টাইট্রেশন

টাইট্রেশন বা অনুমাপন^[১] (টাইট্রেমিতি ^[২] বা আয়তনিক বিশ্লেষণ) হলো একটি পরিমাণগত রাসায়নিক বিশ্লেষণ পদ্ধতি যাতে জ্ঞাত দ্রবণ বা প্রমিত দ্রবণের ঘনমাত্রা দ্বারা অজ্ঞাত দ্রবণের ঘনমাত্রা নির্ণয় করা হয়। উভয় দ্রবণের মিশ্রণ চলতে থাকে যতক্ষণ না দুই দ্রবণের মধ্যে বিক্রিয়া সম্পন্ন হয়।^[৩]

ইতিহাস এবং ব্যুৎপত্তি

"টাইট্রেশন" শব্দটি ফরাসি শব্দ titrer (১৫৪৩) থেকে এসেছে, যার অর্থ মুদ্রায় সোনা বা রৌপ্যের অনুপাত বা সোনা বা রূপার কাজ; অর্থাৎ, সূক্ষ্মতা বা বিশুদ্ধতার পরিমাপ। Tiltre হয়ে ওঠে titre,^[৪] যার অর্থ দাঁড়ায় "সংকরযুক্ত সোনার সূক্ষ্মতা",^[৫] এবং তারপর "প্রদত্ত নমুনায় একটি পদার্থের ঘনত্ব"।^[৬] ১৮২৮ সালে, ফরাসি রসায়নবিদ জোসেফ লুই গে-লুসাক প্রথম একটি ক্রিয়াপদ (titrer) হিসাবে titre ব্যবহার করেন, যার অর্থ "প্রদত্ত নমুনায় একটি পদার্থের ঘনত্ব নির্ধারণ করা"।^[৭]

প্রক্রিয়া

একটি সাধারণ টাইট্রেশন একটি বিকার বা এর্লেনমেয়ার ফ্লাস্ক দিয়ে শুরু হয় যাতে একটি অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট পরিমাণ বিশ্লেষক থাকে এবং অল্প পরিমাণ নির্দেশক (যেমন ফেনলপ্থ্যালিন) একটি ব্যুরেট বা কেমিক্যাল পাইপটিং সিরিঞ্জের নিচে রাখা হয়।^[৮] টাইট্রান্টের কম পরিমাণে তারপর বিশ্লেষক এবং নির্দেশক যোগ করা হয় যতক্ষণ না সূচকটি টাইট্রান্ট সম্পৃক্ততার থ্রেশহোল্ডের প্রতিক্রিয়ায় রঙ পরিবর্তন করে, যা টাইট্রেশনের সমাপ্তি বিন্দুতে আগমনের নির্দেশ করে, যার অর্থ টাইট্রান্টের পরিমাণ বর্তমান বিশ্লেষকের পরিমাণের সাথে ভারসাম্য বজায় রাখে উভয়ের মধ্যে প্রতিক্রিয়া। কাঙ্খিত প্রান্তবিন্দুর উপর নির্ভর করে, একক ড্রপ বা টাইট্রেন্টের একক ফোঁটার কম নির্দেশকের স্থায়ী এবং অস্থায়ী পরিবর্তনের মধ্যে পার্থক্য করতে পারে।

প্রকারভেদ

অম্ল-ক্ষার টাইট্রেশন

Titration of weak acid with strong base

অ্যানিমেশনের মাধ্যমে উপরের গ্রাফের ব্যাখ্যা

মিথাইল অরেঞ্জ

নির্দেশক^[৯]	অম্লে রং	সীমা (pH)	ক্ষারে রং
মিথাইল ভায়োলেট	হলুদ	০–১.৬	বেগুনি
ব্রোমোফেনল ব্লু	হলুদ	৩–৪.৬	নীল
মিথাইল অরেঞ্জ	লাল	৩.১–৪.৪	হলুদ
মিথাইল রেড	লাল	৪.৪–৬.৩	হলুদ
লিটমাস	লাল	৫-৮	নীল
ব্রোমোথাইমল ব্লু	হলুর	৬–৭.৬	নীল
ফেনলপ্থ্যালিন	রংবিহীন	৮–১০	গোলাপী
অ্যালিজারিন ইয়েলো	হলুদ	১০.১–১২	লাল

ফেনলপ্থ্যালিন

অ্যাসিড-ক্ষার টাইট্রেশন দ্রবণে মিশ্রিত হলে অ্যাসিড এবং বেসের মধ্যে প্রশমনের উপর নির্ভর করে। নমুনা ছাড়াও, টাইট্রেশন চেম্বারে একটি উপযুক্ত pH নির্দেশক যোগ করা হয়, যা সমতুল্য বিন্দুর pH পরিসরের প্রতিনিধিত্ব করে। অ্যাসিড-ক্ষার নির্দেশক রং পরিবর্তন করে টাইট্রেশনের সমাপ্তি বিন্দু নির্দেশ করে। সমাপ্তি বিন্দু এবং সমতা বিন্দু ঠিক একই নয় কারণ সমতা বিন্দুটি বিক্রিয়ার স্টয়শিওমেট্রি দ্বারা নির্ধারিত হয় যখন শেষ বিন্দুটি শুধুমাত্র নির্দেশক থেকে রঙ পরিবর্তন হয়। সুতরাং, নির্দেশকের একটি সতর্ক নির্বাচন ত্রুটি হ্রাস করবে। উদাহরণস্বরূপ, যদি সমতা বিন্দুটি ৮.৪ এর pH-এ থাকে, তাহলে অ্যালিজারিন ইয়েলোর পরিবর্তে ফেনলপ্থ্যালিন নির্দেশক ব্যবহার করা হবে কারণ ফেনলপ্থ্যালিন নির্দেশকের ত্রুটি কমিয়ে দেবে। সাধারণ সূচক, তাদের রং, এবং pH পরিসর যেখানে তারা রং পরিবর্তন করে উপরের টেবিলে দেওয়া হল। যখন আরও সুনির্দিষ্ট ফলাফলের প্রয়োজন হয়, অথবা যখন বিকারকগুলি একটি মৃদু অ্যাসিড এবং একটি মৃদু ক্ষার হয়, একটি pH মিটার বা একটি পরিবাহী মিটার ব্যবহার করা হয়।

টাইট্রেশনের সময় আনুমানিক pH তিন ধরনের গণনার মাধ্যমে আনুমানিক করা যেতে পারে। টাইট্রেশন শুরু করার আগে, কোনো ক্ষার যোগ করার আগে [H⁺] এর ঘনত্ব মৃদু অ্যাসিডের জলীয় দ্রবণে গণনা করা হয়। যখন ক্ষারের মোল সংখ্যা অ্যাসিড বা তথাকথিত সমতুল্য বিন্দুর মোলের সংখ্যার সমান হয়, তখন হাইড্রোলাইসিস এবং pH এর একটি একইভাবে গণনা করা হয় যেভাবে অ্যাসিড টাইট্রেটের সংযুক্ত ক্ষার গণনা করা হয়েছিল। শুরু এবং শেষ বিন্দুর মধ্যে, [H⁺] হ্যান্ডারসন-হ্যাসেলবাখ সমীকরণ থেকে প্রাপ্ত হয় এবং টাইট্রেশন মিশ্রণটিকে বাফার হিসাবে বিবেচনা করা হয়। হ্যান্ডারসন-হ্যাসেলবাখ সমীকরণে [অ্যাসিড] এবং [ক্ষার] কে মোলারিটি অনুযায়ী নেওয়া হয় যা বিয়োজন বা হাইড্রোলাইসিসের সাথেও থাকত। একটি বাফারে, [H⁺] সঠিকভাবে গণনা করা যেতে পারে তবে HA এর বিয়োজন, [A^-] এর হাইড্রোলাইসিস এবং জলের স্ব-আয়নায়ন গণনার মধ্যে ধরতে হবে।^[১০]

নিম্নলিখিত চারটি সমীকরণের সাহায্য নেওয়া হয়:^[১১]

[{\ce {H+}}][{\ce {OH-}}]=10^{-14}

[{\ce {H+}}]=K_{a}{\ce {{\frac {[HA]}{[A^{-}]}}}}

[{\ce {HA}}]+[{\ce {A-}}]={\frac {(n_{{\ce {A}}}+n_{{\ce {B}}})}{V}}

[{\ce {H+}}]+{\frac {n_{{\ce {B}}}}{V}}=[{\ce {A-}}]+[{\ce {OH-}}]

এখানে $n_{{\ce {A}}}$ ও $n_{{\ce {B}}}$ হল বাফার দ্রবণে ব্যবহৃত অ্যাসিডের (HA) ও লবণের (XA, X ক্যাটায়ন) মোল সংখ্যা। $V$ হল মোট আয়তন। ভরক্রিয়া সূত্র প্রয়োগ করে গণনা কার্য সাধন করা হয়। ${\frac {n_{{\ce {B}}}}{V}}$ হল ক্যাটায়নের মোলারিটি।^[১২]

জারণ-বিজারণ সংক্রান্ত টাইট্রেশন/রেডক্স টাইট্রেশন

এই টাইট্রেশনগুলি একটি জারক পদার্থ এবং একটি বিজারক পদার্থের মধ্যে একটি জারণ-বিজারণ প্রতিক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে। একটি পোটেনশিওমিটার বা একটি রেডক্স সূচক সাধারণত টাইট্রেশনের শেষ বিন্দু নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়, যখন উপাদানগুলির মধ্যে একটি জারক পদার্থ হল পটাশিয়াম ডাইক্রোমেট। কমলা থেকে সবুজে দ্রবণের রঙের পরিবর্তন সুনির্দিষ্ট নয়, তাই সোডিয়াম ডাইফিনাইল্যামাইনের মতো একটি নির্দেশক ব্যবহার করা হয়। সালফার ডাই অক্সাইডের জন্য ওয়াইনের বিশ্লেষণের জন্য জারক হিসেবে আয়োডিন প্রয়োজন। এই ক্ষেত্রে, স্টার্চ একটি নির্দেশক হিসাবে ব্যবহৃত হয়; অতিরিক্ত আয়োডিনের উপস্থিতিতে একটি নীল স্টার্চ-আয়োডিন কমপ্লেক্স তৈরি হয়, যা সমাপ্তি বিন্দুকে সংকেত দেয়।^[১৩]^[১৪]

উপাদানগুলির তীব্র রঙের কারণে কিছু রেডক্স টাইট্রেশনের জন্য কোনও নির্দেশক প্রয়োজন হয় না। উদাহরণস্বরূপ, মারাত্মক জারক পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেট-এর রঙের কারণে পারম্যাঙ্গানোমেট্রি-এ সামান্য টিকে থাকা গোলাপী রঙ টাইট্রেশনের সমাপ্তি বিন্দুর সংকেত দেয়।^[১৫]

প্রধান কিছু রেডক্স টাইট্রেশন:

রেডক্স টাইট্রেশন	টাইট্র্যান্ট
আয়োডোমেট্রি	আয়োডিন (I₂)
ব্রোমাটোমেট্রি	ব্রোমিন (Br₂)
সেরিমেট্রি	সেরিয়াম(IV) লবণ
পারম্যাঙ্গানোমেট্রি	পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেট
ডাইক্রোমেট্রি	পটাশিয়াম ডাইক্রোমেট

তথ্যসূত্র

↑ সেন, বিমলকান্তি (২০০৯)। সংসদ রসায়ন বিজ্ঞানের পরিভাষা। সাহিত্য সংসদ।
↑ Whitney, W.D.; Smith, B.E. (১৯১১)। "Titrimetry"। The Century Dictionary and Cyclopedia। The Century Co.। পৃষ্ঠা 6504।
↑ Chang, Raymond (২০০৭)। Chemistry (9th ed., [Special Indian ed.] সংস্করণ)। New Delhi: Tata McGraw-Hill Pub. Co. Ltd। আইএসবিএন 978-0-07-064819-7। ওসিএলসি 244443924।
↑ Ortolang: "titre" (in French): "4. a) 1543 tiltre « proportion d'or ou d'argent dans les monnaies, dans les ouvrages d'or et d'argent » " (tiltre: proportion of gold or silver in monies, in works of gold or silver)
↑ "Etymology On Line: titrate"।
↑ "WordReference: titre and titer"।
↑ Gay-Lussac (১৮২৮)। "Essai des potasses du commerce" [Assays of commercial potash]। Annales de Chimie et de Physique। 2nd series (ফরাসি ভাষায়)। 39: 337–368। In footnote (1) of p. 340, Gay-Lussac first uses titre as a verb: "Il leur serait plus facile de titrer l'acide sulfurique normal au moyen du carbonate de soude ou de potasse pur; … " ([In determining the concentration of sulfuric acid] it would be easier for them to titrate normal sulfuric acid by means of pure sodium or potassium carbonate; … )
↑ Gaiao, Edvaldo da Nobrega; Martins, Valdomiro Lacerda; Lyra, Wellington da Silva; Almeida, Luciano Farias de; Silva, Edvan Cirino da; Araújo, Mário César Ugulino (২০০৬)। "Digital image-based titrations"। Analytica Chimica Acta। 570 (2): 283–290। ডিওআই:10.1016/j.aca.2006.04.048। পিএমআইডি 17723410।
↑ "pH measurements with indicators"। সংগ্রহের তারিখ ২৯ সেপ্টেম্বর ২০১১।
↑ Harris, Daniel C. (২০০৭)। Quantitative Chemical Analysis (Seventh সংস্করণ)। Freeman and Company। আইএসবিএন 978-0-7167-7041-1।
↑ Skoog, D.A.; West, D.M.; Holler, F.J. (২০০০)। Analytical Chemistry: An Introduction, seventh edition। Emily Barrosse। পৃষ্ঠা 265-305। আইএসবিএন 0-03-020293-0।
↑ Henry, N.; M.M. Senozon (২০০১)। The Henderson-Hasselbalch Equation: Its History and Limitations। Journal of Chermical Education। পৃষ্ঠা 1499–1503।
↑ Amerine, M.A.; M.A. Joslyn (১৯৭০)। Table wines: the technology of their production। 2 (2 সংস্করণ)। University of California Press। পৃষ্ঠা 751–753। আইএসবিএন 0-520-01657-2।
↑ Vogel, A.I.; J. Mendham (২০০০)। Vogel's textbook of quantitative chemical analysis (6 সংস্করণ)। Prentice Hall। পৃষ্ঠা 423। আইএসবিএন 0-582-22628-7।
↑ German Chemical Society. Division of Analytical Chemistry (১৯৫৯)। Fresenius' Journal of Analytical Chemistry (জার্মান ভাষায়)। 166-167। University of Michigan: J.F. Bergmann। পৃষ্ঠা 1।

