Karl Fischer-metoden

En Karl Fischer-titrator

Den Karl Fischer-metoden er kvantitativ bestemmelse av vann ved titrering, og dermed også Karl Fischer-titrering eller bare KFT . Metoden ble utviklet i 1935 av den tyske kjemikeren Karl Fischer hos Lazăr Edeleanu GmbH. Feilbetegnelsen Karl Fisher-titrering eller Fisher-titrering blir også brukt av og til . Den fant veien inn i praktisk talt alle farmakopéer .

teori

Metoden er spesifikk for kvantitativ bestemmelse av vann . I sin opprinnelige form består den av titrerende vann med en vannfri metanoloppløsning som inneholder jod , svoveldioksid og overflødig pyridin som buffer . I moderne reagensløsninger brukes andre mindre ubehagelige og farlige komponenter til buffering i stedet for pyridin. Eugen Scholz introduserte imidazol som et raskt og pålitelig reagens for dette i 1982 . Maksimal reaksjonshastighet er mellom pH 5,5 og 8. Følgelig brukes basiske komponenter slik som imidazol til sure prøver og sure komponenter slik som salisylsyre til basiske prøver. En- og to-komponentreagenser er kommersielt tilgjengelige. Metanol kan erstattes av andre alkoholer som forbedrer titerstabiliteten . Den støkiometri (molforhold H 2 O: I 2 ) avhenger av typen av oppløsningsmiddel . Alkoholholdige oppløsningsmidler førte til en støkiometri av H 2 O: I 2 1: 1, mens ikke-alkoholholdige løsningsmidler resulterer i en støkiometri på 2: 1. Mengden vann i prøven påvirker også molforholdet. Dette skjer imidlertid bare fra ca. 1 mol / l av løsningsmidlet.

Kjemisk reaksjon

Det er avgjørende for prosessen at svoveldioksid og jod bare reagerer med hverandre i nærvær av vann. I fravær av alkoholer oppstår følgende reaksjon:

Hvis metanol er tilstede i løsningen, danner den en sur ester med svoveldioksid , som nøytraliseres av basen (f.eks. Imidazol , heretter referert til som "RN"):

Ved titrering, der jod i metanol brukes som standardoppløsning , oksyderes metylsulfittanionet av jod til metylsulfatanionen i nærvær av vann . Det gulbrune jodet reduseres til fargeløst jodid:

I løpet av denne prosessen forbrukes vann, slik at reaksjonen bare kan finne sted før alt vannet i prøven er forbrukt.

Hvis det ikke er mer vann tilgjengelig, reduseres ikke tilsatt jod lenger. Den brune fargen brukes til visuell endepunktsindikasjon. I praksis foretrekkes det å bruke elektrometriske indikasjoner (spesielt biamperometri ) fordi de er mer følsomme og mer nøyaktige.

I den coulometriske Karl Fischer-titrering genereres jodet som kreves for reaksjonen ved anodisk oksidasjon av jodid. Enhetene som brukes til dette har to par elektroder:

  • en arbeidselektrode som jod genereres på (den "brukte" ladningen måles også her)
  • en måleelektrode som måler om det produserte jod brytes ned av reaksjonene beskrevet ovenfor eller om det forblir i løsningen (sluttpunkt).

Spesielle koulometriske reagenser kreves for disse enhetene.

Volumetrisk metode

En fordel med den volumetriske metoden sammenlignet med den coulometriske metoden er lavere utgifter på utstyr. Den volumetriske metoden kan også brukes hvis prøven er farget. Her blir sluttpunktet for titrering detektert av UV / VIS spektrofotometri.

Referanser

  1. ↑ K. Fischer: Ny metode for analytisk bestemmelse av vanninnholdet i væsker og faste stoffer , i: Angewandte Chemie 1935 , 48 , 394–396; doi : 10.1002 / anie.19350482605 .
  2. ↑ Eugen Scholz: Karl Fischer-titrering . Springer-Verlag 1984, ISBN 3-540-12846-8 .
  3. ↑ Merk: Den vanlige bevis på jod overskudd som en jod-stivelseskompleks i jodometrisk kan ikke bli utført i et vannfritt miljø.
  4. ↑ Tavčar, E., Turk, E., Kreft, S.: Enkel modifisering av Karl-Fischer-titreringsmetode for bestemmelse av vanninnhold i fargede prøver. Journal of Analytical Methods in Chemistry, Vol. 2012, Artikkel ID 379724, doi : 10.1155 / 2012/379724 .

litteratur