تحليل التركيب الكيميائي للصمام

التحليل الكيميائي هو اختبار كمي يعتمد على التفاعلات الكيميائية للمواد وله تاريخ طويل، أساسه الكيمياء التحليلية، والمعروف أيضًا بالتحليل الكلاسيكي. بناءً على كمية العينة، يتم حساب كمية المكون المراد اختباره من كمية نواتج التفاعل أو كمية الكواشف المستهلكة والعلاقة القياسية للتفاعل. طريقة تحليل مهمة أخرى في التحليل الآلي هي القياس الكمي النسبي، والذي يتم تقديره بناءً على منحنى العمل القياسي. يمكن تقسيم التحليل الكيميائي إلى تحليل المعايرة والتحليل الوزني. في السنوات الأخيرة، تشكل مفهوم آخر للتحليل في الصين، يسمى تقنية “التحليل الطيفي المجهري” والتي تشمل: تحليل المكون الرئيسي وتحليل المكون الكامل وما إلى ذلك.

بناءً على تركيز وحجم المحلول القياسي المستهلك بالمعايرة والعلاقة الكمية للتفاعل الكيميائي بين المادة المقاسة والمحلول القياسي، يتم الحصول على محتوى المادة المقاسة. يسمى هذا التحليل بالمعايرة أو الحجمي ويستخدم أربعة توازنات رئيسية للمحلول: توازن الحمض والقاعدة (التأين)، توازن الأكسدة والاختزال، توازن التعقيد (التناسق)، وتوازن الترسيب والذوبان.

يمكن تقسيم تحليل المعايرة إلى:

 طريقة معايرة الحمض والقاعدة: قياس درجة الحموضة ومحتوى الأحماض والقواعد المختلفة

 طريقة معايرة الأكسدة والاختزال: لقياس المواد ذات الخصائص التأكسدية والاختزالية

 المعايرة المعقدة: قياس محتوى أيونات المعادن

 المعايرة بالترسيب: قياس الهالوجين والفضة

بناءً على الخصائص الكيميائية للمادة، يتم اختيار تفاعل كيميائي مناسب لتحويل المكون المقاس إلى شكل راسب أو غاز ذي تركيب ثابت. يتم إجراء سلسلة من المعالجات بهذا التحليل مثل: التخميل، التجفيف، الاحتراق أو الامتصاص بواسطة مواد ماصة و

الوزن الدقيق لمعرفة محتوى المكونات المقاسة.

تحدد هذه الطريقة تركيبها الكيميائي ومحتواها النسبي في المادة بناءً على طيفها. تتميز هذه الطريقة بالحساسية والسرعة.

يمكن تقسيم التحليل الطيفي إلى نوعين:

 التحليل الطيفي بالانبعاث

 التحليل الطيفي بالامتصاص

يُطلق على التحليل الطيفي للمكونات المقاسة اسم التحليل الطيفي الذري، وتسمى المكونات المقاسة بالجزيئات بالتحليل الطيفي الجزيئي.

يتكون تحليل طيف الانبعاث من حساب المحتوى بناءً على شدة الطيف المميز المنبعث من الذرة أو الجزيء المختبر في الحالة المثارة. يعتمد طيف الامتصاص على الطيف المميز للعنصر المراد قياسه ومحتوى

يتم حساب العنصر من الشدة الضعيفة بعد امتصاص ذرة العنصر في عينة بخار طيف العنصر المراد قياسه. .

يتوافق مع قانون رامبر-غير (Lambert-Beer law):

A = -lg I / I₀ = -lgT = KCL

*حيث I هي شدة الضوء المنقول، I₀ هي شدة الضوء المنبعث، T هو النفاذية، و L هو

مسار الضوء البصري الذي يمر عبر المُذيب. L قيمة ثابتة، لذلك A = KC.

تتكون ذرة أي عنصر من نواة وإلكترونات تتحرك حول النواة. تتوزع الإلكترونات الخارجية في طبقات بناءً على مستويات طاقتها لتشكيل مستويات طاقة مختلفة. لذلك، يمكن أن يكون للنواة الذرية مستويات طاقة متعددة.

تسمى حالة مستوى الطاقة ذات الطاقة الأقل بمستوى طاقة الحالة الأرضية (E₀ = 0)، وتسمى مستويات الطاقة المتبقية بمستويات طاقة الحالة المثارة، وتسمى الحالة المثارة ذات الطاقة الأقل بالحالة المثارة الأولى. عادةً، تكون الذرة في الحالة الأرضية وتتحرك الإلكترونات الخارجية في مداراتها بأقل طاقة. إذا تم توفير بعض الطاقة الخارجية مثل الطاقة الضوئية لذرة الحالة الأرضية، وعندما تكون طاقة الضوء الخارجي E مساوية تمامًا لفرق مستوى الطاقة E بين الحالة الأرضية وبعض مستويات الطاقة الأعلى

في ذرة الحالة الأرضية، ستمتص الذرة الضوء ذي الطول الموجي المميز هذا، وتنتقل الإلكترونات الخارجية من الحالة الأرضية إلى الحالة المثارة المقابلة. تُفقد بعض الخطوط الطيفية المميزة من خطوط الضوء التي وفرت الطاقة في الأصل، مما يؤدي إلى

أطياف الامتصاص الذري. بعد انتقال الإلكترون إلى مستوى طاقة أعلى، يكون في حالة مثارة، ولكن الإلكترون في الحالة المثارة غير مستقر. بعد حوالي 10-8 ثانية، سيعود إلكترون الحالة المثارة إلى الحالة الأرضية أو مستويات الطاقة الأقل الأخرى، وسيتم تغيير الطاقة الممتصة بواسطة انتقال الإلكترون. يتم إطلاقها في شكل ضوء، وهي عملية تسمى مطيافية الانبعاث الذري. تمتص عمليات مطيافية الامتصاص الذري الطاقة الإشعاعية، بينما تطلق عمليات مطيافية الانبعاث الذري الطاقة الإشعاعية.

تسمى طريقة التحليل النوعي والكمي والهيكلي هذه بقياس الطيف الكتلي (الطيف المتكون بترتيب نسبة الكتلة إلى الشحنة للأيونات، أي نسبة الكتلة إلى الشحنة).

المبدأ: يستخدم قياس الطيف الكتلي إلكترونات عالية السرعة لتصادم الجزيئات أو ذرات الغاز، ويتم تسريع الأيونات الموجبة المتأينة في محلل الكتلة، ثم يتم تجميعها وتسجيلها بترتيب نسبة الكتلة إلى الشحنة (m/z) للحصول على طيف الكتلة. طيف الكتلة ليس طيفًا، بل هو طيف كتلة للجسيمات المشحونة للمادة.

الإجراء الأساسي هو:

الكروماتوغرافيا هي طريقة فصل وتحليل تستخدم على نطاق واسع في الكيمياء التحليلية، والكيمياء العضوية، والكيمياء الحيوية، وغيرها من المجالات. تستخدم التوزيع الانتقائي للمواد المختلفة في أطوار مختلفة وتستخلص الخليط في الطور المتحرك مقارنة بالطور الثابت. ستتحرك المواد المختلفة في الخليط على طول الطور الثابت بمعدلات مختلفة وتحقق في النهاية تأثير الفصل.