تيتراسيون يعنی شمارش - همانند روش گراويمتری تيتراسيون نيز يكی از روش‌های قديمی در شيمی تجزيه می‌باشد. كه هر دویی اين روش‌ها مبتنی بر واكنش شيميايی می‌باشند. در اين روش حجم محلول استاندارد ( تيترانت ) مصرفی، جهت واكنش كامل با ماده مجهول (آناليت) اندازه‌گيری می‌شود كه اين حجم مبين مقدار ماده مجهول می‌باشد.
از آن زمان كه لوشميت و آووگادرو فهميدند كه يك گرم مولكول از ماده حاوی مقدار مشخصی ذره است محلول استاندارد ( تيترانت ) از حل‌كردن وزن مشخصی از ماده بدست آمد. اين بدان معنی است كه اندازه‌گيری حجم مشخصی از تيترانت در طی تيتراسيون می‌تواند شمارش تعداد مشخصی ذره از ماده مجهول ( آناليت ) باشد. بدين ترتيب تيتراسيون همان شمارش است .
با وجود روش‌های دستگاهی و غيردستگاهی فيزيكی و شيميايی جديد امروزه هنوز تيتراسيون به عنوان يكی از روش‌های تجزيه‌ای كمی، در استانداردها جای دارد كه اين حفظ موقعيت را می‌توان به دلايل زير دانست .
- سادگی انجام تيتراسيون : دستگاه‌ها و روش‌ها ساده بوده و به راحتی مهيا می‌گردند . اساس تيتراسيون شناخته شده و به راحتی قابل يادگيری است.
- تيتراسيون يكی از روش‌های قاطع برای اندازه‌گيری آناليت است و نتايج آزمايشات به صورت مستقيم می‌تواند مقدار كمی ماده مجهول مورد اندازه‌گيری را تعيين كند اين روش به مانند روش‌های اسپكتروسكوپی يا فتومتری نياز به كاليبراسيون ندارد.
- تيتراسيون به سرعت انجام می‌پذيرد : زماني كه نتيجه گيری سريع براي شما مهم باشد اين روش می‌تواند در وقت شما نسبت به روشهاي ديگر آناليز كمي، صرفه‌جويی قابل ملاحظه‌ای را انجام دهد.
- تيتراسيون متضمن نتايج با صحت و دقت بالا می‌باشد.
معمولا" تكرارپذيری اكثر تيتراسيون‌ها كه با واحد انحراف استاندارد نسبی اندازه‌گيری می‌شوند زير يك درصد می‌باشند.
- تيتراسيون قابليت اتوماسيون نيز دارد:
تيتراسيون در حد بالايی قابليت اتوماسيون دارد اين بدان معناست كه در آناليز نمونه‌های روتين بسيار مناسب است
· تيتراسيون خيلی مقرون بالصرفه است :
در قياس با ساير روش‌های آناليز كمی، اين روش هزينه كم و كارايی بالايی دارد .
دسته‌بندی واكنش‌های تيتراسيون
الف ) تيتراسيون‌های اسيد باز شامل :
1- اسيد و باز قوی
2- اسيد ضعيف با باز قوی
3- باز ضعيف با اسيدقوی
4- اسيد و باز ضعيف
ب ) تيتراسيون‌های رسوبی شامل :
1- تيتراسيون با تيترانت‌های غيرآلی
2- تيتراسيون‌های سورفكتنتها
ج ) تيتراسيون‌های اكسيداسيون و احيا ( ردكس )
د ) تيتراسيون‌های كمپلكسومتری/كيليتومتری
روش‌های تشخيص نقطه اكی‌والان
اصولا" نقطه اكی‌والان زمانی بدست می‌آيد كه آناليت با تيترانت با نسبت استكيومتری مربوطه به طور كامل واكنش دهند. اگر تيتراسيون را به عنوان " شمارش يون‌ها يا مولكول‌ها " بدانيم، بدست آوردن نقطه اكی‌والان بايد خيلی مهم باشد. انجام اين كار می‌تواند با استفاده از خواص بعضی محلول‌ها به عنوان شناساگر رنگی كه در بهترين حالت در نقطه اكی‌والان تغيير رنگ می‌دهند، انجام شود.
اما اين تغيير رنگ در نقطه پايان اتفاق می‌افتد نه در نقطه اكی‌والان با اينكه نقطه پايان بسيار نزديك به نقطه اكی‌والان است . اما همواره در اين روش انتشار خطا خواهيم داشت از آن گذشته تشخيص افراد مختلف در تشخيص رنگ بسيار متفاوت است.
اصولا" تشخيص نقطه اكی‌والان به سه روش مرسوم انجام می‌پذيرد :
- روش چشمی يا فتومتری
- روش پتانسيومتری
- روش بی‌ولتامتربی/بی‌آمپرومتری
در اين مبحث به روش پتانسيومتری كه روش مرسوم و متداول در اغلب استانداردها می‌باشد می‌پردازيم .
اساس روش پتانسيومتری :
روش پتانسيومتری يكی از متداول‌ترين روش‌های تشخيص نقطه اكی‌والان است اين روش تشخيص، كل تيتراسيون‌های آبی ، غير آبی اسيد و باز، اكسيداسيون احياء، رسوبی و كمپلكسومتری را پوشش می‌دهد .
