الحل القياسي

في الكيمياء التحليلية ، المحلول القياسي ( المحلول المعاير أو المقياس ) هو محلول يحتوي على تركيز معروف بدقة . يتم تحضير المحاليل القياسية عمومًا عن طريق إذابة مذاب ذي كتلة معروفة في مذيب إلى حجم دقيق، أو عن طريق تخفيف محلول ذي تركيز معروف بمزيد من المذيب. ^[1] من الناحية المثالية، يتمتع المحلول القياسي بدرجة عالية من النقاء ومستقر بدرجة كافية بحيث يمكن قياس التركيز بدقة بعد فترة تخزين طويلة. ^[2]

يتطلب صنع محلول قياسي اهتمامًا كبيرًا بالتفاصيل لتجنب إدخال أي خطر للتلوث يمكن أن يقلل من دقة التركيز. لهذا السبب، يتم استخدام الأواني الزجاجية ذات الدرجة العالية من الدقة مثل القارورة الحجمية والماصة الحجمية والماصات الدقيقة والماصات الأوتوماتيكية في خطوات التحضير. يجب أن يكون المذيب المستخدم أيضًا نقيًا وقادرًا بسهولة على إذابة المذاب في محلول متجانس. ^[2]

تُستخدم المحاليل القياسية في إجراءات قياس الحجم المختلفة، مثل تحديد تركيز المحاليل ذات التركيز غير المعروف في المعايرة . يتم التعبير عن تركيزات المحاليل القياسية عادةً بوحدات مول لكل لتر (mol/L، غالبًا ما يتم اختصارها إلى M للمولارية )، أو مول لكل ديسيمتر مكعب (mol/dm ³ )، أو كيلو مول لكل متر مكعب (kmol/m ³ )، أو جرام لكل مليلتر (g/mL)، أو بمصطلحات مرتبطة بتلك المستخدمة في معايرة معينة (مثل العيارات ).

أنواع الحلول القياسية

يمكن تصنيف المحاليل القياسية حسب نوع المحلل المستخدم في تحضيرها. ويمكن أن تكون هذه المحاليل القياسية إما معيارًا أوليًا أو معيارًا ثانويًا.

المعايير الأساسية

المعايير الأولية هي مركبات ذات خواص كيميائية معروفة ونقاء عالٍ وثبات عالٍ في ظل ظروف قياسية. يجب ألا يكون المركب قابلاً للنفاذية المائية ليكون له كتلة تمثل بدقة العدد الدقيق للمولات عند وزنها. تجعل هذه الخصائص المعايير الأولية موثوقة لإعداد المحاليل القياسية بتركيز دقيق بمجرد معرفة كمية المركب والمذيب المستخدم. تُستخدم المحاليل القياسية الأولية عادةً لتحديد تركيز المحاليل القياسية الثانوية من خلال المعايرة . ومن الأمثلة على المعيار الأولي ثنائي كرومات البوتاسيوم . ^[3]

المعايير الثانوية

لا تلبي المعايير الثانوية متطلبات المعيار الأساسي. ^[4] لا يمكن معرفة تركيز المحلول القياسي الناتج عن معيار ثانوي بدقة دون تحليل متكافئ ضد معيار أساسي. مثال على المعيار الثانوي هو هيدروكسيد الصوديوم ، وهو مركب مائي شديد التفاعل مع محيطه. قد يتقلب تركيز المحلول القياسي المصنوع من هيدروكسيد الصوديوم بمرور الوقت بسبب عدم استقرار المركب، مما يتطلب المعايرة باستخدام معيار أساسي قبل الاستخدام. ^[5]^[6]

طرق التوحيد القياسي

تُستخدم الحلول القياسية عادةً في عمليات التوحيد القياسي في التحليل الكمي لتقليل الخطأ والحفاظ على الدقة في النتائج.