বহিঃসংযোগ

[1] সেন, বিমলকান্তি (২০০৯)। সংসদ রসায়ন বিজ্ঞানের পরিভাষা। সাহিত্য সংসদ।

[2] Whitney, W.D.; Smith, B.E. (১৯১১)। "Titrimetry"। The Century Dictionary and Cyclopedia। The Century Co.। পৃষ্ঠা 6504।

[3] Chang, Raymond (২০০৭)। Chemistry (9th ed., [Special Indian ed.] সংস্করণ)। New Delhi: Tata McGraw-Hill Pub. Co. Ltd। আইএসবিএন 978-0-07-064819-7। ওসিএলসি 244443924।

[4] Ortolang: "titre" (in French): "4. a) 1543 tiltre « proportion d'or ou d'argent dans les monnaies, dans les ouvrages d'or et d'argent » " (tiltre: proportion of gold or silver in monies, in works of gold or silver)

[5] "Etymology On Line: titrate"।

[6] "WordReference: titre and titer"।

[7] Gay-Lussac (১৮২৮)। "Essai des potasses du commerce" [Assays of commercial potash]। Annales de Chimie et de Physique। 2nd series (ফরাসি ভাষায়)। 39: 337–368। In footnote (1) of p. 340, Gay-Lussac first uses titre as a verb: "Il leur serait plus facile de titrer l'acide sulfurique normal au moyen du carbonate de soude ou de potasse pur; … " ([In determining the concentration of sulfuric acid] it would be easier for them to titrate normal sulfuric acid by means of pure sodium or potassium carbonate; … )

[8] Gaiao, Edvaldo da Nobrega; Martins, Valdomiro Lacerda; Lyra, Wellington da Silva; Almeida, Luciano Farias de; Silva, Edvan Cirino da; Araújo, Mário César Ugulino (২০০৬)। "Digital image-based titrations"। Analytica Chimica Acta। 570 (2): 283–290। ডিওআই:10.1016/j.aca.2006.04.048। পিএমআইডি 17723410।

[9] "pH measurements with indicators"। সংগ্রহের তারিখ ২৯ সেপ্টেম্বর ২০১১।

[Harris-10] Harris, Daniel C. (২০০৭)। Quantitative Chemical Analysis (Seventh সংস্করণ)। Freeman and Company। আইএসবিএন 978-0-7167-7041-1।

[11] Skoog, D.A.; West, D.M.; Holler, F.J. (২০০০)। Analytical Chemistry: An Introduction, seventh edition। Emily Barrosse। পৃষ্ঠা 265-305। আইএসবিএন 0-03-020293-0।

[12] Henry, N.; M.M. Senozon (২০০১)। The Henderson-Hasselbalch Equation: Its History and Limitations। Journal of Chermical Education। পৃষ্ঠা 1499–1503।

[13] Amerine, M.A.; M.A. Joslyn (১৯৭০)। Table wines: the technology of their production। 2 (2 সংস্করণ)। University of California Press। পৃষ্ঠা 751–753। আইএসবিএন 0-520-01657-2।

[14] Vogel, A.I.; J. Mendham (২০০০)। Vogel's textbook of quantitative chemical analysis (6 সংস্করণ)। Prentice Hall। পৃষ্ঠা 423। আইএসবিএন 0-582-22628-7।

[15] German Chemical Society. Division of Analytical Chemistry (১৯৫৯)। Fresenius' Journal of Analytical Chemistry (জার্মান ভাষায়)। 166-167। University of Michigan: J.F. Bergmann। পৃষ্ঠা 1।

[১]

[২]

[৩]

[৪]

[৫]

[৬]

[৭]

[৮]

[৯]

[১০]

[১১]

[১২]

[১৩]

[১৪]

[১৫]