تیتراسیون تکنیکی مهم در آزمایشگاه های شیمی
تیتراسیون یکی از تکنیک های مهم آزمایشگاه های شیمی است. در واقع تیتراسیون را می توان عصای دست پژوهشگران شیمی نامید. این روش عملی آزمایشگاهی تقریبا برای به دست آوردن غلظت تمام مواد مجهول در آزمایشگاه کاربرد دارد. تیتراسیون روشی بسیار ساده برای به دست آوردن غلظت مجهول است و ساده بودن آن به دلیل نشانه های بصری است. اما داشتن مهارت در انجام قسمت عملی تیتراسیون بسیار مهم است. در صورت نداشتن مهارت و تجربه کافی امکان خطا در محاسبات و به دست آوردن غلظت اشتباه کاملا محتمل است. به همین دلیل در این مقاله قصد داریم صفر تا صد تیتراسیون و نکات مهم عملی را مروو کنیم.
برای خرید تجهیزات تیتراسیون می توانید با کارشناسان رویان ایران در تماس باشید. همچنین می توانید به صورت آنلاین از قسمت فروشگاه سایت رویان ایران، مرجع تخصصی فروش تجهیزات آزمایشگاهی، تجهیزات موزد نیاز را تهیه و در محل تحویل بگیرید.
اهمیت تیتراسیون در صنایع مختلف
همان طور که گفتیم تیتراسیون یکی از کارآمدترین روش های به دست آوردن غلظت نمونه های مجهول است. البته به شرط آن که فردی که تیتراسیون را انجام می دهد، مهارت عملی کافی داشته باشد. دانشجویان شیمی در طی برنامه تحصیلی خود در مقطع کارشناسی انواع روش های تیتراسیون به صورت عملی کاملا آموزش می بینند. بنابراین دانش آموختگان شیمی می توانند نقش مهمی در آزمایشگاه های کنترل کیفیت صنایع غذایی، داروسازی، صنایع شیمیایی، پتروشیمی و … داشته باشند. زیرا نه تنها نسبت به مفاهیم علمی و تئوری تیتراسیون مسلط هستند، بلکه مهارت و تجربه کافی در بخش عملی نیز کسب کرده اند.
نتایج به دست آمده از تیتر کردن در مطابقت غلظت جزئی از محصول با مقادیر ذکر شده در اسناد استاندارد ملی یا تعیین مقدار واکنش دهنده ها در مراحل بعدی آزمایش ها استفاده می شود.
به عنوان مثال آب ژاول به دلیل داشتن کلر آزاد یکی از مواد اولیه واکنش های مهم در صنایع داروسازی است. سطح کلر در آب ژاول متغیر است. بنابراین بسیار مهم است که قبل از انجام آزمایش، غلظت کلر آزاد محاسبه شود. اندازه گیری کلر به کمک تکنیک تیتراسیون انجام می شود. دقت و سرعت عمل فردی که این تیتراسیون را انجام می دهد. بسیار مهم است.
اصطلاحات مهم در تیتراسیون
شناخت اصطلاحات رایج در تیتراسیون برای انجام تیتراسیون ها مطابق دستورالعمل مهم است. در ادامه برخی از واژگان و اصطلاحات را معرفی می کنیم.
· تیتراسیون
تیتراسیون به معنای تعیین غلظت یک ماده مجهول (آنالیت) با استفاده از واکنش آن با یک ماده با غلظت مشخص (تیترانت) است.
· آنالیت
محلولی که غلظت آن نامشخص است و پس از پایان تیتراسیون می توان غلظت آن را به دست آورد. آنالیت مجهول محلول داخل ارلن مایر است.
· تیترانت
تیترانت محلول استاندارد با غلظت مشخص است که داخل بورت ریخته می شود. تیترانت قطره قطره از از بورت خارج و داخل ارلن مایر حاوی آنالیت ریخته می شود. حجم تیترانت استفاده شده تا نقطه رسیدن به نقطه پایانی یا نقطه اکی والان از روی بورت مشخص می شود.
· نقطه پایانی یا نقطه اکی والان
زمانی که از نظر استوکیومتری مول های تیترانت و تیترشونده با یکدیگر برابر می شوند، این موقعیت نقطه اکی والان یا هم ارزی نام دارد. در نقطه پایانی، شناساگر تغییر رنگ می دهد. نقطه پایانی و نقطه اکی والان طبق تعریفی که داشتیم از نظر تئوری با یکدیگر متفاوت هستند.
· شناساگر
شناساگر ماده شیمیایی است که به نمونه مجهول داخل ارلن مایر اضافه می شود. این ماده با تغییر رنگ پایان تیتراسیون را نشان می دهد. شناساگر باید به مقدار بسیار کم در حد چند قطره به تیترشونده اضافه شود. انواع شناساگرها برای تیتراسیون اسید و باز، تیتراسیون رسوبی، تیتراسیون هدایت سنجی و تیتراسیون پتانسیومتری موجود هستند. شیمیست بر اساس دستورالعمل و شرایط واکنش، باید شناساگر مناسب را انتخاب کند.
تجهیزات ضروری تیتراسیون
برای انجام تیتراسیون در آزمایشگاه به تجهیزات زیر نیاز دارید:
- گیره مخصوص بورت
- پایه
- بورت با حجم مناسب
- قیف شیشه ای
- ارلن مایر
- همزن مغناطیسی
- مگنت برای همزن مغناطیسی
- ترازو دقیق آزمایشگاهی
- بالن حجمی با حجم های مناسب و درپوش محکم
- پیپت حبابدار و پیپت مدرج
- پوآر
- pH متر (در همه انواع تیترها نیازی نیست)
انواع تیتراسیون
تیتراسیون انواع مختلفی دارد اما اساس همه آن ها یکسان است. انتخاب نوع تیتر کردن بستگی به عوامل مختلفی از جمله نوع و خاصیت شیمیایی مواد دارد.
- تیتراسیون اسید و باز
- تیتراسیون رسوبی
- تیتراسیون اکسایش-کاهش (ردوکس یا پتاسیومتری)
- تیتراسیون کمپلکسومتری
دستورالعمل گام به گام انجام تیتراسیون دقیق
این دستورالعمل کاملا کلی است. برخی از انواع تیترهای خاص، مراحل دیگری نیز می توانند داشته باشند.
- تمام شیشه آلات ششامل بورت و ارلن مایر، پیپت ها و … را کاملا بشویید و با آب مقطر و استور کر دهید.
- ظروف را داخل آون با دمای 100 درجه قرار دهید تا کاملا خشک شوند. (خیس بودن شیشه آلات ممکن است باعث تغییر غلظت شود.)
- محلول تیترانت را با دقت آماده کنید. به کالیبراسیون ترازو قبل از توزین توجه کنید.
- حجم مشخصی از آنالیت را داخل ارلن خشک و به دمای محیط رسیده بریزید. این کار را حتما با پیپت انجام دهید. دقت کنید که حباب هوایی داخل پیپت تشکیل نشده باشد و تمام آنالیت تخلیه شود. حجم را حتما ثبت کنید.
- شیر بورت را قبل از پرکردن آن بررسی کنید تا نشتی نداشته باشد.
- از نظر قوانین فیزیکی بهتر است قبل از پر کردن بورت با استفاده از مقداری از تیترانت آن را کر دهید.
- سپس بورت را با استفاده از یک قیف تمیز از تیترانت پر کنید.
- حجم ابتدایی را یادداشت کنید.
- دقت کنید که هیچ حبابی در سوپاپ و لوله بورت ایجاد نشده باشد.
- بورت را به صورت کاملا عمودی با استفاده از گیره و پایه تثبیت کنید.
- داخل ارلن حاوی مجهول مقدار معین شناساگر را اضافه کنید و هم بزنید.
- یک مگنت تمیز با اندازه مناسب داخل ارلن بیاندازید و آن را روی همزن مغناطیسی قرار دهید. استیرر را روشن و سرعت چرخش مگنت را تنظیم کنید.
- با احتیاط شیر بورت را باز و با سرعت کم تیتر را شروع کنید تا به نقطه پایانی برسید.
- به محض مشاهده تغییر رنگ سریعا شیر بورت را ببندید.
- مقدار حجم مصرف شده از تیترانت را از روی بورت بخوانید و محاسبات را انجام دهید.
چالش ها و خطاهای تیتراسیون
گرچه تیتر کردن تکنیکی بسیار ساده و سریع برای به دست آوردن غلظت مجهول است، اما می تواند چالش هایی نیز داشته باشد که در صورت برطرف نکردن آن ها با خطاهای بزرگی مواجه شوید. برخی از این چالش ها را در اینجا بررسی کردیم.
- می توان بدون همزن مغناطیسی نیز، ارلن را هم زد. اما تجربه شخصی من در آزمایشگاه نشان داده است که این کار حتی با وجود مهارت های بالا، احتمال خطا را بالا می برد. با استفاده از یک هیتر استیرر به راحتی می توان این خطا را از بین برد.
- با نزدیک شدن به نقطه پایانی سرعت ریختن تیترانت را کم کنید. حتی می توانید یک قطره یک قطره اضافه کنید. اجازه دهید که کاملا هم زده شود. اگر تغییر رنگ حاصل نشد، دوباره یک قطره اضافه کنید. رد کردن نقطه پایانی، به معنای استفاده حجم بیشتر تیترانت است و خطای بزرگی در غلظت مجهول ایجاد می کند.
- کالیبره نبودن دستگاه هایی که از آن های استفاده می کنید، مانند ترازو و pH متر عامل خطاهای بزرگی هستند. با بررسی کالیبراسیون تجهیزات به راحتی می توان از این خطا جلوگیری کرد.
- پیپت های نیز ممکن است باعث خطا شوند. در پیپت نباید هوایی وجود داشته باشد و تا آخرین قطره محلول از آن تخلیه شود.
- خیس بودن ظروف زمانی که محلول های را داخل آن ها می ریزید، باعث خطا می شود. زیرا غلظت آن ها تغییر می کند.
خرید تجهیزات تیتراسیون از رویان ایران
برای اندازه گیری غلظت نمونه مجهول، روش های مختلفی مانند استفاده از HPLC یا GC معرفی شده اند. تیتراسیون ساده ترین و سریع ترین تکنیک است که با استفاده از تجهیزات بسیار ساده و به نسبت سایر روش ها ارزان تر، می توان غلظت مجهول را محاسبه کرد. همه تجهیزاتی که برای یک تیتراسیون نیاز دارید را می توانید از رویان ایران با کیفیت بالا و قیمت مناسب خریداری نمایید.
