Титрованию, методу количественного анализа, который хорошо известен и знаком любому химику, похоже, приходит конец, по крайней мере - в его классическом варианте, связанным с необходимостью «ручного» измерения объема затраченного титранта.

Исследователи из США разработали упрощенный подход к титрованию, в котором измерение объемов (благодаря которому процедура титрования в свое время дала рождение разделу аналитической химии «волюмометрические методы химического анализа») заменено использованием вспомогательного вещества – трассировщика (tracer).

Майкл ДеГрандпре (Michael DeGrandpre) из Университета Монтаны отмечает, что из-за трудоемкости ручного контроля за объемом расходующегося титранта в ходе титрования ряд исследователей иногда проводит автоматическое титрование с помощью механических нагнетательных систем. Однако, по словам ДеГрандпре, такие механические нагнетатели стоят недешево, и их применение часто может давать ошибочные результаты. Помимо этого оборудование для автоматического титрования, как правило, не является портативным, и исследователям весьма часто приходится направлять образцы, отобранные из живой природы, на анализы в лабораторию.

Рисунок из Anal. Chem., DOI: 10.1021/ac2025656

Для упрощения автоматического титрования и возможности его осуществления в полевых условиях ДеГрандпре и исследователи из его команды решили использовать вещество-трассировщик. Трассировщиком может являться любое соединение, которое, будучи прибавлено к титруемому раствору или титранту в известных количествах, позволяет точно определить, какое количество титранта прибавлено к образцу. Обычно трассировщики выбираются с таким расчетом, чтобы за ходом простых автоматизированных способов измерения концентрации можно было бы следить с помощью портативных приборов, например, спектрофотометров.

Исследователи из группы ДеГрандпре изучили возможность проведения кислотно-основного титрования с трассировщиком. Первоначально они добавили известную концентрацию выбранного в качестве трассировщика синего пищевого красителя к титранту – гидроксиду натрия, концентрация которого также была известна. Затем исследователи титровали раствор соляной кислоты до точки эквивалентности. После достижения нейтрального значения рН исследователи измеряли концентрацию голубого красителя с помощью спектрофотометра, определив степень разбавления красителя в точке эквивалентности. Таким образом, проделанные эксперименты позволяют определить концентрацию кислоты в растворе, используя для расчета степень разбавления вещества-трассировщика, соотношение стехиометрических коэффициентов реакции и концентрацию титранта.

Исследователи провели еще ряд титрований с другими титрантами и трассировщиками, и во всех случаях определение концентрации титруемого вещества с помощью метода, основанного на применении трассировщика и «классического метода» совпадали, что, по словам ДеГрандпре, говорит об универсальности метода.

Таким образом, один из основных методов количественного анализа может быть без проблем автоматизирован, и, как надеется ДеГрандпре, в скором времени трассировщики титрования помогут создать автономные лаборатории, способные отбирать пробы и анализировать их в автоматическом режиме там, куда сложно добраться человеку – в космосе или глубине океана.

Опубликовано: Anal. Chem., DOI: 10.1021/ac2025656

Источник: chemport.ru