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過去のブログ記事 手動滴定における主な誤差要因 を読まれて、手動滴定を自動滴定に移行するには、どうすればよいか疑問に思った方もいらっしゃるでしょう。今回は、その移行の手順と考慮すべき点について解説します。
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最適な電極（センサー）の選択
手動滴定を自動滴定へ移行する際の最も重要なステップは、当量点を決定する電極（センサー）の選択です。
最も簡単な選択肢の 1 つは、 光度滴定用センサー,を使用することで、色指示薬の使用が規格に定められている場合には、人間の目をセンサーに置き換えることができます。しかし、指示薬を必要としない電位差滴定用電極を使用する方がより簡単です。また、複数の滴定を1つに組み合わせて時間を節約することもできます。
電極の選択は、反応の種類、サンプル、および使用する滴定液によって異なります。酸塩基滴定には、酸化還元または沈殿滴定とは異なる電極が必要です。さらに、サンプルマトリックスは電極に大きな影響を与える可能性があります。マトリックスが複雑になればなるほど、選択はより重要になります。たとえば、非水滴定では、水滴定とは異なる pH 電極を使用する必要があります。
滴定ごとに最適な電極を選択できるよう、 フライヤーを以下からダウンロードできます。また、 電極検索ファインダー より使いやすくなりました。滴定の反応タイプとアプリケーション領域を選択すると、最適なソリューションが提示されます。
サンプルサイズと希釈量の最適化
手動滴定を行ったことがある方、多くの場合最大 30～40 mL の滴定試薬を滴下して当量点を検出されていたかと思います。自動滴定装置では、10 ～20 mL のビュレットが装備されている場合が一般的です。滴定中にビュレットを再補充するとエラーの原因となるため、自動滴定のサンプル サイズを小さくする必要があります。一般に自動滴定では、当量点がビュレットの総容量の 10% から 90% の間にあることが推奨されています。 そのため、手動滴定を自動滴定に移行する際は、サンプルサイズを最適化する必要があります。
サンプルサイズを少なくする利点：サンプルサイズを小さくすると、必要な滴定液が少なくなるため、生成される廃棄物がさらに減少し、より環境に優しい化学と各滴定のコスト削減に貢献します。
手動滴定を自動滴定に移行する場合、分析に使用する希釈液 (水や溶媒) の量を調整する場合があります。正確な結果を得るには、ここに示すように、センサーのガラス膜 (測定用) とダイヤフラム (参照用) が溶液に完全に浸されている必要があります。
適切な滴定モードの選択
滴定の種類によっては、滴定反応速度が異なります。このため、自動滴定装置にはさまざまな滴定モードが装備されています。
最も頻繁に使用される 2 つのモード (monotonic とdynamicモード）は、滴定試薬の滴下方法の違いとなります。monotonicモードを使用する場合、 同量の滴定試薬をコンスタントに滴下してゆきます。dynamicモードでは、滴定試薬の滴下量が当量点に近づくにつれて変化します。 当量点に近づくほど、滴下量少なくなるので、手動滴定に近い滴下方法になります。
経験則として、酸塩基滴定などの高速滴定には動的モードを使用し、当量点に突然到達する遅い滴定には単調モードを使用します (例: ビタミン C 測定)。
下記ウェビナーでは、さまざまな滴定モードについて解説しています（英語）。
滴定試薬を節約し、無駄を減らすために、停止基準（stop criteria）を設定することをお勧めします。 最も単純な停止基準は最大滴下量の設定（ stop volume）です。 当量点が常に同じ滴下量となる場合、これが最も簡単な方法です。 予想される当量点の値に達した後に追加するボリュームを定義できるオプションがあります。 一般的に、当量点後約 1 mL のストップ ボリュームをお勧めします。
まとめ：
このように手動滴定から自動滴定への変更は、それほど難しくありません。
- 最適な電極を選択する
- サンプルサイズと滴下量を最適化する
- 滴定反応に応じて滴定モードを選択する
- 滴定速度と滴下量を最適化する
関連情報（どなたでも自由にダウンローできます）：入門者必見！ 滴定入門 - 滴定ってなに？（日本語版）
