانسی دارند، اعم از آلی یا معدنی، فرکانس‌های متفاوتی از اشعه الکترومغناطیس را در ناحیه مادون قرمز جذب می‌کنند. ناحیه مادون قرمز، ناحیه‌ای از طیف الکترومغناطیس است که طول موجی بلندتر از نور مرئی (۴۰۰ تا ۸۰۰ نانومتر) و کوتاه‌تر از امواج مایکرو ویو (طول موج بلندتر از ۱mm) دارد. بسیاری از شیمیدانان از واحد «عدد موجی» در ناحیه مادون قرمز طیف الکترومغناطیس استفاده می‌کنند.

 

عدد موجی با واحد Cm-۱ بیان شده و عبارت است از عکس طول موج (با واحد Cm). مزیت این واحد این است که رابطه مستقیمی با انرژی دارد. با استفاده از این واحد، ناحیه ارتعاشی پرکاربرد مادون قرمز (Mid IR) بخشی بین ۴۰۰ تا ۴۰۰۰ Cm-۱ خواهد بود.

 

مشابه دیگر انواع جذب انرژی، هنگامی که مولکول‌ها اشعه مادون قرمز را جذب می‌کنند، به حالت انرژی بالاتر برانگیخته می‌شود. جذب تابش مادون قرمز همانند دیگر فرایندهای جذب، فرایندی کوانتابی است. به این صورت که فقط فرکانس‌های خاصی از تابش مادون قرمز توسط مولکول جذب و باعث ارتعاش کششی و خمشی پیوندهای کوالانسی می‌شود.

 

انرژی جذب شده از نور مادون قرمز توسط پیوندهای شیمیایی یا گروه‌های عاملی خاص در طول موج مشخص، منجر به کاهش شدت عبور نور شده و معمولا به عنوان تابعی از عدد موجی (بر حسبcm-۱) رسم می‌شود.

 

توجه به این نکته مهم است که تمام پیوندهای مولکول قادر به جذب انرژی مادون قرمز نیستند، حتی اگر فرکانس اشعه با فرکانس حرکت تطبیق کند، فقط پیوندهایی که دارای گشتاور دو قطبی هستند قادر به جذب اشعه مادون قرمز می‌باشند. مثلاً، پیوند موجود در H۲ و Cl۲ و همچنین پیوندهای موجود در آلکن‌ها و آلکین‌های متقارن، اشعه مادون قرمز را جذب نمی‌کنند.

 

باید توجه داشت که هر پیوند دارای فرکانس ارتعاش طبیعی خاصی است. یعنی یک پیوند خاص با جذب فرکانسی مشخص قادر به ارتعاش خمشی و کششی است. یک پیوند، به‌خصوص در دو مولکول مختلف، در محیط‌های متفاوتی از نظر اتم‌ها و پیوندهای پیرامونی خود قرار داشته و هیچ‌گاه دو مولکول با ساختمان‌های متفاوت، طیف مادون قرمز یکسانی نمی‌دهند. با توجه به این مطلب، از طیف مادون قرمز می‌توان همانند اثر انگشت در انسان، برای شناسایی مولکول‌ها استفاده کرد. با مقایسه طیف مادون قرمز دو ماده که تصور می‌شود مشابه باشند، می‌توان پی برد که آیا واقعا یکی هستند یا خیر. اگر تمام جذب‌ها در طیف دو نمونه بر یکدیگر منطبق شوند، به احتمال قریب به یقین، دو ماده یکسان هستند.

 

طیف FTIR علاوه بر موارد گفته شده، اطلاعاتی را در مورد ساختمان شیمیایی یک مولکول، در اختیار ما می‌گذارد. مثلاً، هر جذبی که در ناحیه ۳۰۰۰±۱۵۰Cm-۱ طیف قرار داشته باشد، نشان‌دهنده وجود اتصال C-H در مولکول است و جذبی که در ناحیه ۱۷۰۰±۱۰۰Cm-۱ مشاهده شود معمولا مربوط به پیوند گروه کربونیل (C=۰) در مولکول است. جدول زیر، راهنمایی مفید در زمینه بررسی عدد موجی در طیف FTIR بسیاری از پیوندهاست.

 

با توجه به نکات فوق می‌توان برای تحلیل و شناسایی لاستیک‌ها، پلاستیک‌ها و پاره‌ای از مواد افزودنی آنها، از طیف‌سنجی مادون قرمز استفاده کرد.

 

کلکسیون‌ها و بانک‌های اطلاعاتی وسیعی از طیف FTIR وجود دارد که برای مقاصد شناسایی کیفی می‌توان از آنها استفاده کرد. نمونه آنها، اطلس تحلیل پلیمرها (هامل) است.

 

● تهیه نمونه به منظور گرفتن طیف FTIR (در پلیمرها)

 

طیف FTIR معمولا از نمونه‌هایی به شکل فیلم به دست می‌آید که معمولا نازک‌تر از ۵۰ µm است. برای تهیه فیلم مناسب از نمونه‌های ضخیم‌تر یا گرانول‌ها، نمونه تا بالای دمای نرمش حرارت داده شده و سپس پرس می‌شود تا فیلم‌هایی به اندازه کافی نازک، برای استفاده مستقیم در طیف‌سنجی FTIR تهیه شود. در ضمن می‌توان از فیلم‌های حلالی نیز استفاده کرد. در این حالت، قطعه کوچکی از نمونه موردنظر در حلال مناسب حل شده و با قرار دادن آن بر روی قرص‌های پتاسیم بروماید و تبخیر کامل حلال، فیلم نازک نمونه مستقیما روی قرص KBr حاصل می‌شود، زیرا KBr در ناحیه مادون قرمز موردنظر هیچ جذبی ندارد.

 

اگر بنا به دلایلی، فیلم قابل تهیه نباشد، می‌توان پلاستیک را بسیار ریز آسیاب کرده و سپس آن را با پودر KBr کاملا مخلوط و توسط دستگاه پرس مخصوص به قرص مناسب برای گرفتن طیف FTIR تبدیل کرد. برای تهیه نمونه مناسب از لاستیک‌ها، می‌توان از روش پیرولیز استفاده کرد. در این روش، نمونه به ابعاد کوچک خرد شده و در لوله آزمایشی ریخته می‌شود. سپس، توسط استون، روغن‌گیری شده، آنگاه استون همراه با روغن استخراج شده از نمونه جدا می‌شود. لوله آزمایش حاوی نمونه، روی شعله حرارت داده می‌شود تا پلیمر لاستیکی به اجزای سازنده خود که عمدتا الیگومرها (زنجیرهایی شامل دو یا سه منومر) هستند، تجزیه شود. سپس، مقدار کمی از مایع جمع‌آوری شده، روی قرص KBr قرار گرفته و طیف FTIR آن مورد بررسی قرار می‌گیرد.

