คำนวณความเข้มข้นของสารวิเคราะห์จากข้อมูลการตั้งครรภ์โดยการป้อนการอ่านจากบิวเรต ความเข้มข้นของสารตั้งต้น และปริมาตรของสารวิเคราะห์ รับผลลัพธ์ที่ถูกต้องและทันทีสำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการและการศึกษา
สูตรที่ใช้:
ความเข้มข้นของสารวิเคราะห์:
Titration เป็นเทคนิคการวิเคราะห์พื้นฐานในเคมีที่ใช้เพื่อกำหนดความเข้มข้นของสารละลายที่ไม่ทราบ (analyte) โดยการทำปฏิกิริยากับสารละลายที่มีความเข้มข้นที่ทราบ (titrant) เครื่องคิดเลข titration ทำให้กระบวนการนี้ง่ายขึ้นโดยการทำให้การคำนวณทางคณิตศาสตร์เป็นอัตโนมัติ ช่วยให้นักเคมี นักเรียน และผู้เชี่ยวชาญในห้องปฏิบัติการสามารถได้รับผลลัพธ์ที่แม่นยำอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ โดยการป้อนการอ่านบูเรตเริ่มต้นและสิ้นสุด ความเข้มข้นของ titrant และปริมาตรของ analyte เครื่องคิดเลขนี้จะใช้สูตร titration มาตรฐานเพื่อกำหนดความเข้มข้นที่ไม่ทราบด้วยความแม่นยำ
Titrations เป็นสิ่งจำเป็นในการวิเคราะห์ทางเคมีหลายประเภท ตั้งแต่การกำหนดความเป็นกรดของสารละลายไปจนถึงการวิเคราะห์ความเข้มข้นของสารออกฤทธิ์ในเภสัชภัณฑ์ ความถูกต้องของการคำนวณ titration ส่งผลโดยตรงต่อผลลัพธ์การวิจัย กระบวนการควบคุมคุณภาพ และการทดลองทางการศึกษา คู่มือที่ครอบคลุมนี้อธิบายวิธีการทำงานของเครื่องคิดเลข titration หลักการที่อยู่เบื้องหลัง และวิธีการตีความและใช้ผลลัพธ์ในสถานการณ์จริง
เครื่องคิดเลข titration ใช้สูตรต่อไปนี้เพื่อกำหนดความเข้มข้นของ analyte:
โดยที่:
สูตรนี้ได้มาจากหลักการของความเท่าเทียมทางสโตอิคิโอเมตริกที่จุดสิ้นสุดของ titration ซึ่งจำนวนโมลของ titrant เท่ากับจำนวนโมลของ analyte (สมมติว่ามีอัตราส่วนการทำปฏิกิริยา 1:1)
การคำนวณ titration ขึ้นอยู่กับการอนุรักษ์มวลและความสัมพันธ์ทางสโตอิคิโอเมตริก จำนวนโมลของ titrant ที่ทำปฏิกิริยาจะเท่ากับจำนวนโมลของ analyte ที่จุดเท่ากัน:
ซึ่งสามารถแสดงได้ว่า:
การจัดเรียงใหม่เพื่อหาความเข้มข้นของ analyte ที่ไม่ทราบ:
เครื่องคิดเลขจะทำให้การป้อนข้อมูลปริมาตรทั้งหมดเป็นมิลลิลิตร (mL) และการป้อนข้อมูลความเข้มข้นเป็นโมลต่อลิตร (mol/L) หากการวัดของคุณอยู่ในหน่วยที่แตกต่างกัน ให้แปลงก่อนใช้เครื่องคิดเลข:
ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อคำนวณผลลัพธ์การ titration ของคุณอย่างแม่นยำ:
ก่อนใช้เครื่องคิดเลข ให้แน่ใจว่าคุณมีข้อมูลต่อไปนี้:
ป้อนการอ่านปริมาตรบนบูเรตของคุณก่อนเริ่มการ titration โดยปกติจะเป็นศูนย์หากคุณรีเซ็ตบูเรต แต่สามารถเป็นค่าที่แตกต่างออกไปหากคุณกำลังดำเนินการจากการ titration ก่อนหน้า
ป้อนการอ่านปริมาตรบนบูเรตของคุณที่จุดสิ้นสุดของการ titration ค่านี้ต้องมากกว่าหรือเท่ากับการอ่านเริ่มต้น
ป้อนความเข้มข้นที่ทราบของสารละลาย titrant ของคุณใน mol/L ซึ่งควรเป็นสารละลายที่ได้มาตรฐานที่มีความเข้มข้นที่ทราบอย่างแม่นยำ
ป้อนปริมาตรของสารละลายที่กำลังวิเคราะห์ใน mL ซึ่งมักจะวัดโดยใช้ปิเปตหรือกระบอกตวง
เครื่องคิดเลขจะคำนวณโดยอัตโนมัติ:
ความเข้มข้นของ analyte ที่คำนวณจะถูกแสดงใน mol/L คุณสามารถคัดลอกผลลัพธ์นี้สำหรับบันทึกหรือการคำนวณเพิ่มเติม
