Titratori

Automatizirani titratori tvrtke METTLER TOLEDO slijede definirani slijed radnji. Slijed je gotovo isti neovisno o upotrijebljenoj metodi i marki. Provodi se i ponavlja nekoliko puta do dosezanja točke završetka ili točke ekvivalencije reakcije titracije (ciklus titracije). Ciklus titracije obično se sastoji od četiri koraka:

1. dodavanja titranta
   
2. reakcije titracije
   
3. dobivanja signala
   
4. evaluacije.

Svaki korak ima različite specifične parametre (npr. vrijednost povećanja) koji se moraju definirati sukladno sa specifičnom primjenom titracije. Složenije primjene zahtijevaju dodatne korake, npr. dispenziranje dodatnog reagensa za povratne titracije, razrjeđivanje ili prilagodbu pH-vrijednosti. Ti se koraci i odgovarajući parametri nastavljaju upotrebljavati u metodi titracije.

Ovisno o učestalosti korištenja opremu titratora (npr. biretu, klip, ventil i cijevi) potrebno je čistiti relativno često. Za postupak čišćenja važno je upotrijebiti etanol visoke kvalitete.

1. Ovisno o onečišćenju uzrokovanom standardnom otopinom isperite biretu, ventil i cijevi deioniziranom vodom, a zatim i etanolom.
   
2. Osušite dijelove stlačenim zrakom bez ulja.

Nepodudaranje rezultata obično se može primijetiti tijekom provođenja kiselo-baznih titracija s pomoću jednog od indikatora pH-vrijednosti. Indikatori pH-vrijednosti ne mijenjaju boju pri određenoj vrijednosti, već je mijenjaju ovisno o rasponu pH-vrijednosti, zbog čega dolazi do nepodudaranja. Stvarna točka tijekom koje dolazi do promjene boje uvelike ovisi o uzorku i ne mora se podudarati s točkom kemijske ekvivalencije. To može uzrokovati mala nepodudaranja rezultata koja se lako mogu poništiti standardizacijom titranta s pomoću metode slične onoj koja se upotrebljava za uzorke.

Osim toga, razlike su prije svega uzrokovane osjetljivošću ljudskog oka na promjenu boje. Ljudsko oko neće odmah primijetiti promjenu boje iako je ona možda već započela. To se može demonstrirati s pomoću fotometrijskog senzora kao što je DP5 Phototrode™ tvrtke METTLER TOLEDO. Uporabom jednog od tih senzora može se primijetiti jasna promjena u prijenosu svjetlosti mnogo ranije nego ljudsko oko primijeti bilo kakvu promjenu boje. U uobičajenoj kiselo-baznoj titraciji s potenciometrijskom indikacijom i pH-senzorom nagla promjena signala događa se pri prvoj pojavi viška kiseline (ili baze) i zato je ona točnija indikacija točke završetka.

Obično se tijekom provođenja titracije u nevodenim medijima javljaju tri glavna problema s elektrodom ili senzorom. Prvi problem nastaje ako se miješaju vodeni elektrolit i nevodeno otapalo. Taj se problem lako rješava zamjenom elektrolita u elektrodi. Drugi je problem povezan s činjenicom da je uzorak nevodljiv, zbog čega je električni krug između mjerenih i referentnih polućelija ili dijelova elektrode slab ako se zajedno upotrebljavaju. To uzrokuje bučni signal, osobito ako se upotrebljava senzor sa standardnim keramičkim spojem u referentnom dijelu. Djelomično rješenje tog problema jest uporaba senzora s cjevastim spojem, na primjer senzora DGi113. Taj senzor ima LiCl u etanolu kao standardni elektrolit, a umjesto keramičkog spoja ima polimerni naglavak zbog čega je područje kontakta između radnih i referentnih dijelova veće, a buka niža.

Treći problem ne odnosi se na elektrodu, već na rukovanje senzorom. Kako bi stakleni (pH) senzor ispravno radio, staklena opna (vrh elektrode) mora biti hidrirana. To se postiže kondicioniranjem elektrode u deioniziranoj vodi. Tijekom titracije u nevodenom mediju ta se opna postupno dehidrira, čime se smanjuje djelovanje elektrode. Da biste spriječili ili riješili taj problem, elektrodu treba redovito ponovno kondicionirati umakanjem u vodu.

