زنگ تفریح 257
در این زنگ تفریح می‌خواهیم در مورد یکی از روش‌هایی که در شیمی تجزیه از آن برای آنالیز ترکیب‌ها استفاده می‌شود به نام روش گراوی‌متری (وزن‌سنجی) صحبت کنیم و بیش‌تر با آن آشنا شویم.
آیا شما تا به حال سعی کرده‌اید که وزن یک ذره‌ی جامد معلق در آب را اندازه‌گیری کنید. شاید بعضی از شما در آزمایشگاه‌های شیمی در مدارس این کار یا چیزی شبیه به آن را انجام داده باشید. به عملیات اندازه‌گیری وزن یک ترکیب که از چند ماده تشکیل شده است را روش آنالیز وزن‌سنجی (Gravimetric) گوییم.
تعریف
این عملیات مجموعه‌ای از روش‌هایی است که در شیمی تجزیه برای آنالیز کمی آنالیت‌ها بر پایه‌ی جرم جامد استفاده می‌شود. آنالیت یک ذره یا یک عنصر شیمیایی است که در یک ماده وجود دارد و توسط روش‌های تجزیه مقدار آن محاسبه می‌شود، در اصل آنالیت ذره‌ای است که مقدار آن تنها با روش‌های آنالیز شیمیایی قابل محاسبه است. پس تجزیه به ما کمک می‌کند تا مقدار جرم خالص یک ترکیب و جرم هر آنالیت مربوط به آن را به‌دست آوریم. برای مثال به ما گفته شده است که مقدار گلوکز موجود در یک نمونه‌ی خونی را اندازه‌گیری کنیم. ما با روش وزن‌سنجی به راحتی می‌توانیم غلظت گلوکز موجود در نمونه‌ی خونی را ( mg/ml) به‌دست آوریم. در این روش ابتدا توسط سانتریفیوژ یا با استفاده از شناساگرها، یون‌ها و ذرات معلق در خون را ته‌نشین کرده، سپس با عملیات فیلترینگ آن‌ها را جدا و در پایان با روش‌های آنالیز مقدار جرم آن‌ها را به‌دست می‌آوریم. در بخش بعدی روش این اندازه‌گیری را شرح می‌دهیم.
روش اندازه‌گیری
مراحل زیر روش استاندارد برای محاسبه‌ی جرم اجزای موجود در یک نمونه به روش وزن سنجی را نشان می‌دهد:
- ابتدا ما نیاز به اندازه‌گیری جرم نمونه‌ی مورد نظر که می‌خواهیم تجزیه کنیم، داریم.
- اگر نمونه در حالت محلول نباشد، آن را در یک حلال مناسب حل می‌کنیم.
- حالا نوبت به عملیات ته‌نشینی آنالیت می‌باشد، برای این کار باید از شناساگرها که هر جزء خاص را ته‌نشین می‌کند، استفاده کنیم.
- در هنگام ته‌نشین شدن باید هر بار عملیات فیلترینگ را انجام دهیم تا هر آنالیت جدا شود.
- امکان وجود برخی ناخالصی‌ها بر روی ته‌نشین‌های فیلتر شده است که با شستن آن‌ها را برطرف می‌کنیم.
- حالا باید مواد ته‌نشین شده که کاملا شسته شده‌اند را خشک کرد که آن هم با گرما دادن قابل انجام است.
- برای آن که جلوگیری کنیم تا مواد ته‌نشین دوباره رطوبت موجود در هوا را به خود بگیرند و در عین حال نیز خنک شوند آن‌ها را در دسیکاتور می‌گذاریم.
- حال جرم مواد ته‌نشین شده که خنک شده‌اند را به راحتی محاسبه می‌کنیم.
این روش آنالیز نیاز به تمرکز و دقت بالایی دارد چون هر‌گونه کامل نشدن مراحل خشک کردن و خنک شدن اجزاء در محاسبه جرم آن بسیار تاثیر دارد. کارهای زیر برای محاسبه‌ی
درصد هر جزء بسیار مهم است:
1) نوشتن معادله‌ی واکنش موازنه شده‌ی ته‌نشینی هر جزء.
2) مقدار مول هر کدام را از فرمول (جرم/جرم مولی) محاسبه می‌کنیم.
3) حالا با داشتن مول یکی از اجزاء و معادله‌ی واکنش و بهره گرفتن از نسبت‌های مولی می‌توانیم مقدار مول هر آنالیت را محاسبه کنیم.
4) حالا جرم هر آنالیت با ضرب مول آن در جرم مولی آن قابل محاسبه است.
5) در پایان برای گزارش، هر جرم را بر جرم کل نمونه تقسیم و با ضرب در 100 به صورت درصد بیان می‌کنیم.