Transcript شیمی تجزیه
به نام خدا تحقیق پیرامون: زیر نظراستاد : شیمی تجزیه جناب آقای صابری سیر تحولی و رشد اصوال توسعه و تغییر پایدار در فنون و روشهای تجزیه وجود دارد .طراحی دستگاه بهتر و فهم کامل مکانیسم فرآیندهای تجزیهای ،موجب بهبود پایدار حساسیت ،دقت و صحت روشهای تجزیهای میشوند .چنین تغییراتی به انجام تجزیههای اقتصادیتر کمک میکند که غالبا به حذف مراحل جداسازی وقت گیر ،منجر میشوند .باید توجه داشت که اگر چه روشهای جدید تیتراسیون مانند کریوسکوپی ، Pressuremetriz ،روشهای اکسیداسیون _ احیایی و استفاده از الکترود حساس فلوئورید ابداع شدهاند ،هنوز از روشهای تجزیه وزنی و تجزیه جسمی (راسب کردن ،تیتراسیون و استخراج بوسیله حالل) برای آزمایشهای عادی استفاده میشود. به هر حال در چند دهه اخیر ،تکنیکهای سریعتر و دقیق ِتری بوجود آمدهاند .در میان این روشها میتوان به اسپکتروسکوپی ماده قرمز ،ماورای بنفش و اشعه Xاشاره کرد که از آنها برای تشخیص و تعیین مقدار یک عنصر فلزی با استفاده از خطوط طیفی جذبی یا نشری استفاده میگردد .سایر روشها عبارتند از: شیمی تجزیه شیمی تجزیه شامل جداسازی ،شناسایی و تعیین مقدار نسبی اجزای سازنده یک نمونه از ماده است. دید کلی شیمی تجزیه نقش حیاتی را در توسعه علوم مختلف به عهده دارد ،لذا ابداع فنون جدید تجزیه و بسط و تکامل روشهای تجزیه شیمیایی موجود ،آنقدر سریع و گسترده است که اندکی درنگ در تعقیب رویدادهای تازه سبب بوجود آمدن فاصلههای بسیار زیاد علمی خواهد شد.. ر ر میشود. * انواع کروماتوگرافی که به توسط آنها اجزای یک مخلوط گازی بوسیله آن از درون ستونی از مواد متخلل یا از روی الیههای نازک جامدات پودری تعیین میگردند. * تفکیکی محلولها در ستونهای تبادل یونی * آنالیز عنصر ردیاب رادیواکتیو. * ضمنا میکروسکوپی الکترونی و اپتیکی ،اسپکترومتری جرمی ،میکروآنالیز ،طیفسنجی رزونانس مغناطیس ی هستهای ( )NMRو رزونانس چهار قطبی هسته نیز در همین بخش طبقه بندی میشوند. خودکارسازی روشهای تجزیهای در برخی موارد با استفاده از رباتهای آزمایشگاهی ،اهمیت روزافزونی پیدا کرده است .چنین شیوهای ،انجام یکسری تجزیهها را با سرعت ،کارایی و دقت بهتر امکانپذیر میسازد .میکروکامپیوترها با قابلیت شگفتانگیز نگهداری دادهها و بستههای نرم افزار گرافیکی بطور قابل مالحظهای موجبات جمع آوری ،نگهداری ،پردازش ،تقوبت و تفسیر دادههای تجزیهای را فراهم میآورند. انواع تجزیه وقتی آزمایش به شناسایی یک یا چند چیز جز از یک نمونه (شناسایی مواد) محدود میگردد، تجزیه کیفی نامیده میشود ،در حالی که اگر آزمایش به تعیین مقدار یک گونه خاص موجود در نمونه (تعیین درصد ترکیب در مخلوطها یا اجزای ساختمانی یک ماده خالص) محدود گردد، تجزیه کمی نامیده میشود .گاهی کسب اطالعاتی در زمینه آرایش فضایی اتمها در یک مولکول یا ترکیب بلورین ضروری است ،یا تاکید حضور یا موقعیت برخی گروههای عامل آلی در یک ترکیب مورد تقاضا است ،چنین آزمایشهایی تحت عنوان تجزیه ساختمانی نامیده میشوند و ممکن است با جزئیاتی بیش از یک تجزیه ساده مورد توجه قرار گیرند. ماهیت روشهای تجزیهای روشهای تجزیهای معموال به دو دسته کالسیک و دستگاهی طبقه بندی میشوند .