विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान

हम बताते हैं कि विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान क्या है और रसायन विज्ञान की यह शाखा किस पर केंद्रित है। साथ ही, आपके द्वारा उपयोग की जाने वाली विश्लेषणात्मक विधियां।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विभिन्न विश्लेषणात्मक विधियों का उपयोग करता है।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान क्या है?

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान को किसकी शाखा कहा जाता है? रसायन विज्ञान जो समझने पर केंद्रित है मामला, वह है, के विश्लेषण प्रयोगात्मक या प्रयोगशाला विधियों का उपयोग करके नमूना बनाने वाली सामग्रियों का।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान को मात्रात्मक और गुणात्मक विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में वर्गीकृत किया जा सकता है। मात्रात्मक विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान का उपयोग मात्रा, एकाग्रता, या निर्धारित करने के लिए किया जाता है अनुपात एक नमूने में एक या एक से अधिक घटकों का, अर्थात्, यह मात्रा निर्धारित करने से संबंधित है।

गुणात्मक विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान का उपयोग यह जानने के लिए किया जाता है कि नमूने के घटक क्या हैं, अर्थात यह नमूने के प्रत्येक घटक की पहचान करने से संबंधित है। दूसरी ओर, एक नमूने के घटकों को अलग करने के लिए विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान का भी उपयोग किया जाता है। आम तौर पर, विचाराधीन पदार्थ (जिसे पहचाना या परिमाणित किया जाना है) को विश्लेषिकी कहा जाता है।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान को जन्म देने वाला ज्ञान पदार्थ की रासायनिक संरचना के आधुनिक विचार से उत्पन्न हुआ, जो 18 वीं शताब्दी में उभरा।

इसके विकास में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर अनुशासन यह पदार्थ के भौतिक गुणों और इसकी रासायनिक संरचना के बीच संबंध की समझ थी। इसमें स्पेक्ट्रोस्कोपी, इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री और पोलरोग्राफी का अध्ययन मौलिक था।

हालांकि, रासायनिक विश्लेषण के तरीकों का आविष्कार जो पदार्थ की पूरी समझ की अनुमति देगा, वैज्ञानिक और तकनीकी विकास के साथ आगे बढ़ेगा, ताकि विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के क्षेत्र की सामान्य विशेषताओं को केवल बीसवीं शताब्दी में परिभाषित किया जा सके।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान पदार्थ को समझने के लिए निम्नलिखित विश्लेषणात्मक विधियों का उपयोग करता है:

मात्रात्मक विधियां

  • वॉल्यूमेट्रिक तरीके। अनुमापन या अनुमापन के रूप में जाना जाता है, वे मात्रात्मक तरीके हैं जिसमें एक अभिकर्मक जिसका एकाग्रता ज्ञात है (टाइटरेंट पदार्थ) का उपयोग एक अन्य अभिकर्मक के निर्धारण के लिए किया जाता है जिसकी एकाग्रता अज्ञात है (नमूने में विश्लेषण या पदार्थ का विश्लेषण किया जाता है), एक के माध्यम से रासायनिक प्रतिक्रिया अनुमापन में, आमतौर पर संकेतकों का उपयोग किया जाता है जो प्रतिक्रिया के अंतिम बिंदु को चिह्नित करते हैं। विभिन्न प्रकार की डिग्री हैं:
    • अम्ल-क्षार अनुमापन। वे वे हैं जिनमें a अम्ल एसिड-बेस इंडिकेटर का उपयोग करके बेस के साथ। सामान्य तौर पर, बेस को एक ब्यूरेट (वॉल्यूम को मापने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला रासायनिक कंटेनर) में रखा जाता है और एक फ्लास्क को एर्लेनमेयर फ्लास्क में रखा जाता है। आयतन ज्ञात एसिड फिनोलफथेलिन (संकेतक) की कुछ बूंदों के साथ मिलाया जाता है। फेनोल्फथेलिन क्षारीय माध्यम में गुलाबी हो जाता है और अम्लीय माध्यम में रंगहीन हो जाता है। फिर इस विधि में एसिड में आधार को तब तक जोड़ना शामिल है जब तक कि अंतिम घोल गुलाबी न हो जाए, जिसका अर्थ है कि एसिड और बेस के बीच की प्रतिक्रिया अपने अंतिम बिंदु पर पहुंच गई है। अंतिम बिंदु तक पहुंचने से एक पल पहले, प्रतिक्रिया अपने तुल्यता बिंदु पर पहुंच जाती है, जहां टाइट्रेंट में पदार्थ की मात्रा विश्लेषण में पदार्थ की मात्रा के बराबर होती है। यदि प्रतिक्रिया में स्टोइकोमेट्री 1: 1 है, अर्थात, एनालिटिक पदार्थ की समान मात्रा टाइट्रेंट के रूप में प्रतिक्रिया करती है, तो विश्लेषण की मात्रा निर्धारित करने के लिए निम्नलिखित समीकरण का उपयोग किया जा सकता है:

