Kjemiske Beregninger og Quantitative Analysis

Kvantitative kjemiske beregninger dekke flere underemner. Kjemiske ligninger bidra til å definere hvor mye, på et molekylært nivå, reaktant og produkt foreligger i en reaksjon. Mass, føflekker, og energi er kjernen enheter av kvantitativ analyse. Signifikante sifre definere presisjon og måle grenser. Instrumentdata for kvantitativ analyse er ofte i form av topper tilsvarende detekterte stoffer.

kjemiske ligninger

Kjemiske beregninger stole på balanserte kjemiske ligninger. Kjemiske ligninger angir hva som skjer i en reaksjon. For eksempel, hydrogen og oksygen og danner vann. Ved første øyekast kan den kjemiske likningen være H2 + O2 -> H2O. Merk at det er et oksygen (O) atom ubalanse. Den riktige ligning for denne prosessen vil være: 2 (H2) + O2 -> 2 (H2O). "2" foran hydrogen og vann påvirker alle andre beregninger masse- og energimengder.

Massene og føflekker

Et mol er 6.022e23 atomer, akkurat som man dusin er 12. Ett mol vann veier 18.02 gram (6.022e23 betyr 6.022 ganger 10 til 23 makten.); equivalently 18.02 gram vann (eller vanndamp eller is) inneholder en muldvarp, dvs. 6.022e23 individuelle H2O molekyler. Hvis to mol hydrogen og et mol av oksygen reagerer under dannelse av vann, er resultatet to mol vann. Siden et mol vann er 18.02 gram, vet vi prosessen genererer 36.04 gram (2 x 18,02 gram) av H2O. Merk at vi ikke kan fortelle om "H2O" er en damp, væske eller - dette er usannsynlig - is.

Energi

En mer fullstendig kjemisk ligning for vann i formasjonen vil være: 2 (H2) + O2 -> 2 (H2O) + energi. Ved å måle energien gitt ut ved reaksjonen, er det mulig å bestemme tilstanden (væske eller gass) i H2O produkt. Hvis to mol vann skjema og gi ut 481 kJ (kilojoule), så vet vi at H2O er i gassform. Dersom reaksjonen genererer mer enn 481 kJ, vil noen eller alle av H2O er flytende. Kvantitativ analyse er ikke bare om "hva substans", men også "hvor mye i hver stat". Denne bekymringen for detaljer gjør energi / entalpi beregninger svært relevant til feltet.

signifikante sifre

La oss si at en kvantitativ analyse eksperiment bruker to instrumenter. Den første instrumentet måler noen mengde til tre signifikante sifre. Den andre måler en annen variabel for å bare to signifikante sifre. En beregning som kombinerer disse to målingene vil fortsette med alle tre sifre. Imidlertid vil det endelige resultatet har bare to signifikante siffer signifikante sifre skille mellom antatt eller "gitt" verdier - som 6.022e23 atomer pr mol - og tall innhentet gjennom forsøket.

instrument data

Høy Performance Liquid Chromatographers (HPLC) og massespektrometre er to av flere virkemidler som brukes i kvantitativ analyse. Begge instrumentene ta opp bestemte stoffer som topper, eller "gausskurver". En smal, høy topp angir nøyaktig måling og gode kvantitative data. Bredere topper indikerer større målefeil. Mindre presise topper kan fortsatt gi kvantitative data, men målingen feil kutt i sluttrapporterte nøyaktighet (se "signifikante sifre"). Arealet under en topp indikerer typisk hvor mye stoffet oppdages.