المعايرة بالتحليل الحجمي أو عيار كيرن أو المعايرة هي طريقة مختبرية شائعة في الكيمياء التحليلية تحدد كميًا التركيز غير المعروف للمادة التحليلية. يتم هذا القياس وتحديد التركيز غير المعروف للمادة التحليلية أو المحلول غير المعروف من خلال تحليلات وطرق مختلفة، والتي سنقدمها فيما يلي. نظرًا لأن قياس الحجم مهم جدًا في عملية المعايرة، فإننا في كثير من الحالات نستخدم مصطلح طريقة التحليل الحجمي بدلاً من المعايرة.

التحضير والمعايرة

لإجراء عملية المعايرة وتحديد تركيز المادة التحليلية المجهولة، نحتاج أولاً إلى حلول المعايرة. المحاليل التي لها تركيز معروف ويتم إضافتها لتحديد تركيز الحليلة. تصب محاليل المعايرة المعروفة باسم المعايرة والمحلول القياسي والكاشف في سحاحة في بداية التجربة والمعايرة، ثم تضاف قطرة قطرة إلى المحلول ذي التركيز غير المعروف (الحليلة) الذي يصب في دورق مخروطي. وتستمر عملية إضافة محلول المعايرة (المعايرة) إلى المحلول المجهول حتى لا يتغير لون الكاشف. الكاشف يمكن أن يكون مادة مثل الفينول فثالين الذي يستخدم تحت السحاحة، ولحظة تغير لونها هي نقطة نهاية المعايرة.

أنواع طرق المعايرة

هناك طرق مختلفة في عملية المعايرة وللمعايرة التي يمكن استخدامها اعتمادًا على نوع المادة التحليلية.

• المعايرة المباشرة
• المعايرة العكسية أو المعايرة العكسية
• تعد المعايرة غير المباشرة أو المعايرة بالتحليل الحجمي من بين طرق المعايرة الأكثر استخدامًا.

أنواع المعايرة

وللمعايرة أنواع مختلفة حسب نوع التفاعل والغرض من إجرائه، ومن أهمها وأكثرها استخدامًا:

• المعايرة الحمضية القاعدية: حيث يتفاعل المعايرة القاعدية أو الحمضية مع المادة التحليلية التي تكون إما قاعدة أو حمض. في الواقع، هذا التفاعل هو تفاعل تحييد الحمض والقاعدة.

تشمل معايرة الحمض مع القاعدة حالات الحمض الضعيف والقاعدة، والحمض الضعيف مع قاعدة قوية، والقاعدة الضعيفة مع حمض قوي، والحمض القوي والقاعدة.

• القياس المعقد: هو التفاعل المعقد للمعدن مع الربيطة. والمقدمة التي تستخدم في الغالب في هذه العملية هي ثنائي الصوديوم إيثيلين ثنائي أمين رباعي الأسيتات.
• معايرة الرواسب: هي طريقة تستخدم لتحديد تركيز العناصر. في هذه الطريقة، يكون ناتج تفاعل الترسيب هو معايرة الترسيب بما في ذلك المعايرات باستخدام المعايرات غير العضوية ومعايرات المواد الخافضة للتوتر السطحي.
• معايرة الأكسدة والاختزال (الأكسدة والاختزال): أي أن عملية المعايرة هي تفاعل أكسدة واختزال. في هذا النوع من المعايرة، يكون المعايرة عبارة عن مادة مؤكسدة أو مختزلة، وعادة لا نحتاج إلى إضافة مؤشر لأن الكواشف ملونة.
• المعايرة بالطور الغازي: في هذه الطريقة نستخدم الغاز بدلاً من النترات ونخلط المواد المتفاعلة مع الغاز.
• معايرة جهد زيتا: في هذا النوع من المعايرة، لا يتم تحديد اكتمال التفاعل من خلال المؤشر، ولكن من خلال إمكانات زيتا!
•  قياس اليود: هو تفاعل يتم فيه أكسدة اليود. في المعايرة اليودومترية، يلعب اليود دور المعرف ويكون معايرته عادةً ثيوكبريتات.

الإلمام بمفردات المعايرة

قبل إجراء المعايرة، من الأفضل معرفة مصطلحاتها والتعرف على مفاهيم ومعاني الكلمات التي نستخدمها فيما يتعلق بطرق المعايرة:

• المادة التحليلية: هي المادة الموجودة في العينة والتي يكون غرض التحليل الكيميائي قياسها كمياً ونوعياً، مثل تركيز الدم.
• المعايرة: هو محلول له تركيبة كيميائية وتركيز محدد ويضاف إلى المحلول المحتوي على المادة المحللة.
• يتم تسجيل كمية المعايرة المستخدمة في عملية المعايرة كعلامة ويتم استخدامها لتحديد نسبة التركيز أو النقاوة للحليلة.
• الكاشف: هو مركب ملون يعتبر تغير لونه إشارة لتحديد نقطة نهاية تفاعل المعايرة. الكاشف عادة ما يكون قاعدة أو حمض ضعيف.
• النقطة المكافئة: (النقطة المكافئة) هي النقطة التي تكون فيها النسب المولية للمادة الحليلة والمعاير هي نفسها. وبعبارة أخرى، فإن كمية مكافئات الحليلة والمعاير متساوية. وقد تفاعل المحلول والمعاير معًا بشكل كامل.
• منحنى المعايرة: هو منحنى حيث يوضح المحور الأفقي أو x حجم النترات المضافة من بداية التفاعل والمحور الرأسي أو y يوضح تركيز المادة الحليلة في ذلك الحجم.
• إذا استخدمنا حمضًا أو قاعدة قوية في عملية المعايرة، فإن المحور الرأسي يوضح تغيرات الرقم الهيدروجيني.

تطبيقات المعايرة

بالإضافة إلى تحديد التركيز في عمليات التحليل الكيميائي، فإن للمعايرة استخدامات أخرى، بعضها كما يلي:

1- تحديد حموضة وقلوية عينات المياه
2- تحديد صلابة المياه
3- تحديد النتروجين الكلي عن طريق تحليل النيتروجين كلداهل
4- استخدامها كطرق حجمية في الصناعات المختلفة مثل الأغذية والمياه والصرف الصحي والتعدين والأدوية و …

• طريقة التحليل الحجمي هي إحدى طرق التحليل الكيميائي القديمة والمستخدمة على نطاق واسع، حيث يتم فيها تحديد كمية المادة أ (العينة أو الحليلة أو المعايرة) في العينة على أساس الحجم المطلوب من المادة ب بتركيز معين (محلول المعايرة) ، يتم تحديد الحل القياسي للمعايرة أو العنوان). بينما A وB لهما رد فعل كامل مع بعضهما البعض.

5- تحضير الوقود الحيوي باستخدام معايرة الحمض والقاعدة
6- تحديد الأكسجين في الماء باستخدام معايرة الأكسدة والاختزال
7- كاشف الانحناء وتحديد الجلوكوز الزائد في البول
8- استخدامه في صناعات مثل صناعة الأغذية ومختبرات التشخيص الطبي ومختبرات الكيمياء والتعدين تعتبر صناعات المياه والصرف الصحي والأدوية من التطبيقات الأخرى للمعايرة.
9- ويمكننا أن نذكر أيضًا تحديد تركيز الفيروسات والبكتيريا في علم الأحياء.