การคำนวณ titration เป็นสิ่งจำเป็นในหลายแอปพลิเคชันทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม:
การ titration ของกรด-เบสใช้เพื่อกำหนดความเข้มข้นของกรดหรือเบสในสารละลาย ตัวอย่างเช่น:
การ titration แบบรีดอกซ์เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันและใช้สำหรับ:
การ titration เหล่านี้ใช้สารประกอบที่ซับซ้อน (เช่น EDTA) เพื่อกำหนด:
การ titration แบบตกตะกอนสร้างสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำและใช้สำหรับ:
การคำนวณ titration เป็นพื้นฐานในด้านการศึกษาวิชาเคมี:
บริษัทเภสัชกรรมใช้ titration สำหรับ:
การ titration เป็นสิ่งสำคัญในการวิเคราะห์อาหารสำหรับ:
นักวิทยาศาสตร์ด้านสิ่งแวดล้อมใช้ titration เพื่อ:
นักวิเคราะห์คุณภาพอาหารต้องการกำหนดความเข้มข้นของกรดอะซิติกในตัวอย่างน้ำส้มสายชู:
ในขณะที่เครื่องคิดเลขของเรามุ่งเน้นไปที่การ titration โดยตรงที่มีสโตอิโอเมตรี 1:1 ยังมีวิธีการทางเลือกหลายประการ:
ใช้เมื่อ analyte ทำปฏิกิริยาช้า หรือไม่สมบูรณ์:
มีประโยชน์สำหรับ analytes ที่ไม่ทำปฏิกิริยาตรงกับ titrants ที่มีอยู่:
แทนที่จะใช้ตัวบ่งชี้ทางเคมี:
ห้องปฏิบัติการสมัยใหม่มักใช้:
การพัฒนาเทคนิคการ titration มีอายุมากหลายศตวรรษ โดยพัฒนาจากการวัดที่หยาบไปจนถึงวิธีการวิเคราะห์ที่แม่นยำ
นักเคมีชาวฝรั่งเศส François-Antoine-Henri Descroizilles ประดิษฐ์บูเรตตัวแรกในปลายศตวรรษที่ 18 โดยเริ่มใช้สำหรับการฟอกสีในอุตสาหกรรม อุปกรณ์ขั้นต้นนี้ทำให้การวิเคราะห์เชิงปริมาตรเริ่มต้นขึ้น
ในปี 1729 William Lewis ทำการทดลองการเป็นกรด-เบสที่เริ่มต้นขึ้น ซึ่งวางรากฐานสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีเชิงปริมาณผ่านการ titration
Joseph Louis Gay-Lussac ปรับปรุงการออกแบบบูเรตในปี 1824 และทำให้กระบวนการ titration หลายอย่างมีมาตรฐาน โดยตั้งชื่อคำว่า "titration" จากคำภาษาฝรั่งเศส "titre" (ชื่อหรือมาตรฐาน)
นักเคมีชาวสวีเดน Jöns Jacob Berzelius มีส่วนช่วยในความเข้าใจทางทฤษฎีเกี่ยวกับสารเทียบเท่า ซึ่งมีความสำคัญต่อการตีความผลลัพธ์การ titration
การค้นพบตัวบ่งชี้ทางเคมีทำให้การตรวจจับจุดสิ้นสุดมีการปฏิวัติ:
วิธีการทางเครื่องมือทำให้การ titration มีความแม่นยำมากขึ้น:
ในปัจจุบัน การ titration ยังคงเป็นเทคนิคการวิเคราะห์พื้นฐาน โดยรวมหลักการดั้งเดิมเข้ากับเทคโนโลยีสมัยใหม่เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำและเชื่อถือได้ในหลายสาขาวิทยาศาสตร์
Titration เป็นเทคนิคการวิเคราะห์ที่ใช้เพื่อกำหนดความเข้มข้นของสารละลายที่ไม่ทราบโดยการทำปฏิกิริยากับสารละลายที่มีความเข้มข้นที่ทราบ มันสำคัญเพราะมันให้วิธีการที่แม่นยำสำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณในเคมี เภสัชกรรม วิทยาศาสตร์อาหาร และการตรวจสอบสิ่งแวดล้อม Titration ช่วยให้สามารถกำหนดความเข้มข้นของสารละลายได้อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ที่มีราคาแพง
การคำนวณ titration สามารถมีความแม่นยำสูง โดยความแม่นยำมักจะอยู่ที่ ±0.1% ในสภาวะที่เหมาะสม ความถูกต้องขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงความแม่นยำของบูเรต (โดยปกติ ±0.05 mL) ความบริสุทธิ์ของ titrant ความคมชัดของการตรวจจับจุดสิ้นสุด และทักษะของนักวิเคราะห์ โดยการใช้สารละลายที่ได้มาตรฐานและเทคนิคที่เหมาะสม การ titration ยังคงเป็นหนึ่งในวิธีที่แม่นยำที่สุดสำหรับการกำหนดความเข้มข้น
