Titrators

Geautomatiseerde titrators van METTLER TOLEDO volgen een specifieke procedure. Deze volgorde is in essentie identiek voor alle verschillende modellen en merken. De procedure wordt enkele malen uitgevoerd, totdat het eindpunt of het equivalentiepunt van de titratiereactie is bereikt (titratiecyclus). De titratiecyclus bestaat voornamelijk uit 4 stappen:

1. De toevoeging van het titrant
   
2. De titratiereactie
   
3. De signaalverzameling
   
4. De evaluatie

Elke stap heeft verschillende specifieke parameters (bijv. toename-interval), die gedefinieerd moeten worden op basis van de specifieke titratietoepassing. Meer complexe toepassingen vereisen meer stappen, zoals het doseren van een extra reagens voor terug-titraties, verdunning en aanpassing van de pH-waarde. Deze stappen en de bijbehorende parameters worden door een titratiemethode uitgevoerd.

Afhankelijk van de gebruiksfrequentie dient u de titratieapparatuur, zoals de buretcilinder, zuiger, klep en buisjes betrekkelijk vaak te reinigen. Het is belangrijk om hoogwaardige ethanol voor de reinigingsprocedure te gebruiken.

1. Afhankelijk van de verontreiniging die door de standaard wordt veroorzaakt, moet u de cilinder, klep en buisjes met gedeïoniseerd water en daarna met ethanol spoelen
   
2. Droog de onderdelen met olievrije perslucht

Deze afwijkende resultaten zijn vooral duidelijk bij zuur/base-titraties met gebruik van één van de pH-indicators. De eerste reden hiervoor is dat deze pH-indicators van kleur veranderen binnen een pH-bereik, in plaats van op een specifieke waarde. Het eigenlijke punt waarop de kleur verandert, hangt heel erg van het monster af en hoeft niet hetzelfde te zijn als het chemische equivalentiepunt. Dit kan resulteren in een kleine afwijking van de resultaten, die eenvoudig wordt gecompenseerd door het titrant te standaardiseren op basis van een gelijkaardige methode als voor monsters.

De tweede reden voor het verschil is de gevoeligheid van het menselijke oog voor kleurverandering. Mogelijk is de kleurverandering al gestart, voordat het menselijke oog een verandering heeft opgemerkt. Dit kan worden aangetoond door gebruik van een fotometrische sensor, zoals de METTLER TOLEDO DP5 Phototrode™. Wanneer één van deze sensors wordt gebruikt, is er een duidelijke verandering van de lichtdoorlatendheid, lang voordat het menselijke een kleurverandering opmerkt. In de typische zuur/base-titratie met gebruik van een potentiometrische indicatie met een pH-sensor wordt een duidelijke signaalverandering opgemerkt wanneer extra zuur (of base) voor het eerst wordt opgemerkt. Hierdoor is dit een betere indicatie van het ware eindpunt.

Over het algemeen zijn er drie problemen met de elektrode of sensor bij de uitvoering van een niet-waterige titratie. Het eerste probleem is een waterige elektrolyt met een niet-waterig oplosmiddel. Dit probleem wordt eenvoudig opgelost door de elektrolyt in de elektrode te vervangen. Het tweede probleem heeft te maken met het feit dat het monster niet geleidend is, wat resulteert in een slecht elektrisch circuit tussen de meet- en referentie-halfcellen of delen van de elektrode, indien gecombineerd. Het gevolg hiervan is signaalruis, vooral bij gebruik van een sensor met een standaard keramische junction in de referentie. Dit probleem probleem wordt deels opgelost door een sensor met een sleeve junction te gebruiken, zoals een DGi113 sensor. Deze sensor heeft LiCl in ethanol als de standaard elektrolyt en in plaats van een keramische junction een sleeve junction van polymeer, met als gevolg een groter contactgebied tussen de werkende en referentie-onderdelen en daardoor minder ruis.

Het derde probleem is geen probleem van de elektrode zelf, maar een probleem bij het hanteren van de sensor. Wil een glazen (pH) sensor goed functioneren, dan moet het glazen membraan (de bol van de elektrode) gehydrateerd zijn. Dit gebeurt door de elektrode in gedeïoniseerd water te conditioneren. Tijdens de niet-watering titratie droogt dit membraan geleidelijk uit, wat de respons van de elektrode reduceert. Als u dit probleem wilt voorkomen of verhelpen, moet de elektrode regelmatig opnieuw geconditioneerd worden door hem in water onder te dompelen.

