અનુમાપન (titration) : રસાયણશાસ્ત્રમાં કદમાપક વિશ્લેષણની એક પદ્ધતિ. તેમાં પદાર્થના નમૂનાના કોઈ એક ઘટકનું પ્રમાણ નક્કી કરવા તે નમૂનાના ચોક્કસ વજન અથવા તેના દ્રાવણના ચોક્કસ કદ સાથે રાસાયણિક પ્રક્રિયા પૂરી થાય ત્યાં સુધી બ્યુરેટમાંથી પ્રમાણિત દ્રાવણ (standard solution) ઉમેરવામાં આવે છે અને તેનું કદ નોંધી લેવામાં આવે છે. પૃથક્કરણમાં અનુમાપનનો ઉપયોગ કરતી શાખાને અનુમાપનમિતિ (titrimetry) કહે છે.
સામાન્ય રીતે પ્રમાણિત દ્રાવણને બ્યુરેટમાં ભરવામાં આવે છે તેને અનુમાપક (titrant) કહે છે. જેનું અનુમાપન કરવામાં આવે છે તેને અનુમાપ્ય (titratnd) કહેવામાં આવે છે.
અનુમાપનનો પ્રથમ વાર ઉપયોગ ઓગણીસમી સદીમાં ગેલ્યુસેકે અવક્ષેપન અનુમાપન(precipitation titration)માં સૂચક (indicator) વાપર્યા વગર કર્યો હતો. અનુમાપનના તુલ્યબિંદુ-(equivalence point)એ નમૂનામાં બરાબર તુલ્ય પ્રમાણમાં જ અનુમાપક ઉમેરાય છે. આ માટે અનુમાપનમાં રાસાયણિક પ્રક્રિયાની પૂર્ણતા સૂચવવા યોગ્ય સંકેત મળવો જરૂરી છે. અનુમાપન દરમિયાન ઉમેરેલા સૂચકોના રંગપરિવર્તન અથવા દ્રાવણના વિદ્યુતીય ગુણધર્મોના પરિવર્તન ઉપરથી આ સંકેત મળી શકે છે. આ રીતે પ્રક્રિયા પૂર્ણ થવાનો મળતો સંકેત, અંતિમબિંદુ (end point) કહેવાય છે. તુલ્યબિંદુ અને અંતિમબિંદુ વચ્ચેનો તફાવત અનુમાપન ત્રુટિ (titration error) ગણાય છે. અંતિમબિંદુ માટેના સંકેતની યોગ્ય પસંદગી અને સંકેતને યોગ્ય સમયે પારખવાની પદ્ધતિ અપનાવીને આ ત્રુટિનું મૂલ્ય ઓછામાં ઓછું કરી શકાય. ઘણાં અનુમાપનો માટે તુલ્યબિંદુની અત્યંત નજીક કે અંતિમબિંદુએ જ રંગપરિવર્તન દ્વારા સંકેત મળે તેવા યોગ્ય સૂચકો ઉપલબ્ધ છે.
અનુમાપન દરમ્યાન થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયાને ધ્યાનમાં રાખીને અનુમાપનોનું નીચે પ્રમાણે વર્ગીકરણ કરવામાં આવ્યું છે.
- ઍસિડ-બેઝ અનુમાપનો
- અવક્ષેપન અનુમાપનો
- સંકીર્ણ-નિર્માણ અથવા સંકીર્ણમિતીય અનુમાપનો
- ઉપચયન-અપચયન (oxidationreduction, redox) અનુમાપનો.
1. ઍસિડ-બેઝ અનુમાપનો : ઍસિડનું બેઝ વડે કે બેઝનું ઍસિડ વડે અનુમાપન થતું હોય તેવા અનુમાપનમાં સૂચક તરીકે વપરાતા પદાર્થો બે સંરચના ધરાવતા હોય છે : (ii) ઍસિડ સ્વરૂપ અને બીજું બેઝ સ્વરૂપ. બંને સ્વરૂપોના ભિન્ન રંગ હોય છે. દા.ત., આલ્કેલાઇન દ્રાવણમાં લિટમસ વાદળી રંગ ધરાવે છે અને ઍસિડમય દ્રાવણમાં લાલ રંગ ધરાવે છે. ફીનૉલ્ફ્થેલીન ઍસિડ દ્રાવણમાં રંગવિહીન હોય છે જ્યારે આલ્કેલાઇન દ્રાવણમાં તે ગુલાબી રંગ આપે છે. ઍસિડ-બેઝ સૂચકોની પસંદગીનું ક્ષેત્ર ખૂબ જ વિશાળ છે. આ સૂચકો રંગની બાબતમાં વિવિધતા ધરાવે છે તથા ઍસિડ કે બેઝ માટે સૂક્ષ્મગ્રાહ્યતા (sensitivity) પણ ધરાવે છે.
