اندازه‌گیری میزان نمک یا کلرید سدیم در مواد غذایی و سایر محصولات، یکی از آزمون‌های مهم در شیمی تجزیه و کنترل کیفیت است. نمک به عنوان یک افزودنی رایج در غذاها و سایر محصولات صنعتی، نقش مهمی در طعم، نگهداری و حتی ایمنی محصولات ایفا می‌کند. بنابراین، اندازه‌گیری دقیق مقدار نمک از اهمیت بالایی برخوردار است. دو روش رایج برای این اندازه‌گیری، روش ولهارد (Volhard) و روش مور (Mohr) هستند که هر کدام بر اساس واکنش‌های شیمیایی خاصی انجام می‌شوند. در این مقاله به بررسی این دو روش، مراحل انجام آن‌ها و کاربردهایشان می‌پردازیم.
روش ولهارد
اصول و کاربردها
روش ولهارد یک تکنیک تیتراسیون غیرمستقیم است که برای اندازه‌گیری یون‌های کلرید (Cl-) در نمونه استفاده می‌شود. این روش بر اساس تیتراسیون برگشتی انجام می‌شود و به ویژه زمانی که نیاز به اندازه‌گیری دقیق نمک در حضور سایر یون‌های مزاحم داریم، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در روش ولهارد، ابتدا یون‌های کلرید به وسیله نیترات نقره (AgNO₃) رسوب داده می‌شوند و سپس مقدار اضافی نیترات نقره با محلول تیوسیانات پتاسیم (KSCN) تیتر می‌شود. نقطه پایانی تیتر با استفاده از شناساگر آهن (III) (Fe³⁺) به عنوان معرف شناسایی می‌شود.
مراحل انجام روش ولهارد
- آماده‌سازی نمونه:
- مقدار مشخصی از نمونه (مانند ماده غذایی یا محلول) را وزن کرده و در آب مقطر حل کنید. این محلول را به درون یک ارلن مایر منتقل کنید.
- افزودن نیترات نقره (AgNO₃):
- محلول استاندارد نیترات نقره را به نمونه اضافه کنید تا یون‌های کلرید به طور کامل رسوب کنند. واکنش به صورت زیر است:Cl−+AgNO3→AgCl(رسوب)+NO3−Cl^- + AgNO₃ \rightarrow AgCl (رسوب) + NO₃^-
- مقدار نیترات نقره‌ای که اضافه می‌شود، بیشتر از مقدار مورد نیاز برای رسوب دادن کلریدها است.
- افزودن اسید نیتریک (HNO₃):
- پس از اضافه کردن نیترات نقره، مقدار معینی اسید نیتریک به مخلوط اضافه کنید تا از تشکیل رسوب‌های اضافی جلوگیری شود.
- تیتر کردن با تیوسیانات پتاسیم (KSCN):
- مقدار اضافی نیترات نقره با تیوسیانات پتاسیم تیتر می‌شود. نقطه پایانی واکنش با تشکیل کمپلکس قرمز رنگ آهن (III) تیوسیانات (FeSCN²⁺) مشخص می‌شود:Ag++SCN−→AgSCN(رسوبسفید)Ag^+ + SCN^- \rightarrow AgSCN (رسوب سفید)و در نقطه پایانی:Fe3++SCN−→FeSCN2+(محلولقرمز)Fe^{3+} + SCN^- \rightarrow FeSCN^{2+} (محلول قرمز)
- محاسبه مقدار کلرید (نمک):
- با استفاده از حجم تیتر مصرفی تیوسیانات و غلظت آن، مقدار کلرید موجود در نمونه محاسبه می‌شود.
