滴定者: 業務に適したプラットフォームを見つける

Nov 29, 2023

マイク・メイはテキサス在住のフリーライター兼編集者です。

滴定では、滴定剤と呼ばれる別の化学物質または試薬を使用して、サンプル中の特定の化学物質 (分析対象物) の濃度を測定します。 試薬はサンプルと反応して、色、化学反応、または検体の濃度に関連する電気的特性の変化を生成します。 使用した試薬の量を測定し、濃度に換算します。

「滴定の結果を示す現代の機器は、電気的特性の変化を利用しています」と、Scientific Gear 社の社長であるハンク・リーヴィ氏は言います。 これらの機器は電位差滴定装置として知られています。

電位差滴定装置を操作するには、サンプルを容器またはフラスコに加えます。 電極を挿入してサンプルの電圧などの電気的特性を測定します。 試薬は、電気的変化が平衡または終点に達するまでビュレットから追加されます。 そのエンドポイントに到達するために必要な試薬の量が測定され、濃度に変換されます。 「科学者は、塩や酸/酸性度などを含む幅広い化学物質の濃度分析に電位差滴定を使用しています」と Levi 氏は説明します。

1930 年代、ドイツの化学者カール フィッシャーは、サンプルの水分濃度を分析するための特別な試薬を開発しました。 これらの試薬を使用する方法は、カールフィッシャーと呼ばれます。 カールフィッシャー試薬はサンプル中の水と反応して、非導電性化学物質であるヨウ素を生成します。

容積測定カールフィッシャーでは、適切な溶媒で満たされ、電極が取り付けられた密閉容器に入れられたサンプルに試薬が加えられます。 試薬はビュレットによって計量して容器に入れられます。 サンプル中の水分濃度は、終点に到達するまでに使用された試薬の量から計算されます。

1959 年に、カールフィッシャー試薬の改良版が開発されました。 この試薬は、サンプル溶媒と水と反応する試薬を 1 つの化学溶液に組み合わせたものです。 Levi 氏は、「この技術は、試薬と溶媒を組み合わせた溶液から活性試薬化学物質を放出するために電流を使用する」と指摘しています。 このシステムは 2 つの電極を使用します。 1 つはサンプルの電気的状態を検出するため、もう 1 つは活性試薬を放出する電流を供給するためです。 この手法は、電量分析カールフィッシャーと呼ばれます。

電量測定カールフィッシャーテストを行うには、2 つの電極とサンプル挿入ポートを備えた特別な密閉容器に電量測定カールフィッシャー試薬を充填します。 挿入ポートからサンプルを追加すると、自動的に電流が流れて活性試薬が分離されます。 ここで、平衡に達するために必要な電流量は、サンプル中の水の濃度に変換されます。

他の機器を追加して、滴定装置の用途を拡張することができます。 たとえば、スループットを向上させるために、サンプル チェンジャーを使用して複数のサンプルを自動的にテストできます。

サンプル自体にも追加の機器が必要になる場合があります。 たとえば、カールフィッシャー滴定では、プラスチックなどの一部のサンプルは、高温でのみ水分を放出します。 このような場合、カールフィッシャーオーブンを使用して、滴定セル内の水を追い出すことができます。 サンプルと目的の測定値は両方とも、特定のタスクに最適な滴定プラットフォームを選択する際に役立ちます。 今日の科学者にとって、多くのオプションが市販されています。