Kvalitativ & kvantitativ kemisk analys
Kemisk analys börjar med en fråga om ett prov. Ibland vill man veta vilket ämne som finns där, ibland hur mycket. Valet av metod beror på analyten, provets sammansättning, den koncentration man behöver kunna mäta och hur säkert resultatet behöver vara.
- Nivå 1
- Nivå 2
Förstå → Se exempel → Träna
Förstå
Prov och analyt
Provet är det material som analyseras. Analyten är det ämne eller den kemiska art som undersökningen riktas mot. Ett blodprov kan till exempel innehålla tusentals ämnen samtidigt medan analysen bara gäller glukos.
Kvalitativ analys
Kvalitativ analys besvarar främst frågan vad som finns i provet. Identiteten kan bestämmas genom exempelvis färgreaktioner, fällningar, kromatografiskt beteende eller ett karakteristiskt masspektrum.
Kvantitativ analys
Kvantitativ analys bestämmer hur mycket av analyten som finns, ofta som koncentration eller massa. Titrering och spektrofotometri är exempel där en mätbar storhet kopplas till analythalten.
Standarder och jämförelser
Analysresultat blir ofta meningsfulla genom jämförelse med kända referenser. En standard innehåller en känd mängd av analyten och kan användas för att identifiera ett ämne eller skapa ett samband mellan signal och koncentration.
Selektivitet och känslighet
En metod behöver kunna skilja analyten från andra ämnen i provet. Selektivitet beskriver hur väl metoden skiljer analyten från störande komponenter, medan känslighet beskriver hur mycket mätsignalen förändras när analythalten förändras.
Från prov till slutsats
En fullständig analys omfattar provtagning, eventuell provberedning, själva mätningen, bearbetning av data och en slutsats. Ett numeriskt instrumentvärde är inte i sig ett färdigt analysresultat förrän det har tolkats i rätt kemiskt sammanhang.
Exempel
Exempel: okänd dryck
- Först kan kromatografi användas för att undersöka vilka färgämnen som finns – en kvalitativ fråga.
- Om halten av ett visst färgämne sedan ska bestämmas behövs en kvantitativ metod.
- Spektrofotometri kan ge en absorbans som jämförs med kända standardlösningar.
- Samma prov kan alltså kräva både kvalitativ och kvantitativ analys.
Så gör du
- 1Formulera om frågan gäller identitet, mängd eller båda.
- 2Identifiera analyten och vilka andra ämnen som kan finnas i provet.
- 3Välj en metod som ger en relevant och tillräckligt selektiv signal.
- 4Jämför vid behov med standarder eller en kalibrering.
- 5Tolka resultatet med rätt enhet och koppla slutsatsen till den ursprungliga frågan.
Vanliga misstag
Vanligt misstag
Kvalitativ analys betyder att resultatet är subjektivt.
Bättre
Kvalitativ analys handlar om identitet eller förekomst, inte om att metoden saknar vetenskaplig precision.
Även ett ja/nej-resultat kan bygga på tydliga mätkriterier.
Vanligt misstag
Ett instrument visar direkt den sanna koncentrationen.
Bättre
Instrumentet mäter en signal som måste kopplas till koncentration genom en modell, standard eller kalibrering.
Provberedning och störande ämnen kan också påverka.
Vanligt misstag
Den känsligaste metoden är alltid den bästa.
Bättre
Metodval beror även på selektivitet, koncentrationsområde, provtyp, kostnad och analysens syfte.
En metod ska vara ändamålsenlig för just frågan.
Fundera
Varför kan samma prov behöva analyseras med flera olika kemiska metoder?
Träna
Övning
Ett laboratorium ska först kontrollera om bly finns i ett vattenprov och därefter bestämma blyhalten. Vilken del av uppgiften är kvalitativ och vilken är kvantitativ?
Sammanfattning
- Kvalitativ analys identifierar ämnen eller kemiska arter.
- Kvantitativ analys bestämmer mängd eller koncentration.
- Provet kan innehålla många ämnen även om bara en analyt undersöks.
- Standarder och kalibrering kopplar mätsignaler till kända referenser.
- Metodens lämplighet beror på både analyten, provet och analysfrågan.
Relaterade genomgångar
Fortsätt med något som hänger ihop med den här genomgången.
Kromatografi
Förstå hur ämnen separeras mellan en stationär och en mobil fas och hur ett kromatogram eller Rf-värde kan tolkas.
Läs genomgångenTitrering
Bestäm en okänd koncentration genom att låta provet reagera med en lösning med känd koncentration.
Läs genomgångenSpektrofotometri
Bestäm koncentration genom att mäta hur mycket ljus ett prov absorberar vid en vald våglängd.
Läs genomgångenMasspektrometri
Förstå hur joners mass-till-laddningsförhållande används för att identifiera ämnen, isotoper och molekylfragment.
Läs genomgången