จุดสิ้นสุดคือจุดที่สังเกตได้จากการทดลอง ซึ่งมักจะตรวจจับได้จากการเปลี่ยนสีหรือตัวสัญญาณ ในขณะที่จุดเท่ากันคือจุดที่ทฤษฎีที่แท้จริงซึ่งปริมาณที่แน่นอนของ titrant ที่จำเป็นสำหรับการทำปฏิกิริยากับ analyte อย่างสมบูรณ์ถูกเพิ่มเข้าไป จุดสิ้นสุดควรตรงกับจุดเท่ากัน แต่มีความแตกต่างเล็กน้อย (ข้อผิดพลาดของจุดสิ้นสุด) ที่นักวิเคราะห์ที่มีทักษะสามารถลดลงได้โดยการเลือกตัวบ่งชี้ที่เหมาะสม
การเลือกตัวบ่งชี้ขึ้นอยู่กับประเภทของ titration และ pH ที่คาดหวังที่จุดเท่ากัน:
ใช่ การ titration สามารถวิเคราะห์ส่วนผสมได้หากส่วนประกอบทำปฏิกิริยาที่มีอัตราเร็วหรือช่วง pH ที่แตกต่างกันอย่างเพียงพอ ตัวอย่างเช่น:
สำหรับปฏิกิริยาที่ titrant และ analyte ไม่ทำปฏิกิริยาในอัตราส่วน 1:1 ให้ปรับสูตร titration มาตรฐานโดยการรวมอัตราส่วนสโตอิโอเมตริก:
โดยที่:
ตัวอย่างเช่น ในการ titration ของ H₂SO₄ กับ NaOH อัตราส่วนคือ 1:2 ดังนั้น และ
แหล่งที่มาที่พบบ่อยที่สุดของข้อผิดพลาดในการ titration ได้แก่:
เพื่อแปลงระหว่างหน่วยความเข้มข้น:
ตัวอย่าง: 0.1 mol/L NaOH = 0.1 × 40 = 4 g/L = 0.4% w/v
ใช่ แต่ตัวบ่งชี้ทางสายตาอาจสังเกตได้ยากในสารละลายที่มีสีหรือขุ่น วิธีการทางเลือก ได้แก่:
สำหรับงานที่มีความแม่นยำสูง:
1' Excel formula for titration calculation
2' Place in cells as follows:
3' A1: Initial Reading (mL)
4' A2: Final Reading (mL)
5' A3: Titrant Concentration (mol/L)
6' A4: Analyte Volume (mL)
7' A5: Formula result
8
9' In cell A5, enter:
10=IF(A4>0,IF(A2>=A1,(A3*(A2-A1))/A4,"Error: Final reading must be >= Initial"),"Error: Analyte volume must be > 0")
111def calculate_titration(initial_reading, final_reading, titrant_concentration, analyte_volume):
2 """
3 Calculate analyte concentration from titration data.
4
5 Parameters:
6 initial_reading (float): Initial burette reading in mL
7 final_reading (float): Final burette reading in mL
8 titrant_concentration (float): Concentration of titrant in mol/L
9 analyte_volume (float): Volume of analyte in mL
10
11 Returns:
12 float: Concentration of analyte in mol/L
13 """
14 # Validate inputs
15 if analyte_volume <= 0:
16 raise ValueError("Analyte volume must be greater than zero")
17 if final_reading < initial_reading:
18 raise ValueError("Final reading must be greater than or equal to initial reading")
19
20 # Calculate titrant volume used
21 titrant_volume = final_reading - initial_reading
22
23 # Calculate analyte concentration
24 analyte_concentration = (titrant_concentration * titrant_volume) / analyte_volume
25
26 return analyte_concentration
27
28# Example usage
29try:
30 result = calculate_titration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0)
31 print(f"Analyte concentration: {result:.4f} mol/L")
32except ValueError as e:
33 print(f"Error: {e}")
