Analiza ilościowa odnosi się do określenia, ile danego składnika jest obecne w próbce. Ilość można wyrazić w kategoriach masa, stężenie lub względna liczebność jednego lub wszystkich składników próbki. Oto kilka przykładowych wyników analizy ilościowej:
- Ruda zawiera 42,88% masy srebra.
- Reakcja chemiczna dała 3,22 mola produktu.
- Roztwór to 0,102 M NaCl.
Analiza ilościowa a analiza jakościowa
Analiza jakościowa mówi „co” jest w próbce, podczas gdy analiza ilościowa służy do określenia „ile” jest w próbce. Te dwa rodzaje analiz są często stosowane razem i są uważane za przykłady chemii analitycznej.
Metody stosowane w analizie ilościowej
Do oceny ilościowej próbki stosuje się kilka metod. Można je ogólnie zaklasyfikować jako metody fizyczne lub chemiczne.
Metody fizyczne mierzą właściwości fizyczne, takie jak adsorpcja światła, gęstość i podatność magnetyczna. Przykłady metod fizycznych obejmują:
- Spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR)
- Spektroskopia emisji atomowej (AES)
- Dyspersyjna spektroskopia rentgenowska (EDS)
- analiza pierwiastków śladowych
- rentgenowska spektroskopia fluorescencyjna
- ICP-AES
- ICP-MS
Metody chemiczne obejmują reakcje chemiczne, takie jak utlenianie, wytrącanie lub neutralizacja z wytworzeniem nowego związku chemicznego. Przykłady metod chemicznych obejmują:
- Miareczkowanie (analiza wolumetryczna)
- Analiza grawimetryczna
- Różne testy mokrej chemii
- Analiza spalania
- Fuzja gazu obojętnego
Często metody fizyczne i chemiczne nakładają się. Ponadto matematyka jest wykorzystywana w analizie ilościowej. Statystyki są szczególnie przydatne do analizy danych.
Podstawowym narzędziem do analizy ilościowej jest waga analityczna lub skala, która służy do precyzyjnego pomiaru masy. Ważne jest także szkło, takie jak kolba miarowa. Dla chemia analityczna, typowa waga mierzy masę do 0,1 miligrama. Czułość około tysiąca razy jest potrzebna do pracy mikroanalitycznej.
Dlaczego analiza ilościowa jest ważna
Ważne jest, aby znać ilość całości lub części próbki z kilku powodów.
Jeśli przeprowadzasz reakcję chemiczną, analiza ilościowa pomaga przewidzieć, ile produktu się spodziewać, i ustalić rzeczywistą wydajność.
Niektóre reakcje zachodzą, gdy stężenie jednego składnika osiąga poziom krytyczny. Na przykład analiza materiału radioaktywnego może wykazać, że jest wystarczająca ilość kluczowego komponentu, aby próbka uległa spontanicznemu rozszczepieniu!
Analiza ilościowa ma kluczowe znaczenie dla formułowania i testowania żywności i leków, ponieważ służy do pomiaru poziomów składników odżywczych i zapewnia dokładne rozliczenie dawki.
Ma to również kluczowe znaczenie przy określaniu poziomu zanieczyszczeń lub zanieczyszczenia próbki. Podczas gdy analiza jakościowa może być w stanie określić obecność ołowiu w farbie na zabawce, na przykład analiza ilościowa wykrywa poziom koncentracji.
Testy medyczne polegają na analizie ilościowej w celu uzyskania informacji o stanie zdrowia pacjenta. Na przykład techniki analizy ilościowej mogą określić poziomy cholesterolu we krwi lub stosunek lipoprotein w osoczu lub ilość białka wydalanego z moczem. Również w tym przypadku analiza ilościowa uzupełnia analizę jakościową, ponieważ ta ostatnia identyfikuje naturę substancji chemicznej, podczas gdy ta pierwsza mówi, ile jej jest.
Testy ilościowe minerału mogą być wykorzystane do ustalenia, czy praktyczne jest wydobycie go dla określonego pierwiastka lub związku.
Testy ilościowe służą do sprawdzenia, czy produkty spełniają specyfikacje producenta lub specyfikacje prawne.