اساس تشخيص نقطه اكی‌والان به اين روش مبتنی بر دو الكترود می‌باشد، يكی الكترود شناساگر و ديگری الكترود مرجع و چيزی كه در اينجا اندازه‌گيری می‌شود پتانسيل الكترودها نيست بلكه تفاضل پتانسيل بين الكترود شناساگر و الكترود كار در هر لحظه می‌باشد.
در واقع الكترود شناساگر پتانسيلی را تامين می‌نمايد كه وابسته به وضعيت محلول داخل ظرف تيتراسيون می‌باشد.
و الكترود مرجع عهده‌دار تامين پتانسيلی است كه كاملا" مستقل از وضعيت محلول داخل ظرف تيتراسيون است .
اين اختلاف پتانسيل بين دو الكترود توسط يك ولتامتر اندازه‌گيری می‌شود كه مقاومت داخلی بسيار بالايی دارد.
رابطه تئوری اندازه‌گيری اين اختلاف پتانسيل به قرار زير می‌باشد
U = Uo + 2.303×RT ×Logai
Zi × F
R= ثابت گازها ( 8.314 J/K/mol )
U= اختلاف پتانسيل بين دو الكترود
Uo= پتانسيل الكترود شناساگر
Zi= بار يونی
F= عدد فارادی ( 96484.56 C/mol )
ai= فعاليت يونی
دستگاه‌های تيتراسيون‌های پتانسيومتری
همانطور كه در قبل نيز شرح داده شد اين روش نياز به مدار الكتريكی به نام ولت‌متر دارد كه دارای مقاومت داخلی بالايی باشد.
امروزه دستگاه‌های ولت‌متر ساخته شده برای اين منظور تنها يك ولت‌متر ساده نيست. اين دستگاه‌ها علاوه بر وظيفه اصلی كه به عهده دارند كه همانا پيدا كردن حجم مصرفی از تيترانت در نقطه اكی‌والان است بسيار پيشرفته‌تر شده، می‌توانند پس از پيدا كردن اين نقطه اطلاعات را نيز توسط فرمولی كه خود كاربران برای آنها تعريف می‌كنند پردازش نمايند و نتيجه را به صورت مستقيم با ديمانسيون و تعداد ارقام پس از اعشار تعيين شده به نمايش در آورند. علاوه بر آن اطلاعات حاصل از هر آزمايش را می‌توان توسط كامپيوتر ذخيره يا توسط دستگاه چاپگر نمود كه از اين طريق به كاربران اجازه می‌دهند تا بانك اطلاعاتی تيتراسيون را در آزمايشگاه خود داشته باشد تا هر زمان كه نياز بود بتوانند به نتيجه آزمايشی در روز خاصی رجوع كرده آن را ملاحظه يا چاپ نمايد. در نسل جديد اين دستگاه كاربر قادر خواهد بود حتی تيترانت خود را در پله‌های i0.05µLit اضافه نمايد. يكی از كمپانی‌هايی كه بيش از 65 سال در ارتباط با توليد اين نوع دستگاه‌ها در جهان سابقه كار دارد كمپانی Metrohm سوئيس است كه در 65 سال پيش در شهر كوچكی در كشور سوئيس بوجود آمد و تا به امروز كه تبديل به بزرگترين كمپانی در اين ارتباط شده است. دستگاه‌هايی كه در اين كمپانی امروزه برای تيتراسيون توليد می‌كند، در دو نسل Titrando, Titrino توليد می‌شوند .جديدترين مدل اين دستگاه‌ها دارای قابليت‌های منحصر به فردی می‌باشد كه در جهان بی‌همتاست استفاده از تكنولوژی ميكرو الكترومكانيك، استفاده از بورت‌های هوشمند، استفاده از الكترود هوشمند، تبديل پتانسيل الكترود از آنالوگ به ديجيتال امكان انجام دو تيتراسيون به صورت همزمان از توانمندی‌های منحصر به فرد اين دستگاه‌ها می‌باشد. يكی ديگر از تيتراسيون‌های نام آشنا در صنايع نفت و گاز و پتروشيمی تيتراسيون كارل‌فيشر می‌باشد در اين تيتراسيون كه I2 به عنوان تيترانت در تيتراسيونی با استكيومتری يك به يك با آب بعنوان آناليت واكنش می‌دهد و شما با اندازه‌گيری مقدار مصرف I2 به آب نمونه مجهول پی می‌بريد.كمپانی ياد شده بزرگترين و دقيق‌ترين اين دستگاه‌ها را توليد می‌نمايد از ديگر تيتراسيون‌های نام آشنا در صنعت نفت و گاز و پتروشيمی می‌توان اندازه‌گيری H2S، مركاپتان، برم نامبر، برم ايندكس TAN,TBN را نام برد.كه در اين ارتباط می‌توان از روش‌های از پيش آماده خود كمپانی نيز بهره گرفت .در پايان شركت سرمدطب مفتخر است تا با ارائه خدمات پس از فروش از قبل ارائه بولتن‌های كاربردی اطلاعات روز تهيه جزوات و خدمات كاليبراسيون و تامين و قطعات دستگاه‌های ياد شده هر چند، گام كوچكی در راستای اعتلای اين بخش از صنعت كشور بردارد.