कहां:

    • [एक्स] पदार्थ की ज्ञात सांद्रता है एक्स, व्यक्त mol / L या समकक्ष इकाइयाँ।
    • वी (एक्स) पदार्थ का आयतन है एक्स ब्यूरेट से दूर, एल या समकक्ष इकाइयों में व्यक्त किया गया।
    • [यू] विश्लेषक की अज्ञात एकाग्रता है यू, mol / L या समकक्ष इकाइयों में व्यक्त किया गया।
    • वी (वाई) पदार्थ का आयतन है यू एल या समकक्ष इकाइयों में व्यक्त एर्लेनमेयर फ्लास्क में निहित है।

यह स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है कि, हालांकि इस समीकरण का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, यह अक्सर उपयोग की जाने वाली डिग्री के प्रकार के आधार पर भिन्न होता है।

    • रेडॉक्स अनुमापन। आधार एसिड-बेस अनुमापन के समान है, लेकिन इस मामले में विश्लेषण और ए के बीच एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया होती है विघटन ऑक्सीकरण या कम करना, जैसा भी मामला हो। उपयोग किया जाने वाला संकेतक एक पोटेंशियोमीटर (संभावित अंतर को मापने के लिए उपकरण) या एक रेडॉक्स संकेतक (यौगिक जिनके प्रत्येक ऑक्सीकरण अवस्था में एक परिभाषित रंग होता है) हो सकता है।
    • जटिल गठन योग्यता। वे विश्लेषक और टाइट्रेंट के बीच जटिल गठन प्रतिक्रिया से मिलकर बने होते हैं।
    • वर्षा अनुमापन। वे एक अवक्षेप के गठन से मिलकर बनते हैं। वे बहुत विशिष्ट हैं और उपयोग किए जाने वाले संकेतक प्रत्येक प्रतिक्रिया के लिए बहुत विशिष्ट हैं।
  • गुरुत्वाकर्षण विधियाँ। मात्रात्मक पद्धति जिसमें कोई भी परिवर्तन करने से पहले और बाद में किसी सामग्री या पदार्थ के वजन को मापना शामिल है। प्रदर्शन करने के लिए साधन माप यह आम तौर पर एक विश्लेषणात्मक संतुलन है। कई गुरुत्वाकर्षण विधियां हैं:
    • वर्षण। इसमें एक अवक्षेप का निर्माण होता है, ताकि जब इसे तौला जाए, तो मूल नमूने में इसकी मात्रा की गणना स्टोइकोमेट्रिक संबंधों का उपयोग करके की जा सकती है। अवक्षेप को उस घोल से एकत्र किया जा सकता है जिसमें यह पाया जाता है छानने का काम. इस पद्धति को लागू करने के लिए, विश्लेषण खराब घुलनशील और रासायनिक रूप से अच्छी तरह से परिभाषित होना चाहिए।
    • अस्थिरता। इसमें विश्लेषण को नमूने से अलग करने के लिए अस्थिर करना शामिल है। फिर विश्लेषण कुछ सामग्री में इसके अवशोषण द्वारा पुनर्प्राप्त किया जाता है, इस सामग्री को तौला जाता है, और का लाभ होता है वजन यह विश्लेषक के समावेश के कारण होगा, जिसके वजन की गणना विश्लेषण को अवशोषित करने से पहले और बाद में शोषक सामग्री के वजन के अंतर से की जाएगी। यह विधि केवल तभी लागू की जा सकती है जब विश्लेषण नमूने में एकमात्र वाष्पशील पदार्थ हो।
    • इलेक्ट्रोडपोजिशन। इसमें एक होता है रेडॉक्स प्रतिक्रिया जहां एक यौगिक के हिस्से के रूप में एक इलेक्ट्रोड पर विश्लेषण जमा किया जाता है। रेडॉक्स प्रतिक्रिया से पहले और बाद में इलेक्ट्रोड का वजन किया जाता है, इस तरह जमा किए गए विश्लेषण की मात्रा की गणना की जा सकती है।