341/**
2 * Calculate analyte concentration from titration data
3 * @param {number} initialReading - Initial burette reading in mL
4 * @param {number} finalReading - Final burette reading in mL
5 * @param {number} titrantConcentration - Concentration of titrant in mol/L
6 * @param {number} analyteVolume - Volume of analyte in mL
7 * @returns {number} Concentration of analyte in mol/L
8 */
9function calculateTitration(initialReading, finalReading, titrantConcentration, analyteVolume) {
10 // Validate inputs
11 if (analyteVolume <= 0) {
12 throw new Error("Analyte volume must be greater than zero");
13 }
14 if (finalReading < initialReading) {
15 throw new Error("Final reading must be greater than or equal to initial reading");
16 }
17
18 // Calculate titrant volume used
19 const titrantVolume = finalReading - initialReading;
20
21 // Calculate analyte concentration
22 const analyteConcentration = (titrantConcentration * titrantVolume) / analyteVolume;
23
24 return analyteConcentration;
25}
26
27// Example usage
28try {
29 const result = calculateTitration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0);
30 console.log(`Analyte concentration: ${result.toFixed(4)} mol/L`);
31} catch (error) {
32 console.error(`Error: ${error.message}`);
33}
341calculate_titration <- function(initial_reading, final_reading, titrant_concentration, analyte_volume) {
2 # Validate inputs
3 if (analyte_volume <= 0) {
4 stop("Analyte volume must be greater than zero")
5 }
6 if (final_reading < initial_reading) {
7 stop("Final reading must be greater than or equal to initial reading")
8 }
9
10 # Calculate titrant volume used
11 titrant_volume <- final_reading - initial_reading
12
13 # Calculate analyte concentration
14 analyte_concentration <- (titrant_concentration * titrant_volume) / analyte_volume
15
16 return(analyte_concentration)
17}
18
19# Example usage
20tryCatch({
21 result <- calculate_titration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0)
22 cat(sprintf("Analyte concentration: %.4f mol/L\n", result))
23}, error = function(e) {
24 cat(sprintf("Error: %s\n", e$message))
25})
261public class TitrationCalculator {
2 /**
3 * Calculate analyte concentration from titration data
4 *
5 * @param initialReading Initial burette reading in mL
6 * @param finalReading Final burette reading in mL
7 * @param titrantConcentration Concentration of titrant in mol/L
8 * @param analyteVolume Volume of analyte in mL
9 * @return Concentration of analyte in mol/L
10 * @throws IllegalArgumentException if input values are invalid
11 */
12 public static double calculateTitration(double initialReading, double finalReading,
13 double titrantConcentration, double analyteVolume) {
14 // Validate inputs
