Kvörðun Karl Fischer búnaðar

Inngangur

Karl Fischer (KF) aðferðin er ein af mest notuðu aðferðunum til að ákvarða snefil til miðlungs magns af vatni í föstu efni, vökva og lofttegundum. Aðferðin er nefnd eftir efnafræðingnum Karl Fischer, sem birti meginregluna árið 1935, og byggir á stoichiometric viðbrögðum joðs og vatns í nærveru brennisteinsdíoxíðs og basa í alkóhólmiðli.

Vegna þess að vatnsákvörðun er mikilvæg í lyfjum, unnin úr jarðolíu, fjölliðum, matvælum og rafhlöðuefnum, fer nákvæmni KF niðurstaðna beint eftir réttri frammistöðu títravélarinnar og hvarfefna hans. Kvörðun er því ekki valfrjálst viðhaldsskref-það er grundvallarkrafa fyrir rekjanleg, endurgeranleg og verjanleg greiningargögn.

Meginregla Karl Fischer-viðbragðanna

Í klassískum Bunsen viðbrögðum oxar joð brennisteinsdíoxíð í viðurvist vatns:

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

Nútíma KF hvarfefni nota pýridín eða, oftar, imidazól eða aðra basa til að koma á stöðugleika í kerfinu. Endapunkturinn er rafefnafræðilegur greindur: þegar laust joð kemur fram í títrunarklefanum, flæðir straumur á milli tveggja platínu rafskauta sem gefur til kynna að allt vatn hafi verið neytt.

Tvö helstu afbrigði eru til:

Hvert afbrigði krefst sérstakrar kvörðunarstefnu.

Hvers vegna skiptir kvörðun máli

KF títrun er oft meðhöndluð sem alger aðferð vegna þess að hvarfið er stoichiometric. Í reynd koma þó nokkrir þættir inn á hlutdrægni:

Niðurbrot hvarfefna - KF hvarfefni gleypa raka umhverfisins og tapa titer með tímanum.

Hljóðfærasveifla - Burettesending, dælukerfi og skilvirkni rafalans breytast með notkun.

Matrix áhrif - Leysni sýna, aukaverkanir og pH geta haft áhrif á bata.

Hitastig og raki - Umhverfisaðstæður hafa áhrif á bæði hvarfefnisstöðugleika og meðhöndlun sýna.

Kvörðun sannreynir að allt kerfið-tæki, hvarfefni og aðferð- skili árangri innan viðunandi marka miðað við vottað viðmiðunarefni.

Kvörðunarstaðlar

Aðal- og aukastaðlar

Algengustu kvörðunarefnin eru:

Hreint vatn - Notað fyrst og fremst fyrir litakerfi; krefst varkárrar meðhöndlunar í þurru umhverfi.

Natríumtartrat tvíhýdrat (Na₂C₄H₄O₆·2H₂O) - Inniheldur 15,66% vatn miðað við massa; stöðugt, ó-vökvasætt og almennt mælt með fyrir rúmmáls-KF.

Vottaðir vatnsstaðlar - Viðskiptalausnir (td 1%, 10%, 100 mg/g) með rekjanlegum vottorðum, hentugar fyrir venjubundnar athuganir.

Metanól/vatnsblöndur - Undirbúnar þyngdarmælingar fyrir ákveðin styrkleikasvið.

Fyrir eftirlitsskyldar rannsóknarstofur ættu staðlar að vera rekjanlegir til innlendra eða alþjóðlegra mælingastaðla, með greiningarvottorðum geymt.

Valviðmið

Veldu staðal þar sem vatnsinnihald er nálægt væntanlegu sýnisviði. Kvörðun við 10% vatn á meðan sýni eru mæld með reglubundnum hætti við 0,05% getur dulið ó-línuleika eða lélega frammistöðu við lág gildi.

Kvörðun á rúmmáls Karl Fischer titratorum

Ákvörðun hvarfefnistíter

Títrinn (mg H2O á mL hvarfefnis) er lykilbreytan fyrir rúmmáls KF. Það verður að ákvarða það reglulega-venjulega daglega fyrir notkun og alltaf þegar ný hvarfefnislota er opnuð.

Aðferð (með því að nota natríumtartrat tvíhýdrat):

Stilltu títrunarklefann þar til rekið er stöðugt (venjulega<10–20 µg/min).

Vigið 0,10–0,15 g af þurrkuðu natríumtartrat tvíhýdrati beint inn í frumuna eða í gegnum lokaða inndælingarop.

Byrjaðu títrun og skráðu magn hvarfefnis sem notað er.

Reiknaðu titra:

Titill (mg/mL)=m×0,1566VTiter (mg/mL)=Vm×0,1566​

hvarm= massi staðals (g) ogV= rúmmál hvarfefnis (ml).

Berðu saman við fyrri titer og við væntanlegt úrval framleiðanda. Frávik sem er meira en ±5% gefur yfirleitt tilefni til rannsóknar.