المعايير الخارجية

هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا للتوحيد القياسي والتي تتطلب معيارًا واحدًا أو أكثر، يحتوي كل منها على تركيز معروف لنفس المحلل . يتم تحليل المعايير الخارجية بشكل منفصل عن العينة على عكس طرق التوحيد القياسي الأخرى، ومن هنا جاء اسم "الخارجية". عندما يتم رسم تركيزات مجموعة من المحاليل الخارجية مقابل قيمة مقاسة مثل امتصاص كل محلول خارجي، يمكن الحصول على منحنى معايرة طبيعي . يمكن بعد ذلك تحليل عينات متعددة بتركيزات غير معروفة باستخدام منحنى المعايرة هذا مما يجعله أداة مفيدة. يمكن لطريقة التوحيد القياسي الخارجية إدخال خطأ محدد إذا كانت مصفوفة المحلول غير المعروف تختلف بشكل كبير عن المعيار الخارجي. يمكن تفسير هذه المشكلة عن طريق تكرار مصفوفة المحلول غير المعروف في المعيار الخارجي بعملية تسمى "مطابقة المصفوفة". ^[7]^[8]

المعايير الداخلية

تحتوي سلسلة من المعايير الداخلية على نفس تركيز مادة كيميائية تسمى المعيار الداخلي وتركيزات مختلفة من المحلل. يجب أن يكون المعيار الداخلي مشابهًا كيميائيًا للمحلل، بحيث يتلقى الاثنان نفس المعاملة أثناء القياس. تُستخدم المعايير الداخلية لتصحيح فقدان المحلل أثناء تحضير العينة، على سبيل المثال عندما يكون المحلل في مذيب متطاير. إذا فقد كل من المعيار الداخلي والمحلل المذيب بشكل متناسب، فستظل إشاراتهما متطابقة ويمكن قياس نسبة إشاراتهما.

يؤدي رسم نسبة إشارة المحلل إلى الإشارة القياسية الداخلية مقابل تركيز المحلل إلى إنشاء منحنى معايرة. وعلى غرار منحنى المعايرة الخارجية، يسمح منحنى المعايرة الداخلية أيضًا بحساب تركيز المحلل في عينة غير معروفة. ^[9]

الإضافات القياسية

في طريقة الإضافة القياسية، يتم إضافة معيار (عادةً في شكل محلول) بتركيز معروف بزيادات متزايدة إلى مجموعة من المحاليل التي تحتوي على نفس المحلل غير المعروف. تكون مصفوفة هذه المحاليل متطابقة مما يزيل تأثير المصفوفة من تغيير إشارة المحلل عند القياس. لهذا السبب، ينتج الرسم البياني منحدرًا خطيًا عند رسم منحنى المعايرة. يمكن بعد ذلك قياس تركيز المحلل غير المعروف بعد تحديد قيمة تقاطع المحور السيني. ^[10]

التطبيقات

المعايرة

في المعايرة ، يمكن تحديد تركيز المحلل في المحلول عن طريق معايرة المحلول القياسي مقابل محلول المحلل لتحديد عتبة التعادل. ^[11] على سبيل المثال، لحساب تركيز كلوريد الهيدروجين، يتم معايرة محلول قياسي بتركيز معروف، مثل هيدروكسيد الصوديوم 0.5 مول، مقابل محلول كلوريد الهيدروجين.

تحديد التركيز باستخدام منحنى المعايرة

تُستخدم الحلول القياسية عادةً لتحديد تركيز أحد أنواع المحللات عبر منحنى المعايرة . يتم الحصول على منحنى المعايرة عن طريق قياس سلسلة من المحاليل القياسية بتركيزات معروفة، والتي يمكن استخدامها لتحديد تركيز عينة غير معروفة باستخدام تحليل الانحدار الخطي . ^[12] على سبيل المثال، من خلال مقارنة قيم الامتصاص لمحلول بتركيز غير معروف بسلسلة من المحاليل القياسية بتركيزات مختلفة، يمكن تحديد تركيز المجهول باستخدام قانون بير .

يمكن استخدام أي شكل من أشكال التحليل الطيفي بهذه الطريقة طالما أن الأنواع المحللة لها امتصاص كبير في الأطياف. المحلول القياسي هو دليل مرجعي لاكتشاف مولارية الأنواع غير المعروفة.

