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Dopo il mio precedente post sul blog sull'argomento «Evitare gli errori più comuni nella misurazione del pH», tratterò ora l'argomento degli elettrodi rilevanti per la titolazione. Qui non solo scoprirai come selezionare l'elettrodo giusto per la tua applicazione, ma anche come pulirlo e mantenerlo e, soprattutto, come puoi assicurarti che il tuo elettrodo sia ancora idoneo all'uso.
Saranno trattati i seguenti argomenti (clicca per andare direttamente all'argomento):
Come selezionare il sensore giusto
Potresti chiederti cosa devi considerare quando selezioni un sensore adatto per la tua titolazione, poiché esiste un'enorme varietà di sensori diversi. Il sensore giusto deve essere selezionato in base al tipo di titolazione che si desidera effettuare. Per una titolazione redox, sarà necessario un sensore diverso rispetto a una titolazione complessometrica.
Inoltre, la selezione del sensore dipende fortemente dalla matrice, dal volume del campione o da possibili interferenze. Se stai lavorando in mezzi non acquosi, è necessario considerare in particolare gli eventuali effetti elettrostatici che potrebbero insorgere. Pertanto, consiglio di lavorare con un elettrodo che offra una schermatura elettrica interna.
Il sensore deve mostrare un tempo di risposta rapido, e deve essere sufficientemente robusto per l'applicazione, il che significa che deve essere resistente alle sostanze chimiche utilizzate e alla procedura di pulizia applicata.
Per ulteriori linee guida su come selezionare l'elettrodo giusto, consulta il nostro strumento di ricerca degli elettrodi online o consulta il nostro volantino sugli «Elettrodi in titolazione» che include consigli pratici sulla cura e la manutenzione.
Manutenzione e pulizia
Una corretta pulizia tra le titolazioni è un fattore chiave per ottenere risultati affidabili. La fase di risciacquo deve assicurare che né il campione né il titolante contaminino l'elettrodo, causando riporto e risultati falsi. Pertanto, tra una titolazione e l'altra, l'elettrodo (così come la punta della buretta) deve essere risciacquato con un solvente adatto, come acqua deionizzata, soluzione detergente o qualsiasi altro solvente che rimuova i residui rimanenti. Per le titolazioni non acquose, è inoltre importante per condizionare la membrana di vetro dell'elettrodo in acqua deionizzata dopo ogni titolazione.
Inoltre, sia l'elettrodo di riferimento che quello di misura richiedono una manutenzione regolare. Per l'elettrodo di riferimento, è molto importante che sia riempito fino all'apertura con l'elettrolita corretto (e non contaminato). Deve essere effettuato un controllo giornaliero del livello dell'elettrolito e, se necessario, rabboccare l'elettrolita di riferimento. Rabboccare sempre il livello dell'elettrolito di riferimento fino all'apertura di riempimento. Ciò garantisce un corretto deflusso dell'elettrolita e una ridotta contaminazione dell'elettrolita.
Oltre alla regolare ricarica, l'elettrolito deve essere sostituito almeno una volta al mese per garantire un elettrolita pulito con la corretta concentrazione (es. l'evaporazione dell'acqua può aumentare la concentrazione dell'elettrolita). L'utilizzo di elettroliti vecchi o contaminati provoca una variazione indesiderata del potenziale misurato.
Assicurarsi inoltre che il diaframma sia pulito, altrimenti si potrebbe verificare un blocco, che porta a un potenziale instabile causato dal contatto mancante tra elettrolita e campione. La figura 2 mostra un esempio di diaframma contaminato. La Tabella 2 suggerisce alcuni possibili detergenti per rimuovere le sostanze appiccicose dal diaframma. Dopo aver pulito il diaframma, sostituire sempre l'elettrolito.
L'elettrodo di misura necessita di una pulizia approfondita almeno settimanalmente. L'anello metallico non rivestito o gli elettrodi ISE richiedono una lucidatura regolare per mantenere una risposta rapida. Le membrane di vetro o le membrane polimeriche non devono essere lucidate o pulite con abrasivi. Se l'elettrodo viene utilizzato in campioni oleosi o appiccicosi, potrebbe essere necessario sgrassare o rimuovere le proteine utilizzando un solvente adatto.
Conservazione corretta dell'elettrodo
Un altro punto importante da considerare è la giusta conservazione per l'elettrodo. La conservazione errata riduce la durata di un elettrodo, e quindi necessita di una sostituzione più frequente. Sfortunatamente, non esiste un'unica soluzione di conservazione che copra tutti i tipi di elettrodi. La giusta soluzione di conservazione dipende molto dal tipo di elettrodo.
