Титратор: что это, особенность прибора и принцип работы

В данной статье мы узнаем, что такое титрование, какими особенностями обладает данный метод, в чем принцип работы такого оборудования, как титратор. Посмотрим, какими преимуществами и недостатками обладает данный метод определения составляющих. Расскажем, в каких сферах необходимо применение титрования.

Что это такое титратор?

С помощью титратора современные лаборатории определяют массовую долю воды в опытном образце, что такое титрование его виды и преимущества методов, мы уже знаем. Без этого инструмента не обходится химия количественного анализа. Зарождение метода можно отнести к 18 веку, именно в этот период в Европе начинается активное развитие промышленного производства. Это повлекло за собой рост спроса на контроль за качеством выпускаемой продукции. В химической промышленности, где используется серная и соляные кислоты, хлорная вода и сода без титрования работать практически невозможно. Любое промышленное производство требует контролировать химический состав и чистоту применяемых реагентов.

Конечно, наработки по титрованию берут свое начало еще в 17 веке. Это связано с именем И.Р.Глаубера, который занимался приготовлением селитры и поташа из азотной кислоты. В 18 веке в диссертации по концентрированию уксуса появились такие понятия, как стандартный раствор и индикатор. В данном случае работа основывалась на реакции нейтрализации, но в данном случае речь шла о сухих реагентах, которые использовались для нейтрализации кислот, поэтому, в нашем понимании, это нельзя отнести к титрованию.

После монографии, которая вышла в 1767 году развитие этого метода пошло очень стремительно, в ней шла речь о кислотно-основном титровании, а немногим позже, при исследовании способов получения селитры впервые были применены индикаторы в технологическом процессе на промышленных производствах. В этот момент, кстати, был изобретена бюретка лабораторная, вид ее потом изменился, но это была именно она и применялась для измерения в воде количества углекислого газа.

Основные виды

Существует несколько основных видов оборудования для титрования, все они основываются на определении концентрации химического вещества в растворе за счет взаимодействия с известным количеством другого вещества. В данном случае в качестве титранта выступает раствор, именно его и добавляют к исследуемым образцам. Для его добавления используют бюретки, с помощью этого лабораторного инструмента можно с высокой точностью определить объем добавляемого титранта. При это происходит реакция, в результате которой происходит изменение характеристик.

В настоящее время, автоматические титраторы оснащены дозаторами с приводами двигателя и реакционным сосудом с мешалкой. Такие приборы позволяют обеспечить высокую точность результатов и минимизировать человеческий фактор. Современные модели отличаются тем, что в них применяются поршневые бюретки. Они состоит из нескольких элементов:

• - стеклянный цилиндр;
• - клапан;
• - поршень.

Суть в том, что при добавлении титранта клапан открывается в сторону емкости, в которой находится реагент, при этом поршень смещается вниз. В автоматических моделях бюретка наполняется автоматически, но важно, чтобы объем реагента не превышал размер бюретки, это может привести к снижению точности результатов. Кстати, стоит избегать и больших объемов бюретки, намного больше, чем объем титранта.

На точность бюретки влияет несколько факторов. Это разрешающая способность привода, степень износа поршня, возможная коррозия сосуда под действие реактивов. Большую роль играет и колебание температуры внешней окружающей среды при проведении опыта. Это связано с тем, что в составе титранта присутствует большое количество растворителей, поэтому добавляемый объем необходимо корректировать исходя из значений температуры.

Преимущества и недостатки автоматических титраторов

У автоматических титрантов есть как преимущества, так и недостатки. Из положительных характеристик стоит отметить надежность и, при правильном использовании, высокую точность результата. Данное оборудование не требует больших затрат на обслуживание, как и бутирометр для сливок, работа с этим прибором позволяет обеспечить высокую безопасность персонала лаборатории. Производительность при использовании автоматических моделей заметно выше, чем если проводить этот опыт вручную.

Есть и отрицательные моменты использования титрантов. В первую очередь, это достаточно высокие затраты на покупку оборудования. Обслуживание и ремонт все равно придётся включить в статью расходов, т.к. производить замену вышедших из строя элементов все равно придется. Для работы с автоматическим оборудованием необходимо организовать обучение персонала. В настоящее время титровальное оборудование позволяет решить большое количество задач. Например, провести кислотно-основное тирование, окислительно-восстановительное, осадочное и обратное.

Есть титраторы, которые производятся по технологии Фишера, в данном случае определение количества воды в опытном образце определяется при помощи кулонометрического титрования. В данном случае происходит реакция йода и диоксида сера, в результате которой образуются триоксид серы и йодоводород. В данном случае есть несколько видов титрования – потнециометрический, электрохимический. С их помощью количество воды можно определить в газах, жидкостях и даже твердых телах.

Сферы применения титраторов

Основная сфера применения титраторов – химический анализ, его используют не только в лабораторных условиях, но и в промышленной сфере, как и цитометр что это его принципы работы, мы уже обсуждали. Данное лабораторное оборудование используется для того чтобы определять концентрацию растворов. Без этого не обходится сельское хозяйство, косметическая и пищевая промышленность, нефтехимия, фармацевтика. Данный метод позволяет определять объемы кислот, оснований, брома, меркаптановой серы.

Проверка качества воды тоже проводится при помощи титрования, что очень важно для экологии. Оно помогает определить количество соли, хлоридов, уровня кислотности и других параметров, которые влияют на качество и вкус продуктов питания. Перед тем, как лекарства поступают на полки аптек их обязательно проверяют на чистоту состава.