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.