دانلود تحقیق نمونه برداری و مراحل تجزیه شیمیایی

مقدمه

شیمی تجزیه با شناسایی ساختارفرمولی، جداسازی،‌اندازه گیری مقداریك ماده واجزای تشكیل دهنده آن سروكاردارد. از آنجا كه جداسازی واندازه گیری اجزای سازنده اجسام، براساس خصوصیات فیزیكی وشیمیایی آنها با استفاده از واكنشهای شیمیایی ودستگاههای آزمایشگاهی انجام می گیرد.

 شیمی تجزیه را می توان به دوبخش شیمی تجزیه كلاسیك وشیمی تجزیه دستگاهی تقسیم بندی كرد. بدیهی است كه عملیات شناسایی واندازه گیری به منظورتحقق سه هدف انجام می شود. این اهداف عبارتند از تعیین خواص كیفی وكمی وتعیین ساختارفرمولی. این دانش بیشترجنبه عملی داشته وعلاوه برارتباط با رشته های گوناگون شیمی با اغلب رشته های مهندسی وعلوم نیز پیوندی نزدیك دارد.

شیمی تجزیه درسالهای اخیربه واسطه پیدایش نظرات، روشها وعلاوه برارتباط با رشته های گوناگون شیمی با اغلب رشته های مهندسی وعلوم نیز پیوندی نزدیك 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 كافی است یادآورشویم كه مطالعه هیچ سیستمی بدون دانستن درصد اجزای تشكیل دهنده آن امكان پذیرنیست. كاربرد 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 ساختارمولكولی وخواص ویژه وطرح روشهایی برای اندازه گیری آنها یا شیوه هایی جدید برای شناسایی واندازه گیری اجسامی كه تكنیكهای تجزیه ای مناسبی برای‌ آنها وجودندارد. همچنین شناسایی اشكالات یك روش وكوشش دربرطرف كردن آنها مانند یافتن علل انفجارومسموم شدن كاتالیزورها، خوردگی وسایل وسرانجام شناسایی وحذف مواد مزاحم وسمی درمحیط كار،‌افزایش بازده فرآورده واستفاده از فرآورده های جانبی از جمله موارد دیگر است.
• كنترل : با تجزیه مواد اولیه، واسطه وفرآورده، می توان به راحتی هرفرآیندی را كنترل كرد واشكالات فیزیكی، مكانیكی، شیمیایی واقتصادی كه 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 یك محصول را ثابت كرد. همچنین با توجه به نتیجه تجزیه مواد آولیه می توان برای انتخاب وخرید آنها از بین چند تركیب پیشنهاد شده، بهترین نوع را برگزید.

مراحل یك تجزیه شیمیایی

تجزیه كمی، یعنی تعیین مقداریك 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

مشكلترین قسمت یك 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 كمی وكیفی معلوم می شود. دریك روش گزینش پذیر، واكنشگربه كاررفته درشرایط معینی فقط با تعداد انگشت شماری از یونها یا اجسام تركیب می شود. دریك روش ویژه، واكنشگربه كاررفته درشرایط معینی تنها با یك یون یا جسم ویژه تركیب می شود. بنابراین دراین روشها نیازی به جداسازی مواد خارجی نیست، ولی درحال حاضرتعداد این روشها نسبتاً كم است.

نمونه برداری

تعریف نمونه : نمونه یك قسمت انتخاب شده از ماده مورد آزمایش است، به طوری كه تمام خواص آن ماده را داراباشد. نمونه برداری عبارت از طرز تهیه چنین نمونه ای است. اصطلاحات متداول دركارنمونه برداری به شرح زیر هستند :

نمونه كل : ماده ای است كه از آن نمونه برداری می شود.

نمونه افزایشی : قسمتهای مساوی كه از نمونه كل استخراج شده وبعد به هم اضافه می شوند.

نمونه بزرگ : این نمونه از مخلوط كردن نمونه های افزایش حاصل می شود واز لحاظ تركیب شیمیایی واندازه ذرات مانند نمونه كل است.

نمونه ای كه برای تجزیه به آزمایشگاه فرستاده می شود، از نمونه بزرگ انتخاب می گردد ونمونه كوچك یا زیرنمونه كه برای تجزیه به آزمایشگاه فرستاده می شود، نمونه بزرگ نام دارد. نمونه برداری شامل سه مرحله است :

• جمع آوری نمونه بزرگ
• كاهش نمونه بزرگ به یك اندازه وتهیه نمونه كوچك
• تهیه نمونه آزمایشگاهی از نمونه كوچك

برای تجزیه درآزمایشگاه، مقدارنمونه معمولاً درحدود یك میكروگرم تا یك گرم می باشد. روشهای شیمی تجزیه را می توان برحسب وزن نمونه انتخابی مطابق جدول 1-1 طبقه بندی كرد.

جدول 1-1 : روشهای شیمی تجزیه برحسب وزن نمونه

به طوركلی، برای نمونه برداری وتجزیه یك ماده طبیعی یا یك فرآورده صنعتی باید نكات زیررا درنظرگرفت :

ـ اطلاعات راجع به گذشته وآینده ماده مورد آزمایش، برای مثال درمورد سیمان باید معین شود كه مصرف آن درسد سازی است یا كاربردهای كم اهمیت تروچنانچه ماده مورد آزمایش فولاد باشد تعیین این كه آیا از آن دریك قسمت حیاتی هواپیما استفاده می شود یا خیر، از اهمیت ویژه برخورداراست.

ـ تغییراتی كه ماده می تواند تحمل كند. مثلاً جسمی دراثرسایش، ممكن است اكسید یا تجزیه شود یا با حلال واكنش دهد.

ـ رابطه بین ارزش ماده، هدف وهزینه آزمایش، انجام یك آزمایش پرهزینه برروی یك ماده ارزان قیمت صحیح نیست، مگراین كه هدف آزمایش مهم باشد.

ـ میزان صحت آزمایش، یعنی اگر نمونه برداری با صحتی بیشتراز اندازه گیری صورت گیرد یا برعكس، نتیجه آن اتلاف وقت خواهد بود.