Potentiometrisk titrering
Inom analytisk kemi är potentiometrisk titrering en teknik som liknar direkt titrering av en redoxreaktion . Det är ett användbart sätt att karakterisera en syra . Ingen indikator används; istället mäts den elektriska potentialen över analyten , vanligtvis en elektrolytlösning . För att göra detta används två elektroder , en indikatorelektrod (glaselektroden och metalljonindikatorelektroden) och en referenselektrod . Referenselektroder som vanligtvis används är väteelektroder, kalomelelektroder och silverkloridelektroder . Indikatorelektroden bildar en elektrokemisk halvcell med de intresserade jonerna i testlösningen. Referenselektroden bildar den andra halvcellen.
Den totala elektriska potentialen beräknas som
E sol är potentialfallet över testlösningen mellan de två elektroderna. E- cellen registreras med intervaller när titranten tillsätts. En graf över potential mot tillsatt volym kan ritas och slutpunkten för reaktionen är halvvägs mellan spänningshoppet. E -cellen beror på koncentrationen av de intresserade joner som indikatorelektroden är i kontakt med. Till exempel kan elektrodreaktionen vara
När koncentrationen av Mn . + ändras ändras E- cellen på motsvarande sätt Den potentiometriska titreringen involverar således mätning av E- cell med tillsats av titrering. Typer av potentiometrisk titrering inkluderar syra-bastitrering (total alkalinitet och total surhet), redoxtitrering (HI/HY och cerate), utfällningstitrering (halider) och komplexometrisk titrering (fri EDTA och Antical #5).
Historia
Den första potentiometriska titreringen utfördes 1893 av Robert Behrend vid Ostwalds institut i Leipzig. Han titrerade kvicksilverlösning med kaliumklorid , kaliumbromid och kaliumjodid . Han använde en kvicksilverelektrod tillsammans med en referenselektrod för kvicksilver/ kvicksilvernitrat . Han fann att i en cell som består av kvicksilvernitrat och kvicksilvernitrat/kvicksilver är initialspänningen 0. Om kaliumklorid tillsätts till kvicksilvernitrat på ena sidan fälls kvicksilver (I)klorid ut. Detta minskade det osmotiska trycket av kvicksilver (I) joner på sidan och skapar en potentialskillnad. Denna potentialskillnad ökar långsamt när ytterligare kaliumklorid tillsätts, men ökar sedan snabbare. Han fann att den största potentialskillnaden uppnås när allt kvicksilvernitrat har fällts ut. Detta användes för att urskilja slutpunkter för titrering.
Wilhelm Böttger utvecklade sedan verktyget för potentiometrisk titrering medan han arbetade på Ostwalds institut. Han använde potentiometrisk titrering för att observera skillnaderna i titrering mellan starka och svaga syror, såväl som beteendet hos flerbasiska syror. Han introducerade idén att använda potentiometriska titreringar för syror och baser som inte kunde titreras i samband med en kolorimetrisk indikator
Potentiometriska titreringar användes först för redoxtitreringar av Crotogino. Han titrerade halogenidjoner med kaliumpermanganat med hjälp av en blank platinaelektrod och en kalomelelektrod . Han sa att om ett oxidationsmedel tillsätts till en reducerande lösning så kommer jämvikten mellan det reducerande ämnet och reaktionsprodukten att skifta mot reaktionsprodukten. Detta förändrar potentialen mycket långsamt tills mängden reducerande ämne blir mycket liten. En stor förändring i potential kommer då att inträffa när en liten tillsats av titreringslösningen tillsätts, eftersom de slutliga mängderna reduktionsmedel avlägsnas och potentialen enbart motsvarar oxidationsmedlet. Denna stora ökning av potentialskillnaden anger slutpunkten för reaktionen.