Titratorer

Automatiske titratorer fra METTLER TOLEDO følger en fastlagt sekvens af operationer. Denne sekvens er dybest set den samme for alle forskellige modeller og mærker. Den udføres og gentages flere gange, indtil titreringsreaktionens afslutningspunkt eller ækvivalenspunkt nås (titreringscyklussen). Titreringscyklussen består primært af 4 trin:

1. Tilsætning af titrervæske
   
2. Titreringsreaktion
   
3. Registrering af signal
   
4. Evaluering

Hvert trin har sine specifikke parametre (f.eks. størrelsen af inkrementer), som skal defineres i henhold til den konkrete titreringsapplikation. Mere komplekse applikationer kræver flere trin, f.eks. dispensering af yderligere en reagent til tilbagetitrering, fortynding, justering af pH-værdien. Disse trin og de tilhørende parametre gentages gennem en titreringsmetode.

Afhængigt af, hvor ofte den bruges, bør du rengøre titratorudstyr som burettecylinder, stempel, ventil og slanger relativt hyppigt. Det er vigtigt at anvende ætanol af høj kvalitet til rengøringen.

1. Afhængigt af den kontaminering, som standarden har forårsaget, kan cylinder, ventil og slanger skylles med deioniseret vand og derefter med ætanol.
   
2. Tør delene med oliefri trykluft

Denne afvigelse mellem resultaterne bemærkes primært, når man udfører syre/base-titrering ved hjælp af en af pH-indikatorerne. Den første årsag hertil er, at disse pH-indikatorer skifter farve over et pH-interval snarere end ved en præcis værdi. Det faktiske punkt, hvor farveændringen finder sted, afhænger i høj grad af prøven og falder ikke altid sammen med det kemiske ækvivalenspunkt. Det kan føre til en lille afvigelse mellem resultaterne, som nemt overvindes ved at standardisere titrervæsken med en metode lig den, der anvendes til prøverne.

Den anden årsag til denne forskel handler primært om det menneskelige øjes følsomhed over for farveskift. Farveændringen kan måske godt være begyndt at indtræffe, selv om det menneskelige øje endnu ikke kan opfatte ændringen. Det kan demonstreres ved at anvende en fotometrisk sensor som f.eks. METTLER TOLEDO DP5 Phototrode™. En sådan sensor kan registrere en tydelig ændring i lystransmittansen, længe inden det menneskelige øje kan opfatte en farveændring. Ved en typisk syre/base-titrering med potentiometrisk indikation med en pH-sensor indtræder den skarpe signalændring ved den første antydning af overskydende syre (eller base) og er derfor en mere præcis indikation af slutpunktet.

Der findes generelt tre primære problemer med elektroder eller sensorer, når man udfører ikkevandig titrering. Det første er problemet med en vandig elektrolyt og et ikkevandigt opløsningsmiddel. Det løses nemt ved at udskifte elektrolytten i elektroden. Det andet problem har at gøre med, at prøven er ikkeledende, hvilket betyder, at det elektriske kredsløb mellem måle- og referencehalvcellerne – eller -delene, hvis der er tale om en kombineret elektrode – er dårligt. Det medfører et signal med meget støj, især ved brug af en sensor med et keramisk standarddiafragma i referencen. En delvis løsning på dette problem er at bruge en sensor med muffediafragma, f.eks. DGi113-sensoren. Denne sensor har LiCl i ætanol som standardelektrolyt, og i stedet for et keramisk diafragma er den udstyret med en polymermuffe, hvilket sikrer en større kontaktflade mellem den arbejdende del og referencedelen og derfor mindre støj.

Det tredje problem har ikke noget med selve elektroden at gøre, men derimod med håndteringen af sensoren. Hvis en glassensor (pH) skal fungere korrekt, skal glasmembranen (elektrodens kolbe) være hydreret. Det opnås ved at konditionere elektroden i deioniseret vand. Under den ikkevandige titrering dehydreres denne membran gradvist, hvilket reducerer elektrodens respons. For at forhindre dette eller afhjælpe dette problem skal elektroden regelmæssigt rekonditioneres ved at dyppe den i vand.

