نحوه تهیه محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید

تیتراسیون فرایندی است که در آن غلظت یک محلول مشخص می‌شود و در این فرایند از یک تیترانت استفاده می‌شود. محلول پتاسیم هیدروکساید و سدیم هیدروکساید دو تیترانت معروف هستند که در فرایند تیتراسیون از آن‌ها استفاده می‌شود. پتاسیم هیدروکساید با فرمول KOH یکی از قوی‌ترین بازهاست که در صنعت کاربردهای زیادی از جمله خنثی کردن اسیدها را دارد. ما در این مقاله به طور مشخص به نحوه تهیه محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید می‌پردازیم. محلول پتاسیم هیدروکساید به راحتی و با مخلوط کردن پتاسیم هیدروکساید جامد با آب مقطر به دست می‌آید. اما فرایند استاندارد تهیه این محلول کار ساده‌ای نیست. برای آشنایی با روش استاندارد تهیه محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید، بهتر است تا انتهای این متن را بخوانید.

تیترانت و تیتراسیون چیست؟

پیش از نحوه تهیه محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید باید با مفهوم تیترانت و تیتراسیون آشنا شویم. تیترانت محلولی با غلظت مشخص است که برای تعیین غلظت یک محلول دیگر استفاده می‌شود. نام‌های دیگر تیترانت، معرف یا محلول استاندارد است. تیتراسیون نیز نوعی روش آزمایشگاهی برای تعیین غلظت ناشناخته یک محلول است. از پتاسیم هیدروکساید در غلظت‌های 1 و 5، در فرایند تیتراسیون استفاده می‌شود.

هیدروکسید پتاسیم ۱۰%

هیدروکسید پتاسیم یک قلیایی قوی است که مدت‌هاست برای هضم پروتئین‌ها، لیپید‌ها و سایر بقایای اپیتلیال خراش‌های پوست و شناسایی عفونت‌های قارچی شناخته شده است. هیدروکسید پتاسیم ۱۰% به صورت محلول عرضه می‌شود و بیشتر برای درمان عفونت‌های قارچی و ویروسی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نحوه و روش محلول‌سازی پتاسیم هیدروکساید

برای تهیه یک محلول پتاسیم هیدروکساید 10 درصد باید مراحل زیر را طی کنید:

1. 10 گرم پتاسیم هیدروکساید را بر روی لام بگذارید و آن را وزن کنید.
2. ماده شیمیایی را به ظرفی منتقل کنید که در بسته باشد و اندازه‌‌گذاری شده باشد.
3. 50 میلی لیتر آب مقطر اضافه کنید تا پتاسیم هیدروکساید به طور کامل حل شود. باقی‌مانده آب را به محلول اضافه کنید تا حجم آن به 100 میلی‌لیتر برسد.
4. محلول را برچسب بزنید و در آن را بگذارید. اگر محلول را در دمای اتاق نگهداری کنید، تا 2 سال قابل استفاده خواهد بود.

توجه: پتاسیم هیدروکساید یک ماده شیمیایی بسیار خورنده است و حتما باید در ظرف دربسته نگهداری شود. مطمئن شوید که بعد از تهیه محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید، در ظرف را محکم بسته‌اید.

 نرمالیته‌های (غلظت‌های مختلف) روتین و پرکاربرد محلول پتاسیم هیدروکساید

پرکاربردترین غلظت محلول پتاسیم هیدروکساید، 0.1 است. غلظت 1، 5، 10 و 20 هم در مواردی مورد استفاده قرار می‌گیرد. محلول‌های آن با غلظت حدود 5% در تماس با پوست تحریک کننده هستند. با غلظت‌های بالاتر از 20% خورنده هستند. یک باز قوی و دارای خاصیت خورندگی است که می‌تواند به پوست و بافت‌های بدن نفوذ کند. تماس پوست و یا چشم با محلول‌های KOH می‌تواند باعث سوختگی، تحریک شدید و حتی ایجاد نابینایی گردد. استنشاق این باز خورنده می‌تواند به غشای مخاطی و ریه‌ها آسیب برساند. در صورت بلعیده شدن، بسیار سمی است و می‌تواند منجر به آسیب دائمی بافتی و یا حتی مرگ شود.

موارد استفاده از تیترانت پتاسیم هیدروکساید

در کل عمده‌ی مصرف این ترکیب در کشاورزی است که پتاسیم یکی از عناصر غذایی اولیه موجودات زنده جانوری و گیاهی است. کودهای پتاسیم بعد از نیتروژن و فسفر، سومین کود از نظر مصرف هستند، کودها 95% از مصرف پتاسیم را به خود اختصاص داده‌اند و کمتر از 10 درصد آن به مصرف تهیه مواد شیمیایی می‌رسد.

• این ماده به عنوان یک ماده آب‌زدا عمل می‌کند و به دلیل بالا بودن میل ترکیبی هیدروکسید پتاسیم با آب، در آزمایشگاه‌ها از آن به عنوان ماده خشک کننده استفاده می‌کنند. و برای آب‌زدایی از حلال‌های اساسی، به ویژه آمین‌ها و پیریدین‌ها استفاده می‌شود.
• هیدروکسیدپتاسیم، بازی قوی و تشکیل دهنده محلول‌های قلیایی در آب و دیگر حلال‌های قطبی است. این محلول‌ها قادر به پروتون‌زدایی بسیاری از اسیدها، حتی اسیدهای ضعیف، هستند در شیمی تجزیه تیتراسیون با استفاده از محلول‌های پتاسیم برای سنجش اسیدها استفاده می‌شود.
• این ماده برای تولید چندین مواد شیمیایی دارای پتاسیم مانند پتاسیم آلومینات، برومات، برومید، فرمالیت، گلوکونات، لائورات و غیره استفاده می‌شود.
• پتاسیم هیدروکسید برای کاهش اسیدیته و تنظیم pH محلول‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• برای مطالعه‌ی آناتومی حشرات نیز از پتاس استفاده می‌شود، زیرا سرعت تجزیه بافت نرم را کاهش می‌دهد.
• برخی از گونه‌های قارچ‌های قهوه‌ای، قارچ براکت، بولتز و غیره، پس از استفاده از محلول آبی KOH بر روی آن‌ها و تعییر رنگ، شناسایی می‌شوند. به تشخیص عفونت قارچی روی پوست کمک می‌کند.

