Validação de métodos de titulação

Fabricar produtos da mais alta qualidade é imprescindível, principalmente nas indústrias farmacêutica e alimentícia. Isso requer métodos de análise precisos, reprodutíveis e simples que eliminem ao máximo os erros humanos. A titulação automatizada é uma solução que oferece economia adicional de tempo e custos aos laboratórios.

Depois de aplicar a automação a um método de titulação, como garantir que o método escolhido também forneça um resultado confiável? E como saber se ele é adequado para a análise do(s) seu(s) analito(s)? Isto exige método de validação de uma titulação, que inclui a padronização do titulante, bem como a determinação de exatidão e precisão, linearidade, e especificidade.

Capítulo Geral da USP <1225> Validação de Procedimentos Compêndios e Orientação ICH Q2(R1) Validação de Procedimentos Analíticos: Texto e Metodologia defina os elementos de validação – alguns dos mais importantes são descritos no artigo a seguir.

Esses incluem (clique para ir diretamente para cada seção):

estandardização

Erros de diluição e pesagem, bem como o envelhecimento constante de todos os titulantes levam a alterações na concentração do titulante. Para obter resultados tão confiáveis quanto possível, a concentração de titulante mais precisa é um pré-requisito. A padronização do titulante é, portanto, parte integrante da validação do método de titulação. Os procedimentos de padronização para vários titulantes são descritos no Seção de Solução Volumétrica da USP – NF bem como no Boletim de Aplicação gratuito AB-206 abaixo com relação à determinação do título em potenciometria.

AB-206 – Determinação de título em potenciometria

O titulante a ser usado na validação deve primeiro ser padronizado contra um padrão primário ou um titulante pré-padronizado. É importante que a etapa de padronização e a titulação da amostra sejam realizadas na mesma temperatura.

Os padrões primários são caracterizados pelas seguintes propriedades:

alta pureza e estabilidade
baixa higroscopicidade (para minimizar alterações de peso)
alto peso molecular (para minimizar erros de pesagem)

A utilização de uma substância padrão (padrão primário) permite avaliar a precisão.

Para obter mais informações sobre a padronização de titulantes, confira nossas outras postagens de blog relacionadas:

O que considerar ao padronizar o titulante

Determinação do título na titulação Karl Fischer

Exatidão e precisão

Precisão é definido como a proximidade do resultado com o valor verdadeiro. Portanto, fornece informações sobre o viés de um método em validação. A precisão deve ser determinada em toda a faixa de concentração.

Precisão é geralmente expresso como desvio padrão (DP) ou desvio padrão relativo (RSD). Expressa quão bem os resultados individuais concordam dentro de uma análise de uma amostra homogênea. Aqui, é importante que não apenas a análise em si, mas também todas as etapas de preparação da amostra sejam realizadas independentemente para cada análise.

Figure 1. Somente quando a precisão e a exatidão são altas é que podem ser obtidos resultados corretos, pois alta precisão não significa necessariamente boa exatidão e vice-versa.

A precisão é avaliada em três níveis:

Repetibilidade: a precisão alcançada por um único analista para a mesma amostra em um curto período de tempo utilizando o mesmo equipamento para todas as determinações.
Precisão intermediária: análise da mesma amostra em dias diferentes, por analistas diferentes e com equipamentos diferentes, se possível, dentro do mesmo laboratório.
Reprodutibilidade: precisão obtida analisando a mesma amostra em laboratórios diferentes.

A determinação da exatidão e da precisão é necessária, pois somente a combinação de ambos os fatores garante resultados corretos (figura 1).

Para titulação, a precisão e a repetibilidade são geralmente determinadas em conjunto. Recomendam-se pelo menos duas a três determinações em três níveis de concentração diferentes (no total seis a nove determinações). Para os ensaios, a recomendação é utilizar uma faixa de concentração de 80% a 120% do peso amostral pretendido.

Figure 2. Curva de regressão linear para dosagem de bicarbonato de potássio.

