علت استفاده از محلول بافر در تعیین سختی آب

از محلول بافر (buffer solution) که نام دیگرش محلول تامپون است، برای تعیین سختی آب در آزمایشگاه استفاده می‌شود. تعیین سختی آب با استفاده از محلول بافر به آزمایش تیتراسیون معروف است.

در واقع نمونه آب در PH پایه، باید نگهداری شود. چون ایندیکاتور و EDTA از نوع ضعیف اسید‌ها هستند در نتیجه میتوان گفت که اصلی ترین علت استفاده از محلول بافر در تعیین سختی آب برای سنجش است.

برای خرید دستگاه سختی گیر کلیک کنید

پیش از این در مقاله ای از وبسایت اسپوتا راجع به اینکه بافر چیست و بافر خون توضیح دادیم، در اینجا به علت استفاده از محلول بافر در تعیین سختی آب خواهیم پرداخت.

محلول بافر PH نسبتاً ثابتی دارد. حتی قابلیت حفظ PH را با وجود افزودن انواع اسید‌ها و بازها را داراست. دلیل استفاده از بافر صرفاً به جهت PH پایه آن است که منجر به پاسخ‌دهی صحیح آزمایش می‌شود.

در آنالیز تیتراسیون کمپلکسومتری واکنش‌هایی بین یون‌های فلزی و EDTA انجام می‌شود و هر دو وابسته به PH هستند.

همچنین برای مطالعه کاربرد فرمالین در آزمایشگاه کلیک کنید

EDTA یا ادتا چیست؟

یک ترکیب شیمیایی است و به طور طبیعی استخراج می‌شود. قابلیت انحلال در آب را دارد. اغلب به عنوان حلال آهک استفاده می‌شود.

این ترکیب شیمیایی قابلیت تفکیک یون‌های فلزی مانند Ca و Fe را دارا می‌باشد. EDTA معمولا به صورت نمک تولید می‌شود مانند Tetrasodium EDTA.

در مصارف صنعتی از ادتا به قصد تفکیک یون‌های فلزی از محلول‌های آبی بهره می‌برند. برای حذف پوسته‌های تجمیع شده در دیگ‌های بخار با روش برقراری پیوند بین منیزیم و کلسیم و سایر یون‌های فلزی با ادتا انجام می‌پذیرد. وقتی یون‌های فلزی با ادتا واکنش نشان می‌دهند امکان رسوب را از دست میدهند.

در آزمایشگاه نیز ادتا جهت مهار یون‌های فلزی کاربرد دارد. در آزمایش تیتراسیون کمپلکسومتری و سنجش سختی آب برای مانع ایجاد کردن و جلوگیری از تداخل یون‌های فلزی با ماده مورد آزمایش جهت استفاده قرار می‌گیرد.

محلول بافر یا محلول تامپون چیست؟

بافر یک ترکیب شیمیایی است که از یک اسید خفیف و نمک مرتبط به خود و یا باز خفیف و نمک مربوط به خودش خلق می‌شود.

زمانیکه یک باز و یا اسید قوی به محلول بافر افزوده می‌شود توانایی حفظ PH را دارا می‌باشد. از محلول بافر یا تامپون برای تابت ماندن PH در فرآیند‌های شیمیایی بهره می‌برند. دلیل استفاده از این ترکیب شیمیایی در آنالیز تیتراسیون کمپلکسومتری نیز همین ویژگی و قابلیت است.

در علم کیمیا شیمیدانان از واژه PH برای سنجیدن میزان غلظت یون هیدروژن در محلول استفاده می‌کنند. PH یک محلول بافر را معمولا از میزان غلظت سایر اجزای عمل واکنش محاسبه می‌کنند.

برای آشنایی با محصول نمک سختی گیر می‌توانید به صفحه محصول در وبسایت مراجعه نمایید.

آزمایش تیتراسیون کمپلکسومتری چیست؟

آنالیز تیتراسیون کمپلکسومتری در واقع نوعی تجزیه ولتامتری محسوب می‌شود. از این آنالیز برای سنجش میزان مخلوط انواع و اقسام یون‌های فلزی در محلول بهره می‌برند.

دلیل استفاده از ادتا در آزمایش تیتراسیون در استاندارد ساختن محلول‌های کاتیونی فلزی استوار شکل‌گیری بسزای آن در اثرکمپلکس کاتیونی فلزی است.

برای عمل تیتراسیون کمپلکسومتری همیشه نیازمند یک کمپلکس ایندیکاتور هستیم تا زمان رسیدن به نقطه پایانی را نشان دهد.

سؤالی که اینجا پیش می آید این است که برای آزمایش سختی آب از چه نوع بافری استفاده می‌شود؟ که پاسخ آن نیز بدین شرح است: در آزمایش تعیین سختی آب با روش تیتراسیون کمپلکسومتری از بافر آمونیاکی بهره می‌گیرند. اجزای تشکیل دهنده بافر آمونیاکی آمونیوم کلرید و آمونیاک است.

