Makaleyi paylaş
Birçoğunuz gibi ben de ilk pratik titrasyon deneyimimi okuldaki kimya çalışmalarım sırasında kazandım. Bu sırada manuel görsel dönüm nokta titrasyonunu nasıl gerçekleştireceğimi öğrendim ve bu konuda ne hissettiğimi hâlâ tam olarak hatırlayabiliyorum.
Titrantla doldurulmuş manuel bir büret kullanarak, her damlayı numune çözeltisi (ölçülecek analit dahil) ve titrasyondan önce eklenen indikatörü içeren bir Erlenmeyer şişesine tek tek ekledim. Eklediğim her damla ve numune çözeltiminin göstgerdiği her hafif renk değişimi ile birlikte dakikalar artan bir belirsizlikle geçti. Kendime şu soruyu sordum: "Gerçek dönüm noktasına ulaştım mı, bir damla daha mı eklemeliyim yoksa aşırı titre mi ettim?"Muhtemelen siz de aynı durumdaydınız!
Size tanıdık geliyor mu? İlgili blog yazımıza göz atmayı unutmayın:
Laboratuvarınızda titrasyon hatalarından nasıl kaçınabilirsiniz?
O zamandan bu yana birkaç yıl geçti ve artık manuel titrasyon yapmanın zorluklarıyla yüzleşmek zorunda olmadığım için mutluyum, çünkü Metrohm otomatik titrasyon olanağı sunuyor.
Otomatik titrasyonlarda dönüm noktasının nasıl belirleneceğini öğrenmek istiyorsanız size ihtiyacınız olan tüm yanıtları vereceğim. Aşağıdaki konuları ele alacağım (her birine doğrudan gitmek için tıklayın):
Farklı tespit prensipleri – genel bakış
Bu noktada kendinize şu soruyu sorabilirsiniz; görsel olarak olmasa bile, bir otomatik titrasyonda dönüm noktası (EP) nasıl tespit edilebilir? Görsel dönüm noktası tanımanın (örneğin, renk değişimi, bulanıklık görünümü veya çökelti görünümü ile) yanı sıra, bir titrasyon EP'si reaksiyon tamamlandığında kimyasal veya fiziksel bir özellikte meydana gelen bir değişikliğin otomatik olarak izlenmesiyle de tespit edilebilmektedir. .
Aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi birçok farklı tespit prensibi bulunmaktadır:
Tablo 1. Çeşitli EP tespit yöntemleri için belirleme prensipleri.
| Tespit Prensibi | Tanımlama | |
|---|---|---|
Elektrokimyasal EP |
Potansiyometrik | Bir çözeltinin konsantrasyona bağlı potansiyeli (mV), bir referans potansiyeline göre ölçülür. |
Voltammetrik |
Bir çözeltinin konsantrasyona bağlı potansiyeli (mV), sabit bir elektrik akımında, yani polarize edilebilir elektroda uygulanan Ipol polarizasyon akımında ölçülür. | |
Amperometrik |
Bu indikasyon tekniği, sabit bir voltajda bir örnek çözeltisinin konsantrasyona bağlı akımının (μA) ölçülmesine olanak tanımaktadır. | |
Fotometrik EP |
Fotometrik indikasyonun temeli, bir çözeltiden geçen ışık ışınının belirli bir dalga boyundaki yoğunluk değişimidir. | |
| Kondüktometrik EP | Kondüktometrik indikasyon, titrasyon sırasında elektrik iletkenliğindeki değişiklikleri ölçer. | |
Termometrik EP |
Termometrik titrasyonlar sıcaklıktaki değişiklikleri kaydeder. Reaksiyon tamamlandığında, sıcaklık değişimi ∆T olarak ölçülebilen bir molar reaksiyon ısısı ∆Hr üretir. | |
Şimdi, otomatik titrasyonlar için en yaygın kullanılan tespit prensipleri oldukları için potansiyometrik ve fotometrik EP belirlemeyi, görsel olarak tanınan EP saptamayla karşılaştırmalı olarak tartışalım. Termometrik titrasyonun veya kondüktometrik titrasyonun prensipleri hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız temel bilgilerle ilgili blog makalelerimizi inceleyebilirsiniz.