روشهای کالسیک شامل روشهای شیمیایی مرطوب ،نظیر وزن سنجی و عیار سنجی است. کاربردهای شیمی تجزیه کنترل کیفیت محصول : بیشتر صنایع تولیدی نیازمند به تولید با کیفیت یکنواخت هستند .برای کسب اطمینان از برآورده شدن این نیازمندی مواد اولیه و همچنین محصول نهایی تولید ، مورد تجزیههای شیمیایی وسیعی قرار میگیرند. نمایش و کنترل آلوده کنندهها : فلزات سنگین پسماندههای صنعتی و حشره کشهای آلی کلردار ،دو مشکل کامال شناخته شده مربوط به ایجاد آلودگی هستند .به منظور ارزیابی چگونگی توزیع و عیار یک آلوده کننده در محیط ،به یک روش تجزیهای حساس و صحیح نیاز است و در کنترل پسابهای صنعتی ،تجزیه شیمیایی روزمره حائز اهمیت است. . مطالعات پزشکی و بالینی : عیار عناصر و ترکیبات مختلف در مایعات بدن ،شاخصهای مهمی از بی نظمیهای فیزیولوژیکی میباشند .محتوی قند باال در ادرار که نشانهای از یک حالت دیابتی است و وجود سرب در خون ،از شناختهترین مثالها در این زمینه میباشد. عیارگیری : از دیدگاه تجارتی در برخورد با مواد خام نظیر سنگهای معدنی ،ارزش سنگ معدن ،از روی فلز موجود در آن تعیین میشود .این موضوع ،مواد با عیار باال را نیز غالبا شامل میشود. بطوری که حتی تفاوت کم در غلظت میتواند از نظر تجاری تاثیر قابل مالحظهای داشته باشد. بنابراین یک روش تجزیهای قابل اعتماد و صحیح از اهمیت اساس ی برخوردار است آینده شیمی تجزیه بروز مشکالت تجزیهای در شکلهای جدیدش ادامه دارد .میزان تقاضای مربوط به انجام تجزیه در ابعاد وسیع توسط بسترهای دستگاهی بطور مداوم در حال افزایش است .کاوشهای فضایی ، نمونههای گمانه زنی و مطالعات اعماق دریاها مثالهایی از نیازهای قابل طرح میباشند .در دیگر زمینهها نظیر مطالعات محیطی و بالینی ،فرم شیمیایی و دقیق یک عنصر در یک نمونه و نه غلظت کلی آن ،اهمیت فزایندهای پیدا کرده است .دو مثال کامال شناخته شده در این زمینه ، میزان سمیت بسیار زیاد ترکیبات آلی جیوه و سرب در مقایسه با ترکیبات مشابه معدنی است. بررس ی خواص اسیدها • نگاه اجمالی • بشر از دیر باز با مفهوم ساده اسید آشنایی داشته است .در حقیقت این مواد ،حتی قبل از آنکه شیمی به صورت یک علم در آید ،شناخته شده بودند .اسیدهای آلی همچون سرکه و آبلیمو و آب غوره از قدیم معروف بودند .اسیدهای معمولی مانند اسید سولفوریک ،اسید کلریدریک و اسید نیتریک بوسیله کیمیاگران قدیم ساخته شدند و بصورت محلول در آب بکار رفتند .برای مثال اسید ) و حل کردن بخارات حاصل در FeSO4.7H2Oسولفوریک را جابربن حیان برای نخستین بار از تقطیر بلورهای زاج سبز ( • آب ،بدست آورد. • • در طی سالیان متمادی بر اساس تجربیات عملی الووازیه ( )A.L.Lavoisierچنین تلقی میگردید که اجزاء ساختمان عمومی کلیه اسیدها از عنصر اکسیژن تشکیل گردیده است .اما بتدریج این موضوع از نظر علمی روشن و اعالم گردید که چنانچه این موضوع صحت داشته باشد ،بر خالف عقیده اعالم شده در مورد اکسیژن ،این عنصر هیدروژن است .