Tradicionalan način bilježenja podataka o titraciji jest njihovo ispisivanje, obično na USB kompaktnom pisaču P25 s trakom ili na USB pisaču A4. Međutim, titratori tvrtke METTLER TOLEDO nude druge mogućnosti kao što su izravan izvoz podataka ili izvoz izvještaja u PDF ili XML formatu. Osim toga, rezultate je moguće spremiti na USB pogon ili poslati na povezano računalo ili u mapu udaljene mreže. Fizičke pisače (pisači A4 ili kompaktni pisači) ili virtualne pisače (RS232 ili izvoz podataka na USB, programi za ispisivanje dokumenata u PDF/XML formatu) pokreće funkcija „Record” koja je dio same metode i služi za bilježenje metode. Funkciju „Record” za bilježenje metode moguće je prilagoditi. Osim toga, titrator automatski izrađuje CSV datoteku nakon svakog uzorka s pomoću standardnog predloška i sprema je na USB pogon ili u mrežnu mapu. Rezultate je moguće istodobno poslati na pisač (fizički ili virtualni) i izvesti kao CSV datoteku.

Titrant je moguće dodati izravno u uzorak s pomoću birete (volumetrija) ili elektrokemijski proizvesti u titracijskoj ćeliji (kulometrija). Kulometrijska titracija obično služi za određivanje sadržaja vode prema Karl Fischer titraciji kada je sadržaj vode veoma nizak, npr. niži od 50 – 100 ppm (0,005 – 0,01 %).

Uređaji C20S i C30S dostupni su s dvije različite kulometrijske ćelije: s membranom i bez membrane. Za većinu primjena preporučujemo ćeliju bez membrane jer gotovo uopće ne zahtijeva održavanje. Zahvaljujući inovativnom dizajnu tu ćeliju bez membrane tvrtke METTLER TOLEDO moguće je upotrijebiti čak i za određivanje vode u uljima. Verzija ćelije s membranom preporučuje se za primjene kao što je određivanje vode u tvarima koje sadržavaju ketone ili kada je potrebna najveća moguća točnost.

Prvi i najočitiji odgovor na ovo pitanje jest da je otapalo potrebno zamijeniti čim se uzorak više ne otapa. Međutim, to je samo jedan od razloga za promjenu otapala. Drugi, manje očiti razlog odnosi na reagens s dvije komponente u kojem titrant sadržava jod, a otapalo sadržava sve druge komponente potrebne za reakciju Karla Fischera. Jedna od tih drugih komponenta jest sumporov dioksid koji se može potrošiti i prije nego što se premaši kapacitet otapala da otapa. Obično u tim sustavima s dvije komponente otapalo ima vodni kapacitet od otprilike 7 mg vode po mililitru otapala. To znači da u teoriji 40 ml otapala može primiti 280 mg vode prije potrebe za mijenjanjem otapala. Budući da koncentracija tipičnog titranta iznosi 5 mg/ml, 280 mg vode zahtijeva 56 ml titranta.

Najpraktičnije rješenje jest da dodate malo plavog silika-gela na vrh cijevi za sušenje kako bi vam poslužio kao indikator. Čim se na sloju gela pojavi malo ružičaste boje, vrijeme je da promijenite ili obnovite molekularno sito. Osim toga, i povećanje vrijednosti pozadinskog otklona može biti znak da je vrijeme za zamjenu molekularnog sita.

Pri provjeri valjanosti metode na titratoru potrebno je provjeriti točnost, preciznost, ponovljivost, linearnost, sustavne pogreške, robusnost, izdržljivost i granice određivanja. Za podrobne preporuke za provjeru valjanosti pročitajte odjeljke o kontroli kvalitete i provjeri valjanosti ili pogledajte brošuru o primjenama br. 16 tvrtke METTLER TOLEDO: Provjera valjanosti metoda titracije.