Un titreur potentiométrique automatique s’amortit dès les premières semaines d’utilisation en supprimant la subjectivité, en augmentant la précision, en réduisant les temps de test, en économisant du travail, en diminuant la consommation et les coûts de produits chimiques et en augmentant la précision de l’analyse du bain.
Supprimez la subjectivité en utilisant une sonde au lieu de vos yeux
L’utilisation d’un indicateur de couleur pour les titrages manuels peut être rapide et simple, mais il y a un compromis entre le temps et la précision. Les indicateurs de couleur sont des colorants chimiques qui changent de couleur en fonction des propriétés d’une solution.
Ces indicateurs de couleur sont souvent utilisés lors de titrages manuels comme indicateur de la consommation d’un certain produit chimique ou de la présence d’un produit chimique en excès. Le changement de couleur est corrélé au point final de titrage.
Ce qui devient délicat, c’est où se produit ce changement de couleur par rapport aux yeux du technicien. Des questions comme « À quel point le rose est-il rose ? » ou « À quelle nuance d’orange entre le jaune et le rouge dois-je m’arrêter? » sont communs.
Ce problème s’aggrave lorsque vous essayez de détecter ce changement de couleur dans un échantillon coloré, tel qu’un bain de nickel vert. Ces types d’échantillons peuvent être difficiles à reproduire de manière cohérente, même pour les analystes de laboratoire qualifiés, et sont presque impossibles pour une personne daltonienne.
Comment fonctionne la potentiométrie
Figure 1 : L’équation de Nernst nous permet de corréler l’activité ionique à une tension mesurable.
L’utilisation d’un système de détection potentiométrique précis ne laisse aucune place à la spéculation.
Dans un système de mesure potentiométrique, un point final de titrage est déterminé sur la base d’un changement de potentiel dans la solution. Un appareil de mesure et un capteur déterminent avec précision le potentiel en millivolts (mV) de la solution échantillon. Le capteur, tel qu’un pH, un redox ou une électrode sélective d’ions, se comporte selon l’équation de Nernst.
Le type de capteur utilisé déterminera quel(s) ion(s) dans la solution sont mesurés. Le potentiel de référence interne de la cellule de l’électrode est comparé au potentiel de la membrane externe. Au cours d’un titrage, l’activité de l’ion titré change au fur et à mesure que le titrage progresse. Le point final de titrage peut être détecté en déterminant le point où le changement potentiel maximum se produit.
Utilisation d’électrodes sélectives d’ions pour surveiller la concentration de nickel
Le nickel peut être dosé dans des bains de placage par titrage à l’EDTA, comme notre EDTA 0,02M, 1L – HI70449. Au fur et à mesure que l’EDTA est ajouté à l’échantillon, le nickel se lie ; le point final se produit lorsque le nickel est complètement lié par l’EDTA.
Un titrage du nickel peut être déterminé par potentiométrie. Cependant, le nickel est un cas particulier dans la mesure où un capteur permettant de détecter directement l’activité ionique n’est pas disponible dans le commerce. Au lieu de cela, la concentration en nickel peut être déterminée dans un titrage en surveillant le déplacement du cuivre par le nickel avec une électrode sélective d’ions cuivriques (ISE).
Tout d’abord, le pH de l’échantillon est tamponné à environ pH 10. Ensuite, une petite quantité d’EDTA de cuivre (CuEDTA) est ajoutée à l’échantillon. À pH 10, le nickel se lie préférentiellement à l’EDTA, déplace le cuivre et donne des ions cuivre libres en solution.
On titre ensuite avec de l’EDTA. Au fur et à mesure que le titrage progresse, l’EDTA fixe d’abord les ions nickel en solution. Une fois que tout le nickel est lié, l’EDTA réagit alors avec les ions cuivre libres en solution. Lorsque cela se produit, l’activité de l’ion cuivre diminue considérablement, ce qui est détecté par l’ISE cuivrique. Ceci signale au titreur de détecter le point final.
Avec la potentiométrie, nous surveillons l’activité réelle de l’ion que nous essayons de mesurer plutôt que de regarder un changement de couleur avec nos yeux. Le suivi du titrage de cette manière permet de surveiller la réaction de manière cohérente, ce qui élimine la subjectivité et augmente la précision et la cohérence entre les analystes.
