Titratorer

Automatiserte titratorer fra METTLER TOLEDO følger en definert operasjonssekvens. Denne sekvensen er i utgangspunktet den samme for alle ulike modeller og merkevarer. Den utføres og gjentas flere ganger, til sluttpunktet eller ekvivalenspunktet for titreringsreaksjonen er nådd (titreringssyklus). Titreringssyklusen består hovedsakelig av 4 trinn:

1. tilsetning av titrant
   
2. titreringsreaksjon
   
3. signalinnhenting
   
4. evaluering

Hvert trinn har ulike spesifikke parametre (f.eks. inkrementstørrelse) som må defineres i henhold til den spesifikke titreringsapplikasjonen. Mer komplekse applikasjoner krever flere trinn, f.eks. dispensering av ytterligere en reagens for tilbaketitreringer, fortynning, justering av pH-verdien. Disse trinnene og de korresponderende parametrene er oppsummert i en titreringsmetode.

Avhengig av bruksfrekvensen, må du rengjøre titratorutstyret, som byrettesylindre, stempler, ventiler og slanger, relativt ofte. Det er viktig at det brukes etanol av høy kvalitet til rengjøringen.

1. Avhengig av kontamineringen forårsaket av standarden, skal sylindre, ventiler og slanger skylles med avionisert vann og deretter med etanol.
   
2. Tørk delene med oljefri trykkluft.

Dette avviket i resultatet er primært merkbart når man utfører syre/base-titreringer med én av pH-indikatorene. Den første årsaken til dette er at disse pH-indikatorene skifter farge over et pH-område, i stedet for ved en fast verdi. Det faktiske punktet der fargeendringer forekommer er svært prøveavhengig, og dette samsvarer ikke nødvendigvis med det kjemiske ekvivalenspunktet. Dette kan føre til et lite avvik i resultatet, som enkelt kan oppveies ved å standardisere titranten med en metode som ligner den man bruker for prøver.

Den andre årsaken til avviket har primært med menneskeøyets følsomhet for fargeendring å gjøre. Selv om en fargeendring allerede kan ha begynt å finne sted, har menneskeøyet ennå ikke oppfattet endringen. Dette kan demonstreres ved å bruke en fotometrisk sensor, for eksempel METTLER TOLEDOs DP5 Phototrode™. Med disse sensorene oppfattes en tydelig endring i lysoverføringen lenge før menneskeøyet registrerer noen fargeendring. Ved typisk syre/base-titrering med potensiometrisk indikasjon med en pH-sensor forekommer den skarpe signalendringen ved første spor av overskytende syre (eller base), og er derfor en riktigere indikasjon på sluttpunktet.

Det finnes generelt tre hovedproblemer med elektroder eller sensorer når man utfører en ikke-vannholdig titrering. Det første er problemet med å ha en vannholdig elektrolytt med et ikke-vannholdig løsemiddel. Dette kan enkelt løses ved å skifte elektrolytten i elektroden. Det andre problemet har å gjøre med det faktum at prøven er ikke-ledende, noe som gir en dårlig elektrisk krets mellom måle- og referansehalvcellene eller delene av elektroden hvis den kombineres. Dette fører til støy i signalet, spesielt når man bruker en sensor med en standard keramisk kobling i referansen. En delvis løsning på dette problemet er å bruke en sensor med hylsekobling, for eksempel DGi113 sensoren. Denne sensoren har LiCl i etanol som standardelektrolytt, og i stedet for en keramisk kobling har den en polymerhylse som gir større kontaktområde mellom arbeids- og referansedelene og produserer dermed mindre støy.

Det tredje problemet er ikke et problem med selve elektroden, men med håndteringen av sensoren. For at en glassensor (pH) skal fungere riktig, må glassmembranen (elektrodepæren) være hydrert. Dette oppnås ved å kondisjonere elektroden i avionisert vann. Under ikke-vannholdig titrering blir denne membranen gradvis dehydrert og reduserer dermed elektrodens respons. Elektroden bør kondisjoneres regelmessig ved å bløtlegge den i vann for å forebygge eller utbedre dette problemet.

Den vanlige måten å lagre resultatene fra titratoren på, er å skrive dem ut, enten til en kompakt USB-P25-tapeskriver eller til en USB-A4-skriver. METTLER TOLEDOs titratorer har imidlertid flere muligheter, som direkte dataeksport og rapporter i PDF- og .xml-format. Resultatene kan også lagres på en USB-minnepenn eller sendes til en tilkoblet PC eller en ekstern nettverksmappe. Fysiske skrivere (A4-skrivere eller kompaktskrivere) eller virtuelle skrivere (dataeksport via RS232 eller USB, skriving til PDF/xml) utløses av metodefunksjonen «Record» (Registrer) inni en metode. Metodefunksjonen «Record» (Registrer) kan tilpasses. Titratoren genererer også automatisk en .csv-fil etter hver prøve ved bruk av en standardmal og lagrer den på en USB-minnepenn eller i en nettverksmappe. Resultatene kan samtidig sendes til en skriver (fysisk eller virtuell) og lagres som en .csv-fil.

Titranten kan enten tilsettes direkte i prøven av en byrette (volumetri) eller genereres elektrokjemisk i titreringscellen (coulometri). Coulometrisk titrering brukes hovedsakelig til vannbestemmelser i henhold til Karl Fischer når vanninnholdet er svært lavt, dvs. mindre enn 50–100 ppm (0,005–0,01 %).

C20 og C30 er tilgjengelige med to ulike coulometerceller – med eller uten membran. For de fleste bruksområder anbefaler vi å bruke cellen uten membran, fordi den er nesten vedlikeholdsfri. På grunn av det innovative designet av METTLER TOLEDOs celle uten membran, kan den til og med brukes til bestemmelse av vann i olje. Cellen med membran anbefales til bruksområder som bestemmelse av vann i stoffer som inneholder ketoner. Den anbefales også til bruksområder som krever høyest mulig nøyaktighet.

Det første og mest innlysende svaret på dette spørsmålet er at løsemidlet må byttes straks det ikke lenger løser opp en prøve. Dette er imidlertid bare en av grunnene til at løsemidlet må byttes. En annen og mindre innlysende grunn gjelder når det brukes to-komponentreagenser, der titranten inneholder jod og løsemidlet inneholder alle de andre komponentene som kreves for Karl Fischer-reaksjonen. En av disse andre komponentene er svoveldioksid, og denne kan bli oppbrukt lenge før løsemidlet mister sin evne til å løse opp prøven. Som regel har løsemidlet i disse to-komponentsystemene en omtrentlig vannkapasitet på 7 mg per ml løsemiddel. Dette betyr at 40 ml løsemiddel kan betjene 280 mg vann før løsemidlet må byttes. Siden en typisk titrant har en konsentrasjon på 5 mg/ml vil 280 mg vann kreve 56 ml titrant.

Det mest praktiske svaret på dette spørsmålet er at du kan tilsette litt blå silikagel på toppen av tørkerøret, som vil fungere som en indikator. Så snart dette gellaget får en anelse av rosa, er det på tide å bytte eller regenerere molekylsilen. En økning i bakgrunnsforskyvningen vil naturligvis også indikere at det er på tide å bytte ut molekylsilen.

Når du validerer en titratormetode, må du sjekke ting som nøyaktighet, presisjon, reproduserbarhet, linearitet, systematiske feil, pålitelighet, holdbarhet og grenseverdier for bestemmelser. Du finner mer detaljert informasjon om hvordan du utfører validering i delene om kvalitetskontroll og validering, eller du kan se i brosjyre 16 om METTLER TOLEDO-applikasjoner – Validering av titreringsmetoder.