Karlo Fišerio aparato kalibravimas

Įvadas

Karlo Fišerio (KF) metodas yra vienas iš plačiausiai naudojamų metodų, leidžiančių nustatyti vidutinį vandens kiekį kietose medžiagose, skysčiuose ir dujose. Metodas, pavadintas chemiko Karlo Fischerio, kuris paskelbė principą 1935 m., vardu, pagrįstas stechiometrine jodo ir vandens reakcija, kai yra sieros dioksidas ir bazė alkoholio terpėje.

Kadangi vandens nustatymas yra labai svarbus vaistams, naftos chemijos produktams, polimerams, maistui ir baterijų medžiagoms, KF rezultatų tikslumas tiesiogiai priklauso nuo teisingo titratoriaus ir jo reagentų veikimo. Todėl kalibravimas nėra neprivalomas priežiūros veiksmas,{1}}tai pagrindinis reikalavimas, kad būtų galima atsekti, atkurti ir apsaugoti analitinius duomenis.

Karlo Fišerio reakcijos principas

Klasikinėje Bunseno reakcijoje jodas oksiduoja sieros dioksidą, esant vandeniui:

I2+SO2+2H2O→2HI+H2SO4I2​+SO2​+2H2​O→2HI+H2​SO4​

Šiuolaikiniai KF reagentai sistemai stabilizuoti naudoja piridiną arba, dažniau, imidazolą ar kitas bazes. Galutinis taškas nustatomas elektrochemiškai: kai titravimo kameroje atsiranda laisvas jodas, tarp dviejų platinos elektrodų teka srovė, signalizuojanti, kad visas vanduo sunaudotas.

Yra du pagrindiniai variantai:

Kiekvienam variantui reikalinga atskira kalibravimo strategija.

Kodėl kalibravimas yra svarbus

KF titravimas dažnai traktuojamas kaip absoliutus metodas, nes reakcija yra stechiometrinė. Tačiau praktikoje šališkumą sukelia keli veiksniai:

Reagento skilimas - KF reagentai sugeria aplinkos drėgmę ir laikui bėgant praranda titrą.

Prietaiso poslinkis - Biuretės tiekimas, siurblių sistemos ir kulonometrinio generatoriaus efektyvumas keičiasi naudojant.

Matricos poveikis - Mėginio tirpumas, pašalinės reakcijos ir pH gali turėti įtakos atsigavimui.

Temperatūra ir drėgmė - Aplinkos sąlygos turi įtakos ir reagento stabilumui, ir mėginio tvarkymui.

Kalibravimas patvirtina, kad visas sistemos{0}}prietaisas, reagentai ir procedūra-pateikia rezultatus, atitinkančius priimtinas ribas, palyginti su sertifikuotomis etaloninėmis medžiagomis.

Kalibravimo standartai

Pirminiai ir antriniai standartai

Dažniausiai naudojamos kalibravimo medžiagos:

Grynas vanduo - Pirmiausia naudojamas kulonometrinėse sistemose; reikia atsargiai elgtis sausoje aplinkoje.

Natrio tartrato dihidratas (Na2C₄H₄O₆·2H2O) - Sudėtyje yra 15,66 masės % vandens; stabilus, ne-higroskopiškas ir plačiai rekomenduojamas tūriniam KF.

Sertifikuoti vandens standartai - Komerciniai tirpalai (pvz., 1%, 10%, 100 mg/g) su atsekamaisiais sertifikatais, patogūs atliekant įprastines patikras.

Metanolio/vandens mišiniai - Paruoštas gravimetriškai tam tikriems koncentracijos intervalams.

Reguliuojamų laboratorijų standartai turėtų būti atsekami iki nacionalinių arba tarptautinių matavimo standartų, o analizės sertifikatai turi būti išsaugoti.

Atrankos kriterijai

Pasirinkite standartą, kurio vandens kiekis yra artimas numatomam mėginio diapazonui. Kalibruojant 10 % vandens, o įprastai matuojant mėginius esant 0,05 %, galima užmaskuoti ne-tiesiškumą arba prastą veikimą esant žemam lygiui.

Tūrinių Karlo Fišerio titratorių kalibravimas

Reagento titro nustatymas

Titras (mg H2O viename ml reagento) yra pagrindinis tūrinio KF parametras. Jis turi būti nustatomas reguliariai-paprastai kasdien prieš naudojimą ir visada atidarant naują reagento partiją.

Procedūra (naudojant natrio tartrato dihidratą):

Kondicionuokite titravimo kiuvetę, kol dreifas taps stabilus (paprastai<10–20 µg/min).

Pasverkite 0,10–0,15 g džiovinto natrio tartrato dihidrato tiesiai į ląstelę arba per sandarią injekcijos angą.

Pradėkite titravimą ir užrašykite sunaudoto reagento tūrį.

Apskaičiuokite titrą:

Titras (mg/mL)=m × 0,1566 V Titras (mg/mL)=Vm × 0,1566​

kurm= standarto masė (g) irV= reagento tūris (mL).

Palyginkite su ankstesniu titru ir su gamintojo numatomu diapazonu. Jei nuokrypis didesnis nei ±5 %, paprastai reikia ištirti.

