محاسبه‌گر تیتراسیون: تعیین دقیق غلظت آنالیت

غلظت آنالیت را از داده‌های تیتراسیون با وارد کردن خوانش‌های بورت، غلظت تیتران و حجم آنالیت محاسبه کنید. نتایج فوری و دقیقی برای استفاده در آزمایشگاه و آموزش دریافت کنید.

محاسبه‌گر تیتر

خوانش اولیه بورت*

خوانش نهایی بورت*

غلظت تیتر کننده*

mol/L

حجم آنالیت*

نتیجه محاسبه

فرمول استفاده شده:

غلظت آنالیت:

- mol/L

📚

مستندات

محاسبه تیتراسیون: ابزار دقیق تعیین غلظت

مقدمه‌ای بر محاسبات تیتراسیون

تیتراسیون یک تکنیک تحلیلی اساسی در شیمی است که برای تعیین غلظت یک محلول ناشناخته (آنالیت) با واکنش آن با یک محلول با غلظت شناخته شده (تیترانت) استفاده می‌شود. محاسبه‌گر تیتراسیون این فرآیند را با خودکار کردن محاسبات ریاضی مرتبط ساده می‌کند و به شیمیدان‌ها، دانش‌آموزان و متخصصان آزمایشگاه اجازه می‌دهد تا نتایج دقیقی را به سرعت و به طور مؤثر به دست آورند. با وارد کردن قرائت‌های اولیه و نهایی بورت، غلظت تیترانت و حجم آنالیت، این محاسبه‌گر فرمول استاندارد تیتراسیون را برای تعیین غلظت ناشناخته با دقت به کار می‌برد.

تیتراسیون‌ها در تحلیل‌های شیمیایی مختلف، از تعیین اسیدیته محلول‌ها تا تحلیل غلظت مواد فعال در داروها، ضروری هستند. دقت محاسبات تیتراسیون به طور مستقیم بر نتایج تحقیق، فرآیندهای کنترل کیفیت و آزمایش‌های آموزشی تأثیر می‌گذارد. این راهنمای جامع توضیح می‌دهد که چگونه محاسبه‌گر تیتراسیون ما کار می‌کند، اصول زیرین آن و چگونه می‌توان نتایج را در سناریوهای عملی تفسیر و به کار برد.

فرمول تیتراسیون و اصول محاسبه

فرمول تیتراسیون استاندارد

محاسبه‌گر تیتراسیون از فرمول زیر برای تعیین غلظت آنالیت استفاده می‌کند:

$C_2 = \frac{C_1 \times V_1}{V_2}$

که در آن:

$C_1$ = غلظت تیترانت (مول/لیتر)
$V_1$ = حجم تیترانت استفاده شده (میلی‌لیتر) = قرائت نهایی - قرائت اولیه
$C_2$ = غلظت آنالیت (مول/لیتر)
$V_2$ = حجم آنالیت (میلی‌لیتر)

این فرمول از اصل برابری استوکیومتری در نقطه پایانی تیتراسیون مشتق شده است، جایی که مول‌های تیترانت برابر با مول‌های آنالیت هستند (با فرض نسبت واکنش 1:1).

توضیح متغیرها

قرائت بورت اولیه: قرائت حجم روی بورت قبل از شروع تیتراسیون (به میلی‌لیتر).
قرائت بورت نهایی: قرائت حجم روی بورت در نقطه پایانی تیتراسیون (به میلی‌لیتر).
غلظت تیترانت: غلظت شناخته شده محلول استاندارد شده مورد استفاده برای تیتراسیون (به مول/لیتر).
حجم آنالیت: حجم محلول مورد تحلیل (به میلی‌لیتر).
حجم تیترانت استفاده شده: به عنوان (قرائت نهایی - قرائت اولیه) به میلی‌لیتر محاسبه می‌شود.

اصول ریاضی

محاسبه تیتراسیون بر اساس حفظ ماده و روابط استوکیومتری است. تعداد مول‌های تیترانت که واکنش نشان می‌دهند برابر با تعداد مول‌های آنالیت در نقطه معادل است:

$\text{مول‌های تیترانت} = \text{مول‌های آنالیت}$

که می‌توان آن را به صورت زیر بیان کرد:

$C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2$

با تغییر ترتیب برای حل غلظت ناشناخته آنالیت:

$C_2 = \frac{C_1 \times V_1}{V_2}$

مدیریت واحدهای مختلف

محاسبه‌گر همه ورودی‌های حجم را به میلی‌لیتر (میلی‌لیتر) و ورودی‌های غلظت را به مول در لیتر (مول/لیتر) استاندارد می‌کند. اگر اندازه‌گیری‌های شما در واحدهای مختلف است، قبل از استفاده از محاسبه‌گر آنها را تبدیل کنید:

برای حجم‌ها: 1 لیتر = 1000 میلی‌لیتر
برای غلظت‌ها: 1 M = 1 مول/لیتر

راهنمای گام به گام برای استفاده از محاسبه‌گر تیتراسیون

برای محاسبه دقیق نتایج تیتراسیون، مراحل زیر را دنبال کنید:

1. داده‌های خود را آماده کنید

قبل از استفاده از محاسبه‌گر، اطمینان حاصل کنید که اطلاعات زیر را دارید:

قرائت بورت اولیه (میلی‌لیتر)
قرائت بورت نهایی (میلی‌لیتر)
غلظت محلول تیترانت (مول/لیتر)
حجم محلول آنالیت (میلی‌لیتر)

2. قرائت بورت اولیه را وارد کنید

حجم خوانده شده روی بورت قبل از شروع تیتراسیون را وارد کنید. این معمولاً صفر است اگر بورت را ریست کرده‌اید، اما ممکن است مقدار متفاوتی باشد اگر از تیتراسیون قبلی ادامه می‌دهید.

3. قرائت بورت نهایی را وارد کنید

حجم خوانده شده روی بورت در نقطه پایانی تیتراسیون را وارد کنید. این مقدار باید بزرگتر یا برابر با قرائت اولیه باشد.

4. غلظت تیترانت را وارد کنید

غلظت شناخته شده محلول تیترانت را به مول/لیتر وارد کنید. این باید یک محلول استاندارد شده با غلظت دقیقاً شناخته شده باشد.

5. حجم آنالیت را وارد کنید

حجم محلول مورد تحلیل را به میلی‌لیتر وارد کنید. این معمولاً با استفاده از پیپت یا سیلندر مدرج اندازه‌گیری می‌شود.

6. محاسبه را مرور کنید

محاسبه‌گر به طور خودکار محاسبه می‌کند:

حجم تیترانت استفاده شده (قرائت نهایی - قرائت اولیه)
غلظت آنالیت با استفاده از فرمول تیتراسیون

7. نتایج را تفسیر کنید

غلطت آنالیت محاسبه شده به میلی‌لیتر نمایش داده می‌شود. می‌توانید این نتیجه را برای سوابق یا محاسبات بیشتر کپی کنید.

خطاهای رایج و عیب‌یابی

قرائت نهایی کمتر از قرائت اولیه: اطمینان حاصل کنید که قرائت نهایی بزرگتر یا برابر با قرائت اولیه شما باشد.
حجم آنالیت صفر: حجم آنالیت باید بزرگتر از صفر باشد تا از خطاهای تقسیم بر صفر جلوگیری شود.
مقادیر منفی: همه مقادیر ورودی باید اعداد مثبت باشند.
نتایج غیرمنتظره: ورودی‌های خود را دوباره بررسی کنید و اطمینان حاصل کنید که همه ورودی‌ها به درستی وارد شده‌اند.

موارد استفاده برای محاسبات تیتراسیون

محاسبات تیتراسیون در بسیاری از کاربردهای علمی و صنعتی ضروری هستند:

تحلیل اسید-باز

تیتراسیون‌های اسید-باز غلظت اسیدها یا بازها را در محلول‌ها تعیین می‌کنند. به عنوان مثال:

تعیین اسیدیته سرکه (غلظت اسید استیک)
تحلیل قلیاییت نمونه‌های آب طبیعی
کنترل کیفیت داروهای ضد اسید

تیتراسیون‌های اکسیداسیون-کاهش

تیتراسیون‌های اکسیداسیون-کاهش شامل واکنش‌های اکسیداسیون-کاهش هستند و برای:

تعیین غلظت عوامل اکسیدکننده مانند پراکسید هیدروژن
تحلیل محتوای آهن در مکمل‌ها
اندازه‌گیری اکسیژن محلول در نمونه‌های آب

تیتراسیون‌های کمپلکسومتریک

این تیتراسیون‌ها از عوامل کمپلکس‌کننده (مانند EDTA) برای تعیین:

سختی آب با اندازه‌گیری یون‌های کلسیم و منیزیم
غلظت یون‌های فلزی در آلیاژها
تحلیل فلزات ردیابی در نمونه‌های محیطی استفاده می‌کنند.

