Hauptunterschied – Gravimetrische vs. volumetrische Analyse

Die Menge eines Bestandteils, der in einer Mischung von Bestandteilen vorhanden ist, kann entweder durch gravimetrische Analyse oder volumetrische Analyse bestimmt werden. Diese Methoden können verwendet werden, um die Reinheit eines Bestandteils in einer bestimmten Probe zu bestimmen. Der Hauptunterschied zwischen gravimetrischer und volumetrischer Analyse besteht darin, dass bei der gravimetrischen Analyse wird die Masse des Analyten bestimmt, während bei der volumetrischen Analyse das Volumen des Analyten bestimmt wird.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist gravimetrische Analyse? – Definition, Prozess, Anforderungen 2. Was ist volumetrische Analyse? – Definition, Titration als volumetrische Analysemethode 3. Was ist der Unterschied zwischen gravimetrischer und volumetrischer Analyse? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Büchner-Trichter, Filtration, gravimetrische Analyse, Masse, Titration, Verflüchtigung, volumetrische Analyse

Was ist gravimetrische Analyse?

Die gravimetrische Analyse ist ein Verfahren, bei dem die Menge eines Analyten anhand seiner Masse gemessen wird. Es handelt sich also um eine quantitative Bestimmung. Hier wird der gewünschte Bestandteil einer Flüssigkeit in eine feste Form überführt, die leicht abgetrennt und gewogen werden kann, um die Menge davon zu bestimmen und diese feste Masse für weitere Analysen zu verwenden. Die typische gravimetrische Analyse umfasst die folgenden Schritte.

1. Vorbereitung einer Lösung
2. Abtrennung des gewünschten Bestandteils aus der Lösung
3. Wiegen der Menge des Bestandteils

Damit diese Analyse erfolgreich ist, muss der Bestandteil vollständig als reine Verbindung ausgefällt werden und der Niederschlag durch Filtration leicht abgetrennt werden können. Zur Bildung eines Niederschlags wird der Lösung ein Reagenz zugesetzt. Dieses Reagens ist als Fällungsmittel bekannt. Es kann entweder ein Filtrationsverfahren oder ein Verflüchtigungsverfahren verwendet werden, um den Niederschlag von der Lösung abzutrennen.

Abbildung 1: Eine Analysenwaage, die verwendet werden kann, um ein genaues Gewicht für eine sehr kleine Probenmenge zu erhalten, die durch Fällung gewonnen wird.

Hier umfasst die Filtration das Filtrieren der flüssigen Phase, wobei der feste Niederschlag auf dem Filterpapier verbleibt. Die Abtrennung des Niederschlags kann mit den folgenden Methoden erfolgen;

1. Filtration unter Schwerkraft
2. Filtration im Büchner-Trichter (Vakuumfiltration)
3. Verflüchtigung der flüssigen Phase, die den Niederschlag verlässt

Einige Anwendungen der gravimetrischen Analyse umfassen die Ausfällung von Ag⁺, Pb⁺², und Hg₂²⁺ als Halogenide, Ausfällung von Ca²⁺ als Calciumoxalat (CaC₂Ö₄), Niederschlag von Ba²⁺ als Bariumsulfat (BaSO₄), etc.

Was ist volumetrische Analyse?

Die volumetrische Analyse ist ein Verfahren, das verwendet wird, um die Menge des gewünschten Bestandteils anhand seines Volumens zu bestimmen. Es handelt sich also um eine quantitative Bestimmung. Dabei wird das Volumen des Bestandteils über eine Titration (titrimetrische Analyse) gemessen.

Bei Titrationen wird ein Reagenz, das mit dem Analyten reagieren kann, anteilig zugegeben, bis alle Analytmoleküle mit den Reagenzmolekülen reagieren. Wenn sowohl die Probe als auch das Reagenz farblose Lösungen sind, sollte ein Indikator verwendet werden, um den Endpunkt der Reaktion zu bestimmen. Der Endpunkt zeigt das Ende der Analytmoleküle an.

Abbildung 2: Apparatur zur Titration

Der Indikator ist ein Reagenz, das bei Erreichen des Endpunkts einen Farbumschlag bewirken kann. Der Farbumschlag tritt ein, wenn eine Veränderung der Reaktionsmischung stattgefunden hat. Beispielsweise reagiert ein Säure-Base-Indikator empfindlich auf die pH-Änderung in der Reaktionsmischung. Es gibt die Farbänderung, wenn der pH-Wert geändert wird. Einige Reagenzien fungieren jedoch als Selbstindikatoren. Beispiel: Kaliumpermanganat.

Das zur Bestimmung der Analytmenge verwendete Reagenz sollte vollständig und schnell mit allen Analytmolekülen reagieren. Die Konzentration dieses Reagenzes sollte bekannt sein und die zugesetzten Portionen notiert werden, da diese Angaben für die Berechnung der Konzentration des Analyten benötigt werden.

Unterschied zwischen gravimetrischer und volumetrischer Analyse

Definition

Gravimetrische Analyse: Die gravimetrische Analyse ist ein Verfahren, bei dem die Menge eines Analyten anhand seiner Masse gemessen wird.

Volumetrische Analyse: Die volumetrische Analyse ist ein Verfahren, das verwendet wird, um die Menge eines gewünschten Bestandteils anhand seines Volumens zu bestimmen.

Parameter ermittelt

Gravimetrische Analyse: Bei der gravimetrischen Analyse wird die Masse des Analyten bestimmt.

Volumetrische Analyse: Bei der volumetrischen Analyse wird das Volumen des Analyten bestimmt.

Verfahren

Gravimetrische Analyse: Bei der gravimetrischen Analyse entsteht eine feste Masse, die als Niederschlag bezeichnet wird und von der Probenlösung abgetrennt werden kann.

Volumetrische Analyse: Die volumetrische Analyse erfolgt über eine Titration, bei der das Volumen des Analyten durch Zugabe von Portionen eines Reagenz (mit bekannter Konzentration), das mit dem Analyten reagieren kann, bestimmt wird.

Einheit

Gravimetrische Analyse: Die gravimetrische Analyse liefert im Allgemeinen das Endergebnis in Gramm – g (manchmal in Milligramm – mg).

Volumetrische Analyse: Die volumetrische Analyse liefert das Endergebnis in Milliliter – ml (manchmal in Mikroliter – μm).

Abschluss

Gravimetrische und volumetrische Analysetechniken sind zwei Arten von Analysetechniken, die verwendet werden, um die Menge eines bestimmten Bestandteils zu messen, der in einer gegebenen Probe vorhanden ist. Der Hauptunterschied zwischen gravimetrischer und volumetrischer Analyse besteht darin, dass bei der gravimetrischen Analyse die Masse des Analyten bestimmt wird, während bei der volumetrischen Analyse das Volumen des Analyten bestimmt wird.

Referenz:

1. „Volumenanalyse“. [email protected], hier verfügbar.2. "Gravimetrische Analyse." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 9. März 2016, hier verfügbar.3. "Wired Chemiker." Volumetrische Analyse, hier verfügbar.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. "Analytical balance mettler ae-260" von US DEA - (Public Domain) über Commons Wikimedia2. „Säure- und Basentitration“ von Kengksn – Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia