有機(jī)溶劑含量的影響
在甲醇或乙醇體系(質(zhì)子體系)中,水和碘能夠按照1:1的化學(xué)計(jì)量方式進(jìn)行反應(yīng),而在質(zhì)子惰性體系中,水和碘會(huì)按照大于1:1的化學(xué)計(jì)量方式進(jìn)行反應(yīng)。隨著醇的碳鏈的增長(zhǎng),這種惰性會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。
Karl Fischer輔助試劑及作用
氯仿,二甲苯
其作用是為脂肪類,油類等難溶于甲醇的物質(zhì)提供一個(gè)良好的溶解體系。另外氯仿還為無(wú)機(jī)鹽類中的水分提供一個(gè)良好的分散體系。
甲酰胺
為粘稠,不溶類的物質(zhì)提供一個(gè)分散體系,并萃取物質(zhì)中的水分,使其較快的參與到反應(yīng)中來(lái)。如:苯酚尿素甲醛樹脂,常規(guī)狀況下,測(cè)定水含量需要30分鐘,而在高溫下,加入甲酰胺只需要4-6分鐘??梢匀芙鈽O性樣品。
酸,堿
調(diào)節(jié)體系的pH值,使其在合適的范圍內(nèi)進(jìn)行滴定。
卡爾費(fèi)休滴定的輔助手段
溫度控制:
低溫——對(duì)于有些氧化性很強(qiáng)的物質(zhì),存在常溫下不斷的消耗碘的副反應(yīng),低溫能夠較好的抑制這種副反應(yīng),這時(shí)便采用低溫的方式進(jìn)行檢測(cè)。
高溫——對(duì)于一些難溶物質(zhì),如塑料、食品、蛋白質(zhì),在高溫下有利于內(nèi)部水分的分散,配合甲酰胺,其滴定時(shí)間會(huì)大大縮短。
試劑與樣品不直接接觸:
特殊的庫(kù)侖法測(cè)定——卡氏爐
不同化合物中的水分檢測(cè)
烴、醇、醚
鹵代烴 酚 酮 醛 羧酸 羧酸酯,羧酸鹽 含N的化合物 含S的化合物 含B的化合物 硅烷,硅烷醇 過(guò)氧化物 無(wú)機(jī)鹽 無(wú)機(jī)酸
樣品的處理原則
對(duì)于不同的樣品而言,使用卡爾費(fèi)休進(jìn)行水分測(cè)定,對(duì)于選擇什么試劑,選用什么儀器。應(yīng)遵循幾個(gè)原則:
1、要盡量保證樣品在體系中能夠溶解,通過(guò)選擇合適的溶劑或添加增溶劑等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2、如果樣品屬于不溶物質(zhì),那么應(yīng)通過(guò)一些輔助方法或加入輔助試劑,讓樣品的水分能夠充分的分散到體系當(dāng)中。
3、樣品不能與試劑發(fā)生干擾卡爾費(fèi)休化學(xué)計(jì)量的副反應(yīng),如果發(fā)生副反應(yīng),應(yīng)選用合適的試劑,輔助試劑來(lái)抑制這種副反應(yīng),或者選擇輔助設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。
4、應(yīng)根據(jù)樣品的特性來(lái)選擇合適的儀器。
卡爾費(fèi)休常見(jiàn)問(wèn)題
卡爾費(fèi)休滴定出現(xiàn)異常的產(chǎn)生因素:
1、卡爾費(fèi)休的化學(xué)計(jì)量受到影響:樣品中的水與碘單質(zhì)應(yīng)該以1:1 反應(yīng),如果出現(xiàn)此計(jì)量受到破壞;或者體系pH值不在合理的范圍內(nèi)。此時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果就會(huì)受到影響。
2、儀器出現(xiàn)問(wèn)題,儀器沒(méi)有通過(guò)有效手段將反應(yīng)體系與外界隔絕起來(lái)?;蛘唠姌O出現(xiàn)污染。
試劑的處理
在使用中,對(duì)現(xiàn)成的卡爾費(fèi)休試劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,可?jié)約操作時(shí)間,并方便使用,所以針對(duì)自己的樣品,應(yīng)配制合適的測(cè)試體系。
1、減少試劑本身的含水量。
將分子篩灼燒后,加入到溶劑(容量法)中。可以降低溶劑體系中的含水量,以減少預(yù)滴定的時(shí)間并可節(jié)約滴定劑。
2、配制溶解能力較強(qiáng)的試劑。
將試劑(容量法的溶劑,庫(kù)倫法的陽(yáng)極液)與氯仿或二甲苯混合,要注意氯仿的含量不能使滴定中的化學(xué)計(jì)量改變。
3、配制具有緩沖能力的試劑