تیتراسیون‌های رسوبی

تیتراسیون‌های رسوبی ترکیبات نامحلول را تشکیل می‌دهند و برای:

تعیین محتوای کلرید در آب
تحلیل خلوص نقره
اندازه‌گیری غلظت سولفات‌ها در نمونه‌های خاک

کاربردهای آموزشی

محاسبات تیتراسیون در آموزش شیمی اساسی هستند:

آموزش مفاهیم استوکیومتری
نشان دادن تکنیک‌های شیمی تحلیلی
توسعه مهارت‌های آزمایشگاهی در دانش‌آموزان

کنترل کیفیت داروها

شرکت‌های داروسازی از تیتراسیون برای:

آزمایش مواد فعال
آزمایش مواد اولیه
مطالعات پایداری فرمولاسیون‌های دارویی استفاده می‌کنند.

صنعت غذا و نوشیدنی

تیتراسیون‌ها در تحلیل غذا برای:

تعیین اسیدیته در آب‌میوه‌ها و شراب‌ها
اندازه‌گیری محتوای ویتامین C
تحلیل غلظت نگهدارنده‌ها استفاده می‌شوند.

نظارت بر محیط زیست

دانشمندان محیط زیست از تیتراسیون برای:

اندازه‌گیری پارامترهای کیفیت آب
تحلیل pH خاک و محتوای مواد مغذی
نظارت بر ترکیب زباله‌های صنعتی استفاده می‌کنند.

مطالعه موردی: تعیین اسیدیته سرکه

یک تحلیل‌گر کیفیت غذا نیاز دارد تا غلظت اسید استیک در یک نمونه سرکه را تعیین کند:

25.0 میلی‌لیتر سرکه در یک ارلن ریخته می‌شود.
قرائت اولیه بورت 0.0 میلی‌لیتر است.
NaOH 0.1 M اضافه می‌شود تا نقطه پایانی (قرائت نهایی 28.5 میلی‌لیتر).
با استفاده از محاسبه‌گر تیتراسیون:
- قرائت اولیه: 0.0 میلی‌لیتر
- قرائت نهایی: 28.5 میلی‌لیتر
- غلظت تیترانت: 0.1 مول/لیتر
- حجم آنالیت: 25.0 میلی‌لیتر
غلظت محاسبه شده اسید استیک 0.114 مول/لیتر (0.684% w/v) است.

گزینه‌های جایگزین برای محاسبات استاندارد تیتراسیون

در حالی که محاسبه‌گر ما بر روی تیتراسیون مستقیم با نسبت استوکیومتری 1:1 تمرکز دارد، چندین رویکرد جایگزین وجود دارد:

تیتراسیون معکوس

زمانی استفاده می‌شود که آنالیت به آرامی یا به طور ناقص واکنش نشان می‌دهد:

مقدار اضافی از معرف با غلظت شناخته شده به آنالیت اضافه می‌شود.
مقدار اضافی واکنش‌ناپذیر با یک تیترانت دوم تیتراسیون می‌شود.
غلظت آنالیت از تفاوت محاسبه می‌شود.

تیتراسیون جابجایی

برای آنالیت‌هایی که نمی‌توانند به طور مستقیم با تیتراسیون موجود واکنش نشان دهند، مفید است:

آنالیت یک ماده را از یک معرف جابجا می‌کند.
ماده جابجا شده سپس تیتراسیون می‌شود.
غلظت آنالیت به طور غیرمستقیم محاسبه می‌شود.

تیتراسیون پتنسیمتریک

به جای استفاده از نشانگرهای شیمیایی:

یک الکترود تغییر پتانسیل را در طول تیتراسیون اندازه‌گیری می‌کند.
نقطه پایانی از نقطه انحراف در نمودار پتانسیل در برابر حجم تعیین می‌شود.
نقاط پایانی دقیق‌تری را برای محلول‌های رنگی یا کدر فراهم می‌کند.

سیستم‌های تیتراسیون خودکار

آزمایشگاه‌های مدرن اغلب از:

تیتراسیون‌های خودکار با مکانیزم‌های دقیق توزیع استفاده می‌کنند.
نرم‌افزار که نتایج را محاسبه و گزارش‌ها را تولید می‌کند.
روش‌های تشخیصی مختلف برای انواع تیتراسیون‌های مختلف استفاده می‌کنند.