2. અવક્ષેપન અનુમાપનો : આ વર્ગનાં અનુમાપનોમાં રાસાયણિક પ્રક્રિયાના પરિણામે અવક્ષેપ (precipitate) ઉત્પન્ન થાય છે. દા.ત., દ્રાવણમાં રહેલા ક્લોરાઇડનું અનુમાપન સિલ્વર નાઇટ્રેટના દ્રાવણ વડે કરાય છે. સિલ્વર ક્લોરાઇડ અવક્ષિપ્ત થાય છે, જે સફેદ રંગનો હોય છે. અંતિમ બિંદુ બાદ ઉમેરાયેલ સહેજ વધારાના સિલ્વર આયનો સૂચક સાથે સંયોજાઈને રંગીન અવક્ષેપ આપે છે. સૂચક તરીકે પોટૅશિયમ ક્રોમેટ વાપરવાથી અંતિમ-બિંદુએ ઈંટ જેવા લાલ રંગનો સિલ્વર ક્રોમેટ બને છે. આ પદ્ધતિના એક વિકલ્પમાં અધિશોષણ (adsorption) સૂચક તરીકે ફ્લોરેસ્સીન રંગક વપરાય છે. અંતિમબિંદુ આવતાં સિલ્વર ફ્લોરેસ્સીનેટ ક્ષાર બને છે, જેનું રંગીન આવરણ સિલ્વર ક્લોરાઇડ ઉપર અધિશોષિત થતાં અવક્ષેપને રંગીન બનાવે છે. અંતિમબિંદુ કરતાં સહેજ વધારે સિલ્વર આયનની હાજરીથી આવું બને છે.
3. સંકીર્ણ-નિર્માણ (complex formation) અનુમાપન : આ વર્ગમાં ધાતુઆયનનું ડાઇસોડિયમ ઇથિલીન-ડાઇએમાઇન ટેટ્રાએસેટેટ (EDTA) અને તેના જેવાં અન્ય સંયોજનો દ્વારા અનુમાપન કરાય છે. સૂચકો તરીકે એવા રંગકો વપરાય છે, જે ધાતુઆયનો સાથે રંગીન સંકીર્ણો બનાવે છે. અનુમાપનની શરૂઆતમાં EDTA પ્રક્રિયક, મુક્ત (free) ધાતુઆયનો સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. અંતિમ બિંદુ નજીક આવે ત્યારે અનુમાપકનું સહેજ વધુ પ્રમાણ ધાતુ-રંગક સંકીર્ણ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને તેમાંનો ધાતુઆયન વપરાઈ જતાં રંગક મુક્ત થાય છે અને દ્રાવણનો રંગ તુરત બદલાઈ જાય છે. આ રંગ-પરિવર્તન અંતિમ બિંદુ નક્કી કરવામાં મદદરૂપ થાય છે.
4. ઉપચયન-અપચયન અનુમાપનો : આ વર્ગનાં અનુમાપનોમાં સૂચકનું કાર્ય ઉપર વર્ણવેલા રંગીન દૃશ્યસૂચકોના જેવું જ હોય છે. અંતિમબિંદુ નજીક સૂચકનું ઉપચયન/અપચયન થાય છે. આનો આધાર અનુમાપક ઉપચયનકર્તા કે અપચયનકર્તા છે તેના ઉપર રહેલો છે. સૂચકો એવાં સંયોજનો હોય છે, જે ઉપચયિત કે અપચયિત સ્વરૂપમાં પરિવર્તન પામી શકે છે. બંને સ્વરૂપમાં સૂચકનો રંગ ભિન્ન હોય છે.
ઘણાં અનુમાપનોમાં રંગપરિવર્તન પામતાં સૂચકોના વિકલ્પે અંતિમ બિંદુ નક્કી કરવા દ્રાવણના કોઈ વિદ્યુત-ગુણધર્મનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આવાં અનુમાપનોનું વર્ગીકરણ જે વિદ્યુત-ગુણધર્મનું માપન થતું હોય તેના ઉપર આધારિત છે. પોટેન્શિયોમિતીય અનુમાપનોમાં કોઈ એક કોષના બે ધ્રુવો વચ્ચેના પોટેન્શિયલનો તફાવત માપવામાં આવે છે. વાહકતામિતીય (conductometric) અનુમાપનોમાં દ્રાવણની વિદ્યુતવાહકતા અથવા તો તેનો વિદ્યુતપ્રતિરોધ (resistance) માપવામાં આવે છે. એમ્પેરોમિતીય અનુમાપનોમાં અનુમાપન દરમ્યાન પસાર થતો વિદ્યુતપ્રવાહ માપવામાં આવે છે. કુલોમિતીય અનુમાપનોમાં અનુમાપન દરમિયાન દ્રાવણમાં પસાર કરવામાં આવેલ વિદ્યુતપ્રવાહનો કુલ જથ્થો માપવામાં આવે છે. ઉપરનાં ચાર અનુમાપનોમાં કુલોમિતીય અનુમાપનો સિવાય, વિદ્યુતનો જે ગુણધર્મ માપવામાં આવે છે તેમાં અંતિમ બિંદુએ મોટો અને તીક્ષ્ણ (sharp) ફેરફાર નોંધાય છે. કુલોમિતીય અનુમાપનોમાં કોઈ જ્ઞાત (known) પ્રક્રિયા પૂરી કરવા માટે વપરાયેલ વિદ્યુતજથ્થા ઉપરથી નમૂનામાં પદાર્થનો હાજર જથ્થો ફેરેડેના વિદ્યુતવિભાજનના નિયમોની મદદથી ગણવામાં આવે છે.
અનુમાપનમિતિમાં ગણતરી માટે નીચે દર્શાવેલ સંબંધ ઉપયોગમાં લેવાય છે.
N1V2 = N2V2
N1, N2 દ્રાવણોની સપ્રમાણતા (normality) છે, V1, V2 દ્રાવણોનાં કદ છે. ચાર અજ્ઞાત(unknown)માંથી ત્રણની કિંમત જાણીતી હોય તો ચોથાની કિંમત ગણી શકાય છે. એક સપ્રમાણ (one normal) દ્રાવણના એક લીટરમાં પ્રક્રિયકનો એક તુલ્યભાર (one equivalent weight) ઓગાળેલો હોય છે.
જ. ચં. વોરા