Prosty papier do miareczkowania

Naukowcy opracowali proste i tanie papierowe urządzenie do określania stężenie kwasu lub zasady w czasie krótszym niż minuta[1]. Chemicy od dawna stosują miareczkowanie celem wyznaczenia stężenia substancji w próbce. Procedura ta wymaga precyzyjnego pomiaru objętości, co może być nieco uciążliwe jak i czasochłonne, twierdzi Takashi Kaneta (Okayama University, Japonia). Aby ułatwić wykonywanie miareczkowania w terenie lub na hali produkcyjnej, Kaneta wymyślił mikrofluidalne urządzenia na bazie papieru, który zmienia kolor w zależności od stężenie substancji chemicznej.

Prosty papier do miareczkowania

 

Rys. 1  Barwy błękitu tymolowego w zależności od środowiska

W doświadczeniu Kaneta i Shingo Karita zaprojektowali urządzenie do pomiaru stężenia NaOH. Użyli drukarki celem nałożenia warstwy wosku na kawałek papieru filtracyjnego, tworząc układ kanałów z 10 promienistymi szprychami w strefie 30×30 mm. Na końcu każdej szprychy są dwa zbiorniki: zbiornik reakcji i zbiornik wykrywania. Do wszystkich zbiorników dodali fenoloftaleiny. Do każdych z 10 zbiorników reakcyjnych dodali roztwory wodoroftalanu potasu, który zobojętnia NaOH w stężeniu od 0.1 do 1.0 M w odstępach 0.1 M. Po wysuszeniu papieru, badacze umieścili 30 µL 0.4 M roztworu badanego NaOH do środka urządzenia. Roztwór badany przepłynął przez każdą szprychę zbiorników reakcyjnych i do zbiorników wykrywania. Na kolor malinowy zabarwiły się tylko trzy szprychy zawierające mniej niż 0.4 M wodoroftalanu potasu.

Urządzenie działa w podobny sposób dla każdego roztworu NaOH między 0,1 a 1,0 M. Zmieniając zakres stężeń wodoroftalanu potasu w urządzeniu, naukowcy byli w stanie zmierzyć stężenie NaOH między 0.01 a 0.1 M. W innym eksperymencie stworzyli bardziej czułe urządzenie, różnicujące pomiędzy 0.25, 0.27 i 0.29 M NaOH. Zespół wykorzystał także różne substancje chemiczne zobojętniające i wskaźniki do skutecznego miareczkowania kwasów: azotowego, siarkowego, kwas octowego oraz amoniaku.

Andres W. Martinez (California Polytechnic State University) w swoim komentarzu twierdzi, że praca prowadzi do łatwości przenoszenia takich urządzeń z laboratorium do przemysłu, ale nie zastąpi dokładnością standardowych miareczkowaniach. W kolejnych eksperymentach Kaneta chce zastosować konstrukcję urządzenia do innych typów miareczkowania, np. obejmujących reakcje redoks.

1. Anal. Chem. 2014: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac5039384?source=cen

2. http://cen.acs.org/articles/92/web/2014/12/Simple-Paper-Device-Titrates-Acids.html

Opracował: Łukasz Kurach

Korekta: Anna Marczewska

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*