Prietaiso garsumo kalibravimas

Automatinės biuretės ir dozatoriai turėtų būti tikrinami gravimetriškai (sveriant tiekiamą vandenį arba reagentą) pagal gamintojo grafiką{0}}paprastai kas 6–12 mėnesių.

Kulometrinių Karlo Fišerio titratorių kalibravimas

Kulonometrinis KF elektrocheminiu būdu generuoja jodą. Pagaminto jodo kiekis apskaičiuojamas pagal Faradėjaus dėsnį:

mI2=I×t×MI2n×FmI2​​=n×FI×t×MI2​​​

kurI= dabartinis,t= kartą,M= molinė masė I₂,nPerduota=elektronų irF= Faradėjaus konstanta.

Prietaiso faktoriaus patikrinimas

Daugumoje kulonometrinių prietaisų naudojamas vidinis instrumento faktorius (arba efektyvumo koeficientas), kad būtų atsižvelgta į ne{0}}idealią elektrolizę. Tai patikrinama titruojant žinomą vandens kiekį:

Švirkštu suleiskite sertifikuotą vandens standartą arba pasvertą gryno vandens kiekį.

Palyginkite prietaiso rodmenis su teoriniu vandens kiekiu.

Sureguliuokite koeficientą, jei nuokrypis viršija priimtinumo kriterijų (dažnai ±1–3 % kulonometrinėms sistemoms).

Kulonometriniai elementai turi baigtinį elektrolizės pajėgumą; anodo/katodo tirpalas turi būti pakeistas, kai pasiekiamas rekomenduojamas titravimo kartų skaičius arba suminis vandens kiekis, nes efektyvumas nukrenta virš šio taško.

Rekomenduojamas kalibravimo dažnis

GMP/GLP aplinkoje šie intervalai turėtų būti apibrėžti rašytinėje standartinėje darbo procedūroje (SOP) ir pagrįsti istoriniais duomenimis.

Aplinkosaugos ir veiklos kontrolė

Kalibravimas yra prasmingas tik tada, kai kontroliuojamos aplinkos sąlygos:

Kalibravimą atlikite tame pačiame temperatūros diapazone, kuris naudojamas įprastinei analizei (dažnai 20–25 laipsniai).

Sumažinti reagentų ir mėginių poveikį atmosferos drėgmei; kur nurodyta, naudokite sauso oro arba azoto valymą.

Įsitikinkite, kad titravimo indas yra tinkamai užsandarintas ir jame nėra įtrūkusių pertvarų ar atsilaisvinusių jungiamųjų detalių.

Jei reikia, mėginiams ruošti naudokite tik bevandenius tirpiklius.

Prasta namų ruoša-, pvz., langelio palikimas atidarytas tarp titravimo-yra pagrindinė titro nestabilumo ir nesėkmingo kalibravimo priežastis.

Priėmimo kriterijai ir dokumentacija

Įprastas kalibravimo priėmimo kriterijus yra sertifikuoto vandens kiekio atkūrimas 98–102 % (arba griežtesnis, priklausomai nuo vidinių kokybės standartų). Rezultatai turi būti įrašyti į kalibravimo žurnalą, įskaitant:

Data, operatorius ir prietaiso ID

Standartinė tapatybė, partijos numeris ir sertifikato nuoroda

Išmatuotas titras arba instrumento faktorius

Išlaikyta/nepavyksta prieš limitus

Koregavimo veiksmai, jei neatitinka specifikacijos

Audituotų laboratorijų dokumentuose palaikomas metodo patvirtinimas, OOS (-ne-specifikacijos) tyrimai ir teisiniai patikrinimai.

Nepavykusių kalibravimo trikčių šalinimas

Jei trikčių šalinimas problemos neišsprendžia, susisiekite su gamintoju arba kvalifikuotu paslaugų teikėju dėl oficialaus veikimo patikrinimo.

Ryšys su metodo patvirtinimu

Aparato kalibravimas yra vienas iš platesnio metodo patvirtinimo programos komponentų. Nors kalibravimas patvirtina prietaiso ir reagento veikimą, patvirtinimas papildomai nustato konkrečios mėginio matricos tiesiškumą, tikslumą, tikslumą, aptikimo ribą ir tvirtumą. Kartu jie užtikrina, kad praneštos vandens kiekio vertės būtų moksliškai pagrįstos ir teisiškai pagrįstos.

Išvada

Karl Fischer aparato kalibravimas yra būtinas norint patikimai nustatyti drėgmę visose pramonės šakose, kuriose vandens kiekis turi įtakos produkto kokybei, saugai ir galiojimo laikui. Tūrinėms sistemoms reikia reguliariai nustatyti reagento titrą pagal stabilius standartus, tokius kaip natrio tartrato dihidratas; kulonometrinės sistemos priklauso nuo prietaiso faktoriaus patikrinimo naudojant atsekamus vandens standartus. Derindamos tinkamas pamatines medžiagas, apibrėžtus priėmimo kriterijus, kontroliuojamas aplinkos sąlygas ir išsamią dokumentaciją, laboratorijos gali išlaikyti tikslumą ir atsekamumą, kurio reikalauja šiuolaikinės kokybės sistemos.