Den traditionelle måde at opbevare titreringsresultater på er ved at udskrive dem, enten på en kompakt USB-P25-printer eller på en USB-A4-printer. Men METTLER TOLEDO-titratorer byder på andre muligheder som direkte dataeksport og rapporter i PDF- eller XML-format. Desuden kan resultaterne gemmes på en USB-nøgle eller sendes til en tilsluttet computer eller til en netværksmappe. Fysiske printere (A4-printere eller kompakte printere) eller virtuelle printere (RS232 eller USB-dataeksport, PDF-/XML-filskrivere) udløses af metodefunktionen "Record" i en metode. Metodefunktionen "Record" kan tilpasses. Tilsvarende genererer titratoren automatisk en CSV-fil efter hver prøve ved hjælp af en standardskabelon og gemmer dem på en USB-nøgle eller i en netværksmappe. Resultaterne kan sendes samtidigt til en printer (fysisk eller virtuel) og som CSV.

Titrervæsken kan enten tilsættes direkte til prøven fra en burette (volumetrisk) eller genereres elektrokemisk i titreringscellen (coulometrisk). Coulometrisk titrering anvendes primært til bestemmelse af vand iht. Karl Fischer, når indholdet er meget lavt, dvs. under 50-100 ppm (0,005-0,01%).

C20S og C30S fås med to forskellige coulometriske celler – med eller uden diafragma. Til de fleste anvendelser anbefaler vi cellen uden diafragma, fordi den stort set er vedligeholdelsesfri. På grund af dens innovative design kan denne celle uden diafragma fra METTLER TOLEDO endda bruges til bestemmelse af vand i olie. Versionen af cellen med diafragma anbefales til anvendelser såsom bestemmelse af vand i stoffer, der indeholder ketoner. Den anbefales også i situationer, hvor den højest mulige nøjagtighed er nødvendig.

Det første og mest åbenlyse svar på dette spørgsmål er, at opløsningsmidlet skal udskiftes, så snart prøven ikke længere bliver opløst. Men det er imidlertid kun én årsag til at udskifte opløsningsmidlet. En anden, mindre åbenlys årsag er relevant i forbindelse med en tokomponentreagent, hvor titrervæsken indeholder jod, og opløsningsmidlet indeholder alle de andre stoffer, som en Karl Fischer-reaktion kræver. Et af disse andre stoffer er svovldioxid, som kan blive brugt op, længe før opløsningsmidlets evne til at opløse er overskredet. Som tommelfingerregel har opløsningsmidlet i disse tokomponentsystemer en omtrentlig vandkapacitet på 7 mg vand pr. ml opløsningsmiddel. Det betyder, at 40 ml opløsningsmiddel i teorien kan håndtere 280 mg vand, før opløsningsmidlet skal udskiftes. Eftersom en typisk titrervæske har en koncentration på 5 mg/ml, ville 280 mg vand kræve 56 ml titrervæske.

Den mest praktiske løsning på dette spørgsmål er at påføre noget blåt silikagel øverst på tørrerøret som indikator. Så snart det første tegn på pink viser sig i gellaget, er tiden inde til at udskifte eller regenerere molekylesien. En stigning i baggrundsafvigelsen kan naturligvis også være tegn på, at det er på tide at udskifte molekylesien.

Når man skal validere en titratormetode, skal man kontrollere ting som nøjagtighed, præcision, reproducerbarhed, linearitet, systematiske fejl, robusthed, holdbarhed og bestemmelsesgrænser. Du kan finde detaljerede anbefalinger om, hvordan man bærer sig ad med at foretage en validering, i vores afsnit om kvalitetskontrol og validering, eller se METTLER TOLEDOs applikationsbrochure 16 – Validering af titreringsmetoder.