Титрование — хорошо зарекомендовавший себя метод анализа, которому обучают каждого студента-химика. Титрование проводят почти в каждой аналитической лаборатории в виде ручного анализа с бюреткой, фотометрического или потенциометрического титрования. В этой статье я представлю еще один вид титрования, о котором вы, возможно, не слышали раньше. Термометрическое титрование можно считать недостающей частью головоломки.

Я планирую затронуть следующие темы:

1. Что такое термометрическое титрование?
   
2. Почему стоит рассмотреть этот тип титрования?
3. Практические примеры применения

Что такое термометрическое титрование?

На первый взгляд термометрическое титрование (ТЕТ) выглядит как обычное титрование, и вы не увидите большой (или никакой) разницы. Отличия от потенциометрического титрования заключаются в деталях.

Что происходит в процессе термометрического титрования?

Во время экзотермической реакции температура повышается при добавлении титранта до тех пор, пока есть аналит. Когда весь аналит израсходован, температура снова снижается за счет уравновешивания раствора с температурой воздуха и/или за счет разбавления раствора титрантом (Рисунок 1, левый график). Это снижение температуры приводит к экзотермической конечной точке.

Напротив, для эндотермической реакции титрования температура снижается при добавлении титранта. Когда весь аналит израсходован, температура стабилизируется или снова повышается по мере уравновешивания раствора с атмосферной температурой и/или за счет разбавления раствора титрантом (Рисунок 1, правый график). Снижение температуры приводит к эндотермической конечной точке.

Таким образом, для титрования не требуется знать абсолютную температуру, изолировать или термостатировать ячейку для титрования.

Почему стоит рассмотреть термометрическое титрование?

Потенциометрия и фотометрическое титрование уже хорошо зарекомендовали себя как инструментальные методы титрования, так почему же вместо них следует присмотреться к термометрическому титрованию?

ТЕТ имеет те же преимущества, что и любой другой метод титрования:

• Недорогие анализы: Приборы для титрования не очень дорогие и не требуют больших затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание по сравнению с другими приборами элементного анализа (например, ВЭЖХ или ИСП-МС).
  
• Абсолютный метод: титрование – абсолютный метод, нет необходимости в частой калибровке системы.
• Универсальное применение: титрование как универсальный метод можно использовать для определения многих аналитов в различных отраслях промышленности.
• Легкость автоматизации: титрование можно легко автоматизировать, повышая воспроизводимость и эффективность вашей лаборатории.

Ниже можно прочитать о том, как автоматизация титрования может помочь вашей работе в лаборатории.

Зачем нужна автоматизация — даже для простых задач титрования

В сравнении с классическим титрованием термометрическое титрование имеет ряд дополнительных преимуществ:

• Скорость титрования: с постоянным добавлением титранта термометрическое титрование выполняется очень быстро. В среднем анализ занимает 2–3 минуты.
  
• Один термодатчик: независимо от реакции титрования (например, кислотно-щелочной, окислительно-восстановительной, с осаждением) для всех можно использовать один и тот же термодатчик.
• Термодатчик, не требующий обслуживания: Термодатчик не требует калибровки или заливки электролита, его можно  просто храниться в сухом виде.
• Меньше растворителя: при термометрическом титровании используется 30 мл растворителя или даже меньше. Небольшое количество растворителя гарантирует, что разбавление сведено к минимуму, а изменения энтальпии будут надежно считаны. В качестве побочного эффекта образуется меньше отходов.
• Возможно дополнительное титрование: Поскольку изменение энтальпии является универсальным для любой химической реакции, термометрическое титрование необязательно связано с поиском подходящего цветного индикатора или индикаторного электрода. Это дает возможность использовать дополнительные методы, которые не могут быть закрыты другими видами титрования.
• Простая пробоподготовка: поскольку в ТЕТ используются более высокие концентрации титранта, можно использовать образцы большего размера, снижая погрешности взвешивания и разбавления. Утомительные этапы пробоподготовки, как фильтрация, также можно исключить.

Практические примеры применения

В этом разделе я покажу несколько практических примеров применения ТЕТ.

Если вы хотите узнать больше о том, насколько хорошо результаты определения КЧ в соответствии с ASTM D8045 коррелируют с ASTM D664, скачайте бесплатный экспертный доклад и брошюру.

White Paper: Avoid corrosion—A new method for TAN determination in crude oil and petroleum products

Brochure: Determination of AN in crude oil and in petroleum products in accordance with ASTM D8045 – Precise and reproducible results in 60 seconds

Для получения более подробной информации о самом титровании скачайте бесплатные методики.

AB-427: Acid number in raw oils and petroleum products through thermometric titration in accordance with ASTM D8045

AB-405: Determination of the total base number in petroleum products

Натрий

При обычном титровании содержание соли в пищевых продуктах обычно определяют исключительно по содержанию хлоридов. Но продукты обычно содержат дополнительные источники натрия, например, глутамат натрия (также известный как «MSG»). С помощью ТЕТ становится возможным непосредственное титрование натрия и, таким образом, бюджетное определение истинного содержания натрия в пищевых продуктах, как это предусмотрено в некоторых странах.

В нашем видео Metrohm LabCast мы рассказываем об этом подробнее:

Для получения более подробной информации о самом титровании скачайте бесплатный документ по применению ниже.

AB-298: Automated sodium determination in various foods with 859 Titrotherm

Хотите узнать больше об анализе удобрений методом термометрического титрования? Скачайте экспертный доклад по этой теме.

White Paper: Multiparameter analysis in fertilizers – Fast and easy via thermometric titration

Для более дательной информации о применении удобрений воспользуйтесь поиском по ссылке ниже:

Metrohm Application Finder: TET applications for fertilizers

Металлоорганические соединения

Металлоорганические соединения, такие как реагенты Гриньяра или соединения бутиллития, используются для синтеза активных фармацевтических ингредиентов (АФИ) или производства полимеров (полибутадиен). С помощью ТЕТ можно быстро и надежно провести анализ этих чувствительных частиц путем их титрования в инертном газе 2-бутанолом.

Если вы хотите узнать больше об этой теме, ознакомьтесь с нашими рекомендациями ниже по ссылке.

Determination of metal-organic compounds

Это лишь несколько примеров возможностей термометрического титрования, демонстрирующих его универсальность. В коллекции методик вы найдете более обширный выбор.

Download free TET applications here

Заключение:

• ТЕТ — альтернативный метод титрования, основанный на изменении энтальпии
  
• Быстрый и чувствительный термодатчик используется для определения экзотермических и эндотермических конечных точек
• Термометрическое титрование — быстрый метод анализа, предоставляющий результаты менее чем за 3 минуты
• Термометрическое титрование можно использовать для различных анализов, в том числе для титрования, которое нельзя выполнить иначе (например, определение натрия).

Надеюсь, этот обзор дал вам лучшее представление о термометрическом титровании — как о недостающем пазле для титрования.

Your knowledge take-aways

Monograph: Practical thermometric titrimetry

Determination of AN in crude oil and in petroleum products in accordance with ASTM D8045 – Precise and reproducible results in 60 seconds

White Paper: Avoid corrosion—A new method for TAN determination in crude oil and petroleum products

White Paper: Multiparameter analysis in fertilizers – Fast and easy via thermometric titration