10 Best Practices für Ihre volumetrische Karl-Fischer-Titration

Eine Feuchtigkeitstitration muss nicht problematisch sein

Die Vermeidung instabiler volumetrischer Titrationen ist ein Kinderspiel, wenn Sie die folgenden 10 empfohlenen Vorgehensweisen befolgen. So können Sie problemlos mit einer Trockenzelle beginnen und enden und genaue Ergebnisse erzielen.

1. Starten und enden Sie immer mit einer trockenen Zelle.

Wie bereits erwähnt, geht es bei der Karl-Fischer-Titration vor allem um die Messung von Wasser (Feuchtigkeit). Wenn Sie die Titration mit Restfeuchtigkeit in Ihrer Titrierzelle beginnen oder wenn Sie eine Probe haben, die nicht austrocknen kann (wir werden später auf Nebenreaktionen eingehen), werden Sie falsche und ungenaue Ergebnisse erhalten.

Es gibt eine Reihe von Faktoren, die zur Trockenheit der Titrierzelle beitragen können. Das Alter der trocknenden Siliziumkügelchen und O-Ringe, die Qualität der Lösungsmittel (verwenden Sie immer die Karl-Fischer-Qualität), die Art und Weise, wie Sie die Probe behandeln, und die Zeit, die die Zelle benötigt, um das Gleichgewicht zu erreichen und trocken zu werden.

Bei Verwendung eines Karl Fischer Volumetrischen Titrators HI933 von Hanna Instruments erscheint der Fehlercode 72 (außerhalb des Messbereichs) auf dem Bildschirm, wenn sich zu viel Feuchtigkeit in der Zelle befindet, um in die nächste Phase nach der "Vortitration" überzugehen.

Dies lässt sich leicht vermeiden. Verwenden Sie eine Vakuumpumpe, um die Zelle zu entleeren, und füllen Sie die Titrierzelle mit frischem Lösungsmittel bis zur Mindestfülllinie auf. Heben Sie die Zelle vorsichtig an und schwenken Sie sie leicht. Dadurch kann das Lösungsmittel die Seiten der Titrierzelle bedecken und die Restfeuchtigkeit auffangen. Wenn sich das Lösungsmittel nicht gelb färbt, geben Sie mit Hilfe des Bürettenmenüs manuell ca. 1 ml Titriermittel in die Zelle. Warten Sie etwa dreißig Minuten, bis die Zelle trocken geworden ist.

2. Wählen Sie den richtigen Titranten für Ihre Probe

Um den richtigen Titranten auszuwählen, müssen Sie eine Vorstellung davon haben, wie viel Wasser in Ihrer Probe enthalten sein könnte. Handelsübliche Titranten gibt es in verschiedenen Konzentrationen. Die Herstellerinformationen geben an, wieviele Milliliter des Titranten benötigt werden, um jedes Milligramm Wasser in der Probe zu neutralisieren. Verwenden Sie die nachstehende Tabelle, um zu ermitteln, welche Konzentration ideal ist.

3. Standardisieren Sie Ihren Titranten

Nach dem Öffnen einer Titrantenflasche und während des Gebrauchs reagiert die Luft im Luftraum der Flasche mit dem Titranten. Dadurch variiert seine Stärke. Daher ist es genau wie bei potentiometrischen Titrationen wichtig, die Stärke des Titranten zu überprüfen, indem Sie ihn mit einem zertifizierten Standard testen. Dies hilft Ihnen, eine mögliche Fehlerspanne zu vermeiden.

Verwenden Sie zur Überprüfung der Konzentration Ihres Karl-Fischer-Titranten immer einen zertifizierten Wasserstandard. Karl-Fischer-Titranten haben in der Regel einen zertifizierten Wert von ±10 % des Nennwerts und sollten jedes Mal, wenn eine neue Flasche geöffnet wird, und danach alle 2 bis 4 Wochen, je nach Genauigkeitsanforderungen, standardisiert werden. Wiederholen Sie das Standardisierungsverfahren mindestens dreimal und nehmen Sie das durchschnittliche Ergebnis zur Eingabe in Ihre KF-Probenmethode. Sie können die tatsächliche Stärke des Titranten in die Titranten-Datenbank eingeben, die Sie in den allgemeinen Optionen Ihres Titrators finden.

