Volumetrisk analys är en allmän term för en metod i kvantitativ kemisk analys där mängden av ett ämne bestäms genom mätningen av volymen som ämnet upptar. Det används vanligtvis för att bestämma den okända koncentrationen av en känd reaktant. Volumetrisk analys benämns ofta titrering, en laboratorieteknik där ett ämne med känd koncentration och volym används för att reagera med ett annat ämne med okänd koncentration.
Introduktion
Volumetrisk analys introducerades först av Jean Baptiste Andre Dumas, en fransk kemist. Han använde det för att bestämma andelen kväve i kombination med andra element i organiska föreningar, enligt Encyclopedia Britannica. Dumas brände ett prov av en förening med känd vikt i en ugn under förhållanden som garanterade omvandlingen av allt kväve till elementär kvävgas eller N2.
Historia
I Dumas experiment var kvävet från ugnen transporterades sedan i en ström av koldioxid och överfördes till en stark alkalilösning. Lösningen absorberade koldioxiden och fick kväve att samlas i röret. Enligt Britannica.com beräknades sedan kvävets massa utifrån volymen som det upptog under de kända förhållandena för tryck och temperatur. Som ett resultat bestämdes andelen kväve i provet.
Titration
Titrering är processen för att erhålla kvantitativ information från ett givet prov enligt University of Waterloo, som involverar en snabb kemisk reaktion . När reaktionen involverar en syra och en bas benämns metoden en syrabas-titrering. När reaktionen involverar oxidation och reduktion benämns metoden en redox-titrering.
Användning
Volymetrisk analys används i gymnasieskolor och högskolekemilaboratorier för att bestämma koncentrationer av okända ämnen. Titranten (den kända lösningen) sättes till en känd mängd analyt (okänd lösning) och en reaktion äger rum. Genom att känna till volymen på titranten kan eleven bestämma koncentrationen av det okända ämnet. Medicinska laboratorier och sjukhus använder automatiserad titreringsutrustning för i stort sett samma syfte.
Exempel
Volumetrisk analys och titrering används i stor utsträckning inom en mängd olika industrier eftersom de betraktas som en grundteknik inom analytisk kemi. Exempelvis kan titrering användas av biodieselindustrin för att bestämma surheten hos ett prov av vegetabilisk olja. Genom att känna till den exakta mängden bas som krävs för att neutralisera ett prov av vegetabilisk olja, vet forskare hur mycket bas man ska lägga till för att neutralisera hela mängden. Titrering har liknande användningar inom petrokemisk industri och livsmedelsindustri. Exempelvis kan en syra-titrering användas för att bestämma fri fettsyrahalt i en olja; en redox-titrering kan användas för att bestämma mängden omättade fettsyror; och Karl Fischer-titreringsmetoden kan användas för att analysera spårmängder vatten som finns i ett ämne.