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Seit ich vor über 15 Jahren bei Metrohm angefangen habe, habe ich viele Fragen zur Karl-Fischer-Titration erhalten. Einige dieser Fragen wurden wiederholt von mehreren Personen an verschiedenen Orten auf der ganzen Welt gestellt. Deshalb habe ich gewählt 20 der häufigsten Fragen, die im Laufe der Jahre zu Karl-Fischer-Geräten gestellt wurden und ordnete sie in drei Kategorien ein: Instrumentenvorbereitung und Handhabung, Fehlerbehebung bei der Titration, Und die Ofentechnik. Teil 1 behandelt die Instrumentenvorbereitung und -handhabung, und Teil 2 behandelt die beiden anderen Themen.
Zusammenfassung der Fragen in den FAQ (klicken, um direkt zu jeder Frage zu gelangen):
- Wie kann ich überprüfen, ob die Elektrode korrekt funktioniert?
- Wie lange kann eine Elektrode in KF-Reagenz gelagert werden?
- Kann das Molekularsieb getrocknet und wiederverwendet werden oder sollte es ersetzt werden?
- Wie lange dauert die Konditionierung normalerweise?
- Beim Konditionieren bilden sich in der coulometrischen Titrierzelle viele Blasen mit sehr hoher Drift, auch bei Verwendung von frischem Reagenz. Was könnte der Grund für diesen Effekt sein?
- Was ist die beste Häufigkeit, um die Karl-Fischer-Ausrüstung zu reinigen?
- Wie reinige ich die Karl-Fischer-Ausrüstung?
- Kann man die Doppel-Pt-Elektrode auch mit einem Reinigungsmittel wie «CIF» oder Zahnpasta reinigen?
- Wie reinige ich eine Generatorelektrode mit Diaphragma?
Vorbereitung und Handhabung der Instrumente
1. Wie kann ich überprüfen, ob die Elektrode korrekt funktioniert?
Ich empfehle eine volumetrische oder coulometrische Karl-Fischer-Titration mit einem zertifizierten Wasserstandard als Probe durchzuführen. In der Volumetrie können Sie eine dreifache Titerbestimmung mit anschließender Bestimmung eines anderen Standards durchführen. Dann können Sie die Wiederfindung der Wassergehaltsbestimmung des Standards berechnen.
Zur Überprüfung eines coulometrischen Systems eine Dreifachbestimmung mit einem zertifizierten Wasserstandard durchführen und die Wiederfindung berechnen. Wenn die Erholung zwischen 97 und 103 % liegt, weist dies darauf hin, dass das System einschließlich der Elektrode einwandfrei funktioniert.
Die Farbe des Arbeitsmediums ist ein zusätzlicher Indikator dafür, ob die Anzeige richtig funktioniert.
Hellgelb ist perfekt, wohingegen Dunkelgelb oder gar Hellbraun auf Indikationsprobleme hindeuten. In diesem Fall sollte die Indikatorelektrode gereinigt werden.
Überprüfen Sie die Fragen 7 und 8 für Tipps zur Reinigung der Indikatorelektrode.
2. Wie lange kann eine Elektrode in KF-Reagenz gelagert werden?
Karl-Fischer-Elektroden bestehen aus Glas und Platin. Daher beeinflusst das KF-Reagenz die Elektrode nicht. Es kann beliebig lange im Reagenz aufbewahrt werden.
3. Kann das Molekularsieb getrocknet und wiederverwendet werden oder sollte es ersetzt werden?
Der Molekularsieb kann natürlich getrocknet und wiederverwendet werden. Ich empfehle mindestens 24 Stunden bei einer Temperatur zwischen 200–300 °C zu trocknen. Anschließend in einem Exsikkator abkühlen lassen und anschließend zur Aufbewahrung in eine luftdicht verschlossene Glasflasche überführen.
4. Wie lange dauert die Konditionierung normalerweise?
Die Konditionierung eines frisch befüllten Titriergefässes dauert normalerweise ca 2–4 Minuten für die Volumetrie, je nach Reaktionsgeschwindigkeit (Art des Reagenzes), und um 15–30 Minuten für die Coulometrie. In Kombination mit einem Ofen kann es aufgrund des konstanten Gasflusses etwas länger dauern, bis eine stabile Drift erreicht ist. Ich empfehle, das gesamte Ofensystem vor der ersten Titration mindestens 1 Stunde zu stabilisieren.
Zwischen Einzelmessungen im selben Arbeitsmedium dauert die Konditionierung ca. 1–2 Minuten. Achten Sie darauf, dass das ursprüngliche Driftniveau wieder erreicht wird.
5. Beim Konditionieren bilden sich in der coulometrischen Titrierzelle viele Blasen mit sehr hoher Drift, auch bei Verwendung von frischem Reagenz. Was könnte der Grund für diesen Effekt sein?
An der Anode erzeugt die Generatorelektrode Jod aus dem jodidhaltigen Reagenz. Die Blasen, die Sie an der Kathode sehen, sind das Ergebnis der Reduktion von H+ Ionen zu Wasserstoffgas.