 

● نواحی جذبی مختلف در طیف FTIR

 

نواحی معمول طیف IR که در آن، انواع مختلف باندهای ارتعاشی مشاهده می‌شود، در چارت زیر ارائه شده است. باید توجه داشت که منطقه بالای خط چین به ارتعاش کششی و ناحیه زیر خط چین به ارتعاش خمشی مربوط است. به طور کلی، پیوندهای سه گانه، قوی‌تر از پیوندهای دوگانه و یا ساده بوده و دارای فرکانس ارتعاشی بالاتر یا به بیانی بهتر، عدد موجی بالاتر هستند. پیوند C-C دارای فرکانس جذب ۱۲۰۰Cm-۱بوده در حالی‌که پیوند دوگانه C=C فرکانس جذب ۱۶۵۰Cm-۱و پیوند سه‌گانه C=C دارای فرکانس جذب ۲۱۵۰Cm-۱ است. همچنین حرکت خمشی راحت‌تر از حرکت کششی صورت می‌پذیرد. مثلا، C-H خمشی در ناحیه ۱۳۴۰Cm-۱و C-H کششی در ناحیه ۳۰۰۰Cm-۱ قرار می‌گیرد.

 

نوع هیبریداسیون نیز بر فرکانس جذب تاثیر می‌گذارد، به طوری که قدرت پیوندها به ترتیب:

 

SP>SP۲>SP۳ بوده و فرکانس ارتعاشی C-H آنها  تغییر می‌کند

 

محدوده Cm-۱ ا۱۴۰۰ تا Cm-۱ا ۶۰۰ به دلیل کمتر بودن میزان انرژی جذب شده و ارتعاش خمشی اکثر پیوندهای موجود در مولکول، ناحیه‌ای پیچیده و شلوغ است واین موضوع تشخیص همه باندهای جذبی در این ناحیه را مشکل می‌سازد. به دلیل الگوی منحصربه‌فردی که در این ناحیه وجود دارد، به آن ناحیه «اثر انگشت» نیز گفته می‌شود.

 

باندهای جذبی در ناحیه ۴۰۰۰-۱۴۵۰Cm-۱ دارای انرژی جذب شده بیشتری بوده و عموما ناشی از ارتعاش کششی پیوندهای قوی‌تر است و گاهی به این ناحیه، ناحیه فرکانس گروهی نیز گفته می‌شود.

 

با توجه به مطالب گفته شده، شناسایی پلیمرها با استفاده از شناخت ساختمان مولکولی، بررسی نواحی جذبی در گروه‌های عاملی و همچنین مقایسه با طیف‌های مرجع شناخته شده، امکان‌پذیر است

 

اسپکتروفوتومتر UV

دید کلی

تعداد کثیری از مولکولهای آلی و گروههای عاملی در بخشهایی از طیف الکترومغناطیسی که نواحی ماورای بنفش (UV) و مرئی (VIS) خوانده می‌شوند (طول موج آنها nm 800-190) شفاف هستند. در نتیجه آن روش طیف سنجی که با این حدود از طول موج سر و کار دارد، از محدودیتهایی برخوردار است. اما در بعضی موارد ، اطلاعات مفیدی از این نواحی طیف بدست می‌آید و هنگامی که این اطلاعات با اطلاعات حاصل از طیفهای مادون قرمز و رزونانس مغناطیسی هسته‌ای جمع گردد، می‌تواند در تعیین ساختمان یک جسم بسیار موثر واقع شود.

برانگیختگی الکترونی

وقتی که تابش مداومی از یک ماده شفاف عبور کند، بخشی از پرتو جذب می‌گردد. اگر این اتفاق افتد، باقیمانده تابش در صورت عبور از یک منشور ، ایجاد طیفی کرده که فواصلی میان خطوط آن وجود دارد و آن را یک طیف جذبی می‌نامند. در اثر جذب انرژی ، اتمها یا مولکولها از یک حالت انرژی کم (حالت اولیه یا پایه) به یک حالت انرژی بالاتر (حالت برانگیخته) منتقل می‌گردد. چنین فرایندی کوانتایی است. مقدار انرژی پرتو الکترومغناطیسی جذب شده کاملا معادل اختلاف انرژی بین حالات برانگیخته و پایه است.

در مورد طیف سنجی ماورای بنفش و مرئی ، انتقالاتی که منجر به جذب تابش الکترمغناطیسی در این ناحیه از طیف می‌گردند، انتقالات بین ترازهای انرژی الکترونی هستند. هنگامی که مولکولی انرژی جذب کند، یک الکترون از یک اوربیتال اشغال شده به یک اوربیتال اشغال نشده با انرژی پتانسیل بالاتر ارتقا می‌یابد. معمولا محتمل‌ترین انتقال از بالاترین اوربیتال مولکولی اشغال شده (HOMO) به پایین ترین اوربیتال مولکولی اشغال نشده (LUMO) است. اختلاف انرژی بین ترازهای الکترونی در اکثر مولکولها بین KJ/mol 650-125 متغیر است.

در تعداد کثیری از مولکولها ، پایین‌ترین اوربیتالهای مولکولی اشغال شده ، اوربیتالهای σ بوده که این اوربیتالهای مربوط به پیوندهای σ هستند. اوربیتالهای π در ترازهای بالاتری قرار می‌گیرند و آن اوربیتالهایی که جفت الکترونهای غیرپیوندی را نگاه می‌دارند ( اوربیتالهای مولکولی غیرپیوندی ، n ) حتی در ترازهای انرژی بالاتری قرار دارند. اوربیتالهای خالی یا ضد اتصالی (*π و *σ) دارای بالاترین ترازهای انرژی هستند.

منشاء ساختمان نوار UV

برای اتمی که در ناحیه ماورای بنفش جذب می‌کند، طیف جذبی ، اغلب شامل خطوط بسیار تیزی است که نظیر آن از یک فرایند کوانتایی که بین دو تراز انرژی مجزا رخ می‌دهد، انتظار می‌رود. اما در مولکلولها ، جذب UV معمولا در محدوده گسترده ای از طول موج اتفاق می‌افتد. این بدان دلیل است که در درجه حرارت اتاق ، مولکولها (برخلاف اتمها) معمولا دارای حالات برانگیخته ارتعاشی و چرخشی بسیاری هستند. در واقع ارتعاش مولکولها حتی در صفر مطلق هم بطور کامل متوقف نمی‌گردد. در نتیجه ، مجموعه ای از مولکولها ، اعضای خود را در بسیاری حالات برانگیخته ارتعاشی و چرخشی خواهند داشت. ترازهای انرژی برای چنین حالاتی کاملا نزدیک به یکدیگر بوده ، چنان که اختلاف انرژی میان آنها به مراتب کمتر از اختلاف انرژی ترازهای الکترونی است. بنابراین ترازهای چرخشی و ارتعاشی بر روی ترازهای الکترونی قرار دارند.

