1. תקינה של NaOH עם אשלגן מימןפתלט (KHC8H4O4)
2. טיטרציה של חומץ עם פתרון נתרן הידרוקסיד מתוקנן
מקור: המעבדה של ד"ר יי ני טאן — הסוכנות למדע, טכנולוגיה ומחקר
טיטציה היא טכניקה נפוצה המשמשת לקביעת הריכוז הלא ידוע של ניתוח מזוהה. 1-4 זה נקרא גם ניתוח נפחי, כמו מדידת כרכים הוא קריטי טיטציה. ישנם סוגים רבים של טייטציות המבוססות על סוגי התגובות שהם מנצלים. הסוגים הנפוצים ביותר הם טיטריוציות בסיס חומצה ו titrations redox. 5-11
בתהליך טיטרציה טיפוסי, פתרון סטנדרטי של titrant בבורט מוחל בהדרגה להגיב עם ניתוח עם ריכוז לא ידוע בבקבוק Erlenmeyer. עבור titration בסיס חומצה, מחוון pH מתווסף בדרך כלל פתרון ניתוח כדי לציין את נקודת הקצה של טיטרציה. 12 במקום להוסיף מחווני pH, pH יכול להיות מנוטר גם באמצעות מד pH במהלך תהליך טיטרציה ונקודת הקצה נקבעת באופן גרפי מעקומת טיטרציה pH. ניתן להשתמש בנפח הצמיגים שנרשמו בנקודת הקצה כדי לחשב את ריכוז הניתוח בהתבסס על סטויצ'יומטריית התגובה.
עבור titration בסיס חומצה המוצג בסרטון זה, titrant הוא פתרון נתרן הידרוקסיד מתוקננת ואת הניתוח הוא חומץ ביתי. חומץ הוא נוזל חומצי המשמש לעתים קרובות כתבלין קולינרי או חומרי טעם. חומץ מורכב בעיקר מחומצה אצטית (CH3COOH) ומים. תכולת החומצה האצטית של חומץ מסחרי יכולה להשתנות במידה רבה ומטרת הניסוי הזה היא לקבוע את תכולת החומצה האצטית של חומץ מסחרי על ידי טיטציה.
1. תקינה של NaOH עם אשלגן מימןפתלט (KHC8H4O4)
2. טיטרציה של חומץ עם פתרון נתרן הידרוקסיד מתוקנן
טיטרציה היא שיטה נפוצה לניתוח כימי כמותי המשמשת לקביעת הריכוז הלא ידוע של תמיסה. טיטרציה טיפוסית מבוססת על תגובה בין טיטרנט לאנליט. הטיטרנט של הריכוז הידוע מתווסף בהדרגה לנפח מדויק של אנליט לא ידוע עד שהתגובה מגיעה לנקודת קצה.
בנקודת הסיום, השומות של טיטרנט ואנליט שוות. על ידי מניפולציה של המשוואה המתייחסת לנפח וריכוז, ניתן להסיק את ריכוז האנליט.
סרטון זה ימחיש את העקרונות מאחורי טיטרציה, יציג פרוטוקול לקביעת כמות החומצה האצטית בחומץ מסחרי, ולבסוף יחקור כמה יישומים נפוצים של השיטה.
טיטרציות מסווגות על פי סוג התגובה שבוצעה. לדוגמה, טיטרציות חמצון חיזור עושות שימוש בחילופי חמצון-הפחתת בין מגיבים הכרוכים בהעברת אלקטרונים ממגיב אחד למשנהו. טיטרציות קומפלקסומטריות מסתמכות על היווצרות קומפלקס לא מנותק ברובו. עם זאת, טיטרציות חומצה-בסיס, המנצלות נטרול של חומצה עם בסיס, הן אחת הנחקרות ביותר. כדי לקבוע את ריכוז החומצה באנליט, משתמשים בבסיס, כגון נתרן הידרוקסיד. נתרן הידרוקסיד הוא היגרוסקופי, כלומר יש לו את התכונה לספוג לחות מהאטמוספירה. לפני שניתן יהיה להשתמש בו כטיטרנט, יש לתקן את הריכוז המדויק שלו בתמיסה.
