Makaleyi paylaş
Üniversitedeki ilk dönemimde Analitik Kimya uygulamalı dersinde çok fazla titrasyon yapmak zorunda kalmıştım. Geriye dönüp baktığımda, cam büretle titrant dozunu dikkatli bir şekilde verdiğimi, büreti yeniden doldurmanın zahmetli sürecini ve dönüm noktasını doğru seçip seçmediğime dair sürekli şüphe duyduğumu hatırlıyorum.
Sınıftaki herkes farklı sonuçlar almaya devam etmişti, ancak bunun nedenini hiçbir zaman tam olarak anlayamamıştık. O zamanlar şimdiki kadar tecrübeli değildim. Bugün, titrasyondaki 10 yıllık deneyimimin ardından, manuel titrasyonun sonuçlarının büyük ölçüde bunu yapan kişiye bağlı olduğunu biliyorum. Manuel titrasyondaki en önemli hata kaynaklarını ve bunlardan nasıl kaçınabileceğinizi burada bulabilirsiniz.
Doğru indikatörün seçimi
Eminim bir noktada titrasyonun dönüm noktasının pH değerinin, kullanılan asit ve bazın asit ayrışma sabitine (Ka) bağlı olduğunu öğrenmişsinizdir. Güçlü bir bazın güçlü bir asitle titre edilmesi durumunda dönüm noktasındaki pH değeri 7 civarındadır. Güçlü bir bazın zayıf bir asitle titrasyonu, dönüm noktasını alkali aralığa doğru kaydırır. Güçlü bir asidin zayıf bir bazla titrasyonu, asidik aralıkta bir dönüm noktası ile sonuçlanacaktır. Bu, asit-baz titrasyonlarında neden birkaç farklı indikatörün kullanıldığını açıklamaktadır, peki ama hangisini seçmek doğru?
Yukarıdaki grafik en sık kullanılan pH indikatörlerinden bazılarını göstermektedir. Dönüm noktanız pH 7 civarında olduğunda kristal viyole moru veya metil oranj kullanırsanız doğru sonuçları alamayacağınızı muhtemelen tahmin edebilirsiniz. Neyse ki çoğu standart ve SOPde bir indikatör belirtilmektedir. Talimatları takip ederseniz, güvendesiniz demektir!
Dönüm noktasını tanımlamak subjektiftir
Sorunlar aslında dönüm noktasını belirlemeye çalıştığınızda başlıyor. Renk değişiminin nüanslarını hiç düşündünüz mü?
Yukarıda, c(HCl) = 1 mol/L çözeltisinin c(NaOH) = 1 mol/L ile asit-baz titrasyonuna ait beş aşamayı görüyorsunuz. Her bir görsel ile bir önceki arasındaki tek fark, ek bir damla titranttır. Bu durumda dönüm noktasını nerede seçersiniz?
Yalnızca hafif bir pembenin görülebildiği Resim 1'de dönüm noktasına ulaşıldı mı? Yoksa rengin daha yoğun olduğu resim 3'te mi dönüm noktasına ulaşılıyor? Veya pembe rengin en canlı olduğu resim 5 mi dönüm noktası? Resim 1 ile resim 5 arasında sadece dört damla titrant eklendi. Bir damlanın farmasötik tanımla yaklaşık 50 μL'lik bir hacime denk geldiği kabul edildiğinde, bu durum 200 μL titrant veya yaklaşık 7,3 mg hidroklorik asite karşılık gelmektedir ki bu oldukça büyük bir hata demektir.
Büret hacminin okunması
Büretin nasıl doğru okunacağını hatırlıyor musunuz? Bir tabure üzerinde durmalı ve menisküs değerini yatay olarak okuduğunuzdan emin olmalısınız. Peki neden? Hacim okuması büreti gördüğünüz açıya bağlıdır. Burada gösterilen durumda, okuma açısına bağlı olarak okumalar gerçek değerden 0,2 mL'ye (200 µL) kadar farklılık gösterebilmektedir. Görüş hattınız yataydan ne kadar saparsa, okuma ve sonuç da o kadar hatalı olur. Ortalama 200 μL'lik bir hata olabileceğini varsaydığınızda, önceki örnekte de gösterdiğim gibi, bu bir titrasyon için çok fazla!
Objektifliği ve doğruluğu artırma
Bu hataları nasıl ortadan kaldırabilirsiniz? Üstesinden gelinmesi en kolay olanı okuma hatasıdır. Bunun çözümü bir elektronik büret kullanmaktır. Elektronik büret kullanırken yapmanız gereken tek şey titrantla doldurmak ve ardından bir düğmeye basmaktır. Cihaz hacim miktarını otomatik olarak ölçecek ve size dijital bir değer verecektir. Elektronik büret kullanmak, sonuçlarınıza yüksek düzeyde objektiflik sağlayacak ve doğruluğunu da artıracaktır.
Analitik kimyada doğruluğun ne kadar önemli olduğunu söylememe gerek yok ama bir örnek vereceğim. Altının saflığını %90 olarak belirlediğinizi düşünün, ancak gerçekte %99 saftır. Bu varsayımla altınlarınızı satarsanız çok para kaybedersiniz!
Daha önce, bir renk indikatörü kullanarak görsel dönüm noktası tanımanın 200 µL'ye kadar hatalara yol açabileceğini göstermiştim. Hatalı bir büret okuması ilave 200 µL hataya yol açabilir. Elektronik büret kullanmak, daha objektif bir dönüm nokta tanıma elde etmenize yardımcı olmasa da, damla başına eklenen minimum hacim miktarını azaltacaktır: kullandığınız silindir hacmine bağlı olarak 0,25 µL seviyesine kadar küçük adımlar eklenebilir. Böylece, dönüm noktası tanımlama kaynaklı hatayı önemli ölçüde azaltabilirsiniz. Aşağıdaki minimum hacim eklemeleri yaygındır:
| Silindir hacmi (mL) | Min. hacim eklemesi (µL) |
| 5 | 0.25 |
| 10 | 0.50 |
| 20 | 1.00 |
| 50 | 2.50 |
Sonraki adım: Otomatik titrasyon
Bu yazıda açıklanan tüm hata kaynaklarının üstesinden gelmek istiyorsanız otomatik titrasyona geçmeniz en doğru seçim olacaktır. Bu durumda, numunedeki pH değişimini ölçmek için bir sensör ve dönüm noktasını tespit etmek için de bir matematiksel algoritma kullanacaksınız; artık bir indikatöre gerek kalmayacak. Ayrıca elektronik büret ile aynı hassasiyete sahip olacaksınız.
Daha fazla bilgi için ilgili blog yazımıza göz atın.
Manuel titrasyonlar nasıl otomatik titrasyonlara dönüştürülebilir
Five reasons to switch from manual to automated titration
Manuel titrasyondan otomatik titrasyona geçiş için beş neden
Bilgi birikiminiz
Manual vs. Automated Titration: Benefits and Advantages to Switching
