مقدمه
شیمی
تجزیه با شناسایی ساختارفرمولی، جداسازی،اندازه گیری مقداریک ماده
واجزای تشکیل دهنده آن سروکاردارد. از آنجا که جداسازی واندازه گیری اجزای
سازنده اجسام، براساس خصوصیات فیزیکی وشیمیایی آنها با استفاده از
واکنشهای شیمیایی ودستگاههای آزمایشگاهی انجام می گیرد.
شیمی
تجزیه را می توان به دوبخش شیمی تجزیه کلاسیک وشیمی تجزیه دستگاهی تقسیم
بندی کرد. بدیهی است که عملیات شناسایی واندازه گیری به منظورتحقق سه هدف
انجام می شود. این اهداف عبارتند از تعیین خواص کیفی وکمی وتعیین
ساختارفرمولی. این دانش بیشترجنبه عملی داشته وعلاوه برارتباط با رشته های
گوناگون شیمی با اغلب رشته های مهندسی وعلوم نیز پیوندی نزدیک دارد.
شیمی
تجزیه درسالهای اخیربه واسطه پیدایش نظرات، روشها وعلاوه برارتباط با
رشته های گوناگون شیمی با اغلب رشته های مهندسی وعلوم نیز پیوندی نزدیک
دارد. شیمی تجزیه درسالهای اخیربه واسطه پیدایش نظرات، روشهای دستگاههای
جدید اهمیت بسیارزیادی یافته ودرصنایع گوناگون نیاز فراوان به آن،احساس
شده است. راجع به اهمیت این رشته کافی است یادآورشویم که مطالعه هیچ
سیستمی بدون دانستن درصد اجزای تشکیل دهنده آن امکان پذیرنیست. کاربرد
شیمی تجزیه برای حل مسائل علمی وصنعتی بوده ودرموارد زیرخلاصه می شود :
- پژوهش
وتوسعه : زمینه های پژوهش وتوسعه عبارتند از شناسایی اجسام جدید، پی بردن
به ساختارمولکولی وخواص ویژه وطرح روشهایی برای اندازه گیری آنها یا شیوه
هایی جدید برای شناسایی واندازه گیری اجسامی که تکنیکهای تجزیه ای مناسبی
برای آنها وجودندارد. همچنین شناسایی اشکالات یک روش وکوشش دربرطرف کردن
آنها مانند یافتن علل انفجارومسموم شدن کاتالیزورها، خوردگی وسایل
وسرانجام شناسایی وحذف مواد مزاحم وسمی درمحیط کار،افزایش بازده فرآورده
واستفاده از فرآورده های جانبی از جمله موارد دیگر است.
- کنترل
: با تجزیه مواد اولیه، واسطه وفرآورده، می توان به راحتی هرفرآیندی را
کنترل کرد واشکالات فیزیکی، مکانیکی، شیمیایی واقتصادی که درنتیجه تغییرات
درمواد اولیه یا مواد اضافه شده حاصل می شود را تشخیص داد. برای مثال می
توان با تجزیه فرآورده ها، به دلایل نارضایتی خریداران پی بردیا اصالت
ومرغوبیت یک محصول را ثابت کرد. همچنین با توجه به نتیجه تجزیه مواد آولیه
می توان برای انتخاب وخرید آنها از بین چند ترکیب پیشنهاد شده، بهترین نوع
را برگزید.