تاریخ و تکامل تیتراسیون

توسعه تکنیک‌های تیتراسیون چندین قرن را در بر می‌گیرد و از اندازه‌گیری‌های ابتدایی به روش‌های تحلیلی دقیق تکامل یافته است.

توسعه‌های اولیه (قرن 18)

شیمیدان فرانسوی فرانسوا-آنتوان-هنری دِسکروزیل اولین بورت را در اواخر قرن 18 اختراع کرد و در ابتدا از آن برای کاربردهای صنعتی سفیدکنندگی استفاده کرد. این دستگاه ابتدایی آغازگر تحلیل‌های حجمی بود.

در سال 1729، ویلیام لوئیس آزمایش‌های اولیه خنثی‌سازی اسید-باز را انجام داد و زمینه‌ساز تحلیل شیمیایی کمی از طریق تیتراسیون شد.

عصر استانداردسازی (قرن 19)

جوزف لوئی گی-لوکساک طراحی بورت را در سال 1824 بهبود بخشید و بسیاری از رویه‌های تیتراسیون را استاندارد کرد و اصطلاح "تیتراسیون" را از کلمه فرانسوی "titre" (عنوان یا استاندارد) ابداع کرد.

شیمیدان سوئدی یونس یعقوب برزیلیوس به درک نظری استوکیومتری کمک کرد که برای تفسیر نتایج تیتراسیون ضروری است.

توسعه نشانگرها (اواخر قرن 19 تا اوایل قرن 20)

کشف نشانگرهای شیمیایی انقلابی در تشخیص نقطه پایانی ایجاد کرد:

رابرت بویل اولین بار تغییر رنگ‌ها را در عصاره‌های گیاهی با اسیدها و بازها مشاهده کرد.
ویلهلم اوستوالد رفتار نشانگرها را با استفاده از نظریه یونیزاسیون در سال 1894 توضیح داد.
سورن سورنسن مقیاس pH را در سال 1909 معرفی کرد و چارچوب نظری برای تیتراسیون‌های اسید-باز فراهم کرد.

پیشرفت‌های مدرن (قرن 20 تا حال)

روش‌های ابزاری دقت تیتراسیون را افزایش دادند:

تیتراسیون پتنسیمتریک (دهه 1920) امکان تشخیص نقطه پایانی بدون نشانگرهای بصری را فراهم کرد.
تیتراسیون‌های خودکار (دهه 1950) تکرارپذیری و کارایی را بهبود بخشیدند.
سیستم‌های کنترل کامپیوتری (از دهه 1980 به بعد) امکان پروتکل‌های تیتراسیون پیچیده و تحلیل داده‌ها را فراهم کردند.

امروزه، تیتراسیون همچنان یک تکنیک تحلیلی اساسی است که اصول سنتی را با فناوری مدرن ترکیب می‌کند تا نتایج دقیق و قابل اعتمادی را در رشته‌های علمی مختلف ارائه دهد.

سوالات متداول درباره محاسبات تیتراسیون

تیتراسیون چیست و چرا مهم است؟

تیتراسیون یک تکنیک تحلیلی است که برای تعیین غلظت یک محلول ناشناخته با واکنش آن با یک محلول با غلظت شناخته شده استفاده می‌شود. این تکنیک مهم است زیرا روشی دقیق برای تحلیل کمی در شیمی، داروسازی، علم مواد غذایی و نظارت بر محیط زیست ارائه می‌دهد. تیتراسیون امکان تعیین دقیق غلظت محلول‌ها را بدون نیاز به تجهیزات گران‌قیمت فراهم می‌کند.

دقت محاسبات تیتراسیون چقدر است؟

محاسبات تیتراسیون می‌توانند بسیار دقیق باشند و دقت معمولاً به ±0.1% تحت شرایط بهینه می‌رسد. دقت به چندین عامل بستگی دارد، از جمله دقت بورت (معمولاً ±0.05 میلی‌لیتر)، خلوص تیترانت، تیز بودن تشخیص نقطه پایانی و مهارت تحلیل‌گر. با استفاده از محلول‌های استاندارد شده و تکنیک مناسب، تیتراسیون یکی از دقیق‌ترین روش‌ها برای تعیین غلظت است.