לשם כך, הוא נבדק תחילה עם התקן העיקרי, אשלגן מימן פתלט. תקן ראשוני צריך להיות טהור, יציב, לא היגרוסקופי ובעל משקל מולקולרי גבוה. מכיוון שכמות יוני ההידרוניום התורם על ידי התקן הראשוני ידועה ברמת דיוק גבוהה, היא משמשת לקביעת הריכוז המדויק של יוני ההידרוקסיד בטיטרנט. במהלך טיטרציה של חומצה-בסיס, ניתן לשרטט את ה-pH כפונקציה של נפח הטיטרנט שנוסף. נקודת ההטיה על העקומה, הנקודה שבה יש כמות סטוכיומטרית שווה של חומצה ובסיס בתמיסה, נקראת נקודת האקוויוולנטיות.
רוב החומצות והבסיסים הם חסרי צבע, ללא תגובה נראית לעין בנקודת האקוויוולנטיות. כדי לבחון מתי הושגה נקודת האקוויוולנטיות, מתווסף מחוון pH. זהו צבע רגיש ל-pH שמשנה את צבעו בסביבות pH שונות. חשוב לציין שנקודת הקצה אינה שווה לנקודת האקוויוולנטיות, אלא מציינת מתי הושג ערך pH מסוים. לדוגמה, פנולפתלין משנה את צבעו סביב pH של 8 ומשמש בדרך כלל כאינדיקטור לטיטרציות חומצה-בסיס עם נקודת שקילות סביב pH 7. בעוד שאינדיקטור מדויק לטיטרציה הוא כזה שמשנה צבע קרוב ככל האפשר לנקודת האקוויוולנטיות, לעקומת הטיטרציה יש שיפוע תלול סביב נקודת האקוויוולנטיות, מה שמוביל לרמת שגיאה מקובלת. בנקודת האקוויוולנטיות, שומות הבסיס שנוספו שוות לשומות החומצה הקיימות בתחילה. ניתן להשתמש במשוואה המנצלת את המולריות והנפח של כל רכיב. עם שלושת הערכים האחרים הידועים, ניתן לחשב את ריכוז החומצה. כעת, לאחר שהבנתם את העקרונות מאחורי ההליך, בואו נסתכל על פרוטוקול אמיתי לקביעת אחוז החומצה האצטית בדגימת חומץ מסחרית על ידי תגובה עם תמיסת נתרן הידרוקסיד סטנדרטית.
בדרך כלל, טיטרציה של הערכה גסה מתבצעת כדי להעריך היכן תהיה נקודת הקצה. כדי להתחיל, הטיטרנט, נתרן הידרוקסיד, חייב להיות סטנדרטי. ראשית, ממיסים בערך 4 גרם נתרן הידרוקסיד ל-100 מ"ל מים נטולי יונים. בצע דילול של 1:10 על ידי הוספת 25 מ"ל מתמיסת נתרן הידרוקסיד זו למיכל זכוכית. הביאו את הנפח הכולל ל-250 מ"ל עם מים נטולי יונים ונערו לערבוב. מכיוון שנתרן הידרוקסיד סופג פחמן דו חמצני, חשוב להשתמש במים מבושלים נטולי יונים ובבקבוק מיובש בתנור, ולסגור את הבקבוק במהירות.
חשב את הריכוז המולרי המשוער של נתרן הידרוקסיד. לאחר מכן, שקלו 5 גרם מהחומצה הסטנדרטית, אשלגן מימן פתלט, והכניסו לתנור ייבוש. לאחר הייבוש, הניחו למוצק להתקרר לטמפרטורת החדר במייבש.
שקלו 4 גרם של אשלגן מימן פתלט מיובש ברמת דיוק גבוהה, והמיסו ב -250 מ"ל מים נטולי יונים. חשב את הריכוז המולרי של תמיסת אשלגן מימן פתלט.
בעזרת פיפטה נפחית, העבירו 25 מ"ל מתמיסת אשלגן מימן פתלט לבקבוק ארלנמאייר נקי ויבש. הוסף 2 טיפות של מחוון pH פנולפתלין. מערבבים בעדינות את הבקבוק לערבוב. יש לשטוף בורט נקי של 50 מ"ל במים ולשטוף לפחות שלוש פעמים במים נטולי יונים. לאחר מכן, יש לשטוף שוב בתמיסת הנתרן הידרוקסיד המדולל שלוש פעמים, ולוודא שהנתרן הידרוקסיד מרטיב את כל המשטח הפנימי. הרכיבו את הבורט השטוף על מעמד טבעת עם מהדק וודאו שהוא עומד אנכית.
מלאו את הבורט בתמיסת הנתרן הידרוקסיד המדוללת. בועות אוויר יכולות להשפיע על הדיוק של קריאות נפח. הקש בעדינות על הבורט כדי לשחרר בועות אוויר קיימות, ופתח את תא העצירה כדי לאפשר לכמה מ"ל של טיטרנט לזרום דרכו כדי לשחרר אוויר כלוא. קרא את נפח הנתרן הידרוקסיד, בתחתית המניסקוס.