در حقیقت ، تعریف یک اسید بنا به فرمول اعالم شده از سوی لیبیگ ( )J. Von Liebigدر سال 1840عبارت است از: موادی حاوی هیدروژن که میتوانند با فلزات واکنش نموده و گاز هیدروژن تولید نمایند. نظریه فوق مدت پنجاه سال مورد استناد بوده است .بعدها با پیشرفت علم شیمی ،مفاهیم جدیدی درباره اسیدها اعالم شده که در زیر به بررس ی آنها خواهیم پرداخت. خواص عمومی اسیدها .1محلول آبی آنها یونهای پروتون آزاد میکند. .2موادی هستند که از نظر مزه ترشند. .3کاغذ تورنسل را سرخ رنگ میکنند. .4با برخی فلزات مانند آهن و روی ترکیب شده گاز هیدروژن میدهند. .5با قلیاها (بازها) واکنش نموده و امالح را تشکیل میدهند. .6با کربنات کلسیم (مثال به صورت سنگ مرمر) بشدت واکنش دارند ،بطوریکه کف میکنند و گاز کربنیک آزاد مینمایند. نظریه آرنیوس درباره اسیدها زمانیکه مفاهیم یونیزاسیون ترکیبات شیمیایی در محلولهای آبی روشن گردید ،مفهوم اسید بطور قابل مالحظهای تغییر پیدا کرد .مطابق تعریف آرنیوس ،اسید ماده ایستO که Hدر آب یونیزه میشود و نیز نشان داده میشود ،تولید میکند H.که گاهی بصورت +یون 3 )HCl(aq) -----> (H+)(aq) + cl- (aq آرنیوس قدرت اسیدی را نیز بر همین اساس تفسیر کرد و گفت که اسید قوی ،در محلولهای آبی تقریبا ،بطور کامل یونیزه میشود .در صورتیکه که میزان تفکیک اسید ضعیف کمتر است .توجه کنید که مفهوم آرنیوس بر یونهای آب استوار است .بر اساس تعریف آرنیوس میتوان نقش اکسیدهای اسیدی را نیز تفسیر کرد. اکسیدهای اسیدی اکسیدهای بسیاری از غیرفلزات با آب واکنش داده و اسید تولید میکنند ،در نتیجه این مواد را اکسیدهای اسیدی یا ایندرید اسید مینامند. )(N2O5(s)) + (H2O)1 → HNO3 (aq مفهوم آرنیوس ،به علت تاکید آن بر آب و واکنشهای محلولهای آبی ،با محدودیت روبهروست. قدرت اسیدی و ساختار مولکولی به منظور بررس ی رابطه بین ساختار مولکولی و قدرت اسیدی ،اسیدها را به دو نوع تقسیم میکنیم: هیدریدهای کوواالنس ی و اکس ی اسیدها. هیدریدها )2اسیدی هستند .دو عامل بر قدرت HCl , Hبرخی از ترکیبات کوواالنس ی دوتایی هیدروژندار (مانند اسیدی هیدریدیک عنصر موثر است :الکترونگاتیوی عنصر و اندازه اتمی عنصر .قدرت اسیدی هیدریدهای عناصر یک تناوب ،از چپ به راست و همسو با الکترونگاتیوی عناصر ،افزایش مییابد .یک عنصر الکترونگاتیو ،الکترونهای بیشتری از هیدروژن میگیرد و خروج آن به صورت یک پروتون را سرعت میبخشد. قدرت اسیدی هیدریدهای عناصر یک گروه ،با افزایش اندازه اتم مرکزی افزایش مییابد .در تناوب دوم: به اینصورت است VI:در گروه NH>3H2O>HF H 2 S H 2 Se H 2Te H 2O مهمترین اسیدهای قوی مولکولهای این اسیدها و در محلولهای آبی رقیق کامال یونیزه است .اسیدهای قوی متعارف عبارتند از: اسید کلریدریک ،یدیدریک ،نیتریک ،سولفوریک ،پرکلریک است. مهمترین اسیدهای ضعیف یونیزاسیون این اسیدها در آب کامل نمیباشد و هرگز به %100نمیرسد .