فرآیند تیتراسیون

کالیبراسیون تجهیزات آزمایشگاهی
کالیبراسیون تجهیزات آزمایشگاهی
آبان 1, 1401
معرفی تانک ازت و کاربردهای آن
آبان 15, 1401

فرآیند تیتراسیون

تیتراسیون

تیتراسیون (Titration) یکی از فرآیند های بسیار مهم در علم شیمی به ویژه در شیمی تجزیه و علوم آزمایشگاهی می باشد. این فرآیند یک روش ساده و کاربردی برای تعیین غلظت محلول مجهول می باشد. در واقع به افزودن آرام و آهسته یک محلول با غلظت معلوم (محلول استاندارد) به حجم مشخصی از یک محلول با غلظت نا مشخص و نا معلوم گفته می شود.

همانطور که می دانید امروزه بیشتر آنالیزها و آزمایشات در آزمایشگاه ها و به کمک روش های آنالیز دستگاهی انجام می شوند. اما توجه داشته باشید که استفاده از روش های کلاسیک همانند تیتراسیون همچنان در آزمایشگاه ضروری می باشد.در واقع در محدوده غلظت های پایین روش های کلاسیک شکست می خورند، بنابراین اندازه گیری با روش های مدرن مانند آنالیز دستگاهی می تواند سودمند باشد. اما در محدوده غلظت های بالاتر، روش های مدرن نسبت به روش های کلاسیک از نظر دقت دارای محدودیت هستند، بنابراین تیتراسیون روش جایگزین مناسبتری می باشد.

فرایند تیتراسیون تا زمانی ادامه پیدا می کند که واکنش در نقطه هم ارزی به خنثی شدن دست یابد. در این حالت با تغییر رنگ واکنش، پایان آن اعلام می شود. در حقیقت بدست آوردن نقطه پایانی به کمک شناساگر و با تغییر رنگ، قابل شناسایی خواهد بود.لازم به ذکر است که فرآیند تیتراسیون، تیتر کردن یا تیترامتری نیز نامیده می شود. از طرفی دیگر، به دلیل آنکه در این فرآیند اندازه‌گیری حجم خیلی مهم است، به آن آنالیز حجمی نیز گفته می شود.

اصطلاحات تیتراسیون

آنالیت یا نمونه : به محلولی گفته می شود که غلظت و یا درصد خلوص آن نا معلوم است و باید مشخص گردد.

تیترانت : به محلولی گفته می شود که دارای غلظت و فرمول شیمیایی مشخص و معین می باشد و جهت تعیین غلظت و یا درصد خلوص آنالیت استفاده می شود. به تیترانت، محلول استاندارد، تیتراتور و یا معرف نیز گفته می شود.

شناساگر : به ماده رنگی گفته می شود که با تغییر رنگ آن، می توان متوجه پایان یافتن واکنش بین تیترانت و نمونه شد. شناساگر معمولا یک اسید و یا باز ضعیف است.

 

نقطه هم ارزی یا نقطه اکی والان : به نقطه ای گفته می شود که نسبت های مولی نمونه و تیترانت یکسان شوند. در این نقطه، میزان اکی والان آنالیت و تیترانت با هم برابر می باشد. در واقع در این نقطه، مقدار کافی از تیترانت برای خنثی سازی کامل نمونه اضافه و مصرف شده است. در این هنگام، تیترانت و آنالیت به طور کامل با هم واکنش داده اند و بنابراین تیتراسیون به نقطه هم ارزی رسیده است.

نقطه پایانی : به نقطه ای گفته می شود که شناساگر سبب تغییر رنگ محلول شود.

مطالب پیشنهادی
اولترا فریزر آزمایشگاهی چیست؟

فرآیند یا روش تیتر کردن

همانطور که بیان شد، این روش بر اندازه ‌گیری حجم دقیق یک محلول بنا شده است. واکنش بین آنالیت و محلول استاندارد، واکنش اصلی تیتراسیون محسوب می شود. روش کار به این صورت است كه حجم مشخصی از محلول حاوی آناليت در یک ارلن ريخته مي شود. از طرفی دیگر، محلول استاندارد را در یک بورت می ریزند. از طریق بورت، محلول استاندارد به صورت قطره قطره به محلول آنالیت در ارلن اضافه می شود تا زمانیکه واکنش کامل شود.

تیتراتور

نمودار و منحنی تیتراسیون

منحنی تیتراسیون در واقع نموداری است شامل دو محورX, Y می باشد که در آن، تغییرات خاصیت فیزیکی انتخاب شده برای تعیین نقطه پایانی ( بر روی محور عمودی) بر حسب میزان تیترانت مصرف شده (بر روی محور افقی) را نشان می دهد. در حقیقت منحنی y نشان دهنده غلظت آنالیت مورد نظر در هر مرحله می باشد. در صورتیکه از اسید و باز قوی در فرآیند تیترکردن استفاده شود، تغییرات pH بر روی محور y قرار می گیرد. در این حالت، یک شیب تند در نقطه هم ارزی مشاهده می شود و تغییرات کم در طول نمودار ایجاد می گردد.

انواع روش های تیتراسیون

انواع روش های گوناگون برای تیتر کردن وجود دارد که بسته به نمونه آزمایشی می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. از جمله این روش ها می توان به موارد زیر اشاره نمود.

۱- تیتراسیون مستقیم (Direct titration) :

در این روش آنالیت به طور مستقیم با تیترانت واکنش می دهد. در واقع نقطه پایانی فرآیند، نشان دهنده پایان واکنش می باشد. در نتیجه با استفاده از نقطه پایانی می توان غلظت ترکیب نا شناخته موجود در محلول نمونه را تعیین کرد.

۲- تیتراسیون غیر مستقیم (Indirect titration) یا تیتراسیون جایگزینی (substitution titration) :

در این روش به دلیل نا محلول و نا پایدار بودن نمونه مورد بررسی، آنالیت با ماده ای دیگر واکنش می دهد. در حقیقت آنالیت مورد نظر یا رسوب می کند و یا از محلول خارج می شود. در نتیجه به طور مستقیم در فرآیند تیتراسیون شرکت نخواهد کرد. در اینجا، مقدار مول های ماده جایگزین محاسبه و به مقدار انالیت مورد نظر ربط داده می شود.

۳- تیتراسیون معکوس (inverse titration) یا تیتراسیون برگشتی (back titration) :

به تیتراسیونی گفته می شود که در جهت عکس انجام ‌شود. در این روش به جای تیتراسیون آنالیت اصلی، مقدار اضافی یک ترکیب با غلظت شناخته شده (معرف استاندارد) به محلول اضافه می گردد و این مقدار اضافی تیتر می شود.

در فرآیند تیتر کردن برگشتی یا معکوس، واکنش مستقیم میان تیترانت و تیتر شونده انجام نمی شود. این عمل زمانی سودمند است که تشخیص نقطه پایانی، راحت ‌تر از تیتراسیون معمولی باشد. در واقع زمانیکه واکنش بین آنالیت و تیترانت به کندی انجام شود، واکنش از نوع ته نشینی باشد و یا آنالیت یک جامد حل نشدنی باشد کاربرد خواهد داشت.

مطالب پیشنهادی
انتخاب میکروسکوپ آزمایشگاهی

انواع تیتراسیون

انواع متفاوتی از تیتر کردن بر اساس نوع واکنش درگیر و با اهداف مختلف وجود دارد. رایج‌ ترین انواع آن عبارتند از :

۱- تیتراسیون اسید و باز : که در آن یک تیترانت اسیدی یا بازی با آنالیتی که باز یا اسید است درگیر واکنش می شود. این واکنش در واقع یک واکنش خنثی شدن اسید و باز می باشد. تیتراسیون های اسید باز شامل موارد اسید و باز قوی، اسید ضعیف با باز قوی، باز ضعیف با اسید قوی و اسید و باز ضعیف می باشد.

۲- کمپلکسومتری : این روش در واقع واکنش کمپلکس شدن یک فلز با یک لیگاند می باشد. معمولا معرف مورد استفاده در این فرآیند، دی سدیم اتیلن دی آمین تترااستات (EDTA) می باشد.

۳- تیتراسیون رسوبی : این روش در واقع برای تعیین غلظت عناصر کاربرد دارد. در نتیجه معمولا محصول واکنش رسوب خواهد کرد. تیتراسیون های رسوبی شامل موارد تیتراسیون با تیترانت های غیر آلی و تیتراسیون های سورفكتنت ها می باشد.

۴- تیتراسیون اکسایش- کاهش (ردوکس) : که در آن تیترانت یک ماده اکسید کننده یا کاهش دهنده می باشد. در حقیقت فرآیند تیتر کردن یک واکنش اکسایش-کاهش می باشد. معمولا به دلیل رنگی بودن واکنش دهنده ها، نیازی به اضافه کردن شناساگر نیست.

۵- تیتراسیون فاز گازی : در این روش واکنش‌ دهنده ها را با یک گاز اضافی مخلوط می‌ کنند. در واقع گاز جای تیترانت را در فرآیند می ‌گیرد.

۶- تیتراسیون پتانسیل زتا : در این فرآیند، کامل شدن واکنش به وسیله پتانسیل زتا مشخص می شود نه شناساگر.

۷- یدومتری : به واکنشی گفته می شود که در آن ید اکسید می شود. در این تیتراسیون، ید نقش شناساگر داشته و معمولا از تیوسولفات به عنوان تیترانت استفاد می شود.

 

کاربردهای تیتراسیون

از آن جهت که فرآیند تیتر کردن یک فرآیند شیمی تجزیه می باشد، بنابراین برای اندازه گیری غلظت استفاده می شود. بنابراین در صنایع مختلفی مانند صنایع غذایی، آزمایشگاه های تشخیص طبی، آزمایش های شیمی، معدن، صنایع آب و فاضلاب، داروسازی و غیره کاربرد زیادی دارد. علاوه بر آن، در علم زیست شناسی برای تعیین غلظت ویروس ها و باکتری ها نیز استفاده می شود.

 

مجموعه پارمیس طب از ارائه دهندگان تجهیزات آزمایشگاهی برندها معتبر و با کیفیت می باشد که برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید با همکاران ما در ارتباط باشید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.