پس یک مولکول قادر است که بطور همزمان ، برانگیختگی الکترونی و ارتعاشی- چرخشی را انجام دهد. چون انتقالات بسیاری وجود داشته که هر یک تفاوت اندکی با دیگران دارد، پس هر انتقال الکترونی شامل تعداد بسیاری از خطوط بوده که با فواصل بسیار جزئی از یکدیگر قرار می‌گیرند. فواصل میان این خطوط بقدری اندک است که طیف سنج ، قادر به تفکیک آنها نیست، بلکه دستگاه مجموعه ای از آنها را به‌صورت یک طرح کلی ارائه می‌دهد. آنچه که از این مجموع انتقالات مشاهده می‌شود، آن است که طیف UV یک مولکول شامل یک نوار جذب بوده که مرکز آن نزدیک طول موج انتقال اصلی است.

دستگاه طیف سنج ماورای بنفش

 

اصل طیف سنجی جذب

هرچه تعداد مولکولهای جادب نور با طول موج معین بیشتر باشد، مقدار جذب نور نیز فزونی می‌گیرد. به علاوه هرچه یک مولکول جاذب نور با طول موج معین موثرتر عمل کند، مقدار جذب نور هم بیشتر می‌گردد. با این عقاید می‌توان عبارت تجربی زیر را که به عنوان قانون بیر- لامبرت شناخته می‌شود، فرمول بندی کرد:

A=log(I0/I)=εcl

A= مقدار جذب
I0=شدت نور ورودی به سلول محتوی نمونه
I= شدت نور خروجی از سلول محتوی نمونه
C= غلظت مولاری حل شونده
L= طول سلول محتوی نمونه (برحسب cm) 
ε= قدرت جذب مولی


عبارت (log(I0/I به‌عنوان مقدار جذب یا چگالی نوری شناخته شده و با A نمایش داده می‌شود. قدرت جذب مولی (قبلا به عنوان ضریب خاموشی مولی شناخته می‌شد) خصوصیت آن مولکولی است که انتقال الکترونی انجام داده و تابع پارامترهای متغیری نیست که در تهیه یک محلول ایجاد می‌شود. قدرت جذب بوسیله اندازه یا بزرگی سیستم جاذب و نیز توسط احتمال وقوع انتقال الکترونی کنترل می‌گردد. قدرت جذب از لحاظ عددی محدوده ای بین صفر تا 106 را در بر می‌گیرد. مقادیر بالاتر از 104 را جذبهای شدید گفته ، در حالی‌که مقادیر پایین ار از 103 را جذبهای ضعیف می‌نامند. انتقالات ممنوع دارای قدرت جذبی بین 100 تا 1000 هستند.

مباحث مرتبط با عنوان

• الکترون
• اوربیتال اتمی
• اوربیتال مولکولی
• پیوند سیگما
• پیوند پی
• دستگاه طیف سنج ماورای بنفش
• دستگاه طیف سنج ماورای بنفش - مرئی
• طیف الکترومغناطیسی

 

معرفی دستگاه UV

اسپكتروفتومتری (UV )

قسمتهای مختلف دستگاه اسپكتروفتومتر

1- منابع تابش معمولی در اسپكتروفتومتری

- لامپ تنگستن برای ناحیه مرئی

- لامپ دتریوم برای ناحیه ماورا بنفش

2- منوكروماتور

- منشور

- شبكه

3- سل یا محل نمونه

- شیشه و پلاستیك برای ناحیه مرئی

- كوارتز برای ناحیه ماورابنفش

4- آشكارساز

- فتوتیوب

- فتومالتی پلایر (PMT)

5- ثبات

- نشانگرهای عقربه دار

- نشانگرهای دیجیتالی

ـ مانیتور

قانون بیر لامبرت: Beer-Lambert or Bouguer-Beer

شدت نور (اشعه الكترومغناطیسی) جذب شده متناسب با غلظت ماده و طول سل (مسیری كه نور می پیماید) دارد.

جذب تابش

(%T) عبور(درصد عبور)

:e ضریب جذبی مولی ضخامت سل (طول مسیر عبور اشعه الكترو مغناطیس)

C: غلظت mol.L^-1

طرز تعیین غلظت یك ماده توسط اسپكتروفتومتری

1ـ تهیه محلول بلانك (یا محلولی كه دارای تمامی گونه‌ها بغیر از گونه مورد نظراست)

2ـ تهیه نمونه‌های استاندارد از گونه‌ موردنظر با غلظتهای مشخص

3ـ قرائت جذب محلولهای استاندارد

4ـ رسم جذب برحسب غلظتهای استاندارد و بدست آوردن نمودار كالیبراسیون

5ـ اندازه‌گیری جذب محلول مجهول و بدست آوردن غلظت مجهول از روی نمودار

- در عمل ابتدا محلول بلانك در سل قرار داده شده شكاف منبع تابش بسته شده 100% جذب یا صفر درصد عبور تنظیم می‌شود

- سپس شكاف منبع تابش باز شده 100% عبور یا صفر درصد جذب تنظیم می‌شود

- بعد از تنظیم صفر و 100جذب محلولهای استاندارد و مجهول اندازه‌گیری می‌شود.

 

 

عوامل انحراف از قانون

1ـ انحرافهای شیمیایی

تفكیك، پلیمری شدن, تجمع، تشكیل كمپلكسهای مختلف، حلال‌پوشی ترکیبات مورد اندازه گیری، تغییر pHمحیط و...

2ـ انحرافهای فیزیكی

 تغییر رنگ برخی از مواد متناسب با تغییر غلظت، تفاوت ضریب شکست در محلولهای رقیق و غلیظ

3ـ انحرافهای دستگاهی

تكفام نبودن تابش، آلودگی سلها، خطی نبودن جریان حاصل در دتکتور(فتوسل) با شدت نورتابشی، تغییر در مقدار الكتریسیته و درجه حرارت.

روش عمل:

1- تنظیم λ ماکس در روی اسپكتروفتومتر

2- تهیه محلولهای استاندارد

3- تعیین جذب محلولهای استاندارد و رسم نمودار كالیبراسیون

4- تعیین جذب نمونه‌های مجهول تعیین غلظت نمونه مجهول از روی نمودار كالیبراسیون

 

 

 

ادامه GC.mass

سپس در بخش analysis موارد زیر تعیین می شود:

1-Data file  نام فایل مشخص می شود.

 2-GC Method پارامترهایی مثل: دما، زمان و... مشخص می شود.

