卡尔费休法测水详解有机溶剂影响
仪器信息网 · 2012-07-31 00:30 · 48913 次点击
卡尔费休法测水详解有机溶剂影响
在甲醇或乙醇体系(质子体系)中,水和碘能够按照1:1的化学计量方式进行反应,而在质子惰性体系中,水和碘会按照大于1:1的化学计量方式进行反应。随着醇的碳链的增长,这种惰性会越来越强。
KarlFischer辅助试剂及作用
氯仿,二甲苯
其作用是为脂肪类,油类等难溶于甲醇的物质提供一个良好的溶解体系。另外氯仿还为无机盐类中的水分提供一个良好的分散体系。
甲酰胺
为粘稠,不溶类的物质提供一个分散体系,并萃取物质中的水分,使其较快的参与到反应中来。如:苯酚尿素甲醛树脂,常规状况下,测定水含量需要30分钟,而在高温下,加入甲酰胺只需要4-6分钟。可以溶解极性样品。
酸,碱
调节体系的pH值,使其在合适的范围内进行滴定。
卡尔费休滴定的辅助手段
温度控制:
低温——对于有些氧化性很强的物质,存在常温下不断的消耗碘的副反应,低温能够较好的抑制这种副反应,这时便采用低温的方式进行检测。
高温——对于一些难溶物质,如塑料、食品、蛋白质,在高温下有利于内部水分的分散,配合甲酰胺,其滴定时间会大大缩短。
试剂与样品不直接接触:
特殊的库仑法测定——卡氏炉
不同化合物中的水分检测
烃、醇、醚
卤代烃酚酮醛羧酸羧酸酯,羧酸盐含N的化合物含S的化合物含B的化合物硅烷,硅烷醇过氧化物无机盐无机酸
样品的处理原则
对于不同的样品而言,使用卡尔费休进行水分测定,对于选择什么试剂,选用什么仪器。应遵循几个原则:
1、要尽量保证样品在体系中能够溶解,通过选择合适的溶剂或添加增溶剂等方法来实现。
2、如果样品属于不溶物质,那么应通过一些辅助方法或加入辅助试剂,让样品的水分能够充分的分散到体系当中。
3、样品不能与试剂发生干扰卡尔费休化学计量的副反应,如果发生副反应,应选用合适的试剂,辅助试剂来抑制这种副反应,或者选择辅助设备进行检测。
4、应根据样品的特性来选择合适的仪器。
卡尔费休常见问题
卡尔费休滴定出现异常的产生因素:
1、卡尔费休的化学计量受到影响:样品中的水与碘单质应该以1:1反应,如果出现此计量受到破坏;或者体系pH值不在合理的范围内。此时实验结果就会受到影响。
2、仪器出现问题,仪器没有通过有效手段将反应体系与外界隔绝起来。或者电极出现污染。
试剂的处理
在使用中,对现成的卡尔费休试剂进行适当的处理,可节约操作时间,并方便使用,所以针对自己的样品,应配制合适的测试体系。
1、减少试剂本身的含水量。
将分子筛灼烧后,加入到溶剂(容量法)中。可以降低溶剂体系中的含水量,以减少预滴定的时间并可节约滴定剂。
2、配制溶解能力较强的试剂。
将试剂(容量法的溶剂,库伦法的阳极液)与氯仿或二甲苯混合,要注意氯仿的含量不能使滴定中的化学计量改变。
3、配制具有缓冲能力的试剂
对于一般的弱酸(碱)性样品,容量法可以使用HYDRANAL-Solvent或HYDRANAL-Buffer作溶剂,但对于较强酸性(碱性)样品或者在库仑法中使用,可以另外配制缓冲试剂。将固体的缓冲物质与试剂混合(容量法的溶剂,库伦法的阳极液)加入固体的缓冲物质的量要根
据自己的样品进行计算。
样品的取样量
控制每次检测样品的量对卡尔费休滴定具有很重要的意义,并能帮你选择合适的检测方式。
1、样品的最小量
每次取样的最小量至少要保证其含水量大于仪器的分辨率,以及考虑到漂移所带来的影响。容量法水分仪的分辨率与滴定管的分辨率,试剂的滴定度有关。库仑法水分仪的分辨率与最小电流有关。
2、样品的最大量
每次取样的最大量要保证其含水量不会超过体系的水容量(容量法),试剂所能测定最大含水量(库仑法)以及滴定杯的容量。如果样品与试剂存在副反应或pH值太高(太低),还要考虑到这些因素,加样量的范围要相应的变窄。
标准水的使用
由于卡尔费休试剂的滴定度会随时间的变化而变化,因此,就需要我们对试剂和整个仪器系统进行标定。最普遍的方法就是使用蒸馏水进行标定,但使用蒸馏水有一个很大的缺点,由于进样量往往都很小,所以容易产生较大的误差。
所以,建议使用已经商品化的标准水试剂。
选择标准水试剂大致可以按照所使用的仪器进行选择。
容量法:HYDRANAL-Standard5.00(液体)含水量5.00±0.02mg/ml
HYDRANAL—WaterStandard10.0(液体)含水量10.0mg/g
HYDRANAL-Standardsodiumtartrate-2-hydrate(固体)
含水量15.66±0.05%
库仑法:HYDRANAL—WaterStandard1.00(液体)含水量1.00mg/g
HYDRANAL—WaterStandard0.10(液体)含水量0.10mg/g
卡氏炉:HYDRANAL—WaterStandardKF-Oven(固体)含水量5.55%
标准水的选择可以根据实际应用灵活变化。
食品
对于食品中的水分含量,建议使用容量法进行滴定,由于食品中含有细胞结构,释放水分较缓慢,应通过一些辅助手段来进行检测,食品中很少会含有能引起副反应的物质。所以辅助手段主要的目的一般都是增溶或促进水分散。
碳水化合物脂肪和脂肪类物质乳制品和蛋白质蔬菜类食品面粉及其制品巧克力,糖果及口香糖
药物
卡尔费休滴定法已经成为药品含水量测定的标准方法。如:欧洲药典(Pharm.Europe);美国药典(USP)欧洲药典中介绍了的卡尔费休试剂配置方法,但含有吡啶,有时候需要自己配制,但欧洲药典也允许使用其他试剂,而在美国药典中几乎没有这方面的限制。在药典中介绍了用于各种产品(欧洲药典442种,美国药典285种)分析的正确方法。
草药的萃取物栓剂药膏和霜类与卡尔费休试剂有副反应的药物药片样品静脉注射的粉剂
化妆品含油和脂肪的化妆品以水或酒精为基质的化妆品爽身粉指甲油、指甲油去除剂婴儿油、杏仁油
工业产品水压油、绝缘油、变压器油电动机油、润滑油矿物油(原油,重油)
碳氢化合物