يمكن أن يؤثر تأثير المصفوفة سلبًا على كفاءة منحنى المعايرة بسبب التفاعلات بين المصفوفة واستجابة المحلل. يمكن تقليل تأثير المصفوفة عن طريق إضافة معايير داخلية إلى الحلول القياسية، أو باستخدام طريقة الإضافة القياسية . ^[13]

الكروماتوغرافيا

تُستخدم المعايير الداخلية في GC/MS وLC/MS للتحكم في التباين الناتج عن الحقن وإعداد العينة وتأثيرات المصفوفة الأخرى. يتم حساب نسبة مساحات الذروة بين المعيار الداخلي والمحلل لتحديد تركيز المحلل. ^[14] النوع الشائع من المعايير الداخلية هو نظير مُسمى نظيريًا للمحلل، والذي يشتمل على ذرة واحدة أو أكثر من ^2H و ¹³ C و ¹⁵ N و ¹⁸ O في بنيته. ^[15]

مثال على تحضير سلسلة من الحلول القياسية

لنفترض أن تركيز الجلوتامين في عينة غير معروفة يحتاج إلى القياس. للقيام بذلك، يتم تحضير سلسلة من المحاليل القياسية التي تحتوي على الجلوتامين لإنشاء منحنى معايرة. يظهر الجدول أدناه ملخصًا لطريقة إنشاء هذه المحاليل:

الجدول 1: إعداد مجموعة من معايير الجلوتامين كمثال
تركيز محلول الجلوتامين المخزون (جم/مل):			7.50 × 10 ^-3
حل	الجلوتامين المضاف (مل)	قم بتخفيف العلامة باستخدام:	التركيز الناتج (جم/مل)
1 (فارغ)	0	الماء منزوع الأيونات في قارورة حجمية سعة 25 مل	0
2	1		3.00 × 10 ^-4
3	2		6.00 × 10 ^-4
4	3		9.00 × 10 ^-4
5	4		1.20 × 10 ^-3

هنا، يتم إضافة محلول مخزون من الجلوتامين بزيادات متزايدة باستخدام أداة عالية الدقة وتخفيفه إلى نفس الحجم في قوارير حجمية . والنتيجة هي 4 محاليل قياسية بتركيزات معروفة مختلفة (إلى جانب عينة فارغة لمعايرة الأداة). يتم حساب التركيز النهائي في كل منها باستخدام صيغة التركيز المولي .

مراجع

^ فرايزر، هنري؛ نانكولاس، جورج هـ؛ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية، المحررون (1987). مجموعة المصطلحات التحليلية: القواعد النهائية 1987 (الطبعة الثانية). أكسفورد [أوكسفوردشاير]؛ بوسطن: منشورات بلاكويل العلمية. رقم ISBN 978-0-632-01907-6.
^ ab Christian, Gary; Dasgupta, Purnendu; Schug, Kevin. Analytical Chemistry, 7th Edition (الطبعة السابعة). ISBN 978-0-470-88757-8.
^ هارفي، ديفيد (2016). "الكيمياء التحليلية 2.1". dpuadweb.depauw.edu . ص 148.
^ هارفي، ديفيد (2000). الكيمياء التحليلية الحديثة . بوسطن: ماكجرو هيل. ص 154. ISBN 978-0-07-237547-3.
^ هارفي، ديفيد (2016). "الكيمياء التحليلية 2.1". dpuadweb.depauw.edu . ص 148.
^ Bassett, J; GH, Jeffery; Mendham, J; Denney, RC (1989). Vogel's Textbook of Quantitative Chemical Analysis (الطبعة الخامسة). Longman Scientific & Technical. ص. 260. ISBN 0582446937.
^ هارفي، ديفيد (2016). "الكيمياء التحليلية 2.1". dpuadweb.depauw.edu . ص 148.
^ هارفي، ديفيد (2016). "الكيمياء التحليلية 2.1". dpuadweb.depauw.edu . ص 152-154.
^ هارفي، ديفيد (2016). "الكيمياء التحليلية 2.1". dpuadweb.depauw.edu . ص 161-162.
^ رامالي، لويس؛ وينزيل، بيتر؛ دوسيت، آلان؛ جاي، روبرت. "مقدمة في الكيمياء التحليلية" (PDF) (الطبعة 8.1). ص 110-115.
^ Kotz, John C.; Treichel, Paul; Townsend, John Raymond (2009). Chemistry & chemical reactionivity (7th ed.). Belmont, CA: Thomson Brooks/Cole. ISBN 978-0-495-38703-9.
^ سكوج، دوغلاس أ.؛ هولر، ف. جيمس؛ كراوتش، ستانلي ر. (2018). مبادئ التحليل الآلي (الطبعة السابعة). أستراليا: سينجيج ليرنينج. ص. 10. ISBN 978-1-305-57721-3.
^ سكوج، دوغلاس أ.؛ هولر، ف. جيمس؛ كراوتش، ستانلي ر. (2018). مبادئ التحليل الآلي (الطبعة السابعة). أستراليا: سينجيج ليرنينج. ص 13-15. رقم ISBN 978-1-305-57721-3.
^ كيلي، ديفيد؛ هاينز، بي جيه (2002). ملاحظات فورية في الكيمياء التحليلية (الطبعة الأولى). لندن: تايلور وفرانسيس (نُشر في 31 مايو 2002). ص. 154. رقم ISBN 9780429258428.
^ Grocholska, Paulina; Bąchor, Remigiusz (2021-05-18). "اتجاهات تبادل الهيدروجين-الديوتيريوم في مراكز الكربون. إعداد المعايير الداخلية للتحليل الكمي بواسطة LC-MS". Molecules . 26 (10): 2989 - عبر MDPI.