Se si tratta di un indicatore separato o solo di un elettrodo di riferimento, è molto più facile determinare la soluzione di conservazione corretta, poiché è necessario trovare la soluzione perfetta solo per una parte. Per gli elettrodi combinati, la situazione è un po' più complicata. Gli elettrodi combinati contengono un elettrodo di riferimento e un elettrodo di misurazione che hanno ciascuno preferenze diverse. Pertanto, a volte è necessario un compromesso. L'elettrodo di riferimento preferisce essere conservato nell'elettrolita di riferimento per rimanere pronto per l'uso, mentre una membrana di vetro indicatore preferisce l'acqua deionizzata. D'altra parte, un elettrodo indicatore metallico preferisce essere conservato asciutto.
Per gli elettrodi pH combinati con c(KCl) = 3 mol/L come elettrolita di riferimento, Metrohm ha sviluppato una speciale soluzione di conservazione, che mantiene la membrana di vetro il più rapidamente possibile senza compromettere le prestazioni del sistema di riferimento. Tutti gli altri elettrodi pH sono conservati nel rispettivo elettrolita di riferimento (normalmente indicato sulla testa dell'elettrodo, vedere Figura 3).
Anche gli elettrodi metallici vengono conservati in modo diverso, a seconda del tipo. Gli elettrodi ad anello di metallo combinati sono conservati nell'elettrolita di riferimento per mantenere correttamente il diaframma, mentre i Titrodi sono conservati in acqua deionizzata, poiché questi elettrodi contengono una membrana di vetro a pH che deve essere mantenuta idratata. Riempire sempre il recipiente di conservazione dell'elettrodo con circa 1–2 ml di soluzione di conservazione e sostituirla regolarmente poiché potrebbe essere contaminata dal campione o dalla soluzione detergente.
La tabella seguente mostra le condizioni di conservazione tipiche a seconda del tipo di elettrodo.
Se non sei sicuro di come conservare correttamente l'elettrodo, controlla le informazioni nel volantino degli elettrodi o sul nostro sito web.
Controlla il tuo elettrodo
Il modo più semplice per controllare le prestazioni dell'elettrodo è monitorarlo durante una titolazione standardizzata (ad es. determinazione del titolo) che viene eseguita regolarmente (ad es. settimanalmente) e in cui sono prerequisiti come dimensione del campione, concentrazione di titolante e volume di acqua aggiunta sono sempre molto simili. Altrimenti puoi anche seguire una procedura consigliata da Metrohm.
Per controllare gli elettrodi metallici, puoi trovare una procedura di test nell'Application Bulletin di seguito.
Controllo degli elettrodi Argento, Platino e Oro
Per informazioni sul controllo degli elettrodi del tensioattivo, scarica il seguente Application Bulletin.
Controllo elettrodi tensioattivi
Una procedura di controllo per gli elettrodi ionoselettivi è fornita nel manuale ISE di seguito.
A titolo di esempio, spiegherò un po' più in dettaglio la procedura di prova di un elettrodo d'argento. Gli elettrodi d'argento possono essere facilmente controllati mediante una titolazione standardizzata utilizzando acido cloridrico (c(HCl) = 0,1 mol/L) come campione e nitrato d'argento (c(AgNO3) = 0,1 mol/L) come titolante. Eseguire una determinazione triplice con i parametri di titolazione consigliati e la dimensione del campione.
I seguenti parametri vengono valutati e confrontati con valori ottimali:
- volume aggiunto di titolante al punto di equivalenza (EP)
- tempo fino al raggiungimento del punto di equivalenza
- salto di potenziale (differenza di potenziale) tra il potenziale misurato al 90% e al 110% del volume EP
Se i dati valutati non possono soddisfare i valori specificati, pulisci accuratamente l'elettrodo e ripeti il test. Se non si osserva alcun miglioramento, il sensore deve essere sostituito.
Ulteriori sintomi possono indicare una sostituzione necessaria: risposta lenta, segnale instabile o alla deriva, durata della titolazione più lunga, salti di potenziale più piccoli e forma peggiore della curva di titolazione.
Nella Figura 5 qui di seguito, vengono mostrate due diverse curve di titolazione per calcio e magnesio nell'acqua utilizzando un ISE di calcio combinato.
La curva superiore si ottiene con un nuovo Ca-ISE; la titolazione è veloce e si ottengono 2 punti di equivalenza: uno ciascuno per calcio e magnesio. Nella curva inferiore è stato utilizzato un vecchio elettrodo. La titolazione richiede molto più tempo e il secondo punto di equivalenza per il magnesio non può più essere riconosciuto a causa della mancanza di sensibilità dell'elettrodo.
Riassunto
- Seleziona l'indicazione giusta per il tuo tipo di titolazione.
- La qualità dell'elettrodo influenza notevolmente la qualità dei risultati della titolazione.
- Una corretta manutenzione e conservazione può aumentare la durata dell'elettrodo.
- Controllare regolarmente le prestazioni degli elettrodi o monitorare le prestazioni della titolazione (durata, salto di potenziale) nel tempo per ridurre i tempi di fermo della strumentazione.
La tua conoscenza "take-aways"
Nozioni di base della potenziometria
Il presente articolo affronta la teoria, gli aspetti pratici e la risoluzione dei problemi della potenziometria.