مشخصات فوق می تواند توسط فرد تعیین شود (با Edit) و یا پیش فرضهای دستگاه پذیرفته شود با فشار دادن كلید C، می توان كروماتوگرام تركیب را بدست آورد و با كلید F₁ از هر محل دلخواه كروماتوگرام به طیف Mass را بدست آورد.

همچنین در بخش Chrome analysis می توان كروماتوگرام ماده را مشاهده كرد، بخشی از آن را بزرگ كرد و از هر قسمت دلخواه طیف Massرا بدست آورد.

پس از رسم طیف Mass با فشار دادن كلید L وارد كتابخانه (Library) دستگاه می شویم كه
می توان در این بخش تركیب را در كتابخانه موردنظر (مثلا  Libraryترپنوئیدها، و ...) جستجو Search نمود. همانطور كه گفته شد فقط انتخابهایی كه purity بالاتر از 800  قابل قبول می باشد. در نهایت خاموش كردن دستگاه را می توان بصورت دستی (manual) انجام داد یا از قسمت shut down استفاده نمود كه انجام مراحل خاموش كردن دستگاه، چند ساعت طول میکشد .

 

اساس كار با دستگاه

به ازای تعداد فراكسیونهای موجود در اساس در كروماتوگرام پیك ظاهر می شود. در كروماتوگرام محور Xها مشخص كننده R_t و محور yها تعیین كننده شدت پیك هاست، طوری كه با اندازه گیری AUC می توانیم تعیین مقدار كنیم و نیز با R_t شناسایی كیفی انجام می دهیم.

تفاوت این دستگاه با GC اینست كه در اینجا از هر فراكسیون در دستگاه Mass طیف جرم گرفته می شود. در این طیف های جرم پیك ها تك شاخه ایست. فراوانی Base peak ، 100% است و بلندترین پیك انتهایی پیك یون مولكولی می باشد. بعد از انتخاب پیك مربوط به هر فراكسیون در طیف كروماتوگرام تعیین (scan number)، دستگاه طیف جرم مربوط به آن را رسم كرده سپس طیف جرم را به كتابخانه دستگاه برده و برحسب درصد انطباق برای هر طیف 10 تا كاندیدا می دهد.

در این دستگاه GC و Mass از هم جدا نمی شود و طرز وارد كردن نمونه به دستگاه Mass  از طریق GC می باشد، بنابراین در این دستگاه، فقط از نمونه هایی می توانیم طیف جرم تهیه كنیم كه بتوانیم به GC تزریق نمائیم. پس به طور عمده این دستگاه برای شناسایی و تعیین مقدار فراكسیونهای اسانس هاست كه مواد فرار هستند.

ستون دستگاه GC از نوع لوله موئینه است زیرا باید حجم نمونه كم باشد تا طیف جرمی خوبی به دست آید. برای كاهش حجم نمونه چند كار انجام می شود: یك راه رقیق كردن اسانس با حلال (معمولا متانول) است و یا می توان به جای تزریق، فقط سرسوزن را به اسانس آغشته نمود. اما بازهم گاه مشاهده می شود كه تنها با رقیق كردن، پیك ها از صفحه بیرون می زند. به همین منظور در دستگاه سیستم Split  طراحی شده كه این سیستم آنچه را كه از طریق injector وارد دستگاه می شود، تقسیم می كند و یك قسمت را وارد ستون كرده و بقیه را از پشت دستگاه خارج می كند كه براساس میزان فلویی كه ما برای دستگاه مشخص می كنیم این تقسیم صورت می گیرد كه حداكثر آن معمولا 300/1 است.

برای شروع كار با دستگاه روش كار با دستگاه، باید مطمئن شویم كه در دستگاه خلا برقرار شده زیرا باید طیف جرم را در خلا بگیریم. سپس باید دستگاه را كالیبره كنیم. به این منظور از ماده پرفلوئورو تری بوتیل آمین استفاده می كنیم.

دستگاه این ماده را با FC-43 می شناسد. این تركیب دارای 6 پیك مشخص است و اگر این پیك ها سرجایشان بودند یعنی دستگاه درست كار می كند. این ماده را ما به دستگاه تزریق نمی كنیم، بلكه به دستگاه برنامه ای می دهیم تا براساس این ماده كالیبره شود، یعنی قبل از شروع هر كاری وقتی مطمئن شدیم خلا برقرار شده یك برنامه به دستگاه می دهیم تا از استاندارد استفاده كند.

در مرحله بعد باید متدهای GC و Mass را مشخص كنیم.

متدی كه برای GC انتخاب می كنیم ESS است. این متد تركیبی ازمتد ایزوترمال به مدت min 10 و بعد پروگرامیك  است كه در آن دمای شروع و اتمام كار مشخص است. در متدی كه برای Mass انتخاب می كنیم Mass range مشخص می شود كه معمولا این محدود را از 40 تا 300 می گیریم. زیرا در محدوده كمتر از 40 پیك نداریم و نیز در این جا مزاحمت هایی هم وجود دارد. در متد Mass یك مدت زمان تاخیر (delay time) هم در نظر می گیریم، در این مدت فقط حلال (متانول) از دستگاه خارج می شود و طیف جرم آنرا نمی گیریم بنابراین در دو دقیقه اول پیكی رسم نمی شود. علت این كار اینست كه تعداد مولكول های متانول نسبت به جرم ماده نمونه زیاد است كه اگر طیف جرم آن را بگیریم فشار زیادی به دستگاه می آید.

در متد Mass روش گرفتن طیف جرم (Ionization mode) را هم مشخص می كنیم. به طور كلی دو روش وجود دارد EI(Electron Ionization) و CI(Chemical Ionization) كه ما در این جا از روش EI استفاده می كنیم.شکسته شدن به روش EI شدیدتر از CI است و در این روش طیف های بیشتری مشاهده می شود زیرا شكست ها بیشتر است و ممكن است یون مولكولی مشاهده نشود.

ستون دستگاه با اسم تجارتی DB-5، دارای پلاریته متوسط بوده و در آن از گاز هلیوم به عنوان حامل استفاده می شود. (در اینجا از گاز ازت برای شكستن خلا استفاده می كنیم). اگر ببنیم كیفیت ستون كاهش یافته (به علت چسبیدن ماده به آن كارایی كم شده باشد) 10-20 سانتی متر اول ستون را قطع می كنیم. ستون از یك طرف به سیستم تزریق و از طرف دیگر به دتكتور وصل است. می توان تا 300 فلواسپلیت داشته باشیم. آنچه به ستون تزریق می شود با گاز حامل مخلوط شده و بعد تقسیم می شود.

در قسمت Instrumental control باید چك كنیم كه در قسمت خلا آب و هوا نباشد بعد وارد قسمت آنالیز شده و متدهای مورد نظر را به دستگاه download می كنیم. سپس باید منتظر بمانیم تا دستگاه GC  گرم و آماده شود. وقتی چراغ GC روشن شد آماده تزریق خواهد بود. در اینجا مدت تزریق 70 دقیقه طول می كشد. هر چه طیف جرم را با غلظت كمتر بگیریم. طیف بهتری خواهیم داشت مثلا اگر فراكسیون A در بین دقیقه های 3تا5 بیرون آمده در هر ثاینه آن یك طیف جرم گرفته می شود و معمولا طیف جرم از راس پیك با ابتدا و انتهای پیك متفاوت است زیرا در قسمت راس غلظت فراكسیونها بیشتر است. غلظت بیشتر باعث شلوغ شدن طیف جرم می شود. بنابراین از طیف های جرم پای پیك یعنی با scan number پائین تر برای بردن به كتابخانه استفاده می كنیم.

در دستگاه كتابخانه های مختلفی برای جستجو وجود دارد كه كتابخانه ترپن ها بهترین كتابخانه برای جستجوی اسانس هاست. (البته كتابخانه های بزرگ دیگری هم وجود دارد).گاه نتایج بسیار متنوعی با جستجو در كتابخانه های مختلف مشاهده می شود. معیار قبول كردن كاندیداها فاكتور purity می باشد كه حداكثر آن 1000 است و نشاندهنده انطباق 100% می باشد. معیار قبولی كاندیدا purity برابر 800 را انطباق 80% است. و معمولا سه كاندیدای اول اهمیت بیشتری دارند یادداشت می شوند.

 

 

تهیه کننده : احمد قسمی کارشناسی ارشد شیمی تجزیه

GC.Mass کروماتوگرافی جرمی

                                                          بنا م خدا

 

«گاز کروماتوگرافی جرمی   GC-Mass»

 

شناسایی دستگاه GC-Mass

مشابه دستگاه GC است. تنها تفاوت آن با GC معمولی این است كه در این دستگاه دتكتور مربوطه دتکتور Mass است .تفاوتهای دیگر آن عبارتند از 1- از ستون موئینه (كاپیلری) استفاده می كنیم. نوع ستون به اسم تجارتی DB-5 است. از نظر پلاریته ستون دارای پلاریته متوسطی است. طولش m30است و برای كارهای عمومی استفاده می شود از آنجا كه عوض كردن ستون زیاد ساده نمی باشد. سعی می كنیم ستونی را انتخاب كنیم كه نمونه های زیادی را با آن تعیین كنیم.
2- احتیاج به حجم نمونه خیلی كمی برای تزریق داریم. معمولا 0.1 میكرولیتر حجم تزریق است، گاهی همین ml0.1 هم برای تزریق به این دستگاه زیاد است پس از سیستمی كه برای رقیق كردن نمونه است و split یا spliless نام دارد استفاده می كنیم. Split یعنی چند شاخه شدن یعنی نمونه ای که به دستگاه تزریق می کنیم عدد split را به دستگاه می دهیم .مثلا100،نمونه به همان مقدار تقسیم شده و یكی از آن قسمتها وارد دستگاه می شود.

گاهی نمونه خالص، خیلی غلیظ است و حتی با طریق split خط پایه خوبی ندارد. پس این نمونه ها را رقیق می كنیم (معمولا با متانل) مجبوریم ml 0.2-0.1 از نمونه را تزریق كنیم، چون حجم حلال زیاد و حجم نمونه كم است كه در اینجا به مقدار زیاد حلال به دستگاه می رسد كه ممكن است فشار زیادی به دستگاه وارد کند، بنابراین به اندازه R_t حلال به دستگاه delay (تاخیر) می دهیم تا فیلاماندستگاه پس از خروج حلال روشن شود، كه متانل بعد از 2 دقیقه می آید، یعنی دستگاه 2 دقیقه طیف جرم نمی گیرد.

در Mass احتیاج داریم كه مقادیر میكروگرم از نمونه را تحت شرایط خلا بخار نموده و از آن طیف بگیریم . پس نیاز به خلا داریم كه توسط توربوپمپ Turbo pump خلا mmHg ^7-10 ایجاد می شود. دو طریق عمده برای یونیزاسیون نمونه داریم: 1- طریقه Electron Ionization الكترون یونیزاسیون (EI): كه انرژی حدود ^ev 70 به جسم اعمال می شود. مقدار شكست ها خیلی زیاد است، پس اطلاعات راجع به ساختمان شیمیائی جسم بیشتر می شود. تنها اشكال آن ندیدن پیك یون ملكولی در برخی اوقات است.

2- روش chemical Ionization یونیزاسیون شیمیایی (C.I): از گاز متان، ایزوبوتان، آمونیاك برای شكستن جسم استفاده می كنیم كه طریق نرم تری است ولی یون ملكولی را می بینیم.ما به روش EI كار می كنیم.

در شروع كار با دستگاه بایدتشکیل خلا را چك كنیم كه به میزان قابل قبولی رسیده باشد به خاطر اینكه وجود آب پیک (18)، ازت (28)، اكسیژن (32) را ایجاد می کنند.با این حال معمولا وقتی طیف Mass می گیریم به آن برنامه می دهیم كه از mass 40 به بالا را بگیرد.

لازم است كه ماهی یكبار كالیبراسیون را برای دستگاه انجام می دهیم، یعنی از یك جسم استاندارد طیف Mass بگیریم و ببنیم آیا مطابقت دارد یا نه؟ استاندارد: پرفلوروتری بوتیل آمین كه در داخل خود دستگاه در داخل یك شیشه كوچك تعبیه شده این جسم دارای پیك های شارپی در نواحی به خصوصی هست، اگر دستگاه بتواند این پیك ها را پیدا كند، در آن صورت اعلام می دارد كه آیا دستگاه كالیبره هست یا نه.

مزیت دیگر این دستگاه: امكان جستجو در كتابخانه (Library) دستگاه هست، بعد از گرفتن طیف می توان در كتابخانه دستگاه رفته و search یا جستجو نمود. برای هر گروه از مواد، كتابخانه جداگانه ای وجود دارد. دستگاه 10 كاندید را پیشنهاد می كند.

فاكتور P (purity) درصد احتمال صحت كاندیداها را نشان می دهد كه اگر بالاتر از 80% (اعداد بالاتر از 800)  باشد، قابل قیول است.

اگر فاكتور P از 800 به بالا بود، به معنی این است كه جسم با احتمال بیش از 80%  همان كاندید است. فرض كنیم پیك جسمی از 3 فراكشن C,B,A تشكیل شده باشد. این دستگاه ضمن اینكه كروماتوگرام را به ما می دهد، طیف Mass را نیز به ما می دهد. یعنی از هر جزء (Fragment) طیف Mass گرفته می شود.