Linearidade

Linearidade expressa se um método específico fornece resultados corretos na faixa de concentração de interesse. Como a titulação é um método absoluto, a linearidade geralmente pode ser determinada diretamente variando o tamanho da amostra e, portanto, a concentração do analito.

Para determinar a linearidade de um método de titulação na faixa de interesse, titule pelo menos cinco tamanhos de amostra diferentes e trace uma regressão linear do volume da amostra em relação ao volume de titulação consumido (Figura 2). O coeficiente de determinação (R²) é usado para avaliar a linearidade. A recomendação é usar uma faixa de concentração de 80% a 120% do peso amostral pretendido.

Especificidade

Impurezas, excipientes ou produtos de degradação estão entre os muitos componentes que podem estar presentes numa amostra. Especificidade é a capacidade de avaliar o analito sem interferência desses outros componentes. Portanto, é necessário demonstrar que o procedimento analítico é não afetado por tais compostos. Este é o caso quando o ponto de equivalência (PE) encontrado não é alterado pelas impurezas ou excipientes adicionados, ou no caso de ser alterado, um segundo EP correspondente a esses componentes adicionados pode ser observado quando um sensor potenciométrico é usado para indicação .

A especificidade pode ser alcançada usando solventes adequados (por exemplo, titulação não aquosa em vez de titulação aquosa para titulação ácido-base) ou titulação com um valor de pH adequado (por exemplo, titulação complexométrica de cálcio em pH 12, onde o magnésio precipita como hidróxido de magnésio) .

Como isso pode ser implementado na prática? A determinação titulométrica de bicarbonato de potássio com ácido clorídrico servirá como exemplo aqui.

Acompanhe mais detalhes em nosso White Paper gratuito:

Recomendações para validação de métodos de titulação

Neste caso, espera-se que o carbonato de potássio seja uma impureza com pk_b valores de 8,3 e 3,89. Isto torna possível separar as duas espécies durante a titulação ácido-base. Figura 3 mostra a comparação de uma sobreposição de curvas de titulação de bicarbonato de potássio com e sem adição de carbonato de potássio.

Figure 3. Sobreposição de curvas do teste de especificidade utilizando 1 g de bicarbonato de potássio com e sem 0,5 g de carbonato de potássio (verde e laranja = sem adição de carbonato de potássio; azul e amarelo = adição de carbonato de potássio).

A curva de titulação inferior corresponde à solução contendo bicarbonato de potássio e carbonato de potássio. Dois EPs são encontrados aqui: o primeiro EP pode ser atribuído ao carbonato de potássio adicionado, enquanto o segundo corresponde à soma do bicarbonato de potássio e do carbonato de potássio. A curva no topo da figura mostra claramente apenas um EP para a solução de bicarbonato de potássio sem impurezas.

Saiba mais sobre o reconhecimento adequado de endpoints em nossa postagem anterior do blog.

Reconhecimento de endpoints (EP)

Conclusão

Se você seguir as recomendações acima, estará pronto para a validação do método de titulação – e agora é hora de começar!

Usando autotitulação potenciométrica em vez da titulação manual aumenta a precisão e a confiabilidade dos seus resultados. Além disso, o uso de um titulador automático garante que os requisitos críticos de conformidade regulamentar, como a integridade dos dados, sejam atendidos. Leia mais em nossa Nota de Aplicação gratuita.

Nota de aplicação: Ensaio de carbonato de potássio e bicarbonato de potássio – Determinação confiável e seletiva de ambas as espécies

Desde o início, os produtos Metrohm proporcionam tranquilidade e confiança na qualidade dos dados que você produz com o devido QI/QO.

Se você quiser saber mais sobre a Qualificação de Instrumentos Analíticos da Metrohm, dê uma olhada em nossas duas postagens de blog dedicadas a este importante tópico.

Introdução à qualificação de instrumentos analíticos – Parte 1

Introdução à qualificação de instrumentos analíticos – Parte 2

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Folheto: Calibração de Bureta Metrohm