تفاوت بین نقطه پایانی و نقطه معادل چیست؟

نقطه معادل نقطه نظری است که در آن مقدار دقیق تیترانت مورد نیاز برای واکنش کامل با آنالیت اضافه شده است. نقطه پایانی نقطه‌ای است که به طور تجربی قابل مشاهده است، معمولاً با تغییر رنگ یا سیگنال ابزاری تشخیص داده می‌شود، که نشان می‌دهد تیتراسیون کامل شده است. ایده‌آل این است که نقطه پایانی با نقطه معادل هم‌پوشانی داشته باشد، اما معمولاً یک تفاوت کوچک (خطای نقطه پایانی) وجود دارد که تحلیل‌گران ماهر آن را با انتخاب مناسب نشانگر به حداقل می‌رسانند.

چگونه می‌توانم بدانم کدام نشانگر را برای تیتراسیون خود استفاده کنم؟

انتخاب نشانگر به نوع تیتراسیون و pH مورد انتظار در نقطه معادل بستگی دارد:

برای تیتراسیون‌های اسید-باز، نشانگری را انتخاب کنید که دامنه تغییر رنگ (pKa) آن در بخش تند منحنی تیتراسیون قرار دارد.
برای تیتراسیون‌های اسید قوی-باز قوی، فنوفتلین (pH 8.2-10) یا قرمز متیل (pH 4.4-6.2) مناسب هستند.
برای تیتراسیون‌های اسید ضعیف-باز قوی، معمولاً فنوفتلین مناسب است.
برای تیتراسیون‌های اکسیداسیون-کاهش، نشانگرهای خاص اکسیداسیون مانند فروئین یا پرمنگنات پتاسیم (خود نشانگر) استفاده می‌شوند.
در صورت عدم اطمینان، روش‌های پتنسیمتریک می‌توانند نقطه پایانی را بدون نشانگرهای شیمیایی تعیین کنند.

آیا تیتراسیون می‌تواند بر روی مخلوط‌های آنالیت‌ها انجام شود؟

بله، تیتراسیون می‌تواند مخلوط‌ها را تحلیل کند اگر اجزاء با سرعت‌ها یا دامنه‌های pH به اندازه کافی متفاوت واکنش نشان دهند. به عنوان مثال:

مخلوط کربنات و بی‌کربنات می‌تواند با استفاده از تیتراسیون دو نقطه پایانی تحلیل شود.
مخلوط‌های اسید با مقادیر pKa به طور قابل توجهی متفاوت می‌توانند با نظارت بر کل منحنی تیتراسیون تعیین شوند.
تیتراسیون‌های متوالی می‌توانند چندین آنالیت را در یک نمونه تعیین کنند. برای مخلوط‌های پیچیده، تکنیک‌های خاصی مانند تیتراسیون پتنسیمتریک با تحلیل مشتق ممکن است برای حل نقاط پایانی نزدیک نیاز باشد.

چگونه با تیتراسیون‌هایی که استوکیومتری غیر 1:1 دارند، برخورد کنم؟

برای واکنش‌هایی که تیترانت و آنالیت در نسبت 1:1 واکنش نمی‌دهند، فرمول استاندارد تیتراسیون را با گنجاندن نسبت استوکیومتری تغییر دهید:

$C_2 = \frac{C_1 \times V_1 \times n_2}{V_2 \times n_1}$

که در آن:

$n_1$ = ضریب استوکیومتری تیترانت
$n_2$ = ضریب استوکیومتری آنالیت

برای مثال، در تیتراسیون H₂SO₄ با NaOH، نسبت 1:2 است، بنابراین $n_1 = 2$ و $n_2 = 1$ .

چه عواملی باعث بیشترین خطاها در محاسبات تیتراسیون می‌شود؟

شایع‌ترین منابع خطا در تیتراسیون شامل:

تشخیص نادرست نقطه پایانی (اضافه کردن بیش از حد یا کم)
استانداردسازی نادرست محلول تیترانت
خطاهای اندازه‌گیری در قرائت حجم (خطاهای پارالکس)
آلودگی محلول‌ها یا شیشه‌آلات
تغییرات دما که بر اندازه‌گیری‌های حجم تأثیر می‌گذارد
اشتباهات محاسباتی، به ویژه با تبدیل واحدها
حباب‌های هوا در بورت که بر قرائت‌های حجم تأثیر می‌گذارد
خطاهای نشانگر (نشانگر نادرست یا نشانگر تجزیه شده)

چه احتیاط‌هایی باید هنگام انجام تیتراسیون‌های با دقت بالا انجام دهم؟

برای کارهای با دقت بالا:

از شیشه‌آلات حجمی کلاس A با گواهی‌های کالیبراسیون استفاده کنید.
محلول‌های تیترانت را در برابر استانداردهای اولیه استاندارد کنید.
دمای آزمایشگاه را کنترل کنید (20-25 درجه سانتی‌گراد) تا از تغییرات حجم جلوگیری شود.
از میکروبورت برای حجم‌های کوچک (دقت ±0.001 میلی‌لیتر) استفاده کنید.
تیتراسیون‌های تکراری (حداقل سه) انجام دهید و پارامترهای آماری را محاسبه کنید.
اصلاحات شناوری را برای اندازه‌گیری‌های جرم اعمال کنید.
از تشخیص نقطه پایانی پتنسیمتریک به جای نشانگرها استفاده کنید.
برای اندازه‌گیری‌های دقیق، از روش‌های تیتراسیون خودکار استفاده کنید.