Termometrik titrasyon – yapbozun eksik parçası
Kondüktometrik titrasyon diğer yöntemlerin zorlandığı durumlarda işe yarar
Potansiyometrik prensip
Yukarıdaki tabloda gösterildiği gibi, potansiyometrik prensipte bir çözeltinin konsantrasyonuna bağlı potansiyeli (mV), bir referans potansiyeline karşı ölçülmektedir. Bu nedenle gümüş-gümüş klorür (Ag/AgCl) referans elektrodu, bir ölçüm elektroduyla (pH'a duyarlı cam membran veya metal halka) birlikte kullanılmaktadır. Genel olarak hem ölçüm hem de referans elektrotunu içeren birleşik bir sensör (elektrot) kullanılmaktadır.
Şekil 1 renk değişimine sahip manuel titrasyonun otomatik sisteme dönüştürüldüğünde nasıl göründüğünü basit bir örnekle göstermektedir.
Adım 1: Titrant eklenmeden önce titrasyonun başlatılması.
Adım 2: Titrantın eklenmesi – titrasyon dönüm noktasına yaklaştıkça renk değişiminin işaretlerini görmeye başlarsınız. Otomatik titrasyonda titratör bu noktada sensör mV sinyalinde bir değişiklik tespit edecek ve titrantı daha küçük hacimlerde ve daha yavaş bir hızda dozlamaya başlayacaktır.
Adım 3: Son olarak, titrasyon eğrisindeki dönüm noktasına karşılık gelen soluk pembe bir renkle EP'ye ulaşılmaktadır.
Adım 4: Dönüm noktasının ötesinde titre etmek aşırı titrasyona yol açmakta ve burada mV sinyali oldukça sabit kalmaktadır.
Otomatik titrasyon gerçekleştirirken karakteristik S şeklindeki titrasyon eğrisini bu şekilde elde edersiniz.
Asit-baz titrasyonları dönüştürülebilen tek tür değildir. Şekil 2 basit bir klorür titrasyonunun nasıl dönüştürülebileceğini göstermektedir. Titrant, titrant konsantrasyonu, numune miktarı ve numune hazırlama aynı kalmaktadır. Yalnızca indikatörün yerini gümüş halka elektrot olan Ag Titrode almakta ve açıkça tanımlanmış bir dönüm noktasına sahip bir titrasyon eğrisi (Şekil 2, sağ taraf) elde edilmektedir.
Olası potansiyometrik titrasyonlara ilişkin daha fazla örnek için aşağıdaki ücretsiz monograf yayınımızı indirebilir veya tüm dönüm noktası tanıma prensipleri için çeşitli örnekler bulabileceğiniz Uygulama Bulucumuza göz atabilirsiniz.
Renk indikatörlerinin kullanıldığı titrasyonlar hala yaygın olarak kullanılmaktadır (örneğin farmakopelerde). Manuel olarak gerçekleştirildiklerinde, sonuçlar tam anlamıyla bakan kişinin gözüne bağlıdır. Optrode kullanılarak yapılan fotometrik titrasyon ise ekivalens noktasının bu subjektif belirlenmesinin, insan gözünden tamamen bağımsız objektif bir süreçle değiştirilmesini mümkün kılmaktadır.
Buradaki avantaj kimyanın değişmemesidir; yani standart işletim prosedürünün (SOP) genellikle uyarlanması gerekmemektedir.
Fotometrik indikasyonun temeli, bir çözeltiden geçen ışık ışınının belirli bir dalga boyundaki yoğunluk değişimidir. Transmisyon, fotometride ölçülen birincil değişkendir ve Metrohm Optrode gibi bir fotometrik sensörle ölçülen renkli veya bulanık bir çözeltinin ışık iletimi (mV veya % iletim) ile verilmektedir.
Metrohm Optrode üzerinde itrasyonlar için kullanılan neredeyse tüm renk indikatörlerinin aralığını kapsayabilen sekiz dalga boyu seçeneği mevcuttur (Tablo 2). Elektrod şaftı solventlere karşı dayanıklıdır ve bakım gerektirmemektedir. Bu elekrod doğrudan titratöre bağlanabilmekte ve renkle indikatörlü titrasyonların doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini artırmaktadır.
