تیتراسیون چیست
تیتراسیون یک روش تجزیه‌ای کمی/شیمیایی رایج است که در آزمایشگاه‌ها برای تعیین غلظت ناشناخته یک واکنش‌دهنده شناخته‌شده (آنالیت) استفاده می‌شود. این روش بر اساس واکنش شیمیایی بین یک محلول استاندارد (تیترانت) و محلول آنالیت است.
تیتراسیون یکی از قدیمی‌ترین روش‌های تعیین محتوا در شیمی است و اغلب در تجزیه شیمیایی به کار می‌رود. از یک سو، تیتراسیون نسبتاً ساده و سریع انجام می‌شود؛ از سوی دیگر، تحت شرایط ایده‌آل، تیتراسیون در چند دقیقه نتیجه‌ای بسیار دقیق ارائه می‌دهد.
انواع تیتراسیون
تیتراسیون، که معمولاً به‌عنوان تیترمتری شناخته می‌شود، یک تکنیک تجزیه‌ای کیفی شیمیایی برای تعیین غلظت یک آنالیت در یک مخلوط است. تیتراسیون، که به‌عنوان تجزیه حجمی نیز شناخته می‌شود، تکنیکی مهم در زمینه شیمی تجزیه است.
تیتراسیون روشی برای تعیین غلظت یک محلول با واکنش دادن حجم مشخصی از آن محلول با محلولی دیگر با غلظت شناخته‌شده است.
برای تعیین غلظت یک محلول اسیدی، آن را با محلولی بازی با غلظت شناخته‌شده تیتر کنید.
برای تعیین غلظت یک باز ناشناخته، آن را با اسیدی با غلظت شناخته‌شده تیتر کنید.
در یک بشر، حجم مشخصی از یک محلول اسیدی یا بازی با غلظت ناشناخته قرار داده می‌شود. الکترودهای یک pH متر در این محلول قرار می‌گیرند و pH اولیه محلول خوانده و ثبت می‌شود.
یک بورت با محلولی با غلظت شناخته‌شده (محلول استاندارد یا تیترانت) پر می‌شود.
به‌آرامی مقادیر اندازه‌گیری‌شده‌ای از محلول استاندارد به محلول داخل بشر اضافه و مخلوط می‌شود. پس از هر افزودن، pH اندازه‌گیری و ثبت می‌شود. این مرحله تا رسیدن به نقطه هم‌ارزی (نقطه‌ای که تعداد مول‌های یون H⁺ از اسید برابر با تعداد مول‌های یون OH⁻ از باز شود) تکرار می‌شود.
تیتراسیون اسید و باز
منحنی تیتراسیون نموداری است که محور x آن مقدار تیترانت اضافه‌شده از ابتدای تیتراسیون و محور y آن غلظت آنالیت در مرحله مربوطه تیتراسیون را نشان می‌دهد (در تیتراسیون اسید-باز، محور y معمولاً pH محلول را نشان می‌دهد).
منحنی تیتراسیون در تیتراسیون اسید-باز، قدرت اسید و باز متناظر را نشان می‌دهد. برای یک اسید قوی و یک باز قوی، منحنی تا حدی صاف و در نزدیکی نقطه هم‌ارزی نسبتاً شیب‌دار است. در نتیجه، تغییر اندک در حجم تیترانت در نزدیکی نقطه هم‌ارزی باعث تغییر بزرگ در pH می‌شود و چندین شاخص (مانند لیتموس، فنل‌فتالئین یا بروموتیمول بلو) مناسب هستند.
افزایش شدید pH محلول اسیدی در طی تیتراسیون یک اسید قوی با یک باز قوی نشان‌دهنده خنثی شدن تمام یون‌های H⁺ اسید توسط یون‌های OH⁻ باز است. نقطه هم‌ارزی تیتراسیون، نقطه‌ای است که منحنی در آن تغییر جهت می‌دهد. بروموتیمول بلو یک شاخص رنگی است که در این نقطه هم‌ارزی تغییر رنگ می‌دهد.شایان ذکر است
، شاخص‌هایی مانند فنل‌فتالئین و متیل رد دقیقاً در نقطه هم‌ارزی تغییر نمی‌کنند، اما شیب منحنی آن‌قدر زیاد است که این موضوع اهمیت چندانی ندارد.
تیتراسیون اسید-باز عمدتاً بر اساس خنثی‌سازی یک اسید و یک باز در محلول است. مهم‌تر اینکه، قدرت یک اسید با استفاده از یک محلول استاندارد بازی تعیین می‌شود. این فرآیند به‌عنوان اسیدیمتری شناخته می‌شود.
اسیدها بر اساس میزان تفکیک آن‌ها در آب به قوی یا ضعیف طبقه‌بندی می‌شوند. اگر یک محلول اسیدی با غلظت شناخته‌شده در برابر یک باز قوی تیتر شود، غلظت اسید پس از تکمیل واکنش خنثی‌سازی قابل تخمین است. به همین دلیل، تنها از یک باز قوی در فرآیند تیتراسیون استفاده می‌شود. در این حالت، محلول اسیدی تیترات و باز قوی تیترانت یا محلول استاندارد است.
در این نوع تیتراسیون، محلول تیترات (با غلظت ناشناخته) شامل بیش از یک جزء است.