تنها محدودیت این دستگاه این است كه چون سیستم وارد كننده نمونه به دستگاه GC, Mass است. پس در واقع تنها موادی را می توان با GC شناسائی نمود كه فرار باشند یا از آنها بتوان مواد فرار (توسط مواد مشتق ساز مواد فرار) تهیه كرد. مواد مشتق ساز عبارتند از: مشتقات سیلیس (تری میتل سیلان) كه با جسم ایجاد مشتقات فرار قابل تزریق به GC را می نمایند.

قسمتهای مختلف دستگاه:

1- مخزن هلیم: He با خلوص بسیار بالا

2- injector: فلوی گاز حامل را روی Psi 12 تنطیم می كنیم. در قسمت split flow . میزان رقیق شدن نمونه را تعیین می كنیم، یعنی نمونه با گاز حامل تقسیم به نسبت می شود و تنها به نسبت 1به عدد تقسیم وارد ستون می گردد. ممكن است قسمت GC با یك دتكتور FID به عنوان یك بخش مستقل استفاده شود.

3- ستون: از نوع كاپیلری   طول: 30m                     نوع DB-5

بعد از مدتی ستون كثیف می شود كه باید آن را مجددا احیاء (رژنره) كنیم، برای این كار مدتی ستون را در دمای ° 215-200 قرار می دهیم تا اشغالها بسوزد. پس از چند بار با این روش هم دیگر نمی توان ستون را احیاء مجدد نمود، و باید cm 20 اول ستون را قطع نمود، چرا كه اغلب اشغالها در cm 20 اول ستون هستند.

4- detector( دتکتور همان دستگاه Mass می باشد.

5- Recorder

6- برای قسمت Mass احتیاج به پمپ برای ایجاد خلا داریم

برای كار با دستگاه : ابتدا وارد بخش Instrumental control می شویم كه در اینجا میزان آب و هوا را مشاهده می كنیم. سپس calibration Mass انجام می شود كه پیكهای استاندارد پیدا شده و منحنی استاندارد رسم می شود. اگر در هر بخش اشكالی ایجاد شود، در بخش Diagnostics اشكال را پیدا می كنیم.

شیمی تجزیه

شیمی تجزیه شامل جداسازی ، شناسایی و تعیین مقدار نسبی اجزای سازنده یک نمونه از ماده است

 

دید کلی

شیمی تجزیه نقش حیاتی را در توسعه علوم مختلف به عهده دارد، لذا ابداع فنون جدید تجزیه و بسط و تکامل روشهای تجزیه شیمیایی موجود ، آنقدر سریع و گسترده است که اندکی درنگ در تعقیب رویدادهای تازه سبب بوجود آمدن فاصله‌های بسیار زیاد علمی خواهد شد. نقش این فنون در فعالیتهای تولیدی روز به روز گسترده‌تر و پردامنه‌تر می‌گردد. امروزه ، کنترل کیفیت محصولات صنعتی و غیر صنعتی ، جایگاه ویژه‌ای دارد که اساس این کنترل کیفیت را تجزیه‌های شیمیایی انجام شده به کمک روشهای مختلف تجزیه‌ای تشکیل می‌دهد

سیر تحولی و رشد

اصولا توسعه و تغییر پایدار در فنون و روشهای تجزیه وجود دارد. طراحی دستگاه بهتر و فهم کامل مکانیسم فرآیندهای تجزیه‌ای ، موجب بهبود پایدار حساسیت ، دقت و صحت روشهای تجزیه‌ای می‌شوند. چنین تغییراتی به انجام تجزیه‌های اقتصادی‌تر کمک می‌کند که غالبا به حذف مراحل جداسازی وقت گیر ، منجر می‌شوند. باید توجه داشت که اگر چه روشهای جدید تیتراسیون مانند کریوسکوپی ، Pressuremetriz ، روشهای اکسیداسیون _ احیایی و استفاده از الکترود حساس فلوئورید ابداع شده‌اند، هنوز از روشهای تجزیه وزنی و تجزیه جسمی (راسب کردن ، تیتراسیون و استخراج بوسیله حلال) برای آزمایشهای عادی استفاده می‌شود.

به هر حال در چند دهه اخیر ، تکنیکهای سریعتر و دقیق‌ترِی بوجود آمده‌اند. در میان این روشها می‌توان به اسپکتروسکوپی ماده قرمز ، ماورای بنفش و اشعه X اشاره کرد که از آنها برای تشخیص و تعیین مقدار یک عنصر فلزی با استفاده از خطوط طیفی جذبی یا نشری استفاده می‌گردد. سایر روشها عبارتند از:

• کالریمتری (رنگ سنجی) که به توسط آن یک ماده در محلول بوسیله شدت رنگ آن تعیین می‌شود.
• انواع کروماتوگرافی که به توسط آنها اجزای یک مخلوط گازی بوسیله آن از درون ستونی از مواد متخلل یا از روی لایه‌های نازک جامدات پودری تعیین می‌گردند.
• تفکیکی محلولها در ستونهای تبادل یونی
• آنالیز عنصر ردیاب رادیواکتیو.
• ضمنا میکروسکوپی الکترونی و اپتیکی ، اسپکترومتری جرمی ، میکروآنالیز ، طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای (NMR) و رزونانس چهار قطبی هسته نیز در همین بخش طبقه بندی می‌شوند.
  
  خودکارسازی روشهای تجزیه‌ای در برخی موارد با استفاده از رباتهای آزمایشگاهی ، اهمیت روزافزونی پیدا کرده است. چنین شیوه‌ای ، انجام یکسری تجزیه‌ها را با سرعت ، کارایی و دقت بهتر امکانپذیر می‌سازد. میکروکامپیوترها با قابلیت شگفت‌انگیز نگهداری داده‌ها و بسته‌های نرم افزار گرافیکی بطور قابل ملاحظه‌ای موجبات جمع آوری ، نگهداری ، پردازش ، تقوبت و تفسیر داده‌های تجزیه‌ای را فراهم می‌آورند.

انواع تجزیه

وقتی آزمایش به شناسایی یک یا چند چیز جز از یک نمونه (شناسایی مواد) محدود می‌گردد، تجزیه کیفی نامیده می‌شود، در حالی که اگر آزمایش به تعیین مقدار یک گونه خاص موجود در نمونه (تعیین درصد ترکیب در مخلوطها یا اجزای ساختمانی یک ماده خالص) محدود گردد، تجزیه کمی نامیده می‌شود. گاهی کسب اطلاعاتی در زمینه آرایش فضایی اتمها در یک مولکول یا ترکیب بلورین ضروری است، یا تاکید حضور یا موقعیت برخی گروههای عامل آلی در یک ترکیب مورد تقاضا است، چنین آزمایشهایی تحت عنوان تجزیه ساختمانی نامیده می‌شوند و ممکن است با جزئیاتی بیش از یک تجزیه ساده مورد توجه قرار گیرند.

