التحليل الكمي – طرق التحليل الكمي

– التحليل الكمي هو التحليل الذي يبحث في تقدير كميات المكونات أو العناصر الداخلة في تركيب المركب الكيميائي أو الخليط.

– يتبين من هذا أن التحليل النوعي لمادة مجهولة التركيب يسبق عادة التحليل الكمي لها. لأنه لا يجوز تقدير مادة معينة تقديراً كمياً ما لم يتأكد من وجودها وصفياً.

– يشمل التحليل الكمي على نوعين أساسيين كما يلي:

• التحليل الوزني Gravimetric analysis
• التحليل الحجمي Volumetric analysis

أولاً/ التحليل الكمي الوزني Gravimetric analysis

– يتم التحليل الكمي بالوزن بترسيب المادة تقديرها كمياً في هيئة عنصر منفرد أو مشتق معين معروف التركيب يفصل عن المحلول بالترسيب أو الطرد المركزي ثم غسله وتجفيفه ووزنه.

– يحسب وزن المادة المراد تقديرها من معرفتنا لوزن الراسب وتركيبه بدقة.

– فمثلاً يمكن تعيين نسبة الكلور فى ملح الطعام مثلاً بإذابة وزن معين من الملح فى الماء ثم إضافة زيادة من نترات الفضة إليه فيترسب على شكل كلوريد الفضة، ثم يرشح الراسب ويغسل ويجفف ثم يوزن لمعرفة كمية الكلور ونسبته فى الملح. 

– يضم التحليل الوزني الطرق التى يتم فيها أوزان المواد أو بعض مكوناتها بطريقتين كما يلي:

(1) الطريقة المباشرة Direct method

– وفيها يتم تحديد قياسات الأوزان لنواتج العملية التحليلية المعروفة التركيب.

(2) الطريقة غير المباشرة Indirect method

– إذ تحدد بواسطتها قياسات الأوزان المفقودة أو الناقصة فى الوزن بوصفها نتيجة لخاصية التطاير بالعينة Volatilization species.

ثانياً/ التحليل الكمي الحجمي Volumetric analysis

– تستعمل في هذه الحالة طرق مباشرة وغير مباشرة لتعيين أوزان المواد أو بعض مكوناتها.

– وتشمل هذه الطرق كما يلي:

(1) طريقة المعايرة Titration

– تتضمن استعمال محاليل ذات تركيز معلومة وقياس حجوم مثل هذه المحاليل التى تتفاعل كمياً مع محلول المادة المراد تقديرها لحد نقطة معينة تسمى نقطة التكافؤ Equivalent point أو نقطة انتهاء التفاعل التى يمكن الكشف عنها بواسطة الأدلة Indicators التى تتضمن تغيراً حاداً في خواص المحلول كاللون أو التعكير الذي تلحظهما بالعين المجردة أو تُقاس بالطرق الكيميائية الفيزيائية كقياس فرق الجهد أو التوصيل الكهربائي.

– يسمي المحلول المعلوم التركيز بالمحلول القياسي Standard solution. وهو المحلول الذي يحتوي حجم معين منه على وزن معلوم من المادة المذابة.

– أما عملية إضافة المحلول القياسي من السحاحة Burette إلى حجم معين من محلول المادة المجهولة التركيز فى الدورق المخروطي أو العكس حتى يتم التفاعل فتسمى بعملية المعايرة Titration.

– ومن قوانين التكافؤ الكيميائي وتحديد حجم المحلول القياسي المستعمل فى المعايرة نستطيع أن نعين وزن المادة المجهولة أو النسب الوزنية لما فيها من مكونات سواء أكان بطرق مباشرة أو غير مباشرة.

(2) التحليل الغازي Gas analysis

– تقاس بهذه الطريقة الكمية كمية الغازات المستهلكة وفيه تقدر المادة بتقدير حجم الغاز الذي قد يكون هو المادة المراد تقديرها أو ناتجاً عن تفاعل تلك المادة مع مواد أخري بحيث تعطي غازاً يمكن تقديره.

– يجب أن لا يفهم بأن عمليات التحليل الكمي والنوعي لا يمكن أن تتم إلا عن طريق التفاعلات الكيميائية.

– عمليات الفصل بالطرق الطبيعية لها أثرها الواضح في بناء أكثر مراحل التحليل الكروماتوغرافي لمكونات الخليط ثم يلي ذلك التميز بطرق كيميائية.

– مع أن طرق التحليل الحجمي تتطلب توفر شروط وخبرة لتجاوز الأخطاء أو العيوب فأنها تفضل فى التطبيق العملي والاستعمال على طرق التحليل الوزني، لأن الأخيرة – على الرغم من دقة النتائج التى يمكن الحصول عليها عند استعمالها إلا أنها عملية بطيئة وتستغرق وقتاً طويلاً لإتمام التحليل، قد يتجاوز الانتظار للحصول على نتائجها عدة ساعات أو أيام ، وهو مالا يتفق والحاجة العملية خاصة فى السيطرة الكيميائية على العمليات الصناعية لتوجيه التفاعلات الوجهة الصحيحة للحصول على نتائج ذات مواصفات عالية الجودة .

المراجع : طرق التحليل الكمي – تصنيف الكيمياء التحليلية. – الباب الأول من كتاب أسس الكيمياء التحليلية (التحليل الوصفي والكمي والآلي ) للمؤلف / محمد مجدي عبدالله واصل.