تیتراسیون مخلوط در برابر یک اسید قوی برای تعیین ترکیب مخلوط یا ارزیابی خلوص یک نمونه انجام می‌شود. با این حال، از آنجا که در طی تیتراسیون دو نقطه پایانی وجود خواهد داشت، به جای یک شاخص، از دو شاخص استفاده می‌شود. شاخص‌هایی مانند فنل‌فتالئین و متیل اورانژ معمولاً به کار می‌روند.
این تیتراسیون‌ها مشابه تیتراسیون‌های اسید-باز حجمی هستند، با این تفاوت که واکنش‌های درگیر، واکنش‌های ردوکس هستند. تمرکز در اینجا بر تعیین غلظت ناشناخته یک عامل کاهنده یا اکسیدکننده است. تیتراسیون عوامل اکسیدکننده یا کاهنده در برابر عوامل کاهنده یا اکسیدکننده قوی انجام می‌شود. در اکثر تیتراسیون‌های ردوکس، یکی از واکنش‌دهنده‌ها به‌عنوان شاخص (شاخص خودکار) عمل می‌کند و با توجه به حالت اکسیداسیون خود تغییر رنگ می‌دهد.
تیتراسیون رسوبی نوعی تیتراسیون است که در طی آن رسوب تشکیل می‌شود.
در تیتراسیون رسوبی، تیترانت با آنالیت واکنش داده و ماده‌ای نامحلول به نام رسوب تولید می‌کند. این فرآیند تا مصرف کامل آنالیت ادامه می‌یابد. این روش تیترمتری شامل تولید رسوب در طول آزمایش تیتراسیون است. آنالیت با تیترانت واکنش داده و ماده‌ای نامحلول تشکیل می‌دهد. فرآیند تیتراسیون تا مصرف آخرین قطره آنالیت تکرار می‌شود. هنگامی که تیترانت به حد خود برسد، با شاخص واکنش داده و پایان فرآیند تیتراسیون را نشان می‌دهد.
نقطه هم‌ارزی تیتراسیون
تیتراسیون کمپلکسومتری، که به‌عنوان کیلاتومتری نیز شناخته می‌شود، نوعی تجزیه حجمی است که در آن از یک کمپلکس رنگی برای تعیین نقطه پایانی تیتراسیون استفاده می‌شود. تیتراسیون روشی رایج در آزمایشگاه‌ها برای تعیین غلظت ناشناخته یک آنالیت از پیش تعریف‌شده است و یک روش تجزیه شیمیایی کمی است.
تیتراسیون کمپلکسومتری شامل شناسایی ترکیبات مشخصی از یون‌های فلزی در محلول است. با افزودن هر قطره تیترانت، واکنش به‌سرعت به حالت تعادل می‌رسد و هیچ‌گونه تداخلی رخ نمی‌دهد. تیتراسیون کمپلکسومتری می‌تواند نقطه هم‌ارزی را با دقت شناسایی کند. شناخته‌شده است که EDTA به‌عنوان تیترانت استفاده می‌شود.
1. تیتراسیون چیست و چه کاربردی دارد؟
تیتراسیون یک روش تجزیه شیمیایی کمی است که برای تعیین غلظت ناشناخته یک ماده (آنالیت) در محلول استفاده می‌شود. این تکنیک در آزمایشگاه‌ها برای تحلیل دقیق مواد شیمیایی به کار می‌رود.
2. چه نوع واکنش‌هایی در تیتراسیون انجام می‌شود؟
تیتراسیون بر اساس واکنش‌های شیمیایی مانند خنثی‌سازی (اسید-باز)، ردوکس، رسوبی یا کمپلکسومتری انجام می‌شود که هر یک برای نوع خاصی از آنالیت مناسب هستند.
3. نقطه هم‌ارزی در تیتراسیون چیست؟
نقطه هم‌ارزی زمانی است که مقدار مولی تیترانت (مانند یون‌های OH⁻) با مقدار مولی آنالیت (مانند یون‌های H⁺) برابر می‌شود و واکنش کامل می‌گردد.
4. چه شاخص‌هایی در تیتراسیون اسید-باز استفاده می‌شوند؟
شاخص‌هایی مانند فنل‌فتالئین، متیل اورانژ و بروموتیمول بلو برای شناسایی نقطه هم‌ارزی در تیتراسیون اسید-باز استفاده می‌شوند.
5. تیتراسیون کمپلکسومتری چه تفاوتی با سایر انواع تیتراسیون دارد؟
تیتراسیون کمپلکسومتری از تشکیل کمپلکس‌های رنگی برای شناسایی نقطه پایانی استفاده می‌کند و معمولاً با EDTA برای تشخیص یون‌های فلزی به کار می‌رود.
تیتراسیون یک روش دقیق و پرکاربرد در شیمی تجزیه برای تعیین غلظت مواد ناشناخته است. این تکنیک به دلیل سادگی، سرعت و دقت بالا در آزمایشگاه‌ها بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. انواع مختلف تیتراسیون، مانند اسید-باز، ردوکس، رسوبی و کمپلکسومتری، امکان تحلیل طیف وسیعی از مواد را فراهم می‌کنند. با استفاده از شاخص‌های مناسب و ابزارهای دقیق، تیتراسیون نتایج قابل اعتمادی برای تحقیقات علمی و صنعتی ارائه می‌دهد.
گرد آوری:بخش علمی بیتوته