هذه المقالة عن الكيمياء التحليلية هي عبارة عن جزء قصير . يمكنك مساعدة ويكيبيديا من خلال توسيعها.

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[1] فرايزر، هنري؛ نانكولاس، جورج هـ؛ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية، المحررون (1987). مجموعة المصطلحات التحليلية: القواعد النهائية 1987 (الطبعة الثانية). أكسفورد [أوكسفوردشاير]؛ بوسطن: منشورات بلاكويل العلمية. رقم ISBN 978-0-632-01907-6.

[:1-2] Christian, Gary; Dasgupta, Purnendu; Schug, Kevin. Analytical Chemistry, 7th Edition (الطبعة السابعة). ISBN 978-0-470-88757-8.

[:02-3] هارفي، ديفيد (2016). "الكيمياء التحليلية 2.1". dpuadweb.depauw.edu . ص 148.

[:0-4] هارفي، ديفيد (2000). الكيمياء التحليلية الحديثة . بوسطن: ماكجرو هيل. ص 154. ISBN 978-0-07-237547-3.

[:03-5] هارفي، ديفيد (2016). "الكيمياء التحليلية 2.1". dpuadweb.depauw.edu . ص 148.

[6] Bassett, J; GH, Jeffery; Mendham, J; Denney, RC (1989). Vogel's Textbook of Quantitative Chemical Analysis (الطبعة الخامسة). Longman Scientific & Technical. ص. 260. ISBN 0582446937.

[:04-7] هارفي، ديفيد (2016). "الكيمياء التحليلية 2.1". dpuadweb.depauw.edu . ص 148.

[8] هارفي، ديفيد (2016). "الكيمياء التحليلية 2.1". dpuadweb.depauw.edu . ص 152-154.

[9] هارفي، ديفيد (2016). "الكيمياء التحليلية 2.1". dpuadweb.depauw.edu . ص 161-162.

[10] رامالي، لويس؛ وينزيل، بيتر؛ دوسيت، آلان؛ جاي، روبرت. "مقدمة في الكيمياء التحليلية" (PDF) (الطبعة 8.1). ص 110-115.

[11] Kotz, John C.; Treichel, Paul; Townsend, John Raymond (2009). Chemistry & chemical reactionivity (7th ed.). Belmont, CA: Thomson Brooks/Cole. ISBN 978-0-495-38703-9.

[12] سكوج، دوغلاس أ.؛ هولر، ف. جيمس؛ كراوتش، ستانلي ر. (2018). مبادئ التحليل الآلي (الطبعة السابعة). أستراليا: سينجيج ليرنينج. ص. 10. ISBN 978-1-305-57721-3.

[13] سكوج، دوغلاس أ.؛ هولر، ف. جيمس؛ كراوتش، ستانلي ر. (2018). مبادئ التحليل الآلي (الطبعة السابعة). أستراليا: سينجيج ليرنينج. ص 13-15. رقم ISBN 978-1-305-57721-3.

[14] كيلي، ديفيد؛ هاينز، بي جيه (2002). ملاحظات فورية في الكيمياء التحليلية (الطبعة الأولى). لندن: تايلور وفرانسيس (نُشر في 31 مايو 2002). ص. 154. رقم ISBN 9780429258428.

[15] Grocholska, Paulina; Bąchor, Remigiusz (2021-05-18). "اتجاهات تبادل الهيدروجين-الديوتيريوم في مراكز الكربون. إعداد المعايير الداخلية للتحليل الكمي بواسطة LC-MS". Molecules . 26 (10): 2989 - عبر MDPI.