روش مور
اصول و کاربردها
روش مور یک تکنیک تیتراسیون مستقیم است که برای اندازه‌گیری مقدار یون‌های کلرید در محلول‌ها استفاده می‌شود. این روش ساده‌تر از روش ولهارد است و زمانی که تداخل یون‌های مزاحم وجود ندارد، به کار می‌رود. در روش مور، محلول استاندارد نیترات نقره (AgNO₃) به نمونه حاوی یون‌های کلرید اضافه می‌شود تا تمام یون‌های کلرید به صورت رسوب کلرید نقره (AgCl) رسوب کنند. نقطه پایانی تیتر با استفاده از کرومات پتاسیم (K₂CrO₄) به عنوان شناساگر شناسایی می‌شود. در این روش، زمانی که تمام کلریدها با نقره واکنش دادند، یون‌های نقره اضافی با کرومات پتاسیم واکنش داده و رسوب قرمز آجری رنگ کرومات نقره (Ag₂CrO₄) تشکیل می‌شود.
مراحل انجام روش مور
- آماده‌سازی نمونه:
- مقدار مشخصی از نمونه (مانند آب یا محلول غذایی) را وزن کرده و در آب مقطر حل کنید. محلول را به یک ارلن مایر منتقل کنید.
- افزودن کرومات پتاسیم (K₂CrO₄):
- مقدار معینی محلول کرومات پتاسیم به نمونه اضافه کنید. این شناساگر با یون‌های نقره اضافی در پایان واکنش داده و رنگ نقطه پایانی را نشان می‌دهد.
- تیتر کردن با نیترات نقره (AgNO₃):
- محلول نیترات نقره استاندارد به نمونه اضافه می‌شود تا یون‌های کلرید به صورت رسوب کلرید نقره رسوب کنند. واکنش به صورت زیر است:Cl−+AgNO3→AgCl(رسوب)+NO3−Cl^- + AgNO₃ \rightarrow AgCl (رسوب) + NO₃^-
- پس از رسوب دادن تمام کلریدها، نیترات نقره اضافی با کرومات پتاسیم واکنش داده و رسوب قرمز آجری رنگ کرومات نقره تشکیل می‌شود:2Ag++CrO42−→Ag2CrO4(رسوبقرمزآجری)2Ag^+ + CrO₄^{2-} \rightarrow Ag₂CrO₄ (رسوب قرمز آجری)
- محاسبه مقدار کلرید (نمک):
- با استفاده از حجم نیترات نقره مصرفی و غلظت آن، مقدار کلرید موجود در نمونه محاسبه می‌شود.
مقایسه روش‌های ولهارد و مور
هر دو روش ولهارد و مور برای اندازه‌گیری یون‌های کلرید به کار می‌روند، اما هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود هستند.
- روش ولهارد: این روش به دلیل انجام تیتراسیون برگشتی، دقت بالاتری دارد و می‌تواند در حضور یون‌های مزاحم نیز به خوبی عمل کند. این ویژگی باعث می‌شود که روش ولهارد برای نمونه‌هایی که دارای ترکیبات پیچیده‌تری هستند، مناسب‌تر باشد.
- روش مور: این روش ساده‌تر و سریع‌تر است و زمانی که تداخل کمتری وجود دارد، به کار می‌رود. روش مور نیاز به تجهیزات و مراحل کمتری دارد و در شرایط آزمایشگاهی که نیاز به سرعت بالاتری است، مناسب است.
نتیجه‌گیری
اندازه‌گیری مقدار نمک در مواد غذایی و سایر محصولات از اهمیت زیادی برخوردار است. روش‌های ولهارد و مور هر دو به عنوان تکنیک‌های تیتراسیون برای اندازه‌گیری یون‌های کلرید به کار می‌روند و انتخاب روش مناسب به نوع نمونه و شرایط آزمایش بستگی دارد. روش ولهارد به دلیل دقت بالاتر و توانایی انجام تیتراسیون برگشتی، برای نمونه‌های پیچیده‌تر ترجیح داده می‌شود، در حالی که روش مور به دلیل سادگی و سرعت بالا، در شرایطی که تداخل کمتری وجود دارد، کاربرد دارد. با استفاده از این دو روش، می‌توان به دقت میزان نمک موجود در محصولات مختلف را تعیین کرد و از کیفیت و ایمنی آن‌ها اطمینان حاصل کرد.
