Элементы количественного анализа

В настоящее время методы количественного анализа находят широкое применение в медицине и смежных с ней областях, а именно:

- при клиническом исследовании биологических жидкостей (крови, мочи, слюны, спинномозговой жидкости, желчи), проводимом в целях постановки диагноза и назначения курса лечения;

- при разработке, производстве и тестировании всех без исключения лекарственных средств;

- при оценке экологической обстановки: санитарно-гигиенического обследования загрязненности воздуха, состояния водоемов, присутствия химических веществ в почве и продуктах питания и т. д.

Количественный анализ представляет собой совокупность химических, физических, физико-химических методов анализа, позволяющих с требуемой точностью определять содержание отдельных составных частей в образце анализируемого вещества или их концентрации в растворе.

Количественный анализ включает в себя весовой и объемный методы.

Объемный (титриметрический) метод анализа

Основу данного метода составляет измерение объема титранта (раствора с точно известной концентрацией), затраченного на реакцию с заранее известным точным объемом раствора анализи-руемого вещества (или его навески) до момента окончания реакции между ними (до наступления точки эквивалентности).

Процесс постепенного добавления титранта к анализируемой пробе называется титрованием, а момент завершения реакции - точкой эквивалентности.

В зависимости от типа реакции, лежащей в основе объемного определения, а также применяемых титрантов, различают несколько методов объемного анализа:

1) нейтрализации (кислотно-основного титрования);

2) осаждения;

3) оксидиметрии (перманганатометрии и иодометрии);

4) комплексонометрии.

Реакции, используемые в объемном анализе, должны отвечать следующим требованиям:

1. Вещества должны реагировать в строго определенных количественных соотношениях.

2. Реакции должны протекать быстро и практически до конца.

3. Точка эквивалентности должна фиксироваться быстро и точно.

4. Титрование не должно сопровождаться побочными реакциями, искажающими результаты анализа.

Расчеты в объемных методах анализа

Закон эквивалентов

Основой расчетов в любом методе является закон эквивалентов:

Количество вещества эквивалента реагирующих между собой веществ одинаково.

Условимся в дальнейшем любое анализируемое вещество обозначать х, а любой титрант Т. Тогда закон эквивалентов запишется:

(1)

Равенство количества вещества эквивалента можно также представить в виде:

	(2)
	(3)

Очевидно, что выражения (2) и (3) вытекают из уравнения (1). Поэтому в некоторых случаях в расчетах удобно применять комбинированные формы уравнений. Например:

(4)

Основными способами выражения концентраций растворов в объемном анализе являются молярная концентрация эквивалента вещества и титр раствора. Они связаны между собой следующими соотношениями:

Кислотно-основное титрование

(метод нейтрализации)

Основу метода составляет реакция нейтрализации:

H⁺ + OH^- = H₂O.

Данный метод используется:

– для анализа желудочного сока (определение общей и свободной НСl), буферной емкости крови, спинно-мозговой жидкости;

– при анализе лекарственных препаратов, относящихся к классам органических кислот (ацетилсалициловая, бензойная, никотиновая и др.) или оснований (водный раствор аммиака);

– в санитарно-гигиенической оценке воды, определении содер-жания аммиака в питьевой и сточной воде и т. д.

Методы кислотно-основного титрования

Ацидиметрия -титрование с помощью кислот (титрант - кислота).

Алкалиметрия -титрование с помощью щелочей (титрант - щелочь).

Ацидиметрически определяют концентрации или массы оснований (KOH, NH₄OH) и солей, имеющих вследствие гидролиза щелочную реакцию среды (Na₂CO₃, NaHCO₃); алкалиметричес-ки - концентрации или массы кислот (HCl, H₂SO₄) и солей, имеющих вследствие гидролиза кислую реакцию среды (NH₄Cl).