Титрование: от классики к автоматизации

Титрование — это классический метод количественного химического анализа, основанный на точном измерении объема раствора реагента с известной концентрацией (титранта), расходуемого на реакцию с определяемым веществом в анализируемом растворе. Достижение точки эквивалентности (момента, когда добавленное количество титранта химически эквивалентно количеству определяемого вещества) фиксируется визуально по изменению цвета индикатора или с помощью инструментальных методов (потенциометрия, кондуктометрия, фотометрия и др.).

• Химическая промышленность: контроль качества сырья и готовой продукции (кислотность, щелочность, содержание активных веществ, хлора, пероксидов и мн. др.).
• Фармацевтика: анализ активных фармацевтических ингредиентов (АФИ), контроль чистоты субстанций, определение воды по Карлу Фишеру.
• Пищевая промышленность: определение кислотности (титруемая кислотность), содержания соли, витамина С, щелочности, перекисного числа масел.
• Экологический мониторинг: анализ воды и сточных вод (общая жесткость, щелочность, ХПК — химическое потребление кислорода, БПК — биохимическое потребление кислорода, содержание хлоридов, сульфатов).
• Металлургия: контроль состава травильных растворов, анализы руд и сплавов.
• Клинические и биохимические исследования: определение различных показателей в биологических жидкостях.
• Научные исследования: проведение экспериментов, требующих точного дозирования реагентов и установления стехиометрии реакций.

Широта применения обусловлена относительной простотой, доступностью оборудования для базовых анализов и высокой точностью при правильном выполнении.

По способу выполнения анализов титрование можно разделить на так называемой «ручное» титрование и «автоматическое», то есть с применением специальных приборов.

Ручное титрование — традиционный метод, при котором аналитик вручную добавляет титрант из бюретки в колбу с анализируемым образцом, постоянно перемешивая содержимое. Конечную точку титрования определяют визуально по изменению цвета индикатора или по показаниям простейшего прибора (например, рН-метра), при этом момент фиксации точки эквивалентности и остановки подачи титранта также зависит от оператора.

Автоматическое титрование (Автоматические титраторы) использует специализированный прибор (автоматический титратор), который выполняет весь процесс титрования без постоянного вмешательства оператора. Прибор автоматически дозирует титрант, перемешивает раствор, с высокой точностью детектирует конечную точку титрования с помощью электронных датчиков (электродов), обрабатывает данные и выдает результат.

Несмотря на историческую значимость и доступность («оборудование» для ручного титрования включает в себя, по сути, только стеклянные бюретки и колбы), ручное титрование имеет ряд существенных недостатков:

• субъективность и ошибки оператора: визуальное определение конечной точки сильно зависит от восприятия цвета и внимательности аналитика. Запоздалая или преждевременная остановка титрования — частый источник ошибок.
• низкая воспроизводимость: результаты могут значительно варьироваться между разными операторами и даже у одного оператора в разное время.
• трудоемкость и низкая производительность: процесс требует постоянного присутствия и концентрации аналитика. Проведение серии анализов занимает много времени.
• ограниченная точность и чувствительность: точность дозирования бюреткой ниже, чем у автоматических дозаторов. Сложно детектировать слабые или медленные изменения.
• высокие требования к квалификации: для получения надежных результатов нужен опытный персонал.
• риск контакта с реактивами: оператор постоянно взаимодействует с потенциально опасными химическими веществами.
• сложность документирования: данные записываются вручную, что повышает риск ошибок при ведении журналов.

Стоимость автоматических титраторов, несомненно, выше, чем стоимость колб и бюреток, однако, применение этих приборов устраняет большинство недостатков ручного метода, предлагая значительные преимущества:

• объективность и высокая точность: детектирование конечной точки происходит электронным способом по заданным алгоритмам (производная, вторая производная), исключая субъективный фактор. Точные дозаторы обеспечивают минимальную погрешность объемов.
• отличная воспроизводимость: стандартизированные и повторяющиеся условия титрования радикально увеличивают шанс, что анализ проб будет проходить одинаково, тем самым значительно уменьшая и случайную и систематическую погрешность анализа.
• высокая производительность: приборы работают быстро, многие модели позволяют ставить серию образцов на автосемплер и проводить анализ без присмотра (ночью, в выходные).
• повышенная чувствительность: электронные датчики способны фиксировать очень слабые изменения потенциала, проводимости или оптической плотности, недоступные при визуальном контроле.
• снижение трудозатрат: освобождает квалифицированный персонал для других задач. Требует минимального вмешательства оператора (подготовка образца, запуск программы).
• повышение безопасности: минимизирует прямой контакт персонала с реактивами и образцами.
• автоматическое документирование и соответствие нормам: результаты сохраняются в памяти прибора, автоматически обрабатываются и могут быть экспортированы в LIMS. Обеспечивает полную прослеживаемость данных.
• гибкость и универсальность: современные титраторы поддерживают множество методов (потенциометрическое, кондуктометрическое, фотометрическое, термометрическое, кулонометрическое по Карлу Фишеру) и легко переключаются между ними. Позволяют выполнять сложные титрования (неводные, с несколькими конечными точками).
• экономия реактивов: точное дозирование минимизирует расход дорогостоящих титрантов.

Сравнительный анализ ручного и автоматического титрования однозначно демонстрирует превосходство последнего. Хотя ручное титрование остается учебным методом и может использоваться для простейших разовых определений, для современной лаборатории или производственного контроля, где требуются точность, воспроизводимость, производительность, безопасность и соответствие строгим регламентам, автоматическое титрование является практически безальтернативным выбором.

Автоматические титраторы не просто ускоряют процесс — они обеспечивают качественно иной уровень надежности и достоверности результатов, снижают эксплуатационные расходы (труд, реактивы, ошибки) и риски.

Компания Диаэм рада представить Вам линейку автоматических титраторов ЭКОСТАБ, которые при не высокой цене оборудования предоставляют все необходимое для проведения качественного и быстрого титрования любым интересующим Вас методом. В линейке представлены как универсальные титраторы для проведения кислотно-основного, потенциометрического, фотомет рического и других видов титрования, так и титраторы по методу Карла Фишера, причем, модель Titro-40VC, обеспечивает работу как в волюметрическом, так и кулонометрическом режимах.

Диаэм полностью обеспечивает поставку, гарантию, пост-гарантийное сервисное обслуживание приборов и методическую поддержку клиентов.

Будем рады сотрудничеству!

См. также:

Ниже вы можете задать вопрос или оставить запрос в свободной форме: