滴定是行业内经常使用的分析方法。手动，半自动化和全自动滴定是受欢迎的选择，在许多学术研究中都在深入讨论。
在将其与手动滴定比较时，在自动滴定中识别了几种益处和缺点，特别是测量精度的提高以及可以制造的显着时间和节省成本。
滴定开始了
滴定是一种主要的分析方法，以极易完成。唯一必需的物品是麻醉品，滴定剂和适当的端点指标，因此它不会像震荡那样震撼，这也是最古老的定量分析方法之一。
在18TH.世纪，弗朗索瓦·安托尼亨利解读1发明了第一个托管。该过程是由Karl Friedrich Mohr进一步开发的，他于1855年写下关于滴定的第一本书，称为“分析化学中的滴定方法的教学书。”
滴定原则
1811年2，Amedeo Avogadro首先表明，在标准条件下，某个容量气体中的分子数总是保持不变，无论它含有什么类型的分子。后来，1909年，让牛仔肽定义了术语“Avogadro常数”，尽可能精确地氧气分子，也称为“摩尔”的氧气3.。
该定义说明了定义的特定物质量含有精确的分子数。因此，还定义了溶液体积内的分子数。领导这一点，滴定出生。它被视为简单地用样品基质中的物质（分析物）的分子计算。
滴定剂的体积用于使化学反应与分析物进行化学反应，滴定决定了这一点。所有化学反应都发生在不同的化学计量比中，因此可以确定分析物浓度。
这是通过使用可测量的终点确定滴定剂的精确浓度水平并计算其消耗或体积来完成的。可以在图1中看到使用典型的台式设置手动滴定。
图1。手动滴定的一个通用设置，其中突然填充滴定剂，并且Erlenmeyer烧瓶由样品溶液组成，该样品溶液含有需要测量的分析物。
滴定指示剂测定pH值的能力
pH滴定是滴定的几种其他变化中最常见的。由于酸解离常数（PK），端点处的pH值可能不同（PK一种）根据每个单独的酸而变化。如图2所示，所示，覆盖大部分pH范围的pH指示器的选择如图2所示。
图2。根据pH值颜色不同pH指标的变化。
还可以使用适当端点的颜色变化来确定额外的滴定类型的终点，例如氧化还原，复杂度或处于中滴定。表1列出了用于这些不同反应类型的指标的示例。
表格1。终点指示器经常用于不同的反应类型。
| 滴定类型 |
指标 |
| 复杂的 |
eriochrome黑色t murexide |
| 地图 |
钾二元盐
铵铁（III）硫酸盐 |
| 氧化还原 |
从滴定剂的变化（例如，高锰酸钾）淀粉溶液 |
对于这些单独的指示器中的每一个，颜色变化很难准确地预测，特别是对于复杂反应。颜色变化取决于pH值和复合金属等。
手册滴定挑战
尽管手动滴定差约200岁，但它仍然经常使用并引用许多标准和规范。但是，手动滴定面临着一些并发症。
视觉感知
这些挑战的主要原因是对端点的视觉感知。每个单独的各个颜色和颜色强度不同，这导致手动滴定中的偏差，这取决于执行任务及其偏置的特定分析师。图3举例说明了这种想法以及在视觉上决定端点的挑战。
图3。用C（NaOH）= 1mol / L = 1mol / L和酚酞作为指示剂的滴定。单个图像仅在添加一滴NaOH滴定剂时变化。
在每种情况下，图3中1-5中获得的颜色强度仅在大约50μL的NaOH滴定物中变化。提出的问题是应该选择“正确”端点的位置。如果在每个分析师的完全相同的方式下，测量的准确性将受到影响。
墨滴大小
手动滴定的结果只能作为托管中最小的跌落尺寸精确。在制药工业中，一滴被定义为50μL，这意味着可以获得关于50μL损耗尺寸的最大精度。假设消耗约5mL滴定剂，这可能导致1％的误差或更多。
托管错误
如关于所有玻璃器皿所见，托管本身具有特定的容忍度。允许50毫升托管允许耐受50μL的耐受性。但是，其他错误源可能导致处理灾区，如视差错误。如果用户不水平查看弯月板，则可能会发生此错误。弯月面读数根据观察角度而变化，如图4所示。
图4。半月板读数因观察角度而异，导致视差错误。
所讨论的要点表明，尽管易于执行手动滴定，但结果很大程度上受用户的影响。此外，由于清洁，重新填充托管所需的延长时间长度，手动滴定不提供具有成本效益的益处，并手动计算结果。
此外，对实验室人员有安全问题，因为在重新灌木时可以容易地溢出化学品。由于所有数据被手动转移到笔记本电脑或计算机，数据完整性是手动滴定的另一个考虑因素。没有进行自动计算，增加与人为错误相关的问题，在这种情况下存在潜在风险。
半自动滴定的发展
为了解决手动滴定的准确性和精度不足的问题，可以使用电子托管。它涉及使用电动机驱动的主轴和玻璃缸，其填充有滴定剂。
最近的设备的设备配有添加的内置搅拌器，让用户完成自动2020欧洲杯下注官网计算，并在存储设备上保存结果，如USB棒或PC，或者允许它们在分析后立即打印结果。
半自动滴定的准确性
从手动步骤转换为半自动滴定时，主要增强功能是关于精度和精度的。对于50mL气缸单元，电子突击件能够以2.5μL为2.5μL剂量，与手动滴定相比，该装置可提高20倍的精度。
然而，持续存在的大缺点是视觉感知的主观性。随后，滴定演化中的下一阶段是自动化的电位滴定。在20世纪60年代中期，开发了自动化电位滴定，并克服了与该过程相关的许多剩余缺点。
数据收集，等价点确定和评估可以自动完成，这呈现出巨大的好处：
- 准确性和精确改善
- 用于沉闷手动流程的时间更少
- 人类误差潜力减少
更好的准确性和精度
通过现代自动滴定仪，可以达到10,000-100,000步的分辨率，对应于50mL电动机驱动的垫具的5μL的精度降低至0.5μL。通过利用具有较小体积的电动机驱动的托管可以进一步提高精度。
视觉感知涉及删除
如果没有传感器的发展，则无法建立自动滴定。用于电位滴定的第一玻璃电极于1909年制造。电位传感器给出了从用户的颜色变化或偏置分开的端点或等效点确定。
随着许多样本需要不同的电极特性，现在有大量的传感器可以访问它。表2中列出了不同类型的滴定的实例。
Optroide是一种传感器，必须在调查自动化滴定时获得具体提及。仍然经常使用具有颜色指示的滴定，因此开发开始创建Optrode。
通过定义特定波长处的吸光度的变化，它是一种传感器，其可以通过定义吸光度的变化来识别微小颜色差异。然后它将吸收转换为可以测量的电位。以这样的方式，比色滴定也发展为越来越准确和精确。提高的准确性是因为结果不再取决于实验室用户的视觉感知。
数据完整性的可追溯结果
手动滴定方法涉及从突发读取的所有结果，并在实验室期刊中记录或手动键入软件。此过程造成错误风险，增加了不正确的值传输的可能性。
为了解决价值转移不正确的问题，自动滴定将测量值记录到测量点列表中，并在设备上执行结果的自动计算。这些结果可以在显示的日期和时间打印，或导出为PDF文件。
要求更少的样本
通过手动滴定，足够的精度和精确值需要大量的样品来用于在特定范围内获得滴定剂消耗并解决体积添加的误差，这可能高达0.05毫升。
表2。用于各种应用的特定电极。
| 传感器 |
应用 |
 |
通用实验室使用，pH 0-14 |
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水，一般，pH 0-13 |
 |
用于氧化还原滴定，没有pH值的任何变化 |
 |
对于处于不良滴定的表面滴定 |
 |
用于指标和颜色变化的滴定 |
相反，电动机驱动的托管的音量增加到0.5μL，允许操作者减少样品尺寸并使用减少量的化学试剂。建议利用突然灌注缸体积的10-90％，并相应地改变样品尺寸。
具有成本效益的滴定
任何手动滴定的最高成本是劳动力的成本。实验室分析师需要适当地接受培训，并且在滴定期间完全占用。另一方面，随着自动滴答，这完全变化。AutoTitrator上的过程被编程一次，然后只需按下按钮即可通过任何成员所需的人员召回。
比较了一系列五种滴定所需的手动和自动分析时间。结果摘要如表3所示。
表3。总结10mL C（NaOH）= 0.1mol / L的五个测定= 0.1mol / L.所有滴定都以相同的溶液和移管完成。
|
自动滴定 |
手动滴定* |
| 平均值 |
10.0023 ml. |
9.92毫升 |
| 标准开发。ABS。 |
0.009毫升 |
0.04 ml. |
| 标准开发。rel。 |
0.09％ |
0.4％ |
| 总持续时间 |
32分钟33秒 |
14分钟53秒 |
需要持续时间
分析师的存在 |
1分33秒 |
14分钟53秒 |
*对于手动滴定，使用酚酞作为指标。
这种情况显示手动滴定比自动滴定。但是，结果要不太准确。每自动滴定的平均分析时间在6分12秒测量，这意味着在五个测定的一系列中，实验室人员的存在仅占每分析约1分33秒。
相比之下，在手动滴定期间，在整个滴定期间需要实验室人员，占节省大量时间。
因此，每个分析期间的时间可用于准备以下样本或同时在另一个系统上工作。以这种方式，吞吐量得到增强，并且每分析成本降低。
概括
在许多研究中，在许多研究中解释了自动滴定对手动程序的好处。除了生产率，准确性和精度方面的显着增强，减少了对分析的人体影响。
这些点组合，与手动滴定相比，与手动滴定相比，与手动滴定更容易使用，除了更具可比性和可重复的情况之外，还可以使用自动滴定。
参考和进一步阅读
- SZABADVARE，F。分析化学的历史，第一版;Belcher，R.，Gordon，L. Eds;Pergamon，1966年。
- Becker，P.历史和进展在准确测定Avogadro常数。代表。Prog。物理。2001年那64，1945-2008。
- Achinstein，P。证据，解释和现实主义;牛津大学出版社，2010年。
- jander，g .;Jahr，K. F.马萨诸历，第15版;Schulze，G.，Simon，J. Eds;De Gruyter：柏林，纽约，1989年。
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