تیتراسیون | تیتراسیون اسید و باز

تیتراسیون چیست؟ این روش که در انواع رسوبی، اکسایش کاهش و… موجود می باشد به افزودن آهسته ی یک محلول با غلظت معلوم (تیترانت) به حجم مشخصی از یک محلول دیگر با غلظت نامشخص گفته می شود. این فرایند تا زمانی ادامه می یابد که واکنش در نقطه ی هم ارزی به خنثی شدن برسد و با تغییر رنگ پایان واکنش اعلام گردد. به دست آوردن این نقطه ی پایانی با تغییر رنگ و با کمک شناساگر، قابل شناسایی خواهد بود. این فرایند به منظور تعیین غلظت گونه ی مجهول و همچنین مشخص کردن درصد خلوص مورد استفاده قر ار می گیرد. در این مقاله به توضیح کامل تیتراسیون اسید و باز، رسم منحنی و تفسیر آن ها، تفاوت های میان نوع مستقیم، غیر مستقیم ، برگشتی یا معکوس کاربرد های آن و خطاهای این روش بیشتر می پردازیم. پس با ما همراه باشید.

قبل از شروع به بحث در مورد این روش و نمودار های آن ، برای درک بهتری تیتراسیون اسید و باز به بررسی اسید قوی /ضعیف و باز قوی/ضعیف توجه کنید:

 

 

بررسی اسید و باز

اسید قوی در محلول به صورت یون هیدرونیوم تجزیه می گردد:

HCl + H2O → H3O+ + Cl

 

اما اسید ضعیف همانند نوع قوی آن نمی تواند به طور کامل به شکل یون هیدرونیوم تجزیه گردد:

CH3COOH + H2O ↔ CH3COO + H3O+

این فرایند برای باز ها نیز به صورت یون هیدروکسیل اتفاق می افتد:

NaOH → Na+ + OH-

اما باز ضعیف به صورت کامل در محلول به فرم OH- تبدیل نمی شود:

NH4OH ↔ NH4+ + OH

مثالی از انواع ضعیف و قوی این مواد را می توانید در زیر مشاهده نمایید:

اسید قوی

 

هیدروکلریک اسید(HCl)،سولفوریک اسید (H2SO4

 نیتریک اسید (HNO3)

اسید ضعیفهیدروفلوئوریک اسید (HF)،

اسید اگزالیک 2(COOH)

اسید استیک (CH₃COOH)

فرمیک اسید (CH₂O₂)

اسید فسفریک (H3PO4)

باز قویسدیم هیدروکساید (NaOH)، پتاسیم هیدروکساید (KOH)،

 لیتیم هیدروکساید (LiOH)

باز ضعیف

 

آمونیوم هیدروکساید (NH4OH)،

آمونیوم (NH3)

 

 

اسید ضعیف و باز ضعیف همیشه به صورت مزدوج در محلول ظاهر می شوند:

HA + H2O ↔ H3O+ + A

 در بالا HA اسید و A- باز مزدج HA به حساب می آید.

A + H2O ↔ OH + HA

در واکنش بالا A باز و HA اسید مزدج A به حساب می آید

 

قاعده ی اساسی: اسید های ضعیف دارای باز های مزدوج قوی می باشند در حالی که باز های ضعیف دارای اسیدهای مزدوج قوی هستند.

همانطور که در دو واکنش بالا نیز مشاهده شد اگر HA اسیدی ضعیف باشد بنابراین A- باز قوی این فرایند به حساب می آید.

تعریف تیتراسیون

 

تیتراسیون

تیتراسیون یک تکنیک برای تعیین غلظت یک محلول ناشناخته و یا تعیین غلظت آن می باشد

همانطور که در شکل بالا نیز نشان داده شده است یک محلول با غلظت شناخته شده (تیترانت) برای تعیین یک محلول با غلظت مجهول(نمونه یا آنالیت)  به کار گرفته شده است. به طور معمول تیترانت (محلول با غلظت مشخص) از طریق بورت به حجم مشخصی از آنالیت به صورت قطره قطره افزوده می شود تا زمانی که واکنش کامل گردد

دانستن حجم تیترانت خوانده شده از روی بورت می تواند به ما در محاسبه ی غلظت آنالیت مورد نظر کمک نماید. اغلب یک شناساگر نیز برای تعیین پایان واکنش مورد استفاده قرار می گیرد. تیترانت و نمونه باید به گونه ای باشند که به صورت جفت اسید-باز انتخاب گردند.