روش ساخت محلول بافر

برای ساخت این ترکیب شیمیایی یک اسید خفیف (ضعیف) را به همراه نمک مرتبط به آن در آب حل می‌کنند. به طور مثال اسید استیک و سدیم استات که اولی اسیدی ضعیف و دومی نمک مرتبط با اسید است.

با متدی دیگر نیز امکان ساخت محلول بافر مهیا می‌شود. یک باز خفیف (ضعیف) و نمک مرتبط با خودش رادر آب قاطی می‌کنیم و محلول بافر را در اختیار ما می‌گذارد. به طور مثال آمونیاک و آمونیوم کلرید که اولی بازی خفیف و دومی نمک مرتبط به آن است.

ارتباط فعالیت EDTA و محلول بافر

وسعت فعالیت ادتا بطور چشمگیری به PH محیط بستگی دارد. ادتا در اشکال مختلف در محیط وجود دارد و هر شکل از آن برای شکل‌گیری کمپلکس با یک یون امکان‌پذیر است. برای خلق محیطی مناسب جهت شکل‌گیری کمپلکس با یون در نظر گرفته شده می‌بایست ‌PH را به وسیله محلول بافر تنظیم کرد.

سختی آب چیست؟

به املاح منیزیم و کلسیم و… که باعث ایجاد رسوب بر روی دیواره دیگ بخار و یا هر وسیله مرتبط با آب ایجاد می‌کنند سختی اب گفته می‌شود. اگر املاح با جوشاندن آب حذف شوند سختی موقت گفته می‌شوند اما املاحی مانند نیترات‌های منیزیم و کلسیم و سولفات‌ها که جوشاندن، قابلیت حذف آنها را ندارد سختی دائم می‌گویند.

سختی آب قابلیت نرم شدن توسط سدیم کربنات و یا آهک یا استفاده از تعویض کننده‌های یونی یا مخلوطی از هر دو را دارا می‌باشد.

یون‌های منیزیم و کلسیم در مجاورت ادتا کمپلکس می‌شوند. منیزیم در PH بالاتر از دوازده به صورت هیدروکسید رسوب می‌کند و یون‌های کلسیم بجا می‌مانند. درنتیجه در PH بالای دوازده فقط یون‌های کلسیم با ادتا کمپلکس می‌شوند. بنابراین روش تیتراسیون کمپلکسومتری با ادتا برای سنجش سختی اب بسیار متداول است.

روش آنالیز سختی آب در آزمایشگاه

در مرحله اول مقداری از آب داخل ارلن تیتراسیون ریخته می‌شود. در مرحله دوم محلول بافرآمونیاکی را به آب داخل ارلن می‌افزاییم. سپس ارلن را هم می‌زنیم و پس از آن مقداری ایندیکاتور و یا شناساگر اضافه می‌کنیم. ایندیکاتور مورد استفاده قرار گرفته اریو کروم بلک تی می‌باشد. بورت را با مقدار و غلظت از پیش تعیین شده ادتا پر می‌کنیم.

در قدم بعدی شیر بورت را به آرامی باز کرده و عمل تیتراسیون را آغاز می‌کنیم. به هنگام افزودن قطره‌های ادتا در فاصله زمانی بین سه تا پنج ثانیه ارلن را می‌بایست تکان دهیم.

تکان دادن ارلن تا زمانیکه محتویات درون آن بصورت یکنواخت مخلوط شود ادامه خواهد داشت. تداوم تیتراسیون تا وقت تغییر رنگ محتویات درون ارلن از رنگ سرخ شرابی یا بنفش به سمت آبی ادامه می‌یابد. زمانیکه درونمایه به رنگ آبی درآمد یعنی به مرحله پایانی تیتراسیون رسیده‌‌‌ایم.

پس از این مرحله دیگر نیازی به افزودن ادتا نداریم. دراقدام بعدی مقدار ادتای مصرفی را ثبت کرده با استفاده ازفرمول زیرسختی آب را محاسبه می‌کنیم.

مقصود از روش آنالیز تیتراسیون کمپلکسومتری اندازه‌گیری میزان سختی آب است. از این متد برای سنجش در آزمایشگاه‌ها بهره می‌برند.

حال که به انتهای این مقاله رسیدید خوشحال میشویم که نظرات ارزشمندتان راجع به علت استفاده از محلول بافر در تعیین سختی آب را با ما در میان بگذارید.

در صورت وجود ابهام یا شبهه ای پیرامون خرید هر یک از محصولات وبسایت بازرگانی اسپوتا برای دریافت مشاوره رایگان می‌توانید با شماره های 26415084-021 و 09129533282 تماس حاصل فرمایید.