Титраторы — где работают, виды и назначения оборудования

Титрование — это классическая процедура химического анализа, при которой концентрация химического вещества в растворе определяется путём взаимодействия его с известным количеством другого вещества. Основной принцип титрования заключается в следующем: раствор (титрант) добавляется к анализируемой пробе. Титрант содержит известную концентрацию химического вещества, которое вступает в реакцию с определяемым веществом.

Титрант добавляют с помощью бюретки. Бюретка — это прибор, позволяющий точно отмерять количество (объём) добавляемого титранта. Происходящая реакция в исследуемом образце приводит к изменению характеристик, которое можно идентифицировать путём добавления цветового индикатора или с помощью датчика.

Концентрацию определяемого вещества можно рассчитать исходя из объёма титранта, пошедшего на полную реакцию.

Что такое титратор, виды и назначение

Автоматический титратор выполняет этот анализ, используя дозатор с приводом от двигателя, реакционный сосуд с мешалкой, электроды, которые определяют завершение реакции путём измерения разности потенциалов между двумя электродами. Автоматическое титрование повышает точность, повторяемость, воспроизводимость, а также минимизирует ошибки в расчётах и документации.

Рисунок 1. Easy pH, Cl, OX, Pro, KFV

Автоматизация находит широкое применение во всех отраслях химии, биотехнологии, фармацевтики, пищевой промышленности, экологического мониторинга.

Преимущества и недостатки автоматических титраторов

Конструкция титраторов

В современных установках для добавления титранта используются так называемые поршневые бюретки. Они состоят из стеклянного цилиндра (1) с поршнем (2) и клапаном (3). Для заполнения бюретки титрантом клапан открывается в сторону бутыли с реагентом (4), а поршень перемещается вниз. Чтобы добавить титрант в образец, клапан открывается по направлению к образцу, поршень перемещается вверх.

Рисунок 2. Конструкция титраторов

Принцип работы

В автотитраторах используется дозатор с приводом от двигателя, реакционный сосуд с мешалкой и электроды. Завершение реакции определяется путём измерения разности потенциалов между двумя электродами. Автоматизация повышает точность, повторяемость, воспроизводимость, а также минимизирует ошибки в расчётах и документации.

Во время титрования бюретка автоматически наполняется, если расход реагента превышает объем бюретки. Его следует избегать в процессе работы, поскольку оно требует времени (более медленное измерение) и приводит к потере точности. Не рекомендуется использовать бюретку, объем которой намного превышает количество титранта, это снижает точность измерений.

Точность бюретки определяет достоверность результатов и зависит от:

• разрешающей способности привода;
• степени износа поршня;
• коррозии стеклянной бюретки под действием реактивов;
• колебаний температуры окружающей среды.

Если титрант содержит органические растворители и, если температура окружающей среды колеблется более чем на ± 3°C, необходимо измерить температуру, а затем скорректировать добавленный бюреткой объем в зависимости от температуры.

Необходимо регулярно осуществлять поверку оборудования с известным стандартом или с помощью весов.

Виды титровального оборудования

Автоматический титратор способен выполнять широкий спектр титрований:

• кислотно-основное;
• окислительно-восстановительное;
• комплексонометрическое;
• осадочное;
• вольтаметрическое (по К.Фишеру);
• обратное титрование.

Преимущества титраторов, производящихся по методике К. Фишера

В 1935 году немецким химиком Карлом Фишером был разработан метод определения количества воды, содержащейся в анализируемом веществе, основанный на кулонометрическом титровании.

Вода реагирует с йодом и диоксидом серы с образованием триоксида серы и йодоводорода.

I2 + SO2 + H2O → 2HI + SO3

Рисунок 3. Схема установки для титрования по К. Фишеру

Виды титрования по Фишеру:

1. Потенциометрически — для определения содержания воды до 1%. Образец растворяют в метаноле, затем добавляют йод к реагенту КФ.

Рисунок 4. Волюмометрический титратор по методу Карла Фишера V30S

2. Электрохимически — йод, необходимый для реакции, получают анодным окислением йодида из раствора.

Рисунок 5. Кулонометрический титратор по методу Карла Фишера C10SD

На что обратить внимание при выборе титровального устройства?

Необходимо учесть объём загрузки образца, тип, степень пропускной способности.

Для лабораторий, выполняющих широкий спектр анализов, например, в производстве продуктов питания, напитков или в сфере защиты окружающей среды, может потребоваться более гибкая конфигурация устройства. Автотитраторы могут быть объединены в многопараметрическую систему и включать в себя титрование по Фишеру, потенциометрическое, кислотно-щелочное и одноэлементное титрование. Это обеспечивает большую гибкость, когда требуется более одного теста или если анализ не является рутинным.

Рисунок 6. Excellence T9 

Для лабораторий с большими объёмами проб и повышенной потребностью в сокращении времени выполнения анализов существуют роботизированные системы, которые могут автоматически взвешивать, заменять и титровать.

Рисунок 7. Модульный титратор OMNIS

При этом технические специалисты могут работать над другими процессами, что значительно повышает эффективность выполнения работ.

Где купить

В «Миллаб» можно приобрести автоматические титраторы от производителей Brand, Mettler Toledo, METROHM. Наши специалисты с удовольствием ответят на ваши вопросы и подберут набор в зависимости от решаемых задач для достижения желаемого результата!