در واقع تیتراسیون اسید و باز بر پایه ی تغییر pH واکنش صورت می پذیرد.

اصطلاحات تیتراسیون:

تیترانت: محلولی با غلظت مشخص که به محلولی دیگر با غلظت نامشخص اضافه می شود تا غلظت آن تعیین گردد.

آنالیت یا نمونه: محلولی که غلظت آن باید مشخص گردد.

نقطه ی هم ارز (نقطه ی اکی والان) : نقطه ای می باشد که در آن مقدار کافی ای از تیترانت ، جهت خنثی سازی کامل محلول نمونه افزوده شده است. در نقطه ی هم ارز در تیتراسیون اسید و باز تعداد مول های اسید برابر با تعداد مول های باز می باشد و محلول تنها از نمک و آب تشکیل می گردد:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

شناساگر: برای آشنایی با شناساگر بهتر است بدانید این ماده یک اسید و یا باز ضعیف می باشد

که به محلول آنالیت افزوده می گردد و موجب می شود تا در هنگام رسیدن به نقطه ی اکی والان شاهد تغییر رنگ محلول باشیم.

در واقع نقطه ی اکی والان نشان می دهد که مصرف این مقدار حجم از تیترانت برای خنثی سازی آنالیت کافی بوده است.

نقطه ای که شناساگر موجب تغییر رنگ محلول می شود را نقطه ی پایانی می گویند.

بنابراین اضافه کردن یک شناساگر به ما کمک می کند نقطه ی اکی والان را در تیتراسیون اسید-باز به صورت بصری مشاهده نماییم.

نقطه ی پایانی: نقطه ای از تیتراسیون اسید و باز می باشد که در آن شاهد تغییر رنگ محلول توسط شناساگر هستیم.

اما تفاوت نقطه ی هم ارزی و نقطه ی پایانی در چیست؟

نقطه ی هم ارزی بیشتر مفهومی ریاضی درد. در این نقطه غلظت یون های هیدروکسید و یون های هیدروژن موجود در محلول با یکدیگر برابر می باشند و محلول خنثی می گردد.

  • اما در حین آزمایش از کجا بفهمیم به این نقطه رسیده ایم؟؟

شما با مشاهده ی اولین تغییر رنگ در محلول می توانید پی ببرید که به نقطه ی هم ارزی رسیده اید. باید توجه نمود که نقطه ی پایانی فاصله ی اندکی با نقطه ی هم ارزی دارد. پابان واکنش و رسیدن به نقطه ی پایانی زمانی اعلام می گردد که تغییر رنگ در محلول ثابت گردد.

مواد لازم برای انجام تیتراسیون حجمی

  •  ارلن مایر
  •  بشر
  •  بورت، پایه ی نگه دارنده ی بورت
  • پیپت، پوآر
  • بالن
  •  ترازو
  •  قیف
  •  مزور

اصول تیتراسیون (باز قوی با اسید قوی):

در ابتدا قبل از شروع به کار حجم آغازین بورت را یادداشت می کنیم و محلول های مورد نیاز را می سازیم و شناساگر مورد نظر را به محلول اضافه می کنیم .سپس شیر متصل به بورت را با دست چپ کمی باز می کنیم به طوری که محلول اسیدی موجود در آن قطره قطره به درون محلول سود موجود در ارلن افزوده شود . محلول موجود در ارلن را با دست راست نگه می داریم و مرتب تکان می دهیم. این کار را تا زمانی انجام می دهیم تا به نقطه ی هم ارزی برسیم.

در نقطه ی هم ارزی فنل فتالئین بی رنگ و متیل اورنژ نارنجی می گردد و این تغییر رنگ با تکان دادن محلول از بین نمی رود و رنگ ثابتی تشکیل می گردد.
حجم پایانی را نیز یاد داشت می کنیم و از اختلاف حجم نهایی مصرفی اسید  موجود در بورت و حجم ابتدایی آن مقدار حجم مصرفی به دست می آید و از آن در محاسبات استفاده می نماییم.
نکته: برای بالا بردن دقت در آزمایش لازم است که تیتراسیون سه مرتبه تکرار گردد و میانگینی از حجم های به دست آمده به عنوان حجم تیتراسیون گزارش گردد.