15 if (analyteVolume <= 0) {
16 throw new IllegalArgumentException("Analyte volume must be greater than zero");
17 }
18 if (finalReading < initialReading) {
19 throw new IllegalArgumentException("Final reading must be greater than or equal to initial reading");
20 }
21
22 // Calculate titrant volume used
23 double titrantVolume = finalReading - initialReading;
24
25 // Calculate analyte concentration
26 double analyteConcentration = (titrantConcentration * titrantVolume) / analyteVolume;
27
28 return analyteConcentration;
29 }
30
31 public static void main(String[] args) {
32 try {
33 double result = calculateTitration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0);
34 System.out.printf("Analyte concentration: %.4f mol/L%n", result);
35 } catch (IllegalArgumentException e) {
36 System.out.println("Error: " + e.getMessage());
37 }
38 }
39}
401#include <iostream>
2#include <iomanip>
3#include <stdexcept>
4
5/**
6 * Calculate analyte concentration from titration data
7 *
8 * @param initialReading Initial burette reading in mL
9 * @param finalReading Final burette reading in mL
10 * @param titrantConcentration Concentration of titrant in mol/L
11 * @param analyteVolume Volume of analyte in mL
12 * @return Concentration of analyte in mol/L
13 * @throws std::invalid_argument if input values are invalid
14 */
15double calculateTitration(double initialReading, double finalReading,
16 double titrantConcentration, double analyteVolume) {
17 // Validate inputs
18 if (analyteVolume <= 0) {
19 throw std::invalid_argument("Analyte volume must be greater than zero");
20 }
21 if (finalReading < initialReading) {
22 throw std::invalid_argument("Final reading must be greater than or equal to initial reading");
23 }
24
25 // Calculate titrant volume used
26 double titrantVolume = finalReading - initialReading;
27
28 // Calculate analyte concentration
29 double analyteConcentration = (titrantConcentration * titrantVolume) / analyteVolume;
30
31 return analyteConcentration;
32}
33
34int main() {
35 try {
36 double result = calculateTitration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0);
37 std::cout << "Analyte concentration: " << std::fixed << std::setprecision(4)
38 << result << " mol/L" << std::endl;
39 } catch (const std::invalid_argument& e) {
40 std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
41 }
42
43 return 0;
44}
45| Method | Principle | Advantages | Limitations | Applications |
|---|---|---|---|---|
| Direct Titration | Titrant directly reacts with analyte | ง่าย รวดเร็ว ต้องการอุปกรณ์ขั้นต่ำ | จำกัดเฉพาะ analytes ที่ทำปฏิกิริยากับตัวบ่งชี้ที่เหมาะสม | การวิเคราะห์กรด-เบส การทดสอบความกระด้าง |
