Titolatori: trovare la piattaforma giusta per il lavoro

Jun 09, 2023

Mike May è uno scrittore ed editore freelance che vive in Texas.

La titolazione determina la concentrazione di una sostanza chimica specifica, l'analita, in un campione utilizzando un'altra sostanza chimica o reagente, chiamata titolante. Il reagente reagisce con il campione per produrre un colore, una reazione chimica o un cambiamento in una proprietà elettrica correlata alla concentrazione dell'analita. La quantità di reagente utilizzato viene misurata e convertita in concentrazione.

"Gli strumenti moderni che indicano i risultati di una titolazione utilizzano cambiamenti nelle caratteristiche elettriche", afferma Hank Levi, presidente di Scientific Gear. Questi strumenti sono noti come titolatori potenziometrici.

Per far funzionare un titolatore potenziometrico, un campione viene aggiunto a un contenitore o pallone. Viene inserito un elettrodo per misurare le caratteristiche elettriche, come la tensione del campione. Il reagente viene aggiunto da una buretta finché le variazioni elettriche non raggiungono l'equilibrio o il punto finale. La quantità di reagente necessaria per raggiungere tale punto finale viene misurata e convertita in concentrazione. "Gli scienziati utilizzano titolazioni potenziometriche per un'ampia gamma di analisi della concentrazione chimica, compresi elementi come il sale e l'acido/acidità", spiega Levi.

Negli anni '30, il chimico tedesco Karl Fischer sviluppò uno speciale reagente per analizzare la concentrazione di acqua di un campione. I metodi che utilizzano questi reagenti sono chiamati Karl Fischer. Un reagente Karl Fischer reagisce con l'acqua contenuta in un campione per creare iodio, una sostanza chimica non conduttiva elettrica.

Nel Karl Fischer volumetrico, il reagente viene aggiunto al campione, contenuto in un contenitore sigillato riempito con un solvente appropriato e dotato di un elettrodo. Il reagente viene dosato nel contenitore tramite una buretta. La concentrazione di acqua in un campione viene calcolata dalla quantità di reagente utilizzato per raggiungere il punto finale.

Nel 1959 fu sviluppata una modifica del reagente Karl Fischer. Questo reagente combinava il solvente campione e il reagente che reagiva con l'acqua in un'unica soluzione chimica. Levi sottolinea che "questa tecnica utilizza una corrente elettrica per rilasciare il reagente chimico attivo dalla soluzione combinata reagente/solvente". Il sistema utilizza due elettrodi; uno per rilevare la condizione elettrica del campione e un secondo per fornire la corrente elettrica che rilascia il reagente attivo. Questa tecnica è chiamata Karl Fischer coulometrico.

Per condurre un test Karl Fischer coulometrico, uno speciale recipiente sigillato, dotato di due elettrodi e di una porta per l'inserimento del campione, viene riempito con il reagente Karl Fischer coulometrico. Un campione viene aggiunto attraverso la porta di inserimento e la corrente viene applicata automaticamente per separare il reagente attivo. Qui, la quantità di corrente necessaria per raggiungere l'equilibrio viene convertita nella concentrazione di acqua nel campione.

È possibile aggiungere altre apparecchiature per espandere l'applicazione di un titolatore. Per aumentare la produttività, ad esempio, è possibile utilizzare uno scambiatore di campioni per testare automaticamente più campioni.

Il campione stesso può anche richiedere apparecchiature aggiuntive. In una titolazione Karl Fischer, ad esempio, alcuni campioni, come la plastica, rilasciano acqua solo a temperature più elevate. In questi casi è possibile utilizzare un forno Karl Fischer per convogliare l'acqua nella cella di titolazione. Sia il campione che la misurazione desiderata svolgono un ruolo nella selezione della migliore piattaforma di titolazione per un compito particolare. Per gli scienziati di oggi, sono disponibili in commercio molte opzioni.