نمودار های تیتراسیون :

 نمودار های تیتراسیون از نقاطی شامل pH محلول آنالیت بر حسب حجم تیترانت  افزوده شده در طی فرایند titration تشکیل می گردد.

 

نمودار تیتراسیون

در ادامه به بررسی چند نمونه از این نمودار ها می پردازیم:

 

1-تیتراسیون اسید قوی و باز قوی:

فرض کنید آنالیت ما اسید کلریدریک با فرمول شیمیایی HCl  و تیترانت مورد استفاده سدیم هیدروکساید با فرمول شیمیایی NaOH می باشد.

اگر شروع به رسم نقاط pH به دست آمده ی آنالیت بر حسب حجم NaOH مصرفی از بورت کنیم

نمودار تیتراسیون آن به صورت زیر نشان داده می شود:

تیتراسیون اسید قوی و باز قوی

تفسیر نمودار:

نقطه ی 1:

در نقطه ی 1 به دلیل افزوده نشدن NaOH به محلول  ، pH آنالیت پایین می باشد که عمدتا به دلیل وجود +H3O حاصل از تفکیک HCl است.

HCl + H2O → H3O+ + Cl

از آنجایی که قطره قطره محلول سدیم هیدروکساید موجود در بورت به آنالیت افزوده می شود شاهد تغییر در pH و بالا رفتن آن می باشیم.

با افزوده شدن سدیم هیدروکساید یون هیدرونیوم با یون هیدروکسیل بازی وارد واکنش می شود

اما به دلیل غالب بودن مقدار یون هیدرونیوم، همچنان آنالیت اسیدی خواهد بود.

 2:

این pH درست در زمانی ثبت می شود که خنثی سازی کامل انجام نگرفته است.

 3:

این نقطه را نقطه ی اکی والان می نامند در این نقطه تعداد مول های اضافه شده ی سدیم هیدروکساید برابر با تعداد مول های HCl می باشد.

و در آن یون هیدرونیوم توسط یون هیدروکسید خنثی می گردد.

محلول در این pH تنها شامل نمک و آب می باشد پس بنابراین pH آن خنثی و برابر 7 خواهد بود.

HCl + NaOH ↔ NaCl + H2O

 4:

با ادامه پیدا کردن افزایش سود به محلول، pH افزایش پیدا می کند و محلول بازی می گردد.

زیرا هیدروکلریک اسید به طور کامل خنثی گردیده و شاهد افزایش یون هیدروکسید به دلیل تفکیک NaOH در محلول هستیم.

 

بعد از نقطه ی اکی والان: NaOH→ Na++OH

 

2- تیتراسیون باز قوی با اسید قوی:

نمودار های این تیتراسیون نیز همانند مورد قبلی می باشد با این تفاوت که در اول به دلیل اینکه آنالیت مورد استفاده سود می باشد شاهد بالا بودن pH هستیم و با افزودن اسید کاهش PH را شاهد خواهیم بود:

نمودار تیتراسیون باز قوی با اسید قوی

فرض کنید آنالیت ما سدیم هیدروکسید با فرمول شیمیایی NaOH  و تیترانت مورد استفاده  HCl می باشد.

اگر شروع به رسم نقاط pH به دست آمده ی آنالیت بر حسب حجم HCl مصرفی از بورت کنیم نمودار تیتراسیون آن به صورت زیر نشان داده می شود:

 

 

تیتراسیون باز قوی با اسید قوی

 

 1:

در نقطه ی 1 به دلیل افزوده نشدن HCl به محلول  ، pH آنالیت بالا می باشد که عمدتا به دلیل وجود OH حاصل از تفکیکNaOH  است.

NaOH + H2O → Na+ + OH

از آنجایی که قطره قطره محلول سدیم هیدروکساید موجود در بورت به آنالیت افزوده می شود

شاهد تغییر در pH و بالا رفتن آن می باشیم.

با افزوده شدن سدیم هیدروکساید یون هیدرونیوم با یون هیدروکسیل بازی وارد واکنش می شود

اما به دلیل غالب بودن مقدار یون هیدروکسیل، همچنان آنالیت بازی خواهد بود.

 2:

این pH درست در زمانی ثبت می شود که خنثی سازی کامل انجام نگرفته است

 3:

این نقطه را نقطه ی اکی والان می نامند در این نقطه تعداد مول های اضافه شده یHCl برابر با تعداد مول های سدیم هیدروکساید می باشد.

و در آن یون هیدروکسیل توسط یون هیدرونیوم خنثی می گردد.

محلول در این pH تنها شامل نمک و آب می باشد پس بنابراین pH آن خنثی و برابر 7 خواهد بود.

HCl + NaOH ↔ NaCl + H2O

 4:

با ادامه پیدا کردن افزایش HCl به محلول، pH کاهش پیدا می کند و محلول اسیدی می گردد.

زیرا سدیم هیدروکساید به طور کامل خنثی گردیده و شاهد افزایش یون هیدرونیوم به دلیل تفکیک HCl در محلول هستیم.

 

بعد از نقطه ی اکی والان: HCl→ H3O++Cl

 

سایر تیتراسیون ها:

تیتراسیون های اسید – باز به همین جا ختم نمی گردد و انواع گوناگونی دارند که از انواع دیگر این تیتراسیون ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  •  اسید ضعیف با باز قوی
  •  اسید قوی با باز ضعیف
  •  باز ضعیف با اسید ضعیف

در شکل زیر نمودار های این تیتراسیون ها رسم گردیده است:

 

  •  اسید ضعیف با باز قوی

 

 

نمودار تیتراسیون اسید ضعیف با باز قوی

 

  •  اسید قوی با باز ضعیف

 

نمودار تیتراسیون اسید قوی با باز ضعیف

   

  •  باز ضعیف با اسید ضعیف

 

    

 

تیتراسیون باز ضعیف با اسید ضعیف

عوامل خطا در تیتراسیون اسید و باز قوی

 

  • کالیبره نبودن وسایل آزمایشگاهی مورد استفاده در ازمایشگاه مانند بشر، بورت و…
  • استاندارد نبودن تیترانت مورد استفاده برای تیتراسیون ( اسید یا باز مورد استفاده به عنوان تیترانت اول باید با کمک KHP استاندارد گردد و غلظت دقیق آن محاسبه شود) همچنین می توان از تیترازول های آماده برای فروش استفاده نمود.

انواع

در این مقاله تا به اینجا به بررسی نوع اسید و باز تیتراسیون پرداختیم. اما این روش انواع گوناگونی دارد که بسته به نمونه ی آزمایشی می تواند انواع مختلفی از آن مورد استفاده قرار بگیرد. از جمله سایر انواع این فرایند می توان به موارد زیر اشاره نمود.

  • کمپلکسومتری:

در این واکنش اغلب یون های فلزی با معرف دی سدیم اتیلن دی آمین تترااستات( ادتا) به عنوان تیترانت وارد واکنش می شوند. در این فرایند نمونه ی جامد از محلول خارج می شود و عموما برای اندازه گیری مخلوط یون های فلزی مختلف موجود در محلول مورد استفاده قرار می گیرد. تشخیص نقطه ی پایانی در این فرایند معمولا به دو روش صورت می گیرد: 1-شناساگر های بصری: (شامل شناساگر های pH، شناساگر های ردوکس و شناساگر Metallochromic یا PM می باشد) 2- روش های ابزاری: با این حال استفاده از روش های بصری در تعیین نقطه پایانی محدودیت هایی از جمله عدم صحت یا خطاهای انسانی را دارد در نتیجه استفاده از ابزار آلات به جای انسان خطاهای کمتری را در پی خواهد داشت. برخی از تکنیک های ابزاری که در تعیین نقطه پایانی استفاده می شوند عبارتند از: 1-فتومتر 2-پتانسیومتری 3-روش های متفرقه.

  • اکسایش و کاهش:

این فرایند که به نوع ردوکس نیز معروف است، یک واکنش ردوکس (یا کاهش اکسیداسیون) است که شامل انتقال الکترون بین دو گونه است.از تیتراسیون ردوکس می توان برای مطالعه آلودگی در آب آشامیدنی یا تعیین غلظت فلزات در یک محلول استفاده کرد.

  • رسوبی:

این روش برای تعیین مقدار عنصر کاربرد دارد. به عنوان مثال در تعیین کلر با کمک نقره نیترات، کلر به صورت نقره کلرید رسوب می کند. در این فرایند نیز همانند نوع کمپلکسومتری نمونه ی جامد از محلول خارج می شود. اما تفاوت این دو فرایند در این است که در روش کمپلکسومتری جامد خیلی سریع رت و کاملتر تشکیل می شود و همین امر خطاهای موجود را به حداقل می رساند. 