अधिक उन्नत वाद्य तरीके:

  • स्पेक्ट्रोमेट्रिक तरीके। विद्युत चुम्बकीय विकिरण के व्यवहार को मापने के लिए उपकरण का उपयोग किया जाता है (रोशनी) विश्लेषण के तहत पदार्थ या यौगिक के संपर्क में।
  • इलेक्ट्रोएनालिटिकल तरीके। स्पेक्ट्रोमेट्रिक के समान, लेकिन बिजली विद्युत क्षमता को मापने के लिए प्रकाश के बजाय या विद्युत प्रवाह विश्लेषण करने के लिए पदार्थ द्वारा प्रेषित।
  • क्रोमैटोग्राफिक तरीके। क्रोमैटोग्राफी जटिल मिश्रणों के पृथक्करण, लक्षण वर्णन और परिमाणीकरण की एक विधि है। इसका उपयोग a . के एक या अधिक घटकों को अलग करने के लिए किया जाता है मिश्रण और साथ ही उन्हें पहचानें और नमूने में उनकी एकाग्रता या मात्रा की गणना करें, अर्थात उन्हें परिमाणित करें। क्रोमैटोग्राफिक विधि में मूल रूप से एक स्थिर चरण और एक मोबाइल चरण होता है जो एक उपकरण या संरचना का हिस्सा होता है जिसका उपयोग नमूने का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है। स्थिर चरण स्थिर होता है और इसमें एक पदार्थ होता है जो आमतौर पर एक स्तंभ के रूप में डिज़ाइन की गई किसी प्रणाली का पालन करता है और मोबाइल चरण एक पदार्थ (तरल या गैसीय) होता है जो स्थिर चरण से बहता है। घटकों (विश्लेषकों) का पृथक्करण स्थिर चरण के लिए या मोबाइल चरण के लिए उनमें से प्रत्येक की आत्मीयता के अनुसार होता है, जो विभिन्न रासायनिक और भौतिक गुणों (प्रत्येक एक या दोनों चरणों के) पर निर्भर करेगा। मोबाइल और स्थिर चरण के रूप में उपयोग किए जाने वाले पदार्थों के आधार पर विभिन्न प्रकार की क्रोमैटोग्राफी होती है, क्रोमैटोग्राफिक उपकरण की विधि और डिजाइन पर लगाई गई शर्तें। उदाहरण के लिए, निम्न छवि में आप एक मिश्रण के विभिन्न घटकों के पृथक्करण को देख सकते हैं जिसे क्रोमैटोग्राफिक कॉलम पर इंजेक्ट किया गया था। आप अलग देख सकते हैं रंग की प्रत्येक घटक के रूप में वे स्थिर चरण के माध्यम से उतरते हैं जो कॉलम भरता है:

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