Titratiesystemen

Titraties zijn onder te verdelen in verschillende types: potentiometrisch, amperometrisch, spectrofotometrisch, enz., afhankelijk van de eigenschappen van het gecontroleerde systeem. De groeiende vraag aan snellere resultaten, heeft ertoe geleid dat Hanna Instruments de HI902C ontwikkeld heeft. Dit is een instrument die de automatisatie van de titratieprodecures toelaat, terwijl het snelle en betrouwbare gegevens levert.

Titratie: een beetje geschiedenis

In 1855 definieerde de Duitse chemicus Friedrich Mohr titratie als een ‘wegen zonder weegschaal’-methode, omdat dit proces de bepaling van de concentratie van een monster toelaat zonder complexe instrumenten te gebruiken.
Een manuele titratie vereist hoge precisie, zowel bij de voorbereiding van het materiaal als bij het gebruik van nauwkeurig gedoseerde reagentia. De handeling moet minstens drie keer herhaald worden om een betrouwbare meetwaarde te krijgen. Deze procedure zorgt ervoor dat deze manuele analysetechniek delicaat en tijdrovend is.
Aan de andere kant kunnen de oneindige toepassingen van titratie niet genegeerd worden, zowel voor de organische als de anorganische parameters. In sommige toepassingen, zoals in de voedingsindustrie, gebeurt de bepaling van de hoeveelheid zwaveldioxide in most en wijn, en het zuurheidsniveau van kaas, nog steeds manueel via de Soxhlet-methode.
Titratie kan op verschillende manieren, zoals:: potentiometrisch, amperometrisch, spectrofotometrisch, enz., afhankelijk van de toepassing.

Toepassing

Titratie wordt gebruikt in de analytische chemie om de hoeveelheid of concentratie van een stof te bepalen, ook wel de analyt genoemd. Titratie is een kwantitatieve meting van een analyt in oplossing door de volledige reactie met een reagens.
Bij een titratie wordt één reagens (de titrant) langzaam toegevoegd aan een oplossing die de soort bevat die wordt gemeten (de analyt). Als die wordt toegevoegd, vindt er een chemische reactie plaats tussen de titrant en de analyt. Het punt waarop de reactie voltooid is en een equivalente hoeveelheid titrant en analyt aanwezig is (een stoichiometrisch equivalent) wordt het equivalentiepunt genoemd. Dit kan worden bepaald door een chemische indicator die ook in de oplossing aanwezig is, of door een meetbare fysieke verandering in de oplossing, zoals pH, elektrodepotentiaal, geleidbaarheid of lichtabsorptie (kleur). In de praktijk betekent een abrupte verandering van deze fysieke eigenschap het einde van de titratie, het eindpunt genoemd.
Het doel van de titratie is om de hoeveelheid of concentratie van een analyt te bepalen met een bekende concentratie en volume van een titrant. Titraties zijn gebaseerd op chemische reacties die aan vier vereisten moeten voldoen:
de reactie tussen de analyt en de titrant moet snel plaatsvinden, zonder een secundaire reactie
de reactie moet voltooid zijn
de reactie moet bekende stoichiometrie hebben (reactieverhouding)
moet een handige methode hebben voor eindpuntdetectie
Titraties zijn zeer nauwkeurig en kunnen veel voordelen bieden ten opzichte van alternatieve methoden. Titraties worden snel uitgevoerd en vereisen relatief eenvoudige apparatuur en instrumentatie.

Automatische titratie

Automatische titratie wordt uitgevoerd met instrumentatie die de titrant toevoegt, stopt bij het eindpunt en de concentratie automatisch berekent van de analyt. Automatische titrators zijn het beste voor nauwkeurige en herhaalbare resultaten, omdat een elektrochemische meting wordt gebruikt om het eindpunt te bepalen in tegenstelling tot een subjectieve kleurindicator.
Analyses die kunnen worden uitgevoerd door potentiometrische automatische titrators zijn onder meer:

  • zuur-basetitraties
  • oxidatie reductietitraties
  • complexometrische titraties
  • neerslagtitraties
  • niet-waterige titraties
  • argentometrische titraties
  • pH-, redox- en ionenselectieve metingen

Analyses uitgevoerd door bivoltammetrische automatische titrators omvatten:

  • coulometrische Karl Fischer-titratie (sporenhoeveelheden van waterbepaling)
  • volumetrische Karl Fischer-titratie (bepaling van meer dan 100 ppm water)

De vereiste apparatuur voor automatische titratie omvat een automatische titrator uitgerust met een buret, een gestandaardiseerde titrant, een volumetrische pipet (om het monstervolume te meten) of analytische balans (om een ​​monster te meten of te wegen), een beker, een sensor en een roermechanisme. De automatische titrator moet een nauwkeurig doseersysteem hebben. In systemen met hoge nauwkeurigheid is dit typisch een door een motor aangedreven zuigerburet, een klepsysteem om te schakelen tussen de titrerende inlaat en uitlaat, en een titratietip om de titrant in de monsteroplossing af te geven. Deze drie systemen moeten zo nauwkeurig mogelijk zijn, met een zeer lage versnellingsspeling in het buretaandrijfmechanisme, een lage zuigerafdichting, een nauwkeurige diameter van de glazen cilinder, een laag dood volume in de klep, minimale verdamping/permeatie en chemisch bestendige leidingen.

Normen en standaardisatie

Een van de stoffen die bij een titratie is betrokken, moet als standaard worden gebruikt waarvan de hoeveelheid aanwezige stof nauwkeurig bekend is. De standaard kan aanwezig zijn in de vorm van een zuivere stof of als een oplossing. De titrante oplossing kan op twee manieren worden gestandaardiseerd: met behulp van een primaire standaard, of vaker, titratie tegen een eerder gestandaardiseerde oplossing.