적정기: 작업에 적합한 플랫폼 찾기

Jan 21, 2024

Mike May는 텍사스에 거주하는 프리랜서 작가이자 편집자입니다.

적정은 적정제라고 하는 다른 화학물질이나 시약을 사용하여 샘플 내 특정 화학물질(분석물질)의 농도를 결정합니다. 시약은 샘플과 반응하여 색상, 화학 반응을 생성하거나 분석물의 농도와 관련된 전기적 특성의 변화를 생성합니다. 사용된 시약의 양을 측정하여 농도로 환산합니다.

Scientific Gear의 사장인 Hank Levi는 "적정 결과를 나타내는 최신 장비는 전기적 특성의 변화를 사용합니다."라고 말합니다. 이러한 장비는 전위차 적정기로 알려져 있습니다.

전위차 적정기를 작동하려면 샘플을 용기나 플라스크에 추가합니다. 시료의 전압 등 전기적 특성을 측정하기 위해 전극을 삽입합니다. 전기적 변화가 평형에 도달하거나 종말점에 도달할 때까지 뷰렛에서 시약을 첨가합니다. 해당 종말점에 도달하는 데 필요한 시약의 양을 측정하고 농도로 변환합니다. "과학자들은 염분, 산/산도 등을 포함한 광범위한 화학물질 농도 분석에 전위차 적정을 사용합니다."라고 Levi는 설명합니다.

1930년대 독일의 화학자 칼 피셔(Karl Fischer)는 샘플의 수분 농도를 분석하기 위한 특수 시약을 개발했습니다. 이러한 시약을 사용하는 방법을 Karl Fischer라고 합니다. Karl Fischer 시약은 샘플의 물과 반응하여 비전기 전도성 화학물질인 요오드를 생성합니다.

체적 칼 피셔(Karl Fischer) 측정법에서는 시약을 샘플에 첨가하고, 적절한 용매로 채워진 밀봉된 용기에 담고, 전극을 장착합니다. 시약은 뷰렛을 통해 용기에 계량됩니다. 시료의 물 농도는 종말점에 도달하는 데 사용된 시약의 양으로 계산됩니다.

1959년에 Karl Fischer 시약의 변형이 개발되었습니다. 이 시약은 시료 용매와 물 반응 시약을 하나의 화학 용액으로 결합했습니다. Levi는 "이 기술은 전류를 사용하여 결합된 시약/용매 용액에서 활성 시약 화학물질을 방출합니다"라고 지적합니다. 이 시스템은 두 개의 전극을 사용합니다. 하나는 샘플의 전기적 상태를 감지하기 위한 것이고, 두 번째는 활성 시약을 방출하는 전류를 제공하기 위한 것입니다. 이 기술을 전기량 측정 Karl Fischer라고 합니다.

전기량 칼 피셔 테스트를 수행하기 위해 두 개의 전극과 샘플 삽입 포트가 장착된 특수 밀봉 용기에 전기량 칼 피셔 시약을 채웁니다. 삽입 포트를 통해 시료가 추가되고 자동으로 전류가 인가되어 활성 시약이 분리됩니다. 여기서 평형에 도달하는 데 필요한 전류량은 시료 내 물의 농도로 변환됩니다.

적정기의 적용 범위를 확장하기 위해 다른 장비를 추가할 수 있습니다. 예를 들어 처리량을 늘리기 위해 샘플 교환기를 사용하여 여러 샘플을 자동으로 테스트할 수 있습니다.

샘플 자체에도 추가 장비가 필요할 수 있습니다. 예를 들어 Karl Fischer 적정에서 플라스틱과 같은 일부 샘플은 더 높은 온도에서만 물을 방출합니다. 이러한 경우 Karl Fischer 오븐을 사용하여 적정 셀로 물을 배출할 수 있습니다. 샘플과 원하는 측정은 모두 특정 작업에 가장 적합한 적정 플랫폼을 선택하는 데 중요한 역할을 합니다. 오늘날의 과학자들에게는 많은 옵션이 상업적으로 이용 가능합니다.