ماهیت روشهای تجزیه‌ای

روشهای تجزیه‌ای معمولا به دو دسته کلاسیک و دستگاهی طبقه بندی می‌شوند. روشهای کلاسیک شامل روشهای شیمیایی مرطوب ، نظیر وزن سنجی و عیار سنجی است. در واقع تفاوت اساسی بین روشهای دو دسته وجود ندارد. همه آنها مشتمل بر وابستگی یک اندازه گیری فیزیکی به غلظت آنالیت می‌باشند. در حقیقت روشهای تجزیه‌ای محدودی وجود دارند که صرفا دستگاهی‌اند و یا بیشتر آنها متضمن مراحل شیمیایی متعددی قبل از انجام اندازه گیری دستگاهی هستند.

کاربردهای شیمی تجزیه

کنترل کیفیت محصول

بیشتر صنایع تولیدی نیازمند به تولید با کیفیت یکنواخت هستند. برای کسب اطمینان از برآورده شدن این نیازمندی مواد اولیه و همچنین محصول نهایی تولید ، مورد تجزیه‌های شیمیایی وسیعی قرار می‌گیرند.

نمایش و کنترل آلوده کننده‌ها

فلزات سنگین پسمانده‌های صنعتی و حشره کشهای آلی کلردار ، دو مشکل کاملا شناخته شده مربوط به ایجاد آلودگی هستند. به منظور ارزیابی چگونگی توزیع و عیار یک آلوده کننده در محیط ، به یک روش تجزیه‌ای حساس و صحیح نیاز است و در کنترل پسابهای صنعتی ، تجزیه شیمیایی روزمره حائز اهمیت است.

مطالعات پزشکی و بالینی

عیار عناصر و ترکیبات مختلف در مایعات بدن ، شاخصهای مهمی از بی نظمی‌های فیزیولوژیکی می‌باشند. محتوی قند بالا در ادرار که نشانه‌ای از یک حالت دیابتی است و وجود سرب در خون ، از شناخته‌ترین مثالها در این زمینه می‌باشد.

 

عیارگیری

از دیدگاه تجارتی در برخورد با مواد خام نظیر سنگهای معدنی ، ارزش سنگ معدن ، از روی فلز موجود در آن تعیین می‌شود. این موضوع ، مواد با عیار بالا را نیز غالبا شامل می‌شود. بطوری که حتی تفاوت کم در غلظت می‌تواند از نظر تجاری تاثیر قابل ملاحظه‌ای داشته باشد. بنابراین یک روش تجزیه‌ای قابل اعتماد و صحیح از اهمیت اساسی برخوردار است.

آینده شیمی تجزیه

بروز مشکلات تجزیه‌ای در شکلهای جدیدش ادامه دارد. میزان تقاضای مربوط به انجام تجزیه در ابعاد وسیع توسط بسترهای دستگاهی بطور مداوم در حال افزایش است. کاوشهای فضایی ، نمونه‌های گمانه زنی و مطالعات اعماق دریاها مثالهایی از نیازهای قابل طرح می‌باشند. در دیگر زمینه‌ها نظیر مطالعات محیطی و بالینی ، فرم شیمیایی و دقیق یک عنصر در یک نمونه و نه غلظت کلی آن ، اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده است. دو مثال کاملا شناخته شده در این زمینه ، میزان سمیت بسیار زیاد ترکیبات آلی جیوه و سرب در مقایسه با ترکیبات مشابه معدنی است.

 

مباحث مرتبط با عنوان

• اسپکتروسکوپی
• انواع روشهای کروماتوگرافی
• تابش الکترومغناطیس
• تجزیه ساختمانی
• تجزیه شیمیایی
• شیمی تجزیه دستگاهی
• شیمی تجزیه کمی
• شیمی تجزیه کیفی
• تیتراسیون
• رزونانس چهار قطبی هسته
• رزونانس مغناطیسی هسته
• روشهای وزن سنجی
• طیف‌سنجی فلوئورسانس
• کالریمتری
• کروماتوگرافی
• کریوسکوپی
• مبانی شیمی تجزیه

 

 

شیمی تجزیه رابشناسیم

شیمی تجزیه

دید کلی هدف یک تجزیه شیمیایی ، فراهم آوردن اطلاعاتی درباره ترکیب نمونه ای از یک ماده است. در بعضی موارد اطلاعات کیفی در مورد حضور یا عدم حضور یک یا چند جزء در نمونه کافی است. در مواردی دیگر ، اطلاعات کمی مورد نظر است. بدون در نظر گرفتن هدف نهایی ، اطلاعات مورد نیاز در انتها ، توسط اندازه گیری یکی از خواص فیزیکی بدست می آیند که این خاصیت بطور مشخص به جزء یا اجزاء سازنده مورد نظر مربوط است. زمینه های تاریخی تجریه کیفی به ابتکار «پروفسور رونالد بلچر» که به نارساییهای متعدد سیستمهای تجزیه کیفی معدنی موجود پی برده و تصمیم به اصلاح این سیستمها از طریق تحقیقات تجربی و به بحث گذاشتن موضوع در یک گروه از آنالیستهای باتجربه گرفته بود، موسسه MAQA (موسسه تجزیه کیفی میدلندز) تاسیس شد. هدفهای موسسه عبارت بود از تهیه طرحهایی برای توصیه در: بررسی سیستماتیک کاتیونهای معمولی مبتنی بر روشهای کلاسیک جا افتاده. بررسی آنیونها. بررسی عناصر غیر معمول. بررسی نامحلولها. طرح MAQA یکی از سلسله سیستمهای تجزیه کیفی هدف است که برخی از آنها به قرن هیجدهم بر می گردد. طرحهای قدیمی تر از بعضی جهات جالب اند، به این معنی که بسیاری از جداسازیها و واکنشهای انتخابی که هنوز هم جای خود را در اعمال تجزیه کیفی حفظ کرده اند، از آنها نشات گرفته است. نیاز مبرم به تشخیص سنگها و مواد معدنی مفید موجب پدید آمدن تجزیه کیفی معدنی شد. در نتیجه ، در جاهایی که صنایع پیشرفته استخراج شکوفا می شد، این هنر رشد سریعی کرد که نمونه بارز آن ، در سوئد بود. بدون آن که حق سایر بنیانگذاران تجزیه را فراموش کرده باشیم، شیمیدان سوئدی به نام «توربون برگمن» را ممکن است بتوان بعنوان بنیانگذار تجزیه کیفی سیستماتیک معرفی کرد. رده بندی روشهای تجزیه ای رده بندی روشهای تجزیه ای معمولا بر طبق خاصیتی است که در فرآیند اندازه گیری نهایی مشاهده می شود. در جدول زیر فهرستی از مهمترین این خاصیتها و همچنین نام روشهایی که مبتنی بر این خاصیتها می باشند، دیده می شود. بر این نکته توجه داشته باشیم که تا حدود سال ۱۹۲۰ تقریبا تمام تجزیه ها براساس دو خاصیت جرم و حجم قرار داشتند. در نتیجه ، روشهای وزنی و حجمی به نام روشهای کلاسیک تجزیه ای شهرت یافته اند. بقیه روشها شامل روشهای دستگاهی است. علاوه بر تاریخ توسعه این روشها ، جنبه های معدودی روشهای دستگاهی را از روشهای کلاسیک جدا و متمایز می سازند. بعضی از تکنیکهای دستگاهی حساستر از تکنیکهای کلاسیک می باشند. ولی بعضیها حساس تر نیستند. با ترکیب خاصی از عناصر یا ترکیبات ، یک روش دستگاهی ممکن است بیشتر اختصاصی باشد. در مواردی دیگر ، یک روش حجمی یا وزنی ، کمتر در معرض مزاحمت قرار دارد. مشکل است که گفته شود که کدامیک از نظر صحت ، راحتی و صرف زمان بر دیگری برتری دارد. همچنین این مساله درست نیست که روشهای دستگاهی ، الزاما دستگاههای گرانتر یا پیچیده تری را بکار می گیرند و در حقیقت ، استفاده از یک ترازوی خودکار نوین در یک تجزیه وزنی شامل دستگاه ظریفتر و پیچیده تری در مقایسه با بسیاری از روشهای دیگری است که در جدول زیر ثبت شده اند. روشهای تجزیه ای مبتنی بر اندازه گیری خاصیت خاصیت فیزیکی که اندازه گیری می شود. وزنی جرم حجمی حجم طیف نورسنجی (اشعه ایکس ، ماوراء بنفش ، مرئی ، IR)؛ رنگ سنجی ؛ طیف بینی اتمی ؛ رزونانس مغناطیسی هسته و رزونانس اسپین الکترون جذب تابش طیف بینی نشری (اشعه ماوراء بنفش ، ایکس ، مرئی)؛ نور سنجی شعله ای؛ فلوئورسانس (اشعه ایکس ، فرابنفش و مرئی) ؛ روشهای رادیوشیمیایی نشر تابش کورسنجی ، نفلومتری ، طیف بینی رامان پراکندن تابش شکست سنجی و تداخل سنجی شکست تابش روشهای پراش اشعه ایکس و الکترون پراش تابش قطبش سنجی ، پاشندگی چرخش نوری و دو رنگی نمایی دورانی چرخش تابش پتانسیل سنجی ، پتانسیل سنجی با زمان پتانسیل الکتریکی رسانا سنجی رسانایی الکتریکی پلاروگرافی ، تیتراسیونهای آمپرسنجی جریان الکتریکی کولن سنجی کمیت الکتریسیته طیف سنجی جرمی نسبت جرم به بار روشهای رسانایی حرارتی و آنتالپی خواص گرمایی روشهای جداسازی در بیشتر موارد ، تجزیه یک نمونه از ماده ، قبل از اندازه گیری فیزیکی نهایی آن ، ابتدا احتیاج به یک یا چند مرحله زیر دارد: نمونه برداری ، برای فراهم کردن نمونه ای که ترکیب آن ، نماینده توده ماده باشد. تهیه و انحلال مقدار معینی از نمونه جداسازی گونه مورد اندازه گیری از اجزاء سازنده ای که در سنجش نهایی مزاحمت ایجاد می کنند. این مراحل معمولا بیشتر از خود اندازه گیری نهایی تولید مزاحمت می کنند و خطاهای بزرگتری را باعث می شوند. روشهای جداسازی به این دلیل مورد احتیاج اند که خواص فیزیکی و شیمیایی مناسب برای اندازه گیری غلظت معمولا بین چندین عنصر یا ترکیب مشترک است. در بررسی مواد بسیار نزدیک و مرتبط به هم ، مشکل جداسازی بیشترین اهمیت را می یابد و لذا نیاز به تکنیکهایی نظیر کروماتوگرافی ، تقطیر جزء به جزء، استخراج ناهمسو و یا الکترولیز در پتانسیل کنترل شده دارد. انتخاب روش برای یک مسئله تجزیه ای جدول مذکور ، حاکی از این است که برای شیمیدانی که با یک مسئله تجزیه ای روبرو است، غالبا روشهای متعددی وجود دارند که وی می تواند یکی از آنها را انتخاب کند. مدت زمانی که او باید برای کار تجزیه صرف کند و کیفیت نتایج حاصل ، بنحوی حساس ، به این انتخاب بستگی دارد. شیمیدان برای اخذ تصمیم خود در مورد انتخاب روش ، باید پیچیدگی ماده مورد تجزیه ، غلظت گونه مورد نظر ، تعداد نمونه هایی که باید تجزیه شوند و دقت مورد نیاز را در نظر گیرد. پس از این ، انتخاب وی به دانش او در مورد اصول اساسی که زیر بنای هر یک از این روشهای قابل دسترسی است و در نتیجه قدرت و محدودیت این روشها بستگی خواهد داشت. دستگاهوری در تجزیه در مفهومی بسیار وسیع ، یک دستگاه که برای تجزیه شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد، داده های کمی تولید نمی کند، بلکه در عوض بسادگی اطلاعات شیمیایی را به شکلی تبدیل می کند که آسانتر قابل مشاهده است. بنابراین به دستگاه می توان به صورت یک وسیله ارتباطی نگریست. دستگاه این هدف را در مراحل مختلف زیر انجام می دهد: تولید یک علامت تبدیل این علامت به علامتی با ماهیت متفاوت (تبدیل نامیده می شود). تقویت علامت تبدیل شده ارائه این علامت به صورت یک جابجایی بر روی یک صفحه مندرج یا صفحه یک ثبات. لزومی ندارد که تمام این مراحل مجموعا در هر دستگاه انجام گیرد. در نتیجهٔ ظهور این همه مدارات الکترونیکی در آزمایشگاه ، یک شیمیدان امروزی خود را با این سوال روبرو می بیند که چه مقدار الکترونیک باید بداند تا بتواند موثرترین استفاده را از وسایل موجود برای تجزیه ، بکند. مهم برای یک شیمیدان این است که قسمت عمده کوشش خود را به اصول شیمیایی ، اندازه گیریها و محدودیتها و قوتهای ذاتی آن معطوف دارد.