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Forse hai vissuto una delle seguenti situazioni in laboratorio. È necessario determinare il contenuto d'acqua di un campione utilizzando Titolazione Karl Fischer e ti rendi conto di uno o più di questi problemi:
- Il campione non si dissolve nel reagente KF. Nessun solubilizzante aiuta, il campione non si sta ancora dissolvendo e i risultati sono tutt'altro che riproducibili.
- Il campione reagisce con il reagente KF. La titolazione non si interrompe e non viene rilevato alcun endpoint.
- Il campione contamina la cella di titolazione e gli elettrodi. Anche se si sostituisce il reagente dopo ogni misurazione, i risultati ottenuti sono fuori specifica.
C'è un modo per risolvere i problemi sopra menzionati. Credimi, è fantastico!!
La soluzione è il metodo del forno KF o la tecnica di estrazione del gas.
Qual è il metodo del forno?
Il metodo del forno è una tecnica di preparazione del campione utilizzato nella titolazione di Karl Fischer per analizzare i campioni...
- che non si dissolvono nei reagenti KF
- che rilasciano la loro acqua, ma solo lentamente
- che rilasciano la loro acqua solo a temperature più elevate
- che subiscono reazioni collaterali con il reagente KF
- che contaminano la cella di titolazione
Per ulteriore assistenza, dai un'occhiata alle nostre domande frequenti sulla titolazione Karl Fischer nella sezione «Trattamento dei campioni»:
Domande frequenti su Metrohm – Titolazione Karl Fischer – «Gestione dei campioni»
Il principio è molto semplice.
Il campione viene pesato in una fiala con spazio di testa e chiusa con un tappo a setto. Quando viene posta in un forno, l'acqua evapora e un gas vettore (solitamente aria o azoto) essiccato con un setaccio molecolare trasporta l'acqua rilasciata nella cella di titolazione, dove avviene la determinazione del contenuto d'acqua. L'acqua viene separata dalla matrice del campione, evitando reazioni collaterali e contaminazioni.
Si sceglie la temperatura del forno in base alla stabilità termica del campione. Questo porta alla domanda a quale temperatura dovrebbe essere riscaldato il campione. Qual è la temperatura ottimale del forno?
Trovare la temperatura ottimale del forno
L'utilizzo di una temperatura adeguata del forno per analizzare un campione è fondamentale per ottenere i risultati corretti. La temperatura del forno dovrebbe essere la più alta possibile, entro limiti ragionevoli. Ciò garantisce un rilascio rapido e completo dell'acqua e successivamente, tempi di titolazione brevi. Tuttavia, dovresti evitare di scegliere una temperatura troppo alta. lLa decomposizione del campione di solito porta alla formazione di sostanze indesiderate che possono falsificare il contenuto di acqua. Pertanto, come regola generale, consiglio di scegliere una temperatura del forno 20 °C al di sotto della temperatura di decomposizione del campione.
Ma cosa puoi fare se non hai idea a quale temperatura dovrebbe essere analizzato il tuo campione? Nessun problema! Esistono diversi modi per trovare la temperatura ottimale del forno.
Una possibilità è quella di cercare in letteratura. Più informazioni sulla stabilità della temperatura del campione trovi, meglio starai. Se riesci a trovare una temperatura di decomposizione, ti aiuterà immensamente a definire la temperatura ottimale del forno. Forse sei fortunato e qualcun altro ha già analizzato lo stesso campione; quindi potresti anche trovare una temperatura del forno consigliata. Un buon inizio è leggendo il nostro Application Bulletin gratuito di seguito, che elenca diverse sostanze.
Determinazione automatica del contenuto d'acqua Karl Fischer con l'874 Oven Sample Processor
Stai cercando applicazioni per forni di titolazione Karl Fischer? Non cercare oltre: Metrohm Application Finder contiene diverse applicazioni che puoi scaricare gratuitamente. Dai un'occhiata qui:
Note applicative del forno Karl Fischer
Se la ricerca bibliografica non rivela una temperatura del forno adatta, è necessario determinarla da soli. Il modo in cui ciò avviene dipende dal tipo di strumento in uso.
Alcuni strumenti offrono la possibilità di eseguire un cosiddetto gradiente di temperatura o rampa di temperatura. Il campione viene riscaldato a una velocità costante (ad es. 0,5 °C o 2 °C al minuto) in un intervallo di temperatura definito (ad es. da 50 a 250 °C). Allo stesso tempo, viene determinata l'acqua rilasciata. Alla fine il software visualizzerà una curva, mostrandoti l'acqua rilasciata in funzione della temperatura. Il grafico seguente mostra un esempio di tale curva del gradiente di temperatura.