مثال‌های کد برای محاسبات تیتراسیون

Excel

1' فرمول Excel برای محاسبه تیتراسیون
2' در سلول‌ها به صورت زیر قرار دهید:
3' A1: قرائت اولیه (میلی‌لیتر)
4' A2: قرائت نهایی (میلی‌لیتر)
5' A3: غلظت تیترانت (مول/لیتر)
6' A4: حجم آنالیت (میلی‌لیتر)
7' A5: نتیجه فرمول
8
9' در سلول A5، وارد کنید:
10=IF(A4>0,IF(A2>=A1,(A3*(A2-A1))/A4,"خطا: قرائت نهایی باید >= قرائت اولیه باشد"),"خطا: حجم آنالیت باید > 0 باشد")
11

Python

1def calculate_titration(initial_reading, final_reading, titrant_concentration, analyte_volume):
2    """
3    محاسبه غلظت آنالیت از داده‌های تیتراسیون.
4    
5    پارامترها:
6    initial_reading (float): قرائت اولیه بورت به میلی‌لیتر
7    final_reading (float): قرائت نهایی بورت به میلی‌لیتر
8    titrant_concentration (float): غلظت تیترانت به مول/لیتر
9    analyte_volume (float): حجم آنالیت به میلی‌لیتر
10    
11    بازمی‌گرداند:
12    float: غلظت آنالیت به مول/لیتر
13    """
14    # اعتبارسنجی ورودی‌ها
15    if analyte_volume <= 0:
16        raise ValueError("حجم آنالیت باید بزرگتر از صفر باشد")
17    if final_reading < initial_reading:
18        raise ValueError("قرائت نهایی باید بزرگتر یا برابر با قرائت اولیه باشد")
19    
20    # محاسبه حجم تیترانت استفاده شده
21    titrant_volume = final_reading - initial_reading
22    
23    # محاسبه غلظت آنالیت
24    analyte_concentration = (titrant_concentration * titrant_volume) / analyte_volume
25    
26    return analyte_concentration
27
28# مثال استفاده
29try:
30    result = calculate_titration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0)
31    print(f"غلظت آنالیت: {result:.4f} مول/لیتر")
32except ValueError as e:
33    print(f"خطا: {e}")
34

JavaScript

1/**
2 * محاسبه غلظت آنالیت از داده‌های تیتراسیون
3 * @param {number} initialReading - قرائت اولیه بورت به میلی‌لیتر
4 * @param {number} finalReading - قرائت نهایی بورت به میلی‌لیتر
5 * @param {number} titrantConcentration - غلظت تیترانت به مول/لیتر
6 * @param {number} analyteVolume - حجم آنالیت به میلی‌لیتر
7 * @returns {number} غلظت آنالیت به مول/لیتر
8 */
9function calculateTitration(initialReading, finalReading, titrantConcentration, analyteVolume) {
10  // اعتبارسنجی ورودی‌ها
11  if (analyteVolume <= 0) {
12    throw new Error("حجم آنالیت باید بزرگتر از صفر باشد");
13  }
14  if (finalReading < initialReading) {
15    throw new Error("قرائت نهایی باید بزرگتر یا برابر با قرائت اولیه باشد");
16  }
17  
18  // محاسبه حجم تیترانت استفاده شده
19  const titrantVolume = finalReading - initialReading;
20  
21  // محاسبه غلظت آنالیت
22  const analyteConcentration = (titrantConcentration * titrantVolume) / analyteVolume;
23  
24  return analyteConcentration;
25}
26
27// مثال استفاده
28try {
29  const result = calculateTitration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0);
30  console.log(`غلظت آنالیت: ${result.toFixed(4)} مول/لیتر`);
31} catch (error) {
32  console.error(`خطا: ${error.message}`);
33}
34

R

1calculate_titration <- function(initial_reading, final_reading, titrant_concentration, analyte_volume) {
2  # اعتبارسنجی ورودی‌ها
3  if (analyte_volume <= 0) {
4    stop("حجم آنالیت باید بزرگتر از صفر باشد")
5  }
6  if (final_reading < initial_reading) {
7    stop("قرائت نهایی باید بزرگتر یا برابر با قرائت اولیه باشد")
8  }
9  
10  # محاسبه حجم تیترانت استفاده شده
11  titrant_volume <- final_reading - initial_reading
12  
13  # محاسبه غلظت آنالیت
14  analyte_concentration <- (titrant_concentration * titrant_volume) / analyte_volume
15  
16  return(analyte_concentration)
17}
18
19# مثال استفاده
20tryCatch({
21  result <- calculate_titration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0)
22  cat(sprintf("غلظت آنالیت: %.4f مول/لیتر\n", result))
23}, error = function(e) {
24  cat(sprintf("خطا: %s\n", e$message))
25})
26

Java

1public class TitrationCalculator {
2    /**
3     * محاسبه غلظت آنالیت از داده‌های تیتراسیون
4     * 
5     * @param initialReading قرائت اولیه بورت به میلی‌لیتر
6     * @param finalReading قرائت نهایی بورت به میلی‌لیتر
7     * @param titrantConcentration غلظت تیترانت به مول/لیتر
8     * @param analyteVolume حجم آنالیت به میلی‌لیتر
9     * @return غلظت آنالیت به مول/لیتر
10     * @throws IllegalArgumentException اگر مقادیر ورودی نامعتبر باشند
11     */
12    public static double calculateTitration(double initialReading, double finalReading, 
13                                           double titrantConcentration, double analyteVolume) {
14        // اعتبارسنجی ورودی‌ها
15        if (analyteVolume <= 0) {
16            throw new IllegalArgumentException("حجم آنالیت باید بزرگتر از صفر باشد");
17        }
18        if (finalReading < initialReading) {
19            throw new IllegalArgumentException("قرائت نهایی باید بزرگتر یا برابر با قرائت اولیه باشد");
20        }
21        
22        // محاسبه حجم تیترانت استفاده شده
23        double titrantVolume = finalReading - initialReading;
24        
25        // محاسبه غلظت آنالیت
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("غلظت آنالیت: %.4f مول/لیتر%n", result);
35        } catch (IllegalArgumentException e) {
36            System.out.println("خطا: " + e.getMessage());
37        }
38    }
39}
40

C++

1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3#include <stdexcept>
4
5/**
6 * محاسبه غلظت آنالیت از داده‌های تیتراسیون
7 * 
8 * @param initialReading قرائت اولیه بورت به میلی‌لیتر
9 * @param finalReading قرائت نهایی بورت به میلی‌لیتر
10 * @param titrantConcentration غلظت تیترانت به مول/لیتر
11 * @param analyteVolume حجم آنالیت به میلی‌لیتر
12 * @return غلظت آنالیت به مول/لیتر
13 * @throws std::invalid_argument اگر مقادیر ورودی نامعتبر باشند
14 */
15double calculateTitration(double initialReading, double finalReading, 
16                         double titrantConcentration, double analyteVolume) {
17    // اعتبارسنجی ورودی‌ها
18    if (analyteVolume <= 0) {
19        throw std::invalid_argument("حجم آنالیت باید بزرگتر از صفر باشد");
20    }
21    if (finalReading < initialReading) {
22        throw std::invalid_argument("قرائت نهایی باید بزرگتر یا برابر با قرائت اولیه باشد");
23    }
24    
25    // محاسبه حجم تیترانت استفاده شده
26    double titrantVolume = finalReading - initialReading;
27    
28    // محاسبه غلظت آنالیت
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 << "غلظت آنالیت: " << std::fixed << std::setprecision(4) 
38                  << result << " مول/لیتر" << std::endl;
39    } catch (const std::invalid_argument& e) {
40        std::cerr << "خطا: " << e.what() << std::endl;
41    }
42    
43    return 0;
44}
45