اکسایش و کاهش

در این فرایند مانند تیتراسیون اسید و باز، غلظت گونه ی مجهول را می توان محاسبه نمود با این تفاوت که در این فرایند غلظت گونه ی مجهول آنالیت، عامل اکسایش و یا کاهش می باشد. در همه ی انواع این تیتراسیون ها استفاده از شناساگر ضروری نمی باشد. در برخی موارد تیترانت خود می تواند به عنوان شناساگر عمل نماید. به عنوان مثال پتاسیم پرمنگنات می تواند شناساگر مناسبی در برخی فرایند های اکسایش و کاهش باشد و سبب تغییر رنگی مشهود از بی رنگ به ارغوانی ( حاصل از پرمنگنات های واکنش نکرده در محلول) گردد.

  • مثال1:

از معروفترین فرایندهای اکسایش کاهش می توان به یافتن غلظت یون های مجهول اهن دو ظرفیتی با کمک پتاسیم پرمنگنات اشاره نمود. واکنش این فرایند به شرح زیر می باشد:

5Fe2+(aq) + MnO4(aq) + 8H+(aq) → 5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O

باید توجه نمود که در این واکنش یک مول پرمنگنات با پنج مول آهن وارد واکنش می گردد. در این فرایند شناساگری افزوده نمی شود زیرا پتاسیم پرمنگنات خود می تواند به عنوان شناساگر مورد استفاده قرار بگیرد. پایان واکنش با تغییر رنگ محلول تیتر شونده از بی رنگ به ارغوانی اعلام می گردد.
  • مثال 2:

از مثال های دیگر این فرایند که در صنعت تولید شراب نیز مورد استفاده قرار می گیرد اندازه گیری مقدار سولفور دی اکسید با کمک ید به عنوان تیترانت می باشد. نشاسته در این فرایند به عنوان شناساگر مورد استفاده قرار می گیرد و با تشکیل کمپلکس ید-نشاسته و تغییر رنگ محلول از بی رنگ به آبی ثابت پایان تیتراسیون اعلام می گردد.
  • مثال 3:

مثالی دیگر از این فرایند، کاهش ید (I2)  به یدید ( I-)  می باشد. در این فرایند نیز نشاسته به عنوان شناساگر مورد استفاده قرار می گیرد. در صورتی که تمام مقدار ید در آنالیت کاهش یابد محلول بی رنگ می گردد و نقطه ی پایانی مشخص می گردد.

تفاوت های میان تیتراسیون مستقیم، غیر مستقیم و برگشتی (معکوس)

مستقیم:

در نوع مستقیم ماده ی تیتر شونده به طور مستقیم با تیترانت وارد واکنش می شود ( در بالا به تفسیر راجع به تیتراسیون مستقیم بحث گردید). بنابراین ، نقطه پایانی فرایند نشانگر پایان واکنش است. در نتیجه با استفاده از نقطه پایانی ، می توان مقدار ترکیب ناشناخته موجود در محلول نمونه را تعیین نمود.

غیر مستقیم:

در بعضی مواقع به خصوص زمانی که ماده ی مورد نظر نامحلول و ناپایدار است نمی توان به شیوه ی مستقیم میزان غلظت ماده ی مورد نظر را تعیین نمود. در اینجور مواقع از روش غیر مستقیم کمک می گیرند. در این فرایند ماده ای که قرار است غلظت آن تعیین گردد با ماده ای دیگری وارد واکنش می شود. ماده ی اصلی رسوب می کند و یا از محلول خارج می شود در نتیجه این ماده خود به طور مستقیم در فرایند تیتراسیون شرکت نخواهد داشت. در فرایند غیر مستقیم مقدار مول های ماده ی جایگزین محاسبه می شود و به مقدار گونه ی مورد نظر ربط داده می شود.

  • مثال:

به عنوان مثال سنگ مرمر حاوی مقادیری کربنات کلسیم می باشد و شما می خواهید این مقدار را تعیین نمایید. برای این منظور سنگ مورد نظر را با ماده ای واکنش می دهیم که با کلسیم کربنات وارد واکنش شود و تمام کربنات موجود را حذف نماید. به عنوان مثال برای این کار از اسید نیتریک استفاده می کنیم. مطمئن شوید که شما دقیقاً می دانید چه مقدار اسید نیتریک در ابتدا اضافه کرده اید.

