تیتراسیون چیست و انواع آن کدام است؟ یک روش آزمایشگاهی شیمیایی است که برای تعیین غلظت یک ماده در یک محلول استفاده می شود. اگر شما در آزمایشگاه های شیمی مشغول باشید احتمالا این فرایند را آزمایش کرده اید. این روش تکنیک هایی دارد که در ادامه به بررسی این تکنیک ها و معرفی انواع تیتراسیون می پردازیم.
تعریف تیتراسیون
فرآیندی است که در آن یک محلول مشخصی با غلظت معلوم به نام تیترانت به محلولی دیگر با غلظت مجهول به نام آنالیت اضافه می شود تا واکنش شیمیایی بین آن ها رخ دهد. حجم تیترانت مصرفی با یک بورت اندازه گیری می شود و با استفاده از یک فرمول، غلظت آنالیت محاسبه می شود.
بیشتر بخوانید: برای کسب اطلاعات بیشتر از مواد شیمیایی مرک آلمان کلیک کنید.
انواع تیتراسیون
تیتراسیون روش های مختلفی دارد که بر اساس نوع واکنش شیمیایی بین تیترانت و آنالیت تفاوت دارند. برخی از انواع تیتراسیون عبارتند از:
- اسید-باز: روش اسید-باز یک روش آزمایشگاهی شیمیایی است که برای تعیین غلظت یک اسید یا یک باز در یک محلول استفاده می شود. در این روش، یک محلول با غلظت معلوم به نام تیترانت، به محلول دیگر با غلظت نامعلوم به نام آنالیت، اضافه می شود تا واکنش خنثی سازی بین آنها رخ دهد. نقطه پایانی این روش با استفاده از یک شاخص pH یا یک pH سنج تعیین می شود.
- اکسایش-کاهش: در این روش، یک محلول با غلظت معلوم به نام تیترانت، به محلول دیگر با غلظت نامعلوم به نام آنالیت، اضافه می شود تا واکنش اکسایش-کاهش بین آنها رخ دهد.در این واکنش، یک ماده الکترون از دست می دهد (اکسایش می شود) و ماده دیگر الکترون جذب می کند (کاهش می یابد). حجم تیترانت مصرفی با یک بورت اندازه گیری می شود و با استفاده از یک فرمول، غلظت آنالیت محاسبه می شود.
برای تعیین نقطه پایانی اکسایش-کاهش، می توان از روش های مختلفی استفاده کرد. برخی از این روش ها عبارتند از:
- استفاده از شاخص های رنگی که با تغییر رنگ نشان می دهند که واکنش به پایان رسیده است. مثلاً دیفنیل آمین سولفات که با اکسید شدن از رنگ بیرنگ به رنگ آبی تغییر می کند.
- استفاده از پتانسیومتر که پتانسیل الکتریکی محلول را اندازه گیری می کند و نمودار تغییر آن را نشان می دهد. نقطه پایانی زمانی است که پتانسیل محلول به شدت تغییر می کند.
- استفاده از تیترانت های رنگی که خود رنگ دارند و با کاهش یا اکسایش رنگ شان تغییر می کند. مثلاً پرمنگانات پتاسیم که با کاهش از رنگ بنفش به رنگ بیرنگ تغییر می کند.
- کمپلکس سازی : روش کمپلکس سازی یک روش آزمایشگاهی شیمیایی است که برای تعیین غلظت یک یون فلزی در یک محلول استفاده می شود. در این روش، یک محلول با غلظت معلوم به نام تیترانت، به محلول دیگر با غلظت نامعلوم به نام آنالیت، اضافه می شود تا کمپلکس های پیچیده ای بین آنها تشکیل شود. نقطه پایانی این روش با استفاده از یک شاخص کمپلکس ساز یا یک سلکتومتر تعیین می شود.
مواد شیمیایی در تیتراسیون
مواد شیمیایی در تیتراسیون به مواد و فرآیند هایی اطلاق می شود که در روش تجزیه شیمیایی تیتراسیون به کار می روند. تیتراسیون یک روش آزمایشگاهی است که برای تعیین غلظت یک محلول ناشناخته یا شناخته شده با استفاده از یک محلول استاندارد مشخص می شود.
در این روش، یک ماده شیمیایی که تیترانت نام دارد، به صورت قطره قطره به یک ماده شیمیایی دیگر که آنالیت نام دارد، اضافه می شود تا زمانی که واکنش بین آنها به پایان برسد. نقطه پایانی واکنش معمولا با تغییر رنگ یک شناساگر رنگی یا با استفاده از یک پتانسیومتر تشخیص داده می شود. با دانستن حجم و غلظت تیترانت مصرفی، می توان غلظت آنالیت را محاسبه کرد.