Kvörðun hljóðstyrks tækis

Sjálfvirkar búrettur og skammtarar ættu að vera sannprófaðir með hliðsjón af þyngdarmælingum á afhendingu (vigtun afhents vatns eða hvarfefnis) samkvæmt áætlun framleiðanda-venjulega á 6–12 mánaða fresti.

Kvörðun á Coulometric Karl Fischer titrators

Coulometric KF myndar joð rafefnafræðilega. Magn joðs sem framleitt er er reiknað út frá lögum Faraday:

mI2=I×t×MI2n×FmI2​​=n×FI×t×MI2​​​

hvarI= núverandi,t= tími,M= mólmassi af I₂,n= rafeindir fluttar, ogF= Faraday fasti.

Staðfesting hljóðfæraþáttar

Flest litamælingartæki nota innri hljóðfærastuðul (eða skilvirknistuðul) til að gera grein fyrir ó-ákjósanlegri rafgreiningu. Þetta er staðfest með því að títra þekkt magn af vatni:

Sprautaðu vottuðum vatnsstaðli eða vegnu magni af hreinu vatni með sprautu.

Berðu saman mælingu mælisins við fræðilegt vatnsinnihald.

Stilltu stuðulinn ef frávikið fer yfir viðurkenningarviðmiðið (oft ±1–3% fyrir litakerfi).

Coulometric frumur hafa endanlega rafgreiningargetu; skipta verður um rafskaut/bakskautslausnina þegar ráðlögðum fjölda títra eða uppsafnaðs vatnsmagns er náð, þar sem skilvirkni lækkar umfram þetta stig.

Ráðlögð kvörðunartíðni

Í GMP/GLP umhverfi ættu þessi bil að vera skilgreind í skriflegri stöðluðu rekstrarferli (SOP) og rökstudd með sögulegum gögnum.

Umhverfis- og rekstrareftirlit

Kvörðun er aðeins þýðingarmikil þegar umhverfisaðstæðum er stjórnað:

Framkvæmdu kvörðun á sama hitastigi og notað er við venjulega greiningu (oft 20–25 gráður).

Lágmarka útsetningu hvarfefna og sýna fyrir raka í andrúmsloftinu; notaðu þurrt loft eða niturhreinsun þar sem tilgreint er.

Gakktu úr skugga um að títrunarílátið sé rétt lokað og laust við sprungnar skilrúm eða lausar festingar.

Notaðu aðeins vatnsfrí leysiefni við undirbúning sýna þegar þörf krefur.

Lélegt heimilishald-eins og að skilja hólfið eftir opið á milli títra-er helsta orsök títraóstöðugleika og misheppnaðra kvörðunar.

Samþykkisviðmið og skjöl

Dæmigert viðurkenningarviðmið fyrir kvörðun er endurheimt vottaðs vatnsinnihalds innan 98–102% (eða þéttara, allt eftir innri gæðastöðlum). Niðurstöður ættu að vera skráðar í kvörðunardagbók þar á meðal:

Dagsetning, rekstraraðili og auðkenni tækis

Staðlað auðkenni, lotunúmer og tilvísun vottorðs

Mældur titer eða hljóðfærastuðull

Standast/falla gegn takmörkunum

Leiðréttingaraðgerðir ef út af forskrift

Fyrir endurskoðaðar rannsóknarstofur styður þessi skjöl aðferðarprófun, OOS (utan--forskrifta) rannsóknir og eftirlitseftirlit.

Úrræðaleit Misheppnuð kvörðun

Ef bilanaleit leysir ekki málið, hafðu samband við framleiðandann eða viðurkenndan þjónustuaðila til að fá formlega frammistöðustaðfestingu.

Tengsl við aðferðarprófun

Kvörðun tækisins er einn þáttur í víðtækari aðferðarprófunarforriti. Þó að kvörðun staðfesti frammistöðu tækis og hvarfefna, staðfestir löggilding að auki línuleika, nákvæmni, nákvæmni, greiningarmörk og styrkleika fyrir tiltekið sýnisfylki. Saman tryggja þeir að uppgefið vatnsinnihaldsgildi séu vísindalega traust og lagalega verjanleg.

Niðurstaða

Kvörðun Karl Fischer búnaðar er nauðsynleg fyrir áreiðanlega rakaákvörðun í atvinnugreinum þar sem vatnsinnihald hefur áhrif á gæði vöru, öryggi og geymsluþol. Rúmmálskerfi krefjast reglulegrar ákvörðunar hvarfefnistítra gegn stöðugum stöðlum eins og natríumtartrat tvíhýdrati; coulometric kerfi eru háð sannprófun á tækjastuðlinum með því að nota rekjanlega vatnsstaðla. Með því að sameina viðeigandi viðmiðunarefni, skilgreind viðmiðunarviðmið, stýrðar umhverfisaðstæður og ítarleg skjöl geta rannsóknarstofur viðhaldið nákvæmni og rekjanleika sem nútíma gæðakerfi krefjast.