Mehr Informationen zur Standardisierung des Titraten finden Sie in diesem Artikel in unserem Blog.

4. Vermeiden Sie Nebenreaktionen

Wenn Sie die Zusammensetzung Ihrer Probe kennen, können Sie mögliche Nebenreaktionen vermeiden. Nebenreaktionen können zu falsch hohen oder falsch niedrigen Ergebnissen führen. Häufige Nebenreaktionen treten bei Proben mit Aldehyden und Ketonen, Oxidationsmitteln und Proben mit einem pH-Wert außerhalb des Idealbereichs (4-7 pH) auf. Sie können bei der Probenvorbereitung vorbeugende Maßnahmen ergreifen, um Probleme zu vermeiden. Beispiele hierfür sind die Verwendung von Reagenzien, die speziell für die Minimierung von Nebenreaktionen mit Ketonen und Aldehyden entwickelt wurden, oder die Verwendung von Puffern in Karl-Fischer-Qualität, um sicherzustellen, dass Sie den richtigen pH-Wert erreichen und beibehalten.

5. Berechnen Sie Ihre Probengröße.

Bei der Berechnung der Probengröße müssen Sie die Titrantenstärkestärke, die erwartete Wasserkonzentration und das Volumen der Bürette berücksichtigen. Wenn Sie all diese Variablen kennen, ist die Berechnung des Probenumfangs schnell und einfach. Verwenden Sie einfach die nachstehende Berechnung, um Ihre ideale Probengröße zu ermitteln. Denken Sie daran, dass Ihre Probengröße in Gramm angegeben wird, auch wenn es sich um eine Flüssigkeit handelt.

6. Bereiten Sie Ihre Probe richtig vor

Eine ordnungsgemäße Probenvorbereitung ist ein wichtiger Schritt, der nicht übergangen werden soll, denn er kann dazu beitragen, Probleme mit regelmäßigen und komplexen Proben zu vermeiden. Bei Proben mit extrem hohem Wassergehalt, die im Lösungsmittel unlöslich sind, Wasser nur langsam abgeben oder eine inhomogene Wasserverteilung oder Störungen aufweisen, kann eine spezielle Probenvorbereitung erforderlich sein. Eine externe Extraktion kann verwendet werden, um Feuchtigkeit aus einer Probe zu ziehen, die sich normalerweise nur schwer in einem Lösungsmittel auflösen lässt. Eine externe Auflösung kann verwendet werden, um Ihre Probe in einem Lösungsmittel vorzulösen. Ein Homogenisator oder ein Schüttelgerät kann verwendet werden, um Ihre Probe während dieser Probenvorbereitung zu mischen. Auf diese Weise entsteht eine flüssige Probe, die mit einer Spritze leicht in die Zelle gegeben werden kann.

7. Sorgfältiges Einbringen der Probe ist der Schlüssel

Die Art und Weise, wie Sie Ihre Probe in die Titrierzelle einbringen, kann Ihre Ergebnisse stark beeinflussen, da dabei überschüssige Feuchtigkeit eingebracht werden könnte. Um überschüssige Feuchtigkeit zu vermeiden, befolgen Sie diese Schritte, wenn Sie eine Probe mit einer Spritze einbringen. 