کاربرد های تیتراسیون
تیتراسیون در بسیاری از زمینه های علمی و صنعتی کاربرد دارد. برخی از کاربرد های آن عبارتند از:
- تعیین اسیدیته و قلیائیت نمونه آب
- تعیین سختی آب
- تعیین نیتروژن کل به روش کجلدال
- استفاده به عنوان روش های حجم سنجی در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، آب و فاضلاب، معدن، داروسازی و …
- تعیین خلوص و کیفیت دارو ها و مواد شیمیایی
- تعیین غلظت مواد معدنی و فلزات در نمونه های مختلف
تجهیزات آزمایشگاهی در تیتراسیون
برخی از تجهیزات آزمایشگاهی آن عبارتند از:
| تیتراتور: دستگاهی که برای اضافه کردن مقدار مشخصی از تیترانت به آنالیت و تعیین نقطه پایانی تیتراسیون با استفاده از شناساگر رنگی یا پتانسیومتر استفاده می شود. |
| بورت: وسیله ای که برای اندازه گیری و انتقال حجم دقیقی از مایعات، به ویژه تیترانت، به کار می رود. |
| پیپت: وسیله ای که برای اندازه گیری و انتقال حجم دقیقی از مایعات، به ویژه آنالیت، به کار می رود. |
| دیسپنسر: وسیله ای که برای نگه داری و توزیع مایعات، به ویژه مایعات سمی، به کار می رود. |
| شناساگر: ماده رنگی یا الکترونیکی که برای تشخیص نقطه پایانی تیتراسیون به کار می رود. |
| فلاسک: ظرف شیشه ای که برای نگه داری و واکنش دادن محلول ها به کار می رود. |
| همزن مغناطیسی: دستگاهی که برای هم زدن محلول ها با استفاده از یک مغناطه کوچک که توسط یک الکترومغناطیس در حرکت قرار می گیرد، به کار می رود. |
بیشتر بخوانید: برای کسب اطلاعات بیشتر به تجهیزات آزمایشگاهی فانک ژربر مراجعه کنید.
اصطلاحات تیتراسیون
برخی از اصطلاحات بکار رفته در تتراسیون عبارتند از:
- آنالیت: محلولی که غلظت آن ناشناخته است و می خواهیم آن را تعیین کنیم.
- تیترانت: محلولی که غلظت و فرمول شیمیایی آن معلوم است و برای خنثی سازی آنالیت استفاده می شود.
- شناساگر: ماده رنگی که با تغییر رنگ نشان می دهد که واکنش بین آنالیت و تیترانت به پایان رسیده است.
- نقطه هم ارزی: نقطه ای که در آن آنالیت و تیترانت به طور کامل با هم واکنش داده اند و مقدار اکی و الان آن ها برابر است.
- نقطه پایانی: نقطه ای که در آن شناساگر تغییر رنگ می دهد و نشان می دهد که تیتراسیون به پایان رسیده است.
مزایا و کاربرد تتراسیون در دارو سازی
تیتراسیون در دارو سازی یک روش شیمی تجزیه است که برای تعیین خلوص و کیفیت دارو ها و مواد شیمیایی استفاده می شود. تیتراسیون می تواند برای اندازه گیری غلظت اسید ها و بازها، اکسایش کننده ها و کاهنده ها، کمپلکس ها، مواد معدنی و فلزات، آنزیم ها و آنتی بادی ها و غیره در نمونه های دارویی مورد استفاده قرار گیرد.
تیتراسیون می تواند به روش های مختلفی انجام شود، مانند حجم سنجی، پتانسیل سنجی، کولومتری، ترمومتری و کارل فیشر.برخی از مزایای تیتراسیون در داروسازی عبارتند از:
- دقت و صحت بالا
- سادگی و سرعت اجرا
- هزینه پایین
- قابلیت استاندارد سازی
- قابلیت انجام در شرایط مختلف
سئوالات متداول
1- چرا در شیمی، تیتراسیون مهم است؟
چون یک روش دقیق و ساده برای تعیین غلظت یک محلول ناشناخته یا شناخته شده است. با استفاده از تیتراسیون می توان خلوص و کیفیت مواد شیمیایی و دارویی، محاسبه pH، اسیدیته، قلیائیت، سختی آب، نیتروژن کل، اکسایش و کاهش، کمپلکس سازی و غیره را اندازه گیری کرد.
2- انواع مهم و اصلی تیتراسیون کدامند؟
چهار نوع اصلی و مهم تیتراسیون عبارتند از: تیتراسیون اسید و باز، اکسایش کاهش، کمپلکسومتری و پتانسیومتری.
3- در تتراسیون ، تیترانت و آنالیت یعنی چه؟
محلول با غلظت معلوم را تیترانت و محلول با غلظت نامعلوم را آنالیت می گویند.
دیدگاهی موجود نیست