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AN-T-237

2023-09

自動滴定装置を使用した水酸化ナトリウムによるリン酸の定量

Fast and accurate potentiometric titration with NaOH


概要

リン酸 (H₃PO₄) は、重要な無機酸の一つです。この強酸は三価酸であり、つまり3つの解離可能なプロトンを持っています。リン酸は、リン酸肥料の原料、洗剤や錆除去剤、リン酸燃料電池の電解質、鉄や亜鉛のパッシベーションによる防食など、さまざまな目的で使用されます。食品および飲料業界では、リン酸は希釈して保存料や炭酸飲料の酸味料、一般的な酸度調整剤、ソーセージやその他の肉類の抗酸化剤として使用されます。

H₃PO₄はまた、さまざまな研究室でバッファー溶液(リン酸バッファー)を製造するためにも使用されるため、その正確な分析は不可欠です。

この技術資料では、リン酸の濃度を水酸化ナトリウムで滴定することによって、全ての解離可能なプロトンについて酸-塩基滴定を行う方法が紹介されています。


サンプルとサンプル前処理

このアプリケーションはリン酸を使用して行います。サンプルの前処理は不要です。


実験

pt1000を備えたUnitrode電極と自動滴定装置Ecoタイトレーター
図1. pt1000を備えたUnitrode電極と自動滴定装置Ecoタイトレーター

測定は、Pt1000を搭載したUnitrode電極と自動滴定装置Ecoタイトレーターを用いて行います(図1)。H₃PO₄(酸性溶液)は、NaOH(強塩基)と以下の中和反応メカニズムで反応します:

H3PO4 + 3 NaOH → Na3PO4 + 3 H2O

適切な量のサンプルを滴定ビーカーに移し、次に脱イオン水と塩化ナトリウムを加えます。その後、標準化された水酸化ナトリウムで第三の終点を超えるまで滴定します。


結果

この手法は非常に正確な結果が得られます。詳細は表1に示されています。H₃PO₄とNaOHによる一例の滴定曲線は、図2に示されています。

表1. H₃PO₄のポテンシオメトリック滴定結果(第二の終点を用いて計算)(n = 10)

サンプル (n = 10) NaOH mL H3PO4 mol/L Recovery %
平均値 3.998 0.999 99.99
SD(abs) 0.00 0.00 0.10
SD(rel) % 0.07 0.05 0.10
リン酸の滴定曲線には、3つの当量点(EP)が示されています。
図2. リン酸の滴定曲線には、3つの当量点(EP)が示されています。

結論

リン酸の水酸化ナトリウム溶液による電位差滴定は、多くの研究室で日常的に行われています。

通常、リン酸の水溶液では最初の2つのプロトンのみを滴定することが可能です。イオン強度を増加させることで、H₃PO₄は完全に解離することができます。メトロームのUnitrode電極の特性により、最も正確な結果を得るために第三のプロトンを検出することができます。

この種の酸-塩基滴定は、統合された磁気撹拌機とタッチセンサー式ユーザーインターフェースを備えたEcoタイトレーターに最適です。このシステムは、コンパクトなサイズ(約DIN A4)で低価格かつ簡単な操作を提供します。Ecoタイトレーターには事前にインストールされたメソッドがあり、実験室経験のないユーザーでも問題なく作業を始めることができます。Ecoタイトレーターは、迅速で信頼性が高く、正確でGLP準拠の結果を、小型で使いやすいパッケージで提供します。

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