Tablo 2. Optrode – fotometrik titrasyonlar için optik bir sensör.
| Dalga boyu | Renk değişimi: | Kullanılabilir aralık |
|---|---|---|
| 470 nm | Sarı | 460–480 nm |
| 502 nm | Turuncu / Kırmızı | 485–520 nm |
| 520 nm | Kırmızı | 505–535 nm |
| 574 nm | Menekşe / Mor | 560–585 nm |
| 590 nm | Mavi | 575–605 nm |
| 610 nm | Mavi / Yeşil | 595–625 nm |
| 640 nm | Yeşil | 620–655 nm |
| 660 nm | Siyah / Bulanık | 650–670 nm |
Ayrıca manganez sülfatın EDTA titrasyonunu manuel titrasyondan otomatik titrasyona nasıl dönüştüreceğinizi göstermek için bir örnek seçtim. Yukarıdaki örnekte olduğu gibi prosedür aynı kalmaktadır.
Ph. Eur ve USP'ye göre manganez sülfatın fotometrik EDTA titrasyonu
Bir adım atmaya ve otomatik bir titrasyon sistemine geçiş yapmaya hazır mısınız? Daha fazlasını öğrenmek için diğer blog makalemizi okuyabilirsiniz.
Manuel titrasyonlar nasıl otomatik titrasyonlara dönüştürülebilir?
Otomatik titrasyonun bir avantajı da, daha az miktarda kimyasala ihtiyaç duyulması ve bunun sonucunda daha az atık oluşmasıdır. Aynı Eriochrome Black TS indikatör ile Optrode 610 nm dalga boyunda kullanılabilmektedir. Titrasyon eğrisi (Şekil 3, sağ taraf), açıkça tanımlanmış bir titrasyon dönüm noktasını gösteren mV sinyalindeki büyük potansiyel değişimini ortaya koymaktadır.
Titrasyonunuz için en uygun dalga boyunun ne olduğundan emin değilseniz daha fazla bilgi edinmek için ilgili blog yazımıza göz atabilirsiniz.
Karşılaştırma: Optrode vs potansiyometrik elektrotlar
Otomatik titrasyona geçmeye karar verdiğinizde, Optrode'u diğer Metrohm potansiyometrik elektrotlarla karşılaştırırken dikkate almanız gereken bazı noktalar vardır. Aşağıdaki tabloda ana kriterler listelenmektedir.
Tablo 3. Bir dizi faktör için fotometrik ve potansiyometrik ölçüm tekniklerinin karşılaştırılması.
| Faktör | Elektrod ile potansiyometrik | Optrode ile fotometrik |
|---|---|---|
| SOP değişiklikleri | SOP'nin elektrot kullanımını içerecek şekilde güncellenmesi gerekebilir | Hala aynı indikatörü ve renk değiştiren dönüm nokta parametrelerini kullanıyor |
| Renkli indikatör | Gerekli değil; Kimyasal hazırlama ve ek analiz adımlarından tasarruf edin | Gerekli |
| Bulanık veya renkli numuneler | Renk ve bulanıklığı göz ardı eder | Çok bulanık ve renkli numuneler interferans yaratabilir |
| Sensör bakımı | Yıkayın, elektroliti yeniden doldurun, uygun şekilde saklayın | Yıkayın, kuru olarak saklayın |
| Solvent direnci | Bazı solvente dirençli problar, kimyasal uyumluluğun dikkate alınması gerekir | Yüksek kimyasal direnç için yalıtılmış, tamamen cam gövde |
| Değiştirme sıklığı | 6 ay – 1 yıl | Kırılma veya ışık kaynağının tükenmesi durumunda1 |
1Optrode'un on binlerce saatlik çalışma ömrü vardır.
Özet
Görebildiğiniz gibi, bir ototitrasyon gerçekleştirmek oldukça basittir ve açıkça tanımlanmış bir dönüm noktasının tespit edilebilmesi gibi büyük bir avantaja sahiptir.
İnanın bana, ne zaman otomatik titrasyona uygun elektrot içeren böyle bir cihazla çalışsam, üniversite yıllarım aklıma gelince yüzümde kocaman bir gülümseme oluşmaktadır: elveda öznellik, zaman alıcı prosedür, ekonomik verimsizlik ve izlenebilirsizlik!
Belki siz de artık laboratuvarınızda değişiklik yapmaya ikna olmuşsunuzdur.
Bilgi birikiminiz
Otomatik titrasyon sistemlerini kullanarak paradan tasarruf edin