مراحل یک تجزیه شیمیایی
تجزیه کمی، یعنی تعیین مقداریک ماده، دارای پنج مرحله است :
- نمونه برداری
- انحلال نمونه وشناسایی اجزای موجوددرآن
- جداسازی اجزای مورد نظربرای اندازه گیری
- اندازه گیری اجزای موردنظر
- محاسبه وبحث درباره نتایج
مشکلترین
قسمت یک تجزیه شیمیایی جداسازی ماده مورد نظراز دیگرمواد است. این مرحله
اغلب مستلزم صرف وقت زیاد ودقت فراوان می باشد. از این رو، اهمیت روشهای
گزینش پذیروویژه برای تجزیه کمی وکیفی معلوم می شود. دریک روش گزینش پذیر،
واکنشگربه کاررفته درشرایط معینی فقط با تعداد انگشت شماری از یونها یا
اجسام ترکیب می شود. دریک روش ویژه، واکنشگربه کاررفته درشرایط معینی تنها
با یک یون یا جسم ویژه ترکیب می شود. بنابراین دراین روشها نیازی به
جداسازی مواد خارجی نیست، ولی درحال حاضرتعداد این روشها نسبتاً کم است.
نمونه برداری
تعریف
نمونه : نمونه یک قسمت انتخاب شده از ماده مورد آزمایش است، به طوری که
تمام خواص آن ماده را داراباشد. نمونه برداری عبارت از طرز تهیه چنین نمونه
ای است. اصطلاحات متداول درکارنمونه برداری به شرح زیر هستند :
نمونه کل : ماده ای است که از آن نمونه برداری می شود.
نمونه افزایشی : قسمتهای مساوی که از نمونه کل استخراج شده وبعد به هم اضافه می شوند.
نمونه بزرگ : این نمونه از مخلوط کردن نمونه های افزایش حاصل می شود واز لحاظ ترکیب شیمیایی واندازه ذرات مانند نمونه کل است.
نمونه
ای که برای تجزیه به آزمایشگاه فرستاده می شود، از نمونه بزرگ انتخاب می
گردد ونمونه کوچک یا زیرنمونه که برای تجزیه به آزمایشگاه فرستاده می شود،
نمونه بزرگ نام دارد. نمونه برداری شامل سه مرحله است :
- جمع آوری نمونه بزرگ
- کاهش نمونه بزرگ به یک اندازه وتهیه نمونه کوچک
- تهیه نمونه آزمایشگاهی از نمونه کوچک
برای
تجزیه درآزمایشگاه، مقدارنمونه معمولاً درحدود یک میکروگرم تا یک گرم می
باشد. روشهای شیمی تجزیه را می توان برحسب وزن نمونه انتخابی مطابق جدول
1-1 طبقه بندی کرد.
جدول 1-1 : روشهای شیمی تجزیه برحسب وزن نمونه
|
نام روش تجزیه
|
مقدار
|
نام نمونه
|
|
تجزیه ماکرو
|
0/1-2g
|
نمونه ماکرو
|
|
تجزیه نیمه میکرو
|
0/01-0/1g
|
نمونه نیمه میکرو
|
|
تجزیه میکرو
|
0/001-0/01g
|
نمونه میکرو
|
|
تجزیه زیرمیکرو
|
10-4-0/001g
|
نمونه زیرمیکرو
|
به طورکلی، برای نمونه برداری وتجزیه یک ماده طبیعی یا یک فرآورده صنعتی باید نکات زیررا درنظرگرفت :
ـ
اطلاعات راجع به گذشته وآینده ماده مورد آزمایش، برای مثال درمورد سیمان
باید معین شود که مصرف آن درسد سازی است یا کاربردهای کم اهمیت تروچنانچه
ماده مورد آزمایش فولاد باشد تعیین این که آیا از آن دریک قسمت حیاتی
هواپیما استفاده می شود یا خیر، از اهمیت ویژه برخورداراست.
ـ تغییراتی که ماده می تواند تحمل کند. مثلاً جسمی دراثرسایش، ممکن است اکسید یا تجزیه شود یا با حلال واکنش دهد.
ـ
رابطه بین ارزش ماده، هدف وهزینه آزمایش، انجام یک آزمایش پرهزینه برروی
یک ماده ارزان قیمت صحیح نیست، مگراین که هدف آزمایش مهم باشد.
ـ میزان صحت آزمایش، یعنی اگر نمونه برداری با صحتی بیشتراز اندازه گیری صورت گیرد یا برعکس، نتیجه آن اتلاف وقت خواهد بود.