La linea blu corrisponde al contenuto d'acqua determinato, mentre la linea arancione indica il valore della deriva. Una deriva crescente segnala il rilascio di acqua, ma può anche essere un segno di decomposizione, soprattutto se la deriva non scende più a un livello basso. In questo grafico, il picco di deriva a 50 °C corrisponde al valore in bianco e all'acqua libera. Tra 120 e 200 °C, il valore della deriva aumenta nuovamente, il che significa che il campione rilascia acqua. Quindi la deriva diminuisce e rimane bassa e stabile fino a 250 °C. Non ci sono segni di decomposizione fino a 250 °C. Poiché non sappiamo cosa accadrebbe a temperature superiori a 250 °C, la temperatura ottimale del forno per questo campione è di 230 °C (250 °C). °C – 20 °C = 230 °C).
Nel caso in cui lo strumento in uso non offra la possibilità di eseguire un gradiente di temperatura, è possibile aumentare manualmente la temperatura e misurare il campione a temperature diverse. In un foglio di calcolo Excel è possibile visualizzare la curva (acqua rilasciata rispetto alla temperatura). Se c'è un intervallo di temperatura in cui si vedono contenuti d'acqua riproducibili, allora hai trovato la temperatura ottimale del forno.
Ecco un esempio di un campione che ha iniziato a decomporsi a temperature superiori a 106 °C (fiala del campione a sinistra) e quindi sta diventando marrone. Una temperatura ottimale sarebbe quindi 85 °C.
Analisi dei campioni con un forno KF – passo dopo passo
Dopo aver trovato la temperatura ottimale del forno, si può iniziare la determinazione del contenuto d'acqua nel campione.
- Innanzitutto, ti consiglio di eseguire una preparazione del sistema. Ciò significa eseguire una determinazione, ma con una fiala del campione vuota. Durante questa fase di preparazione, tutti i tubi del sistema vengono spurgati con gas di trasporto essiccato e tutte le tracce di acqua vengono rimosse.
- Successivamente, è necessario determinare il valore vuoto. Le fiale del campione e i tappi contengono dell'umidità residua. Con la determinazione del bianco viene determinata la quantità di acqua contenuta in una fiala di campione vuota. Il valore medio di es. di tre determinazioni del valore in bianco vengono quindi sottratte dal contenuto di acqua ottenuto per i campioni.
- Infine, puoi analizzare i campioni.
Si prega di tenere presente che devono essere utilizzati gli stessi parametri per la preparazione del sistema, la determinazione del valore del bianco e la determinazione del campione. Questo è importante se si desidera misurare uno standard di controllo prima e/o dopo l'analisi del campione o la serie di campioni. Se la temperatura ottimale del forno per lo standard è diversa da quella per il campione, consiglio di determinare un valore in bianco anche per lo standard.
Controllo di un sistema di forni
Sono disponibili speciali standard per l'acqua solida per verificare le prestazioni di un sistema di forni. Questi standard dell'acqua sono perfetti per ispezionare l'intero sistema del forno e per garantire che l'acqua evaporata raggiunga la cella di titolazione e vi sia determinata. Tali standard includono un certificato che attesta il contenuto d'acqua.
Utilizzando il valore certificato, è possibile calcolare il recupero durante la determinazione del contenuto d'acqua dello standard con il forno. Se il valore di recupero è compreso tra 97 e 103%, va tutto bene. Tuttavia, se il recupero è al di fuori di questo intervallo, il sistema del forno dovrebbe essere controllato per perdite o depositi d'acqua. Potrebbe essere che solo il setaccio molecolare ha bisogno di essere scambiato. È possibile che il reagente sia esaurito e debba essere sostituito.
Ci sono altri motivi che spiegano valori di recupero troppo alti o troppo bassi. Il motivo va ricercato, poiché valori di recupero errati significano anche che il contenuto di acqua del campione determinato è errato. Dai un'occhiata al nostro Application Bulletin gratuito di seguito per informazioni dettagliate sulla risoluzione dei problemi di un sistema del forno.
Determinazione automatica del contenuto d'acqua Karl Fischer con l'874 Oven Sample Processor
Riassunto
Il metodo del forno è un modo semplice e conveniente per analizzare campioni difficili. Le reazioni collaterali sono ridotte al minimo. La cella di titolazione e il reagente non sono contaminati dal campione. Nel caso in cui si debba analizzare una grande serie di campioni, è possibile l'automazione del metodo del forno. Dai un'occhiata agli strumenti disponibili per il metodo del forno qui.
La tua conoscenza "take-aways"
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Monografia: determinazione dell'acqua mediante titolazione Karl Fischer