Augmentez la précision en utilisant le dosage automatique
Vous pourriez demander : « Pourquoi est-ce important ? » Eh bien, obtenir une répétabilité entre les équipes et les techniciens garantit des bains cohérents et un produit de qualité. Le risque d’erreur humaine est considérablement réduit.
Les titrages manuels sont fastidieux et le point final peut facilement être dépassé. Un robinet de burette manuel ne peut distribuer qu’une goutte (~50 µL) à la fois, et cela demande de l’habileté pour le faire. Ce n’est pas le cas avec le titrage automatique. Un titreur automatique peut doser jusqu’à 5 µL par dose avec une burette standard de 25 mL installée, garantissant que le point final est détecté avec précision à chaque fois.
L’automatisation permet également d’augmenter la précision et la répétabilité sans perdre de temps. En utilisant les options de dosage personnalisables et flexibles offertes par de nombreux titreurs automatiques, le titreur examine le taux de changement en mV tout au long du titrage pour déterminer la vitesse et la taille de dosage.
En faisant cela, des volumes plus importants seront dosés plus fréquemment au début du titrage puisque le changement potentiel est faible. Au fur et à mesure que la réaction approche du point final, le potentiel mV commence à changer de manière plus spectaculaire par dose. En conséquence, le titreur réduit proportionnellement la taille de la dose et augmente le temps entre les doses.
Doser un plus grand volume de titrant au début du titrage, et moins à la fin, maintient la vitesse de chaque titrage au minimum tout en garantissant une haute résolution autour du point final. L’automatisation du dosage et de la détection des points finaux permet aux analystes d’effectuer d’autres tâches de laboratoire.
La preuve est en potentiométrie
Hanna Instruments a récemment travaillé avec un fabricant dans une usine de placage de métal pour automatiser le titrage de leur bain. Les analystes du contrôle qualité effectuaient des titrages manuels pour la mesure de l’acidité dans les bains de chrome, ainsi que l’acidité et le nickel dans les bains de nickel.
De nombreux bains avaient des matrices d’échantillons colorées telles qu’une teinte sombre et trouble, de sorte que le client a été obligé d’utiliser une très petite taille d’échantillon pour essayer de discerner leurs points finaux à l’aide d’indicateurs de couleur. C’est une grande installation, donc plusieurs techniciens travaillent dans le laboratoire.
Comme ils utilisaient un indicateur de couleur, leurs résultats de titrage étaient sujets à interprétation entre de nombreux techniciens différents. Le responsable du laboratoire a remarqué qu’ils obtenaient des résultats incohérents entre les équipes, ce qui a entraîné des incohérences dans leurs produits finis.
Hanna Instruments a travaillé avec le fabricant pour automatiser ses titrages manuels à l’aide de notre Titrateur potentiométrique automatique HI902. Une fois les titrages automatisés, les résultats sont devenus cohérents d’un poste à l’autre et les analystes ont pu effectuer d’autres tâches pendant qu’un titrage était en cours.
Cela leur a permis d’effectuer des tests plus fréquemment et de maintenir des bains de meilleure qualité, tout en réduisant la quantité de produits finis rejetés. Auparavant, le laboratoire accumulait les échantillons, obligeant les employés à rester tard ou à se précipiter. Désormais, les échantillons sont titrés avec d’autres analyses en une fraction du temps.
Hanna Instruments Pack de titrage
Le titrateur automatique Nickel Package HI902 offre tout ce dont vous avez besoin pour accomplir une transition en douceur des titrages manuels aux titrages automatisés. Notre forfait HI902 comprend :
- Le titreur potentiométrique automatique HI902 avec deux ensembles d’agitation et deux pompes doseuses et burettes à piston à 40 000 étapes
- Une électrode de pH, une électrode ORP et une électrode sélective d’ions cuivriques
- Titrages et réactifs pour les titrages d’acidité, d’hypophosphite et de nickel
- Tampons d’étalonnage et solutions de maintenance pour électrodes pH
- Installation et formation sur site, y compris l’optimisation des méthodes sur site
