Come eseguire l'analisi dell'umidità Karl Fischer (KF) su campioni complessi?

Il metodo Karl Fischer è un metodo analitico per la determinazione dell'umidità proposto da Karl Fischer nel 1935. È adatto per la determinazione di tutti i tipi di sostanze: prodotti chimici, oli, prodotti farmaceutici e alimentari, ecc. Attualmente, la titolazione Karl Fischer si è sviluppata in un metodo di analisi dell’umidità ampiamente utilizzato nel mondo.

In questo articolo discuteremo di come applicare il test di rilevamento dell'umidità Karl Fischer a campioni complessi.

IOcampioni insolubili

Nel rilevamento dell'umidità di alcuni campioni, il personale di laboratorio può spesso riscontrare che alcuni campioni sono difficili da sciogliere o hanno una scarsa solubilità, con conseguente incapacità di misurare accuratamente il contenuto di umidità del campione. Di solito, quando incontrano campioni insolubili, i ricercatori possono aumentare la solubilità del campione aggiungendo un cosolvente e misurare ulteriormente il contenuto di acqua nel campione.

ComeSelezionareun cosolvente adatto?

Di seguito sono riportate alcune scelte:

Cloroformio: Può migliorare la solubilità di acidi carbossilici a catena lunga, eteri e idrocarburi ed è adatto per campioni con scarsa solubilità in solventi metanolo come grassi, oli e idrocarburi a catena lunga.

1-esanolo(alcoli a catena lunga come 1-pentanolo): può aumentare la solubilità di acidi carbossilici a catena lunga, eteri e idrocarburi.

Formammide : Può aiutare a migliorare la solubilità delle sostanze polari nel metanolo e anche a migliorare la solubilità di carboidrati, proteine ​​e sali inorganici. In breve, può aiutare a migliorare la velocità di reazione del KF, ma non è adatto per i sistemi a membrana coulometrica.

Campioni con effetti collaterali

Quando si analizzano campioni come aldeidi, chetoni, aniline, silanoli, perossidi, fenoli e penicilline, il contenuto di umidità non può essere misurato e spesso si verificano problemi come il mancato raggiungimento del punto finale della titolazione, tempi di titolazione lunghi e titolazione eccessiva. Il motivo è che questi campioni sono soggetti a reazioni collaterali con i componenti del reagente KF (metanolo, anidride solforosa, iodio).

Di seguito sono riportate alcune soluzioni per affrontare tali problemi:

Il pH ottimale della reazione KF è 5-7 e la reazione collaterale può essere soppressa regolando il pH. Più basso è il pH, minore è la velocità di reazione del KF e allo stesso tempo sopprime la reazione collaterale, che può essere ottenuta aggiungendo acido benzoico o acido salicilico al pool di reazione del KF.

L'abbassamento della temperatura può sopprimere efficacemente la generazione di reazioni collaterali consentendo al contempo alla reazione KF di procedere in modo fluido e lento.

Il forno a cassetta può evitare il contatto diretto tra il campione e il reagente KF, evitando così reazioni collaterali.

Campioni di peracido e overbase

Il pH ottimale per la reazione KF è 5-7. Se il pH è troppo alto si verificheranno reazioni collaterali che consumeranno una certa quantità di iodio, quindi iodio e acqua non reagiranno in un rapporto 1:1; se il pH è troppo basso, la costante di reazione KF diminuirà, determinando una velocità di reazione più lenta.

Pertanto, quando si incontra un campione fortemente acido o fortemente alcalino, il pH del sistema di reazione KF sarà troppo basso o troppo alto. A questo punto è necessario aggiungere al sistema una base debole (imidazolo) o un acido debole (acido salicilico, acido benzoico, ecc.) per mantenere il pH del sistema di reazione tra 5-7 per ottenere la migliore velocità di reazione KF .

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Alta precisione.

Questo perché la reazione tra l'acqua e lo iodio è molto specifica e non interferisce con gli altri componenti del campione.

Alta sensibilità.

Il test dell'umidità KF è molto sensibile e può rilevare quantità di acqua molto piccole, fino a parti per milione (ppm).