Nach dem Öffnen der Titrationszelle oder nach dem Befüllen mit frischem Reagenz entfernt der Konditionierungsschritt jegliche in das System eingebrachte Feuchtigkeit, wodurch eine Verzerrung bei der Bestimmung des Wassergehalts der Probe vermieden wird. Das Entfernen des Wassers führt zu einem erhöhten Driftniveau. Während der Konditionierung wird das zuvor erwähnte H2 generiert wird. Die Gasblasen sind also völlig normal und unbedenklich. Generell gilt: Je mehr Feuchtigkeit im Titriergefäss vorhanden ist, desto höher wird der Driftwert und desto mehr Wasserstoff bildet sich.
6. Was ist die beste Häufigkeit, um die Karl-Fischer-Ausrüstung zu reinigen?
Es gibt keine strenge Regel, wann Sie die KF-Geräte reinigen sollten. Die Reinigungsintervalle hängen stark von der Art und Menge der in die Titrierzelle gegebenen Probe ab. Schlechte Löslichkeit und Verschmutzung der Indikatorelektrode (Ablagerungsschicht auf ihrer Oberfläche) oder Memory-Effekte durch große Probenmengen können gute Gründe für eine Gerätereinigung sein.
Die Drift kann auch ein guter Indikator sein. Falls Sie höhere und instabile Driftwerte beobachten, würde ich empfehlen, die Titrierzelle zu reinigen oder zumindest das Arbeitsmedium nachzufüllen.
7. Wie reinige ich die Karl-Fischer-Ausrüstung?
Bei einem montierten Titriergefäss kann es so einfach sein wie das Spülen mit Alkohol. Für eine intensive Reinigung sollte das Gefäß vom Titrator abgenommen werden. Zur Reinigung des KF-Equipments eignen sich Wasser, Lösungsmittel wie Methanol oder Reinigungsmittel. Auch konzentrierte Salpetersäure kann als Oxidationsmittel eingesetzt werden, zB bei Verunreinigung Indikatorelektroden oder coulometrische Generatorelektroden.
Laden Sie unsere kostenlose Broschüre mit Informationen zu Karl-Fischer-Elektroden herunter
Alle diese Optionen sind in Ordnung, aber denken Sie daran, dass der letzte Reinigungsschritt immer das Spülen mit Alkohol sein sollte, gefolgt von einer ordnungsgemäßen Trocknung in einem Trockenofen oder mit einem Haartrockner max. 50 Grad möglichst viel anhaftendes Wasser zu entfernen.
Verwenden Sie niemals Ketone (z. B. Aceton) zur Reinigung von Karl-Fischer-Geräten, da sie mit Methanol reagieren. Diese Reaktion setzt Wasser frei. Wenn nach der Reinigung noch Spuren von Ketonen in der Titrierzelle verbleiben, reagieren diese mit dem Methanol im KF-Reagenz und können dazu führen, dass die Drift zu hoch wird, um eine Titration zu starten.
8. Kann man die Doppel-Pt-Elektrode auch mit einem Reinigungsmittel wie «CIF» oder Zahnpasta reinigen?
Normalerweise wird mit einem alkoholischen Lösungsmittel gespült und mit einem Papiertaschentuch poliert, um die Indikatorelektrode zu reinigen. Sie können auch Waschmittel, Zahnpasta, oder das Polierset verwendet, welches von Metrohm angeboten wird. Stellen Sie nur sicher, dass Sie die Elektrode nach dem Reinigungsprozess gründlich abspülen, um alle Spuren des von Ihnen verwendeten Reinigungsmittels zu entfernen, bevor Sie die Elektrode erneut verwenden.
Reinigungshinweise finden Sie auch in unserem Video zur Metall- und KF-Elektrodenpflege:
9. Wie reinige ich eine Generatorelektrode mit Diaphragma?
Nach dem Entfernen der Generatorelektrode aus dem Titriergefäss die Katholytlösung entsorgen und die Elektrode anschliessend mit Wasser spülen. Stellen Sie die Generatorelektrode aufrecht (z. B. in einen Erlenmeyerkolben) und decken Sie den Anschluss mit der Schutzkappe ab, um Korrosion zu vermeiden. Füllen Sie die Generatorelektrode mit einigen Millilitern konzentrierter Salpetersäure und lassen Sie die Säure durch das Diaphragma fließen. Füllen Sie dann den Kathodenraum mit Wasser und lassen Sie die Flüssigkeit erneut durch das Diaphragma fließen. Wiederholen Sie den Spülschritt mit Wasser mehrmals, um sicherzustellen, dass alle Spuren von Salpetersäure aus dem Diaphragma ausgewaschen werden.
Bitte beachten Sie, dass die Salpetersäurebehandlung weggelassen werden kann, wenn der Verschmutzungsgrad dies nicht erfordert.
Gießen Sie abschließend etwas Methanol in die Generatorelektrode, um das Wasser zu entfernen. Wiederholen Sie diesen Schritt einige Male, um alle Wasserspuren zu entfernen. Der letzte Schritt ist das ordnungsgemäße Trocknen der Elektrode in einem Trockenschrank oder mit einem Fön bei max. 50 Grad. Nach diesem Reinigungsvorgang ist die Elektrode neuwertig und kann wieder für Titrationen verwendet werden.
In Teil 2 behandle ich die Themen Fehlerbehebung bei der KF-Titration und die Karl-Fischer-Ofentechnik. Sie können unten klicken, um direkt dorthin zu gelangen.