| Back Titration | สารเคมีที่เกินถูกเพิ่มเข้าไปใน analyte จากนั้นจึง titrated ส่วนที่เหลือ | ใช้งานได้กับ analytes ที่ทำปฏิกิริยาช้า หรือไม่ละลายน้ำ | ซับซ้อนมากขึ้น อาจมีข้อผิดพลาดที่ซับซ้อน | การวิเคราะห์คาร์บอเนต ไอออนโลหะบางชนิด |
| Displacement Titration | Analyte แทนที่สารซึ่งจะถูก titrated | สามารถวิเคราะห์สารที่ไม่มี titrant ตรง | วิธีการโดยอ้อมที่มีขั้นตอนเพิ่มเติม | การกำหนดไซยาไนด์ ไอออนบางชนิด |
| Potentiometric Titration | วัดการเปลี่ยนแปลงศักย์ระหว่างการ titration | การตรวจจับจุดสิ้นสุดที่แม่นยำ ทำงานได้กับสารละลายที่มีสี | ต้องการอุปกรณ์เฉพาะ | แอปพลิเคชันการวิจัย ส่วนผสมที่ซับซ้อน |
| Conductometric Titration | วัดการเปลี่ยนแปลงความนำไฟฟ้าระหว่างการ titration | ไม่ต้องการตัวบ่งชี้ เหมาะสำหรับตัวอย่างที่ขุ่น | ความไวต่ำกว่าสำหรับปฏิกิริยาบางอย่าง | ปฏิกิริยาตกตะกอน กรดผสม |
| Amperometric Titration | วัดการไหลของกระแสระหว่างการ titration | มีความไวสูงมาก ดีสำหรับการวิเคราะห์ที่มีร่องรอย | การตั้งค่าซับซ้อน ต้องการสารที่มีปฏิกิริยาไฟฟ้า | การกำหนดออกซิเจน การวิเคราะห์โลหะที่มีร่องรอย |
| Thermometric Titration | วัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิระหว่างการ titration | รวดเร็ว อุปกรณ์ง่าย | จำกัดเฉพาะปฏิกิริยาที่มีการเกิดความร้อน/การดูดซับ | การควบคุมคุณภาพในอุตสาหกรรม |
| Spectrophotometric Titration | วัดการเปลี่ยนแปลงการดูดซับระหว่างการ titration | ความไวสูง การตรวจสอบต่อเนื่อง | ต้องการสารละลายที่โปร่งใส | การวิเคราะห์ที่มีร่องรอย ส่วนผสมที่ซับซ้อน |
Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9th ed.). W. H. Freeman and Company.
Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2013). Fundamentals of Analytical Chemistry (9th ed.). Cengage Learning.
Christian, G. D., Dasgupta, P. K., & Schug, K. A. (2014). Analytical Chemistry (7th ed.). John Wiley & Sons.
Harvey, D. (2016). Analytical Chemistry 2.1. Open Educational Resource.
Mendham, J., Denney, R. C., Barnes, J. D., & Thomas, M. J. K. (2000). Vogel's Textbook of Quantitative Chemical Analysis (6th ed.). Prentice Hall.
American Chemical Society. (2021). ACS Guidelines for Chemical Laboratory Safety. ACS Publications.
IUPAC. (2014). Compendium of Chemical Terminology (Gold Book). International Union of Pure and Applied Chemistry.
Metrohm AG. (2022). Practical Titration Guide. Metrohm Applications Bulletin.
National Institute of Standards and Technology. (2020). NIST Chemistry WebBook. U.S. Department of Commerce.
Royal Society of Chemistry. (2021). Analytical Methods Committee Technical Briefs. Royal Society of Chemistry.
Meta Title: Titration Calculator: Precise Concentration Determination Tool | Chemistry Calculator
Meta Description: คำนวณความเข้มข้นของ analyte อย่างแม่นยำด้วยเครื่องคิดเลข titration ของเรา ป้อนการอ่านบูเรต ความเข้มข้นของ titrant และปริมาตรของ analyte เพื่อผลลัพธ์ที่แม่นยำในทันที
ค้นพบเครื่องมือเพิ่มเติมที่อาจมีประโยชน์สำหรับการทำงานของคุณ