對(duì)于一般的弱酸(堿)性樣品,容量法可以使用HYDRANAL-Solvent或HYDRANAL-Buffer作溶劑,但對(duì)于較強(qiáng)酸性(堿性)樣品或者在庫(kù)侖法中使用,可以另外配制緩沖試劑。將固體的緩沖物質(zhì)與試劑混合(容量法的溶劑,庫(kù)倫法的陽(yáng)極液)加入固體的緩沖物質(zhì)的量要根
據(jù)自己的樣品進(jìn)行計(jì)算。
樣品的取樣量
控制每次檢測(cè)樣品的量對(duì)卡爾費(fèi)休滴定具有很重要的意義,并能幫你選擇合適的檢測(cè)方式。
1、樣品的zui小量
每次取樣的zui小量至少要保證其含水量大于儀器的分辨率,以及考慮到漂移所帶來(lái)的影響。 容量法水分儀的分辨率與滴定管的分辨率,試劑的滴定度有關(guān)。 庫(kù)侖法水分儀的分辨率與zui小電流有關(guān)。
2、樣品的zui大量
每次取樣的zui大量要保證其含水量不會(huì)超過(guò)體系的水容量(容量法),試劑所能測(cè)定zui大含水量(庫(kù)侖法)以及滴定杯的容量。如果樣品與試劑存在副反應(yīng)或pH值太高(太低),還要考慮到這些因素,加樣量的范圍要相應(yīng)的變窄。
標(biāo)準(zhǔn)水的使用
由于卡爾費(fèi)休試劑的滴定度會(huì)隨時(shí)間的變化而變化,因此,就需要我們對(duì)試劑和整個(gè)儀器系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。zui普遍的方法就是使用蒸餾水進(jìn)行標(biāo)定,但使用蒸餾水有一個(gè)很大的缺點(diǎn),由于進(jìn)樣量往往都很小,所以容易產(chǎn)生較大的誤差。
所以,建議使用已經(jīng)商品化的標(biāo)準(zhǔn)水試劑。
選擇標(biāo)準(zhǔn)水試劑大致可以按照所使用的儀器進(jìn)行選擇。
容量法:HYDRANAL-Standard 5.00(液體)含水量5.00± 0.02mg/ml
HYDRANAL—Water Standard 10.0 (液體)含水量10.0mg/g
HYDRANAL-Standard sodium tartrate-2-hydrate(固體)
含水量15.66 ±0.05%
庫(kù)侖法:HYDRANAL—Water Standard 1.00 (液體)含水量1.00mg/g
HYDRANAL—Water Standard 0.10 (液體)含水量0.10mg/g
卡氏爐:HYDRANAL—Water Standard KF-Oven(固體)含水量5.55%
標(biāo)準(zhǔn)水的選擇可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活變化。
食品
對(duì)于食品中的水分含量,建議使用容量法進(jìn)行滴定,由于食品中含有細(xì)胞結(jié)構(gòu),釋放水分較緩慢,應(yīng)通過(guò)一些輔助手段來(lái)進(jìn)行檢測(cè),食品中很少會(huì)含有能引起副反應(yīng)的物質(zhì)。所以輔助手段主要的目的一般都是增溶或促進(jìn)水分散。
碳水化合物 脂肪和脂肪類物質(zhì) 乳制品和蛋白質(zhì) 蔬菜類食品 面粉及其制品 巧克力,糖果及口香糖
藥物
卡爾費(fèi)休滴定法已經(jīng)成為藥品含水量測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。 如:歐洲藥典(Pharm.Europe);美國(guó)藥典(USP) 歐洲藥典中介紹了的卡爾費(fèi)休試劑配置方法,但含有吡啶,有時(shí)候需要自己配制,但歐洲藥典也允許使用其他試劑,而在美國(guó)藥典中幾乎沒(méi)有這方面的限制。在藥典中介紹了用于各種產(chǎn)品(歐洲藥典442種,美國(guó)藥典285種)分析的正確方法,HYDRANAL系列的卡爾費(fèi)休試劑可用于所有這些分析方法。
草藥的萃取物 栓劑 藥膏和霜類 與卡爾費(fèi)休試劑有副反應(yīng)的藥物 藥片樣品 靜脈注射的粉劑
化妝品 含油和脂肪的化妝品 以水或酒精為基質(zhì)的化妝品 爽身粉 指甲油、指甲油去除劑 嬰兒油、杏仁油
工業(yè)產(chǎn)品 水壓油、絕緣油、變壓器油 電動(dòng)機(jī)油、潤(rùn)滑油 礦物油(原油,重油)
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涂料、油漆和粘合劑 塑料