Compartir el artículo
Tal vez hayas experimentado una de las siguientes situaciones en el laboratorio. Necesitas determinar el contenido de agua de una muestra usando Titulación de Karl Fischer y te das cuenta de uno o más de estos problemas:
- La muestra no se disuelve en el reactivo KF. Ningún solubilizante ayuda, la muestra aún no se disuelve y los resultados están lejos de ser reproducibles.
- La muestra reacciona con el reactivo KF. La titulación no se detiene y no se detecta ningún punto final.
- La muestra contamina la celda de titulación y los electrodos. Incluso si reemplaza el reactivo después de cada medición, los resultados obtenidos están fuera de especificación.
Hay una manera de resolver los problemas mencionados anteriormente. Confía en mí, ¡es fantástico!
La solución es el método del horno KF o técnica de extracción de gases.
¿Qué es el método del horno?
El método del horno es un técnica de preparación de muestras utilizado en la titulación de Karl Fischer para analizar muestras…
- que no se disuelven en reactivos KF
- que liberan su agua, pero solo lentamente
- que solo liberan su agua a temperaturas más altas
- que experimentan reacciones secundarias con el reactivo KF
- que contaminan la celda de titulación
Para obtener más ayuda, echa un vistazo a nuestro Preguntas frecuentes sobre la titulación de Karl Fischer en el apartado «Manejo de muestras»:
Preguntas frecuentes de Metrohm – Titulación de Karl Fischer – «Manejo de muestras»
El principio es muy simple.
La muestra se pesa en un vial con espacio de cabeza y se cierra con una tapa con septum. Cuando se coloca en un horno, el agua se evapora y un gas portador (generalmente aire o nitrógeno) secado con un tamiz molecular transporta el agua liberada a la celda de titulación, donde tiene lugar la determinación del contenido de agua. El agua se separa de la matriz de la muestra, evitando reacciones secundarias y contaminación.
La temperatura del horno se elige de acuerdo con la estabilidad de la temperatura de la muestra. Esto lleva a la cuestión de a qué temperatura debe calentarse la muestra. ¿Cuál es la temperatura óptima del horno?
Encontrar la temperatura óptima del horno
Usar una temperatura de horno adecuada para analizar una muestra es crucial para obtener los resultados correctos. La temperatura del horno debe ser lo más alto posible, dentro de lo razonable. Esto garantiza una liberación rápida y completa del agua y posteriormente, tiempos de titulación cortos. Sin embargo, debe evitar elegir una temperatura demasiado alta. Descomposición de la muestra suele conducir a la formación de sustancias no deseadas que pueden falsear el contenido de agua. Por lo tanto, como regla general, recomiendo elegir un temperatura del horno 20 °C por debajo de la temperatura de descomposición de la muestra.
Pero, ¿qué puede hacer si no tiene idea de a qué temperatura debe analizarse su muestra? ¡Sin preocupaciones! Hay varias formas de encontrar la temperatura óptima del horno.
Una posibilidad es buscar en la literatura. Cuanta más información sobre la estabilidad de la temperatura de la muestra encuentre, mejor estará. Si puede encontrar una temperatura de descomposición, será de gran ayuda para definir la temperatura óptima del horno. Quizás tengas suerte y alguien más ya haya analizado la misma muestra; entonces también puede encontrar una temperatura de horno recomendada. Un buen comienzo es leyendo nuestro Boletín de aplicación gratuito a continuación, que enumera varias sustancias.
Determinación automática del contenido de agua de Karl Fischer con el 874 Oven Sample Processor
estas buscando Aplicaciones del horno de titulación Karl Fischer? No busque más: el Buscador de aplicaciones Metrohm contiene varias aplicaciones que puedes descargar gratis. Échales un vistazo aquí:
Notas de aplicación del horno Karl Fischer
Si la investigación bibliográfica no revela una temperatura de horno adecuada, debe determinarla usted mismo. Cómo se hace esto depende del tipo de instrumento que esté utilizando.
Algunos instrumentos le ofrecen la posibilidad de ejecutar el llamado gradiente de temperatura o rampa de temperatura. La muestra se calienta a una velocidad constante (p. ej., 0,5 °C o 2 °C por minuto) en un rango de temperatura definido (p. ej., de 50 a 250 °C). Al mismo tiempo, se determina el agua liberada. Al final, el software mostrará una curva que le mostrará el agua liberada en función de la temperatura. El siguiente gráfico muestra un ejemplo de tal curva de gradiente de temperatura.