مثال متعارف آنها ،اسید استیک ،اسید کربنیک ،اسیدفلوریدریک ،اسید نیترو و تا حدودی اسید فسفریک است اکس ی اسیدها در این ترکیبات ،هیدروژن اسیدی به یک اتم Oمتصل است و تغییر در اندازه این اتم بسیار ناچیز است. بنابراین عامل کلیدی در قدرت اسیدی این اکس یاسیدها ،به الکترونگاتیوی اتم Zمربوط میشودH- : . O-Z اگر Zیک اتم غیرفلز با الکترونگاتیوی باال باشد ،سهمی در کاهش چگالی الکترونی پیرامون اتم ( Oعلی رغم الکترونگاتیوی شدید اکسیژن) را دارد .این پدیده باعث میشود که اتم اکسیژن ،با کشیدن چگالی الکترونی پیوند H-Oاز اتم ، Hتفکیک آن را سرعت ببخشد و ترکیب را اسیدی بکند .هیپوکلرواسید ، ، HOClاسیدی از این نوع است. هرچه الکترونگاتیوی Zبیشتر باشد ،الکترونهای پیوند H-Oبه میزان بیشتری از اتم Hدور میشوند و حذف پروتون آسانتر است . HOCl > HOBr > HOI :در اکس ی اسیدهایی که اتمهای اکسیژن بیشتری به Zمتصل باشند ،قدرت اسیدی با افزایش ، nزیاد میشود برخی از کاربردهای اسیدها اسید سولفوریک ،مایعی روغنیشکل و بیرنگ است .یک متاع H2 So4یکی از اسیدهای معدنی قوی با فرمول سودمند صنعتی است که از آن در حد وسیعی در پاالیش نفت و در کارخانجات تولید کننده کودها ،رنگها ،رنگدانهها ،رنگینهها و مواد منفجره استفاده میشود. اسید استیک ،که اساس ترش ی سرکه نیز CH3 COOHیک اسید آلی بصورت مایعی تند و بی رنگ با فرمول میباشد .قسمت اعظم اسیداستیک تولیدی دنیا ،مصرف واکنش با الکلها به منظور تولید استرهایی میگردد که از آنها بعنوان بهترین حاللها در رنگ و جال استفاده میشود .همچنین در کارخانجات داروسازی ،عمل آوردن الستیک طبیعی و تهیه چرم مصنوعی و به عنوان حالل برای بسیاری از ترکیبات آلی از اسید استیک استفاده میشود. اسید نیتریک 3میباشد که این اسید در کارخانجات تولید کودهای Hno3یک اسید قوی معدنی با فرمول نیترات و فسفات آمونیوم ،مواد منفجره نیترو ،پالستیکها ،رنگینهها و الکها کاربر دارد. اسید سولفونیک این اسیدها با فرمول عمومی R-SO3Hکه Rمیتواند متان یا بنزن و ...باشد ،محلول در آب ،غیر فرار و جاذب الرطوبهاند و به عنوان عوامل امولسیون کننده ،مواد افزودنی و روغنهای روان کننده و به عنوان جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی استفاده میگردد. اسید کلریدریک یکی از اسیدهای معدنی قوی با فرمول ، HClکه مایعی بیرنگ یا اندکی زردرنگ ،بسیار خورنده و غیر آتشگیر است .این اسید در آب ،الکل ،بنزن حل میشود و در اسیدی کردن (فعال کردن) چاههای نفت ،پاک کردن رسوبات دیگهای بخار ،صنایع غذایی ،تمیز کردن فلزات و ...استفاده میشود. باز بکینگ پادر(پودر طباخی) ،مایع ظرفشوئی ،و صابون همگی بازهایی هستند که احتماال در منزل شما یافت می شود. این مواد ،بازهای ضعیف هستند و اغلب روی پوست ،صابونی احساس می شوند زیرا بعض ی از چربیهای روی پوست را به مواد صابون مانند تبدیل می کنند. چون بازها اسیدها را خنثی می کنند ،بسیاری از مردم فکر می کنند که بی ضررند ،اما بازهای قوی به شدت خورنده هستند و در صورت تماس با پوست آن را می سوزانند ،مانند سود سوزآور (هیدروکسید سدیم) که در فرایندهای پاک کنندگی صنعتی به کار می رود. هیدروکسید سدیم بسیار خورنده است.