یکی از موارد استفاده از این محلول همانطور که قبلا اشاره کردیم، تعیین غلظت محلول‌های ناشناخته است. در این روش یک بشر حاوی محلول ناشناخته یا آنالیت داریم و قصد داریم که غلظت آن را تعیین کنیم. تیترانت پتاسیم هیدروکساید را بر روی بورت یا پیپت می‌گذارید و آن را به صورت قطره‌ای به محلول اضافه می‌کنید. حتما باید بدانید که چه مقدار محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید به آنالیت اضافه کرده‌اید. تا زمانی که محلول تغییر رنگ نداده است، این کار را انجام دهید. تغییر رنگ نشان دهنده پایان تیتراسیون است. نسبت مولی بین واکنش‌دهنده‌ها در یک معادله شیمیایی، باعث تعیین غلظت آنالیت می‌شود.

اگر از محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید بگذریم، باید بگوییم که خود محلول پتاسیم هیدروکساید در طیف گسترده‌ای از صنایع غذایی، داروسازی، کشاورزی و تولید شیشه استفاده می‌شود. همچنین این محلول یک الکترولیت در تولید باتری‌های قلیایی است و در باندهای فرودگاه نوعی یخ زداست.

روش استاندارد در تیتراسیون محلول پتاسیم هیدروکساید

شما باید غلظت دقیق محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید را در فرایند تیتراسیون تعیین کنید. شاید برایتان سوال پیش بیاید که چرا نمی‌توانید به سادگی با حل کردن مقداری پتاسیم هیدروکساید یک محلول دقیق تهیه کنید. باید بگوییم که پتاسیم هیدروکساید به طور خالص موجود نیست و از هوا آب جذب می‌کند. به همین دلیل باید به روش استاندارد تیتراسیون را انجام داد.

برای تیتراسیون محلول پتاسیم هیدروکساید باید از یک محلول استاندارد مانند پتاسیم هیدروژن فتالات یا KHP استفاده کنید.

روش استانداردسازی محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید 0.1 به صورت زیر است:

1. با دقت 20.4 گرم از ماده پتاسیم هیدروژن فتالات که به اختصار KHP نوشته می‌شود را وزن کنید و آن را در یک لیتر آب مقطر حل کنید. با این کار یک محلول استاندارد KHP درست کرده‌اید. KHP به دلیل خلوص بالایی که دارد، غلظت مشخصی نیز دارد.
2. حال 25 میلی‌لیتر از محلول KHP را با بورت یا پیپت به ارلن اضافه کنید و 2 یا 3 قطره معرف فنل‌فتالئین را به آن اضافه کنید.
3. سپس برای انجام فرایند تیتراسیون محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید را اضافه کنید. نیاز است که 15 میلی‌لیتر اول محلول را به آرامی اضافه کنید. ارلن را به آرامی تکان دهید تا دو محلول با یکدیگر مخلوط شوند. احتمالا بعد از 20 ثانیه محلول از بی‌رنگ به صورتی کم رنگ تغییر رنگ می‌دهد. برای تشخیص تغییر رنگ می‌توانید یک تکه کاغذ سفید را در محلول قرار دهید. واکنش شیمیایی به شرح زیر است:

KOH + KH₈H₄O₄ = H₂O + K₂C₈H₄O₄

4. حال فرض کنید که می‌خواهید با محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید غلظت یک محلول را اندازه‌گیری کنید. این محلول سرکه یا استیک اسید است. محلول استاندارد شده پتاسیم هیدروکساید را به سرکه اضافه کنید تا تغییر رنگ دهد. با قرار دادن مقدار مولکولی و حل یک معادله استوکیومتری، شما قادر هستید که مقدار غلظت سرکه را تعیین کنید. معادله این واکنش به صورت زیر است:

HC₂H₃O₂ + KOH = H₂O + KC₂H₃O₂

در انجام هر کار باید مقدار دقیق هر ماده را یادداشت کنید تا در انتها غلظت ماده مورد نظر را به دقت به دست بیاورید.

روش نگهداری و بسته‌بندی پتاسیم هیدروکساید

با توجه به تعداد میل هیدروکسید پتاسیم، این مواد در آزمایشگاه‌ها به صورت ماده خشک استفاده می‌شود. در کل این ترکیب باید در انباری خشک، سربسته و با تهویه‌ی مناسب باشد که به دور از هر گونه مواد ناسازگار با این ترکیب قرار داشته باشد.

نتیجه‌گیری

محلول تیترانت پتاسیم هیدروکساید در تیتراسیون اسید و باز مورد استفاده قرار می‌گیرد. شما باید در هنگام انجام تیتراسیون به طور دقیق اندازه هر ماده را در یاد داشته باشید تا در هنگام انجام محاسبات دچار خطا نشوید. ما در این مقاله روش استاندارد انجام تیتراسیون پتاسیم هیدروکساید را بررسی کردیم. شما می‌توانید از هیدرو کلریک اسید به جای پتاسیم هیدروژن فتالات استفاده کنید. البته بهتر است که از محلول پتاسیم هیدروژن فتالات استفاده کنید؛ زیرا این ماده خالص است و خطای آزمایش را به صفر می‌رساند.