La línea azul corresponde al contenido de agua determinado, mientras que la línea naranja indica el valor de deriva. Una deriva creciente indica la liberación de agua, pero también puede ser una señal de descomposición., especialmente si la deriva ya no desciende a un nivel bajo. En este gráfico, el pico de deriva a 50 °C corresponde al valor en blanco y al agua libre. Entre 120 y 200 °C, el valor de deriva aumenta nuevamente, lo que significa que la muestra libera agua. Luego, la deriva disminuye y permanece baja y estable hasta 250 ºC No hay signos de descomposición hasta 250 °C. Como no sabemos qué sucedería a temperaturas superiores a 250 °C, la temperatura óptima del horno para esta muestra es de 230 °C (250 ºC – 20 ºC = 230 ºC).
En caso de que el instrumento que utilice no ofrezca la opción de ejecutar un gradiente de temperatura, puede aumentar manualmente la temperatura y medir la muestra a diferentes temperaturas. En una hoja de cálculo de Excel, puede mostrar la curva (agua liberada contra temperatura). Si hay un rango de temperatura en el que ve contenidos de agua reproducibles, entonces ha encontrado la temperatura óptima del horno.
Aquí hay un ejemplo de una muestra que comenzó a descomponerse a temperaturas superiores a 106 °C (vial de muestra izquierdo) y, por lo tanto, se está volviendo marrón. Por lo tanto, una temperatura óptima sería de 85 °C.
Análisis de muestras con un horno KF: paso a paso
Una vez que haya encontrado la temperatura óptima del horno, puede comenzar la determinación del contenido de agua en la muestra.
- En primer lugar, recomiendo ejecutar un preparación del sistema. Esto significa ejecutar una determinación, pero con un vacío vial de muestra Durante este paso de preparación, todos los tubos del sistema se purgan con gas portador seco y se eliminan los restos de agua.
- A continuación, debe determinar la valor en blanco. Los viales de muestra y las tapas contienen algo de humedad residual. Con la determinación en blanco, se determina la cantidad de agua contenida en un vial de muestra vacío. El valor medio de, por ejemplo, tres valor en blanco determinaciones se resta luego del contenido de agua obtenido para las muestras.
- Finalmente, puede analizar las muestras.
Por favor, tenga en cuenta que se deben utilizar los mismos parámetros para la preparación del sistema, la determinación del valor en blanco y la determinación de la muestra. Esto es importante si desea medir un patrón de control antes y/o después del análisis de la muestra o de la serie de muestras. Si la temperatura óptima del horno para el estándar es diferente a la de la muestra, le recomiendo que también determine un valor en blanco para el estándar.
Comprobación de un sistema de horno
Hay estándares especiales de agua sólida disponibles para comprobar el rendimiento de un sistema de horno. Estos estándares de agua son perfectos para inspeccionar el sistema completo del horno y para garantizar que el agua evaporada llegue a la celda de titulación y se determine allí. Dichos estándares incluyen un certificado que indica el contenido de agua.
Usando el valor certificado, puede calcular la recuperación al determinar el contenido de agua del estándar con el horno. Si el valor de recuperación está entre 97 y 103 %, todo está bien. Sin embargo, si la recuperación está fuera de este rango, se debe revisar el sistema del horno en busca de fugas o depósitos de agua. Puede ser que solo el tamiz molecular necesita ser intercambiado. Posiblemente, el reactivo está agotado y necesita ser reemplazado.
Hay otras razones que explican los valores de recuperación que son demasiado altos o demasiado bajos. Se debe encontrar la razón, ya que los valores de recuperación incorrectos también significan que el contenido de agua de muestra determinado es incorrecto. Echa un vistazo a nuestro gratuito Boletín de aplicaciones a continuación para obtener información detallada sobre la solución de problemas de un sistema de horno.
Determinación automática del contenido de agua de Karl Fischer con el 874 Oven Sample Processor
Resumen
El método del horno es una forma sencilla y cómoda de analizar muestras difíciles. Las reacciones secundarias se reducen al mínimo. La celda de titulación y el reactivo no están contaminados con la muestra. En caso de que tenga que analizar una gran serie de muestras, es posible la automatización del método del horno. Echa un vistazo a la instrumentos disponibles para el método del horno aquí.
Tus conocimientos para llevar
Seminarios web gratuitos a pedido sobre la titulación de Karl Fischer
Monografía: Determinación de agua por titulación de Karl Fischer
