Was ist ein automatischer potentiometrischer Titrator?
Ein automatischer potentiometrischer Titrator ist ein Gerät, das die Titration, die Bestimmung des Äquivalenzpunktes und die Konzentrationsberechnung in der Titrationsanalyse automatisch durchführt. Durch zusätzliche Funktionen wie Probenwägung und kontinuierliche Messung mehrerer Proben kann eine große Anzahl von Proben effizient analysiert werden.
Die manuelle Titrationsanalyse ist anfällig für individuelle Fehler bei der Beurteilung des Äquivalenzpunktes und der visuellen Bestätigung des Titrationsvolumens, wohingegen sich automatische potentiometrische Titratoren dadurch auszeichnen, dass sie unabhängig von individueller Erfahrung relativ stabile Ergebnisse unter relativ stabilen Bedingungen liefern.
Anwendungen von automatischen potentiometrischen Titratoren
Titrationen werden je nach Art der chemischen Reaktion in vier Kategorien eingeteilt: Neutralisationstitration, chelatbildende (Komplex-)Titration, Fällungstitration und Redoxtitration. Automatische potentiometrische Titratoren werden hauptsächlich in der Qualitätskontrolle, bei Inspektionen und Prüfungen eingesetzt, wo diese Titrationen erforderlich sind.
- Die Neutralisationstitration wird beispielsweise für die Qualitätskontrolle von Lebensmitteln und Getränken wie Fruchtsaftgetränken, Sake und Shochu sowie für Neutralisationstests von Erdölprodukten und Schmierölen verwendet.
- Die chelatometrische Titration, die auf dem Prinzip der Koordination mit einem Metall beruht, wird nicht nur in der metallverarbeitenden Industrie, sondern auch zur Messung der Wasserhärte eingesetzt.
- Die Fällungstitration wird zur Bestimmung des Salzgehalts in Lebensmitteln und zur Bestimmung des Chloridgehalts in Peritonealdialyse-Lösungen eingesetzt.
- Die Redoxtitration ist eine Technik, die z. B. zur Bestimmung des CSB, eines wichtigen Indikators für die Wasserverschmutzung, oder zur Bestimmung von Vitamin C in Lebensmitteln eingesetzt wird.
- Die Titrationstechnik ist vor allem im Bereich der Oberflächenbehandlung (Galvanik) unverzichtbar und spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung neuer Funktionsmaterialien, der Miniaturisierung und der energiesparenden Technik.
Funktionsweise von automatischen potentiometrischen Titratoren
Die Titration ist eine Analysetechnik, bei der eine Standardlösung, deren Konzentration bereits bekannt ist, in eine Lösung getropft wird, die die zu bestimmende Komponente enthält, und anhand dieser chemischen Reaktionen die Menge der zu bestimmenden Komponente berechnet wird.
Bei der manuellen Titrationsanalyse wird der Äquivalenzpunkt durch Zugabe eines Indikators bestimmt, während bei automatischen potentiometrischen Titratoren ein elektrochemischer Sensor (Elektrode) verwendet wird.
Als Sensoren werden Glas-, Platin- und Silberelektroden verwendet. Die Sensoren werden je nach der Methode zur Bestimmung des Äquivalenzpunkts eingesetzt, und zu den Titrationsarten gehören die potentiometrische Titration, die luminometrische Titration, die Polarisationstitration und die coulometrische Titration.
- Bei der potentiometrischen Titration, der am häufigsten verwendeten Methode, wird die Änderung der Potenzialdifferenz zwischen zwei in eine Lösung getauchten Sensoren beobachtet. Wenn beispielsweise bei der Neutralisationstitration zwei Sensoren in ein Gemisch aus der zu quantifizierenden Lösung und einer Standardlösung eingetaucht werden, entsteht eine Potenzialdifferenz, die proportional zur pH-Differenz zwischen den beiden Lösungen ist. Da an dem Punkt, an dem der pH-Wert der beiden Lösungen gleich ist, keine Potenzialdifferenz erzeugt wird, kann der Äquivalenzpunkt bestimmt werden.
- Weitere Methoden sind die Farbänderung durch einen Indikator bei der luminometrischen Titration, die Stromänderung durch Titration bei der polarimetrischen Titration und der Äquivalenzpunkt bei der potentiometrischen Titration auf der Grundlage des Faradayschen Gesetzes.