اگر آن را به آلومینیم اضافه کنیم ،به سرعت به این فلز حمله می کند و یک واکنش شدید را پدید می آورد. اهمیت استفاده از شناساگر مناسب در تیتراسیون با استفاده از انواع شناساگر ،میتوان PHیک محلول را تعیین کرد .برای این کار الزم است محدوده PHتغییر رنگ شناساگر را بدانیم .در تیتراسیونهای اسید و باز هم الزم است که PKaشناساگر مورد استفاده به PHمحلول مورد نظر نزدیک باشد ،در غیر اینصورت آزمایش همراه با خطا خواهد بود .اگر شناساگر قبل از نقطه همارزی تغییر رنگ دهد ،حجم نقطه پایان کمتر از نقطه همارزی (خنثی شدن اسید یا باز) است و اگر شناساگر بعد از نقطه هم ارزی تغییر رنگ دهد ،حجم نقطه پایان بیشتر از نقطه هم ارزی است. در برخی از موارد مخلوطی از دو یا چند شناساگر در یک تیتراسیون مصرف میشود تا تغییر رنگ مشخص ی در نقطه پایان رخ دهد .بعنوان مثال میتوان متیلن آبی را با متیلن قرمز مخلوط کرده و یک شناساگر مخلوط بوجود آورد که در PHحدود 5.4از بنفش به سبز تغییر رنگ میدهد .در این مورد ،متیلن آبی حین تیتراسیون بدون تغییر رنگ میماند .اما متیلن قرمز در PHهای کمتر از حدود 5.4قرمز و در PHهای بیشتر از حدود 5.4زرد میباشد. در PHهای کمتر ،قرمز و آبی ترکیب شده و رنگ بنفش ایجاد میکنند و در PHهای بیشتر ، زرد و آبی ترکیب شده و رنگ سبز ایجاد میکنند .دیدن تغییر رنگ بنفش به سبز ،آسانتر از تشخیص تغییر رنگ قرمز به زرد در شناساگر متیلن سرخ تنهاشت. نمونهای از معرفهای پر کاربرد ,phدر آزمایشگاهای شیمی دامنه phبرای تغییر رنگ رنگ قلیایی شناساگر رنگ اسیدی دامنه phبرای تغییر رنگ رنگ قلیایی شناساگر رنگ اسیدی زرد تیمول فتالِین بی رنگ 10,5,-9,3 آبی آبی تیمول قرمز 2,8-1,2 ایندوفنول قرمز 9,1-7,1 آبی متیل اورانژ قرمز 4,5,-3,1 زرد زرد 4,6-3 ارغوانی سبز برموکروزول زرد 5,,5-3,8 ابی زرد آبی 14-11,52-0 سبز بی رنگ لیتموس قرمز 8-5 آبی ماالشیت سبز 11-13 بنفش آبی برم تیمول زرد 7,6-6 آبی آزو بنفش زرد 3,2,-0,15 بنفش آبی تیمول زرد 9,6,8, آبی متیل بنفش زرد فنل فتالین بی رنگ 10,-8,3 قرمز زرد آلیزارین زرد 12,1-10 ارغوانیکم رنگ برموفنول آبی واکنش خنثی شدن دید کلی تیتراسیونهای خنثیشدن بطور گسترده در تعیین غلظت آنالیتهایی کاربرد دارند که یا اسید و یا باز هستند ،یا با استفاده از روشهای مناسب به چنین گونههایی تبدیل میشوند .آب ،حالل معمول برای تیتراسیون خنثیشدن است ،زیرا بسادگی در دسترس و ارزان و غیرسمی است. پایین بودن ضریب انبساط دمایی آن یک خاصیت اضافی دیگر است. ولی بعض ی از آنالیتها در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند ،زیرا انحاللپذیری آنها بسیار پایین است ،یا چون قدرتهای اسیدی یا بازی آن چندان زیاد نیست که نقاط پایان رضایت بخش ی را فراهم کنند .غلظت چنین موادی را اغلب میتوان با تیتر کردن آنها در حالل دیگر به غیر از آب تعیین کرد. نظریه تیتراسیونهای خنثیکردن محلولهای استاندارد اسیدها و بازهای قوی را بطور گستردهای برای تعیین آنالیتهایی بکار میبرند که خود اسید یا بازند یا میتوانند با اعمال شیمیایی به چنین گونههایی تبدیل شوند. واکنشگرها برای واکنشهای خنثیشدن محلولهای استاندارد برای تیتراسیونهای خنثی شدن همواره از اسیدها یا بازهای قوی تهیه میشوند ،زیرا این نوع واکنشگرها تیزترین نقطه پایانی را ارائه میکنند. محلولهای استاندارد محلولهای استاندارد بکار گرفته شده در تیتراسیونهای خنثی شده ،اسیدهای قوی یا بازهای قوی هستند .