1. Ziehen Sie bei flüssigen Proben mit der empfohlenen Spritze mit einer nichtstanzenden Nadel eine kleine Menge der Probe in die Spritze, um die Innenseite der Spritze zu beschichten, bevor Sie die eigentliche Probe zur Injektion entnehmen.
2. Drücken Sie diese kleine Menge der Probe in einen Abfallbecher aus.
3. Wiegen Sie die Spritze und stellen Sie Ihre wissenschaftliche Waage auf Null.
4. Ziehen Sie die Probe vorsichtig in die Spritze auf.
5. Wiegen Sie die Spritze und notieren Sie den Wert.
6. Durchstechen Sie das Septum senkrecht und senken Sie die Nadel ab, bis sich die Spitze knapp unter dem Lösungsmittelspiegel in der Titrierzelle befindet. Dadurch wird sichergestellt, dass die Probe nicht auf die Wände der Titrierzelle spritzt.
7. Applizieren Sie die Probe.
8. Entfernen Sie die Spritze und wiegen Sie sie erneut.
9. Ermitteln Sie die Differenz zwischen der ersten Masse (g) und der zweiten Masse (g). Dies ist das Probengewicht in (g).
10. Geben Sie das Probengewicht in den Titrator ein.
11. Beginnen Sie die Analyse.

HINWEIS: Beachten Sie, dass jedes Septum nur 50-mal verwendbar ist. Kontrollieren Sie das Septum vor jeder Verwendung und tauschen Sie es rechtzeitig aus.

Bei kompatiblen festen Proben, die sich in der Zelle vollständig auflösen, können Sie die Septumkappe entfernen und die Probe direkt in die Probenzelle gießen. Es wird empfohlen, ein Hilfsmittel wie unseren Chemielöffel HI900950 zu verwenden, um zu vermeiden, dass die Probe an Ihrem Gerät kleben bleibt.

8. Feuchtigkeitskontamination kann sehr viel ausmachen

Karl-Fischer-Titratoren sind so konstruiert, dass sie als versiegeltes System funktionieren, um eine Verunreinigung Ihrer Analyse durch Luftfeuchtigkeit zu vermeiden. Stellen Sie sicher, dass Ihre O-Ringe, Schläuche und Trockenmittelpatronen in gutem Zustand sind, um die Abdichtung zu erhalten. Halten Sie den Titrator insgesamt in einem guten Zustand.

9. Tauschen Sie Verschleißteile rechtzeitig aus

Der Austausch von Schläuchen, O-Ringen, Spritzen und Trockenmittel sind wichtige Wartungsarbeiten, die vom Benutzer oder von Hanna Instruments im Rahmen eines Servicevertrags oder vor Ort durchgeführt werden können. Wir empfehlen eine jährliche Systembeurteilung und vorbeugende Wartung durch Hanna Instruments.

#10. Pflegen Sie Elektrode und Zelle

Wenn Sie Ihre Karl-Fischer-Geräte sauber halten, können Sie ein geschlossenes System aufrechterhalten, ohne dass sich zusätzliche Feuchtigkeit einschleicht. Um die Sensorelektrode und die Zelle zu reinigen, legen Sie die Bodenelektrode und die Zelle mindestens 1 Stunde lang in konzentrierte Salpetersäure (~70%) ein. Nach Ablauf der Stunde spülen Sie die Elektrode mindestens 15 Minuten lang mit Leitungswasser und dann mit destilliertem Wasser ab. Schließlich spülen Sie die Sensorelektrode und die Zelle mit Methanol in Karl-Fischer-Qualität. Alternativ kann nur für die Zelle ein Trockenschrank verwendet werden. Für eine langfristige Lagerung können die Elektrode und die Zelle trocken gelagert werden. Wenn Sie Ihren Karl Fischer-Titrator regelmäßig und korrekt warten, bleibt es zuverlässig in Betrieb.

HINWEIS: Tauchen Sie den Kopf oder das Kabel der Elektrode niemals in eine Flüssigkeit ein.

Haben Sie noch Fragen?

Weitere Informationen zum Thema Karl-Fischer Titrationen finden Sie auch in unserem praktischen Übersichtsblatt, das Sie hier kostenlos herunterladen können!

Bei weiteren Fragen und Beratungswünschen kontaktieren Sie uns, unsere Mitarbeiter sind gern für sie da!

Originalbeitrag: Top 10 Best Practices: Volumetric Titrations von Allison Ball, Hanna Instruments, USA. Aus dem Englischen von Sabrina Mesters-Wöll.