بخشی از آن اسید با کربنات واکنش نشان می دهد ، و بقیه ی آن باقی می ماند. بنابراین ، اگر می دانید در ابتدا چقدر اسید اضافه کرده اید و می دانید چه مقدار اسید باقی مانده است ، تفاوت آن دقیقاً در میزان اسیدی است که با کربنات واکنش نشان می دهد. در نتیجه مقدار مجهول به راحتی محاسبه می گردد.

مقدار اسید باقی مانده را می توان با تیتراسیون با یک باز مانند NaOH مشخص نمود.

معکوس یا برگشتی:

نوع برگشتی یک روش تیتراسیون است که برای تعیین غلظت ناشناخته با استفاده از مقدار اضافی یک ترکیب با غلظت شناخته شده استفاده می شود. یک واکنش شیمیایی بین این ترکیبات وجود دارد. از آنجا که مقدار ترکیب با غلظت افزوده شده در حال حاضر مشخص است ، می توانیم با انجام یک تیتراسیون برعکسی مقدار ترکیبی که با ترکیب ناشناخته واکنش نشان داده است را تعیین کنیم.

به بیان دیگر همانطور که می دانید در تیتراسیون دو مولفه درگیر می باشد “تیترانت” و “تیتر شونده” . تیترانت محلولی با غلظت معلوم است. تیتر شونده آنالیت مورد نظر می باشد. این نمونه، از مواد با غلظت نامشخص تشکیل شده است و با محلول تیترانت وارد واکنش می شود.اما تیتراسیون برگشتی باعث واکنش مستقیم میان تیترانت و تیتر شونده نمی شود.

در ابتدا ما یک ترکیب اضافی به محلول نمونه اضافه می کنیم که منجر به انجام یک واکنش شیمیایی می شود. سپس مقدار باقی مانده را اندازه می گیریم. در ادامه یک مثال می زنیم تا با این فرایند بیشتر آشنا شوید:

  • مثال:

به عنوان مثال ما یک محلول با یون های فلزی (با غلظت نا مشخص) داریم. در این صورت ما می توانیم برای آنالیز محلول از تیتراسیون برگشتی ادتا استفاده نماییم. در ابتدا مقدار اضافی ادتا را به محلول اضافه می نماییم. افزودن ادتا منجر به تشکیل کمپلکس یون فلز-ادتا می شود.

سپس مقدار باقی مانده ی ادتا موجود در نمونه با کمک محلول Mg2+ در حضور شناساگر EBT  در طی فرایند تیتراسیون تعیین می شود. از آنجا که از قبل مقدار ادتای افزوده شده مشخص بوده است ما می توانیم میزان ادتا را که با فلز ناشناخته وارد واکنش شده است تعیین نماییم . در نتیجه با محاسبه میزان فلز موجود مشخص می گردد.

علاوه بر این روش برگشتی می تواند برای تشخیص دقیق نقطه ی پایانی مورد استفاده قرار بگیرد. بعضی اوقات ، به دلیل تغییرات سریع رنگ که در نقطه انتهایی رخ می دهد ، نمی توان نقطه پایانی  را بدست آورد. در مواقعی شبیه به آن ، می توان از روش برگشتی برای به دست آوردن نقطه پایانی استفاده کرد.

تفاوت های میان روش مستقیم و برگشتی:

  • برگشتی: اندازه گیری غلظت ناشناخته ، با استفاده از افزودن مقدار اضافی ای از ترکیب با غلظت شناخته شده
  • مستقیم: واکنش میان ترکیب ناشناخته و ترکیب با غلظت مشخص

 

  • در روش برگشتی یک واکنش شیمیایی رخ می دهد
  • در روش مستقیم تنها یک واکنش شیمیایی رخ می دهد.

 

  • تیترشونده در روش برگشتی مقدار اضافی ماده ی افزوده شده می باشد ( در مثال بالا ادتا)
  • تیتر شونده در روش مستقیم ترکیبی ناشناخته است

این دو روش می توانند از نظر کاربرد نیز متفاوت باشند. روش مستقیم معمولا برای موادی به کار می رود که تغیییر رنگ آن ها در نقطه ی پایانی با چشم قابل مشاهده باشد. در روش معکوس می توان نقطه ی پایانی را با دقت بیشتری، به خصوص برای موادی که تغییر رنگ قابل مشاهده ای در تیتراسیون مستقیم ندارند استفاده نمود.