De traditionele manier voor het opslaan van de titratieresultaten is door ze te printen, ofwel met een USB-P25 compacte strookprinter of met een A4 USB-printer. De titrators van METTLER TOLEDO bieden echter nog andere mogelijkheden, zoals een directe data-export en pdf- of xml-rapporten. Bovendien kunnen de resultaten op een USB-stick worden opgeslagen en naar een aangesloten pc of naar een externe netwerkmap worden gestuurd. Fysieke printers (A4-printers of compacte printers) of virtuele printers (RS232 of USB data export, PDF/XML bestandschrijvers) worden geactiveerd door de 'Record'-functie van een methode. De 'Record'-methodefunctie kan worden aangepast. De titrator genereert ook automatisch een csv-bestand na elk monster met gebruik van een standaard sjabloon, dat naar een USB-stick of een netwerkmap wordt gestuurd. De resultaten kunnen tegelijkertijd naar een printer (fysiek of virtueel) worden gestuurd en als een csv-bestand worden opgeslagen.

De titrant kan met een buret direct aan het monster worden toegevoegd (volumetrie) of elektrochemisch in de titratiecel worden gegenereerd (coulometrie). De coulometrische titratie wordt voornamelijk gebruikt voor bepaling van het watergehalte volgens Karl Fischer wanneer de inhoud erg laag is, bijv. minder dan 50-100 ppm (0,005-0,01%).

De C20S en C30S zijn verkrijgbaar met twee verschillende coulometercellen, met of zonder diafragma. Voor de meeste toepassingen wordt de cel zonder diafragma aangeraden, aangezien die nagenoeg geen onderhoud behoeft. Dankzij het innovatieve ontwerp kan deze cel zonder diafragma van METTLER TOLEDO zelfs voor de bepaling van het watergehalte van oliën worden gebruikt. De cel met diafragma wordt aangeraden voor toepassingen zoals de bepaling van het watergehalte in stoffen die ketonen bevatten. Ook wordt deze cel aangeraden wanneer de hoogst mogelijke nauwkeurigheid wordt vereist.

Het eerste en meest logische antwoord op deze vraag is dat het oplosmiddel vervangen moet worden zodra het monster niet langer oplost. Dit is echter slechts één reden om het oplosmiddel te vervangen. De tweede en minder logische reden is het gebruik van een reagens met twee componenten waarbij het titrant jodium bevat en het oplosmiddel alle overige componenten die nodig zijn voor de Karl Fischer-reactie. Eén van deze overige componenten is zwaveldioxide en dit kan uitgeput raken lang voordat de oploscapaciteit van het oplosmiddel wordt overschreden. Als regel geldt dat het oplosmiddel in deze systemen met twee componenten naar schatting een watercapaciteit heeft van 7 mg water per ml oplosmiddel. Dit betekent dat theoretisch 40 ml oplosmiddel geschikt is voor 280 mg water, voordat het oplosmiddel vervangen dient te worden. Aangezien een typische titrant een concentratie van 5 mg/ml heeft, vereist 280 mg water 56 ml titrant.

Het meest praktische antwoord op deze vraag is om wat blauwe silicagel aan de bovenkant van de droogbuis toe te voegen, die dienst doet als indicator. Zodra een roze kleur in deze gellaag zichtbaar wordt, is het tijd om de moleculaire zeef te vervangen of te regenereren. Natuurlijk kan een toename van de achtergronddrift ook aangeven dat het tijd wordt om de moleculaire zeef te vervangen.

Wanneer u een titratiemethode valideert, moet u de nauwkeurigheid, precisie, reproduceerbaarheid, lineariteit, systematische fouten, robuustheid, duurzaamheid en bepalingslimieten controleren. Voor meer informatie over deze validatie leest u de hoofdstukken over kwaliteitscontrole en validatie in toepassingsbrochure 16 van METTLER TOLEDO - Validatie van titratiemethodes.