הניחו את הבקבוק המכיל אשלגן מימן פתלט מתחת לבורט. הוסף את הטיטרנט מהבורט במרווחים של 1×2 מ"ל באמצעות יד אחת כדי לשלוט בקצב הזרימה על ידי כוונון תא העצירה, והשנייה מערבלת את הבקבוק.
כאשר אתה קרוב לנקודת הקצה, התחל להוסיף את הטיטרנט טיפה אחר טיפה. נקודת הסיום מושגת כאשר התמיסה הופכת לצבע ורוד קלוש ומתמשך. רשום את עוצמת הקול בבורט.
חזור על הטיטרציה לפחות פעמיים נוספות לקבלת נתונים עקביים וחשב את הריכוז המולרי של תמיסת הנתרן הידרוקסיד המדוללת המשמשת כפי שמוצג בפרוטוקול הטקסט.
תמיסת הנתרן הידרוקסיד מתוקננת כעת ויכולה לשמש כטיטרנט לניתוח חומץ. כדי להפחית את הארומה החריפה, יש לדלל 10 מ"ל לנפח כולל של 100 מ"ל.
פיפטה 25 מ"ל מהחומץ המדולל לבקבוק ארלנמאייר, והוסיפו 2 טיפות פנולפתלין. מלאו את הבורט בתמיסת הנתרן הידרוקסיד הסטנדרטית ורשמו את הנפח הראשוני. בדומה לטיטרציה הקודמת, הוסיפו לאט את הטיטרנט לאנליט בבקבוק תוך כדי סיבוב עד שהתמיסה הופכת לצבע ורוד בהיר, ורשמו את הנפח הסופי של נתרן הידרוקסיד בו נעשה שימוש.
בניסוי זה, הטיטרציה בוצעה בשלוש עותקים וחושב הנפח הממוצע של נתרן הידרוקסיד שחולק לנטרול החומצה האצטית בחומץ. ריכוז ונפח הבסיס שימשו להבהרת שומות החומצה האצטית בחומץ. לאחר מכן נעשה שימוש בנפח ובמסה המולרית לחישוב הריכוז. נקבע כי לחומץ יש מולריות של 0.7388. בהמרה לאחוזים, זה היה 4.23% חומצה אצטית בנפח.
טיטרציות הן שיטות חזקות וניתנות להתאמה אישית בקלות המיושמות בדרך כלל במחקר, בתעשייה ובבריאות.
מדענים משתמשים לעתים קרובות במדד החמצן המומס בגופי מים מתוקים כאינדיקטור לבריאות הכללית של אותה מערכת אקולוגית. זה נעשה על ידי טיטרציה של חמצון חיזור. בניגוד לנטרול חומצה-בסיס, טיטרציות אלו מבוססות על תגובת הפחתה-חמצון בין האנליט לטיטרנט. חמצן מומס בדגימת המים מופחת בכימיקלים בתגובה המביאה לייצור יוד. ניתן לקבוע את כמות היוד המיוצרת ובכך את רמת החמצן המומס על ידי טיטרציה באמצעות מחוון עמילן. גלוקוז בשתן יכול להעיד על מצב פתולוגי כמו סוכרת. בדיקה לכימות רמת הגלוקוז בשתן, הנקראת שיטת בנדיקט, היא דוגמה נוספת לחשיבות הטיטרציה; במקרה זה, בתחום הבריאות. בהליך טיטרימטרי זה, סוכרים מהשתן מגיבים תחילה עם אלקלי וכתוצאה מכך נוצרים אנדיולים בעלי תכונות הפחתה חזקות. אלה מפחיתים שני יוני נחושת במגיב של בנדיקט לנחושת אחת, בתגובה קולורימטרית המתואמת עם הריכוז הראשוני של הגלוקוז הקיים בדגימת השתן.
זה עתה צפיתם בהקדמה של JoVE לטיטרציה. כעת עליכם להכיר את העקרונות מאחורי שיטה זו, לדעת כיצד לבצע טיטרציה על בסיס חומצה, ולהעריך כמה מהדרכים בהן היא מיושמת במחקר ובתעשייה.
כמו תמיד, תודה שצפית!
Chapters in this video
0:00
Overview
0:56
Principles of the Titration
3:57
Standardization of the Titrant
7:06
Titration of Vinegar with the Standardized Sodium Hydroxide Solution
8:26
Applications
9:52
Summary
Videos from this collection:
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved