Titratorer

Automatiserade titratorer från METTLER TOLEDO följer en definierad åtgärdssekvens. Denna sekvens är i grunden samma för alla olika modeller och märken. Den utförs och upprepas flera gånger tills titreringsreaktionens slutpunkt eller ekvivalenspunkt nås (titreringscykel). Titreringscykeln består huvudsakligen av 4 steg:

1. Titrandtillskott
   
2. Titreringsreaktion
   
3. Signalinsamling
   
4. Utvärdering

Varje steg har olika specifika parametrar (t.ex. stegningsstorlek), som måste definieras enligt den specifika titreringsapplikationen. Mer komplexa applikationer kräver fler steg, t.ex. dispensering av en ytterligare reagens för återtitreringar, utspädning, justering av pH-värde. Dessa steg och motsvarande parametrar återupptas i en titreringsmetod.

Beroende på användningsfrekvensen ska du rengöra titratorutrustningen, som byrettcylinder, kolv, ventil och rör, relativt ofta. Det är viktigt att använda högkvalitativ etanol för rengöringsproceduren.

1. Beroende på kontaminationen orsakad av standarden, ska cylindern, ventilen och rör sköljas med avjoniserat vatten och sedan med etanol
   
2. Torka delarna med oljefri tryckluft

Denna avvikelse i resultat är främst märkbar när man utför syra/bas-titreringar med en av pH-indikatorerna. Det första skälet för detta är att dessa pH-indikatorer ändrar färg över ett pH-intervall och inte vid ett fast värde. Den faktiska punkten vid vilken färgändringen inträffar beror mycket på provet och sammanfaller eventuellt inte med den kemiska ekvivalenspunkten. Detta kan resultera i en liten avvikelse i resultatet som enkelt elimineras genom att man standardiserar titranden med hjälp av en liknande metod som den som används för prover.

Det andra skälet för denna skillnad är huvudsakligen det mänskliga ögats känslighet för färgförändring. När en färgförändring eventuellt redan har börjat inträffa, identifierar det mänskliga ögat ännu ingen förändring. Detta kan demonstreras genom att man använder en fotometrisk sensor som METTLER TOLEDO DP5 Phototrode™. Med hjälp av en av dessa sensorer får man en tydligare ändring i ljustransmittans innan det mänskliga ögat identifierar någon färgförändring. I den typiska syra/bas-titreringen med hjälp av potentiometrisk indikering med en pH-sensor, inträffar den tydliga förändringen av signalen vid det första spåret av överflödig syra (eller bas) och är därför en mer sann indikering av ändpunkten.

I allmänhet finns det tre huvudsakliga elektrod- eller sensorproblem när man utför en ej vattenhaltig titrering. Det första är problemet med att ha en vattenhaltig elektrolyt med ett ej vattenhaltigt lösningsmedel. Man kan enkelt lösa detta genom att ersätta elektrolyten i elektroden. Det andra problemet är relaterat med det faktum att provet inte är konduktivt, vilket resulterar i en dålig elektrisk krets mellan mätnings- och referenshalvceller eller delar av elektroden om de kombineras. Detta resulterar i en signal med störningar, särskilt när man använder en sensor med ett standardmässigt keramiskt diafragma i referensen. En delvis lösning av detta problem är att använda en sensor med ett hylsmembran, som sensorn DGi113. Denna sensor har LiCl i etanol som standardmässig elektrolyt och, istället för ett keramiskt membran, en polymerhylsa som resulterar i större kontaktyta mellan arbets- och referensdelar och därför mindre störning.

Det tredje problemet är inte ett problem med själva elektroden, utan hanteringen av sensorn. För att en glassensor (pH) ska fungera korrekt måste glasmembranet (elektrodlampan) vara hydratiserat. Detta åstadkommer man genom konditionering av elektroden i avjoniserat vatten. Under den icke-vattenbaserade titreringen avhydratiseras detta membran gradvis vilket minskar responsen hos elektroden. För att förhindra detta eller rätta till detta problem ska elektroden omkonditioneras regelbundet genom nedsänkning i vatten.

Det traditionella sättet att spara titreringsresultat är att skriva ut dem, antingen på en USB-kompaktskrivare med -P25 tape eller på en A4 USB-printer. Dock erbjuder METTLER TOLEDO-titratorer andra möjligheter, som direkt dataexport och pdf- eller xml-rapporter. Dessutom kan resultaten sparas på ett USB-minne, skickas till en ansluten dator eller till en fjärrnätverksmapp. Fysiska skrivare (A4-skrivare eller kompaktskrivare) eller virtuella skrivare (RS232 eller USB-dataexport, PDF/XML-filskrivare) utlöses av metodfunktionen “Registrering” inuti en metod. Metodfunktionen “Registrering” kan anpassas. Parallellt genererar titratorn automatiskt en CSV-fil efter varje prov med hjälp av en standardmall och sparar dem på ett USB-minne eller en nätverksmapp. Result kan samtidigt skickas till en skrivare (fysisk eller virtuell) och som CSV.

Titranden kan antingen läggas till direkt i provet med en byrett (volumetri) eller genereras elektrokemiskt i titreringscellen (coulometri). Den coulometriska titreringen används huvudsakligen för vattenbestämning enligt Karl Fischer när innehållet är mycket lågt, t.ex. mindre än 50–100 ppm (0,005–0,01 %).

C20S och C30S är tillgängliga med två olika coulometerceller – med eller utan ett membran. För de flesta tillämpningarna rekommenderar vi cellen utan membranet eftersom den är nästan underhållsfri. Tack vare sin innovativa design kan denna membranfria cell från METTLER TOLEDO även användas för att bestämma vatten i oljor. Versionen av cellen med ett membran rekommenderas för tillämpningar som bestämning av vatten i substanser som innehåller ketoner. Det rekommenderas alltså om bästa möjliga precision krävs.

Det första och mest uppenbara svaret på den frågan är att lösningsmedlet ska ersättas så snart provet inte längre löses upp. Detta är dock endast ett av skälen till att ersätta lösningsmedlet. Ett andra, mindre uppenbart skäl, gäller för fallet med tvåkomponentreagens där titranden innehåller jod och lösningsmedlet innehåller alla de andra komponenterna som är nödvändiga för Karl Fischer-reaktionen. En av dessa komponenter är svaveldioxid och den kan laddas ur långt innan lösningsmedlets upplösningskapacitet har överskridits. Som en allmän regel har lösningsmedlet i dessa tvåkomponentsystem en ungefärlig vattenkapacitet på 7 mg vatten per mL lösningsmedel. Detta betyder att teoretiskt kan 40 mL lösningsmedel hålla 280 mg vatten innan lösningsmedlet måste ersättas. Eftersom den vanliga titranden har en koncentration på 5 mg/mL, skulle 280 mg vatten kräva 56 mL titrand.

Den mest praktiska lösningen på den här frågan är att tillsätta lite blå kiselgel längst upp på torkningsröret för att användas som en indikator. Så snart som det första tecknet av rosa dyker upp i detta gellager är det dags att byta eller generera om molekylsikten. Naturligtvis kan en ökning av bakgrundsdraget också indikera att det är dags att ersätta molekylsikten.

När man validerar en titratormetod måste man kontrollera saker som exakthet, precision, reproducerbarhet, linjäritet, systematiska fel, robusthet, tålighet och bestämningsbegränsningar. För detaljerade rekommendationer om hur man går till väga med den här valideringen kan du titta på våra avsnitt om kvalitetskontroll och validering eller rådfråga METTLER TOLEDOs applikationsbroschyr 16 – Validering av titreringsmetoder.