زیرا این اجسام در مقایسه با اسیدهای ضعیف و بازهای ضعیف بطور کاملتر با آنالیت واکنش میدهند .اسیدهای استاندارد از اسید هیدرو کلرویک ،اسید پرکلریک و اسید سولفوریک تهیه میشوند .اسید نیتریک بندرت بکار برده میشود ،زیرا خاصیت آن بعنوان یک اکسنده ،عامل بالقوهای برای واکنشهای جانبی ناخواسته است. باید بخاطر داشت که محلولهای گرم و غلیظ اسید سولفوریک و اسید پرکلریک نیز عوامل اکسنده مستعدی هستند و بنابراین پرخطرند. بنابرین ،خوشبختانه ،محلولهای رقیق این واکنشگرها نسبتا بیخطرند و میتوانند بدون احتیاطهای خاص بجز محافظت چشم ،در آزمایشهای شیمی تجزیهای بکار برده شوند. محلولهای استاندارد بازی معموال از هیدروکسید سدیم ،هیدروکسید پتاسیم و گهگاه از هیدروکسید باریم تهیه میشوند .مجددا ،هنگام کار با این واکنشگرها و محلولهای آنها باید همیشه چشمها محافظت شوند نظریه رفتار شناساگر بسیاری از اجسام طبیعی و سنتزی ،رنگهایی از خود نشان میدهند که به PHمحلولی که این اجسام در آن حل شدهاند ،بستگی دارند .برخی از این اجسام که طی قرنها برای نشان دادن خاصیت قلیایی یا اسیدی آب بکار برده شدهاند ،در سالهای اخیر بعنوان شناساگر اسید و باز بکار گرفته میشوند .بطور کلی ،شناساگرهای اسید و باز ،اسیدها و بازهای ضعیف آلی هستند که بسته به تفکیک یا تجمع ،متحمل تغییرات ساختاری درونی میشوند که به تغییر در رنگ منجر میشود. کاربردهای نوعی تیتراسیونهای خنثیشدن تیتراسیونهای خنثیشدن در اندازه گیری آن دسته از گونههای بیشمار معدنی ،آلی و زیستی که خواص اسیدی یا بازی ذاتی دارند بکار برده میشوند .ولی کاربردهای بسیاری به همان اندازه اهمیت وجود دارند که در آنها ترکیب مورد تجزیه با یک واکنشگر مناسب به یک اسید یا باز تبدیل و سپس با یک باز یا اسید قوی استاندارد تیتر میشود. دو نوع عمده از نقاط پایانی بطور گسترده در تیتراسیونهای خنثیشدن بکار برده میشود .نوع اول یک نقطه پایانی بصری است و بر پایه تغییر رنگ شناساگر قرار دارد .نوع دوم یک نقطه پایانی پتانسیومتری است که در آن پتانسیل یک سیستم الکترود شیشه -کامومل با یک وسیله اندازه گیری ولتاژ تعیین میشود .پتانسیل اندازه گیری شده مستقیما متناسب با PH است. تجزیه عنصری تعدادی از عناصر مهم را که در سیستمهای آلی و زیستی دخالت میکنند ،میتوان به سهولت با روشهایی که در مرحله پایانی به یک تیتراسیون اسید و باز ختم میشوند ،اندازه گیری کرد. عموما عناصری که قابلیت این نوع تجزیه را دارند ،غیر فلزند و شامل کربن ،نیتروژن ،گوگرد ،کلر ،برم ،فلوئور و چند گونه نامتداول دیگرند .در هر مورد ،عنصر به یک اسید یا باز معدنی تبدیل و متعاقبا تیتر می شود. بعنوان مثال ،نیتروژن در بسیاری از مواد با اهمیت در پژوهش ،صنعت ،کشاورزی یافت میشود .