کاربرد ها

همانطور که پیش از این نیز اشاره گردید تیتراسیون روشی است که در شیمی برای اندازه گیری نسبت مواد شیمیایی موجود در محلول استفاده می شود. این روش به دلیل سادگی و خواص فراوانی که دارد در صنعت به وفور استفاده می شود. در ادامه با کاربرد های آن بیشتر آشنا می شویم:

  • کاربرد های زیست محیطی:

کارشناسان محیط زیست معمولا میزان بارش و آلودگی های موجود در آن را مورد بررسی قرار می دهند. تعیین میزان آلودگی های موجود در هر بارندگی و با برف با کمک تیتراسیون انجام می پذیرد. این روش سریع است و نتایج دقیقی را نشان می دهد.از آنجایی که بیشتر فرآیندهای تیتراسیون به تجهیزات گران قیمت یا تخصصی احتیاج ندارند ، این آزمایش اغلب برای تعیین میزان الودگی های موجود در بارش گزینه ی مناسبی می باشد.

  • آب و فاضلاب:

کیفیت آب به میزان مواد شیمیایی موجود در آن وابسته است.با تجزیه و تحلیل آب می توان میزان آلودگی و الزامات تصفیه ی را تعیین نمود. تیتراسیون مکانیسم اصلی در این تجزیه و تحلیل است. در این صنعت از روش های تیتراسیون پیچیده تری استفاده می شود. در ابتدا سطح آمونیاک موجود در ترکیب با سایر واکنش دهنده ها را اندازه گیری می نمایند تا در نهایت مقدار سایر مواد شیمیایی دیگر مشخص گردد.

  • مواد غذایی:

ترکیباتی که محصولات غذایی را تشکیل می دهند در مقدار مغذی بودن آن نقش ویژه ای دارند. روش فوق تکنیکی است که در این مطالعات کمک می کند. به عنوان مثال ، اسیدیته آب پرتقال با استفاده از یک فرایند تیتراسیون استاندارد به راحتی تعیین می شود.در این فرآیند ، یک الکترود به محلول متشکل از آب پرتقال و آب دیونیزه شده اضافه می شود. سپس با کمک تیترانت اسیدیته ی آب پرتقال تعیین می گردد.تولیدکنندگان می توانند از این تکنیک برای بهبود کیفیت و جلب رضایت رضایت مشتری یا کسانی که نیازهای غذایی خاصی دارند استفاده کنند.

  • داروسازی: 

ساخت دارو و عرضه ی آن به بازار نیازمند دقت زیادی دارد و به اندازه گیری های خاص مواد شیمیایی موجود در دارو متکی می باشد. بنابراین می توان گفت روش فوق بخش مهمی از صنعت داروسازی را تشکیل می دهد که با کمک آن می توان به کنترل کیفیت دارو های تولیدی پرداخت.

منبع

 

Acid-base titration curves. (n.d.). Retrieved March 18, 2019, from https://www.khanacademy.org/test-prep/mcat/chemical-processes/titrations-and-solubility-equilibria/a/acid-base-titration-curves

فروش و خرید مواد شیمیایی را به ما بسپارید.

12 نظر برای «تیتراسیون | تیتراسیون اسید و باز و آشنایی با کاربرد های آن»

  • سلام و عرض خسته نباشید؛ من میخوام مقداری کاستیک با غلظت های مختلف رو با اسید سولفوریک ۹۸ درصد خنثی کنم ویا بعضی مواقع برعکسش اسید سولفوریک با غلظت نامعلوم رو با کاستیک ۴۰ درصد. محاسبات و یا کاری رو که باید انجام بدم رو راهنمایی کنید.