مقایسه روش‌های تیتراسیون

روش	اصل	مزایا	محدودیت‌ها	کاربردها
تیتراسیون مستقیم	تیترانت به طور مستقیم با آنالیت واکنش نشان می‌دهد	ساده، سریع، نیاز به تجهیزات حداقلی	محدود به آنالیت‌های واکنش‌پذیر با نشانگرهای مناسب	تحلیل اسید-باز، آزمایش سختی
تیتراسیون معکوس	معرف اضافی به آنالیت اضافه می‌شود، سپس اضافی تیتراسیون می‌شود	با آنالیت‌های واکنش‌ناپذیر یا نامحلول کار می‌کند	پیچیده‌تر، پتانسیل برای خطاهای ترکیبی	تحلیل کربنات، برخی یون‌های فلزی
تیتراسیون جابجایی	آنالیت یک ماده را از یک معرف جابجا می‌کند که سپس تیتراسیون می‌شود	می‌تواند آنالیت‌هایی را که نمی‌توانند به طور مستقیم تیتراسیون شوند، تحلیل کند	روش غیرمستقیم با مراحل اضافی	تعیین سیانید، برخی آنیون‌ها
تیتراسیون پتنسیمتریک	تغییر پتانسیل در طول تیتراسیون اندازه‌گیری می‌شود	تشخیص دقیق نقطه پایانی، کار با محلول‌های رنگی	نیاز به تجهیزات خاص	کاربردهای تحقیقاتی، مخلوط‌های پیچیده
تیتراسیون کنودکتومتریک	تغییرات هدایت در طول تیتراسیون اندازه‌گیری می‌شود	نیاز به نشانگر ندارد، کار با نمونه‌های کدر	کمتر حساس برای برخی واکنش‌ها	واکنش‌های رسوبی، اسیدهای مخلوط
تیتراسیون آمپرومتریک	جریان الکتریکی در طول تیتراسیون اندازه‌گیری می‌شود	بسیار حساس، خوب برای تحلیل ردیابی	تنظیمات پیچیده، نیاز به گونه‌های الکتروفعال	تعیین اکسیژن، فلزات ردیابی
تیتراسیون ترمومتریک	تغییرات دما در طول تیتراسیون اندازه‌گیری می‌شود	سریع، ابزار ساده	محدود به واکنش‌های گرمازا/گرمازایی	کنترل کیفیت صنعتی
تیتراسیون اسپکتروفتومتریک	تغییرات جذب در طول تیتراسیون اندازه‌گیری می‌شود	حساسیت بالا، نظارت مداوم	نیاز به محلول‌های شفاف	تحلیل ردیابی، مخلوط‌های پیچیده

منابع

هریس، د. سی. (2015). تحلیل شیمی کمی (ویرایش 9). انتشارات W. H. Freeman و شرکت.
اسکوج، د. آ.، وست، د. م.، هولر، ف. ج.، و کروچ، س. ر. (2013). اصول شیمی تحلیلی (ویرایش 9). انتشارات Cengage Learning.
کریستین، گ. د.، داسگوپتا، پ. ک.، و شوگ، ک. آ. (2014). شیمی تحلیلی (ویرایش 7). انتشارات جان وایلی و پسران.
هاروی، د. (2016). شیمی تحلیلی 2.1. منبع آموزشی باز.
مندهم، ج.، دنی، ر. سی.، بارنس، ج. د.، و توماس، م. ج. ک. (2000). کتاب درسی وگِل برای تحلیل شیمی کمی (ویرایش 6). انتشارات پرنتیس هال.
انجمن شیمی آمریکا. (2021). راهنمایی‌های ACS برای ایمنی آزمایشگاه شیمی. انتشارات ACS.
IUPAC. (2014). کمپندیم شیمیایی (کتاب طلایی). اتحادیه بین‌المللی شیمی خالص و کاربردی.
متروهم AG. (2022). راهنمای عملی تیتراسیون. بولتن کاربردهای متروهم.
موسسه ملی استانداردها و فناوری. (2020). کتاب وب شیمی NIST. وزارت بازرگانی ایالات متحده.
انجمن سلطنتی شیمی. (2021). فناوری‌های کمیته روش‌های تحلیلی. انجمن سلطنتی شیمی.

عنوان متا: محاسبه‌گر تیتراسیون: ابزار دقیق تعیین غلظت | محاسبه‌گر شیمی

توضیحات متا: غلظت آنالیت‌ها را به دقت با محاسبه‌گر تیتراسیون ما محاسبه کنید. قرائت‌های بورت، غلظت تیترانت و حجم آنالیت را وارد کنید تا نتایج فوری و دقیقی به دست آورید.

💬

بازخورد

💬

برای شروع دادن بازخورد درباره این ابزار، روی توست بازخورد کلیک کنید

🔗

ابزارهای مرتبط

کشف ابزارهای بیشتری که ممکن است برای جریان کاری شما مفید باشند