مثال نیتروژن در اسیدهای آمینه ،پروتئینها ،داروهای سنتزی ،کودهای شیمیایی ، مواد منفجره ،خاک ،آبهای آشامیدنی و رنگها وجود دارد .پس روشهای تجزیهای برای تعیین نیتروژن بویژه در مواد آلی از اهمیت بسیاری برخوردارند. اندازه گیری مواد معدنی تعداد زیادی از گونههای معدنی را میتوان توسط تیتراسیون با اسیدها یا بازهای قوی اندازه گیری کرد .بعنوان مثال ،نمکهای آمونیوم را میتوان بسادگی با تبدیل به آمونیاک توسط باز قوی و سپس تقطیر در دستگاه کلدال اندازه گیری کرد .آمونیاک طبق روش کلدال جمع آوری و تیتر میشود .روش ی را که برای نمکهای آمونیوم بیان شد ،میتوان برای اندازه گیری نیترات و نیتریت معدنی تعمیم داد. تعیین گروههای عاملی آلی تیتراسیونهای خنثیشدن برای سنجش مستقیم و غیر مستقیم انواع گروههای عاملی آلی روشهای سادهای را فراهم میکنند کاربرد واکنشهای خنثی شدن در محیط غیر آبی دو نوع از ترکیباتی را که در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند ،میتوان با تیتراسیون خنثیشدن در حاللهای غیر آبی مناسب اندازه گیری کرد .دسته اول ،اسیدها و بازهای آلی با وزن مولکولی زیادند که انحاللپذیری محدودی در آب دارند .نوع دوم ترکیبات معدنی یا آلی هستند که از نظر اسید و باز آنقدر ضعیف هستند ( یا کوچکتر از ) که نقاط پایانی رضایتبخش ی در محیط آبی ارائه نمیدهند. مثالهایی از این دسته عبارتند از آمینهای آروماتیک ،فنلها و نمکهای مختلفی از اسیدهای معدنی و کربوکسیلیک .اغلب ترکیباتی که نقاط پایانی رضایت بخش ی در آب ندارند ،در حاللهایی که خاصیت اسیدی یا بازی آنها را افزایش میدهند نقاط پایانی تیزی را ارائه میدهند. هر چند تیتراسیونهای غیر آبی ،اندازه گیری گونهای را که در آب قابل تیتراسیون نیست ،امکان پذیر میسازند ،معایب چندی نیز در استفاده از آنها وجود دارد .معموال حاللها ،گران و اغلب فرار و سمیاند .همچنین اکثر آنها ضرایب انبساط کامال بزرگی دارند و کنترل بیشتری دمای واکنشگر برای جلوگیری از بروز خطاهای نامعین در اندازه گیری حجم الزم است. دید کلی محلولها ،مخلوطهایی همگن هستند .محلولها را معموال بر حسب حالت فیزیکی آنها طبقه بندی میکنند :محلولهای گازی ،محلولهای مایع و محلولهای جامد .بعض ی از آلیاژها محلولهای جامدند؛ سکههای نقرهای محلولهایی از مس و نقرهاند و برنج محلولی جامد از روی در مس است .هر آلیاژی محلول جامد نیست ،بعض ی از آلیاژها مخلوطهایی ناهمگن اند .محلولهای مایع متداولترین محلولها هستند و بیشترین کاربرد را در بررسیهای شیمیایی دارند .هوا هم مثالی برای محلولهای گازی میباشد. ماهیت محلولها در یک محلول ،معموال جزئی که از لحاظ کمیت بیشترین مقدار را دارد ،حالل و سایر اجزا را مواد حل شده (حل شونده) میگوییم .اما گاهی آسانتر آن است که جزئی از محلول را با آنکه مقدارش کم است ،حالل بنامیم و گاهی اصوال اطالق نام حالل و حل شونده به اجزای یک محلول (مثال محلولهای گازی) چندان اهمیتی ندارد .بعض ی از مواد به هر نسبت در یکدیگر حل میشوند. امتزاج پذیری کامل از ویژگیهای اجزای تمام محلولهای گازی و بعض ی از اجزای محلولهای مایع و جامد است .ولی غالبا ،مقدار ماده ای که در حالل معینی حل می شود ،محدود است .انحالل پذیری یک ماده در یک حالل مخصوص و در دمای معین ،بیشترین مقداری از آن ماده است که در مقدار معینی از آن حالل حل می شود و یک سیستم پایدار به وجود می آورد. غلظت محلول برای یک محلول معین ،مقدار ماده حل شده در واحد حجم حالل یا در واحد حجم محلول را غلظت ماده حل شده میگوییم .مهمترین نوع غلظتها که در آزمایشگاه بکار میرود موالریته و نرمالیته است .موالریته عبارت است از تعداد مولهای یک ماده که در یک لیتر محلول وجود دارد.به همین دلیل آن را مول بر لیتر یا M/Lمیگیرند .نرمالیته یک محلول عبارتست از تعداد هم ارز گرمهای (اکی واالن گرم های) ماده موجود در یک لیتر محلول .نرمالیته را با Nنشان میدهند. انواع محلولها محلولهای رقیق محلولهایی که غلظت ماده حل شده آنها نسبتا کم است. محلولهای غلیظ محلولهایی که غلظت نسبتا زیاد دارند. محلول سیر شده اگر مقدار ماده حل شده در یک محلول برابر با انحالل پذیری آن در حالل باشد ،آن محلول را محلول سیر شده مینامیم .اگر به مقداری از یک حالل مایع ،مقدار زیادی ماده حل شونده (بیشتر از مقدار انحالل پذیری آن) بیفزاییم ،بین ماده حل شده و حل شونده باقیمانده تعادل برقرار میشود .ماده حل شونده باقیمانده ممکن است جامد ،مایع یا گاز باشد .در تعادل چنین سیستمی ،سرعت انحالل ماده حل شونده برابر با سرعت خارج شدن ماده حل شده از محلول است .بنابراین در حالت تعادل ،غلظت ماده حل شده مقداری ثابت است. محلول سیر نشده غلظت ماده حل شده در یک محلول سیر نشده کمتر از غلظت آن در یک محلول سیر شده است. محلول فراسیرشده میتوان از یک ماده حل شونده جامد ،محلول فراسیر شده تهیه کرد که در آن ،غلظت ماده حل شده بیشتر از غلظت آن در محلول سیر شده است .این محلول ،حالتی نیم پایدار دارد و اگر مقدار بسیار کمی از ماده حل شونده خالص بدان افزوده شود ،مقداری از ماده حل شده که بیش از مقدار الزم برای سیرشدن محلول در آن وجود دارد ،رسوب میکند خواص فیزیکی محلولها بعض ی از خواص محلولها به دو عامل ،نوع ماده حل شده و غلظت آن در محلول بستگی دارند .این مطلب برای بسیاری خواص فیزیکی محلولها از جمله ،محلولهای آبی درست به نظر میرسد .برای مثال ،محلول نمک طعام در آب بی رنگ پرمنگنات پتاسیم در آب ،بنفش صورتی است (در اینجا نوع ماده حل شده مطرح است) .افزون بر این ،میدانیم که هر چه بر محلول پرمنگنات آب بریزیم و آن را رقیقتر کنیم ،از شدت رنگ آن کاسته میشود (اینجا غلظت محلول مطرح است). یکی دیگر از خواص فیزیکی که به این دو عامل بستگی دارد ،قابلیت هدایت الکتریکی محلول آبی مواد گوناگون است .چهار خاصه فیزیکی دیگر از محلولها وجود دارد که به نوع و ماهیت ذرات حل شده بستگی ندارد ،بلکه فقط به مجموع این ذرات وابسته است .به عبارت دیگر ، تنها عامل موثر بر خواص محلول در اینجا ،غلظت است .چنین خواص ی از محلول را معموال "خواص جمعی محلولها" (خواص کولیگاتیو )Colligative propertiesمینامند و عبارتند از کاهش فشار بخار ،صعود نقطه جوش ،نزول نقطه انجماد و فشار اسمزی First slide