    • مبتکران شیمی می‌گوید:

      با سلام طبق واکنش استوکیومتری بین این دو ماده لازم است تا هر مقدار که H2SO4 استفاده می کنید دو برابر آن NaOH بریزید.
      2NaOH + H2SO4 → 2 H2O + Na2SO4

  • فاطمه می‌گوید:

    سلام خسته نباشید یه تئوری در مورد ph متری کاتیون های دو ظرفیتی باغلظت مجهول(cu)با EDTAمیخواستم

  • مهدی می‌گوید:

    موازنه اسید فسفریک با سود چی میشه
    دوم اینکه :حجم مصرفی سود من 15.5 بوده میخوام بدون به روش استوکیومتری چه جوری حل میکنن جرم مولی فسفریک 98 میباشد تا سود 0.1 نرمال تیتر کردم

    • مبتکران شیمی می‌گوید:

      واکنش شیمیایی موازنه شده، سود با فسفریک اسید به صورت زیر است:
      H3PO4(aq) + 3NaOH(aq) → 3H2O(L) + Na3PO4(aq)
      برای محاسبه گرم فسفریک اسید باید به صورت زیر عمل کرد:
      ابتدا با استفاده از غلظت و حجم سود استفاده شده برای تیتراسیون، از معادله زیر غلظت فسفریک اسید را محاسبه می‌کنیم.
      C1V1=C2V2
      با توجه به این نکته که نرمالیته و مولاریته سود با هم برابر است لذا غلظت C2ای که از رابطه بالا به دست می‌آید همان مولاریته اسید فسفریک است که واحد آن برابر mol.L-1 است. با استفاده از رابطه زیر مقدار گرم فسفریک اسید به دست می‌آید.
      m=C2*V2*M
      که در آن M جرم ملکولی فسفریک اسید است.

    • مبتکران شیمی می‌گوید:

      با سلام اگر تحرک یون را با u نمایش دهید طبق فرمول زیر :
      u=ez/6πηr
      هر چه شعاع یون بزرگتر باشد تحرک یون نیز کمتر خواهد شد.

  • با عرض سلام و خسته نباشید.چند تا سوال داشتم میخواستم بپرسم که جوابش خیلی مهمه برام .بنده میخوام که غلظت سرکه رو اندازه گیری کنم . میخواستم بدونم وقتی که محلول سود در حال اضافه شدن به سرکه هستش به محظ اینکه تغییر رنگ به ارغوانی داد باید شیر بورت رو ببندم
    سوال دیگ اینکه
    به فرض مثال غلظت 20 کیلو سرکه با غلظت 6.18 داریم ؛ با استفاده از چه فرمولی باید چه مقدار آب به سرکه اضافه کنم تا غلظت سرکه به 5 برسه ؟؟

    • مبتکران شیمی می‌گوید:

      با سلام
      جواب سوال اول: با اضافه شدن محلول سود به اسید در صورتی که شناساگر مورد استفاده ی شما فنل فتالئین باشد، رنگ ارغوانی ظاهر می گردد. با افزودن هر قطره سود به محلول ، ارلن را مرتب تکان دهید، در صورتی که رنگ ارغوانی پدید آمده ثابت و پایدار ماند و با تکان دادن از بین نرفت، تیتراسیون را متوقف نمایید
      جواب سوال دوم:برای محلول سازی نیاز است تا شما در اول مشخص کنید که می خواهید محلول ساخته شده دارای چه حجمی باشد (حجم اولیه مهم نیست بلکه تنها غلظت آن مهم است). به دلیل اینکه در سوالتان ذکر نکرده اید که می خواهید چه حجمی از محلول بسازید، فرض را بر این می گیریم که بالن شما 100 میلی لیتر است. نکته ی دوم این است که محاسبات برای گونه ی مجهول (در اینجا اسید استیک) انجام می شود نه برای آب. طبق محاسبات زیر می توانید مقدار حجم برداشته شده از اسید 6.18 مولار را برای ساخت این اسید با غلظت 5 مولار مشاهده کنید:
      M1V1=M2V2
      M1=غلظت اولیه اسید
      V1=حجم اولیه اسید که برای ساخت اسید 5 مولار نیاز است(مجهول)
      M2= غلظت نهایی برای ساخت اسید
      V2=حجم نهایی که می خواهیم اسید با غلظت 5 مولار بسازیم ( به دلیل قید نشدن در سوال محاسبات با حجم 100 میلی لیتر انجام گردیده است)
      V1*6.18= 5*100
      V1= 80.90
      در نتیجه طبق محاسبات صورت گرفته با بالن 100، شما برای ساخت اسید 5 مولار لازم است تا 80.90 میلی لیتر از اسید با غلظت 6.18 مولار بردارید در بالن 100 میلی لیتر بریزید و سپس آب مقطر را به آن اضافه نمایید تا به خط نشانک درج شده بر روی بالن برسد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *