Титрование по Фишеру

Титрование по Фишеру: История и Современные Подходы

Реакция Карла Фишера

Титрование по Фишеру является одним из самых точных методов определения содержания воды в различных образцах. Этот метод основан на химической реакции, впервые описанной Карлом Фишером, который адаптировал реакцию, открытую ранее Р. В. Бунзеном. Основная реакция включает взаимодействие иода (I2), диоксида серы (SO2) и воды (H2O), в результате чего образуются гидроидная кислота (HI) и серная кислота (H2SO4):

I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4

Карл Фишер предложил использовать эту реакцию для определения содержания воды в неводной среде, где в качестве растворителя выступает метанол. Для смещения химического равновесия вправо и нейтрализации образующихся кислот Фишер использовал пиридин. Это привело к разработке двухэтапного механизма реакции: Этапы реакции:

I2 + SO2 + 3Py + H2O → 2PyH+I- + Py·SO3

Py·SO3 + CH3OH → PyH+ CH3SO4-

Метанол здесь играет роль не только растворителя, но и реагента, участвуя в химической реакции. В спиртовом растворе реакция между иодом и водой протекает в соотношении 1:1, в бесспиртовом же растворе это соотношение составляет 1:2: Реакции для бесспиртовых растворов:

I2 + SO2 + 3Py + H2O → 2PyH+I- + Py·SO3

Py·SO3 + H2O → PyH+HSO4-

Исследования показали, что пиридин в реакции не участвует напрямую, а выполняет роль буфера, что позволило заменить его другими основаниями. Скорость реакции Фишера зависит от уровня pH среды и может быть выражена следующим уравнением:

–d[I2]/dt = k·[I2]·[SO2]·[H2O]

При высоком pH иод окисляет не диоксид серы, а метилсульфит-ион, образующийся из SO2 и метанола. Чем выше pH раствора, тем больше метилсульфита и тем быстрее протекает реакция. В диапазоне pH от 5.5 до 8 реакция достигает максимальной скорости, а при значениях выше 8.5 могут возникать побочные реакции, влияющие на точность титрования.

Современные Аспекты и Применение

Для повышения точности и скорости титрования был разработан реагент на основе имидазола, который заменяет пиридин, обладая при этом более предпочтительным диапазоном pH. Новая схема реакции выглядит следующим образом: Этапы современной реакции:

ROH + SO2 + RN → (RNH)·SO3R

(RNH)·SO3R + 2RN + I2 + H2O → (RNH)·SO4R + 2(RNH)I

Общее уравнение химической реакции:

ROH + SO2 + 3RN + I2 + H2O → (RNH)SO4R + 2(RNH)I

Исследования показали, что для увеличения стабильности титра можно использовать различные спирты, такие как этанол, изопропанол и другие. При этом молярное соотношение воды и иода зависит от типа растворителя: для спиртовых растворов оно составляет 1:1, а для бесспиртовых — 1:2. Это открытие позволяет использовать метод Фишера в более широком диапазоне применений, включая анализ образцов с различными растворителями.

Волюметрический и Кулонометрический Анализ по Фишеру

Для определения содержания воды по методу Фишера в современное время применяются две различные методики:

Волюметрическое титрование по Фишеру, где введение йодсодержащего раствора осуществляется с помощью автоматической бюретки.

Кулонометрический анализ по Фишеру, где йод образуется в ячейке в результате электрохимического окисления.

Выбор методики зависит от предполагаемого содержания воды в образце: Волюметрическое Титрование по Фишеру

Иод добавляется с помощью бюретки в процессе титрования. Этот метод подходит для образцов, в которых вода присутствует в качестве преобладающего компонента. Диапазон содержания воды: от 100 мг/кг до 100%. Для титрования используются волюметрические модели титраторов, такие как METTLER TOLEDO V10S, V20S, V30S (старые модели V20, V30, DL31, DL38).

Кулонометрический Анализ по Фишеру

Иод генерируется электрохимически в процессе титрования. Этот метод применяется для образцов, в которых вода присутствует в следовых количествах. Диапазон содержания воды: от 1 мг/кг до 5%. Для титрования используются кулонометрические модели титраторов, такие как российский кулонометрический титратор ПЭ-9210, METTLER TOLEDO C10SD, C20SD, C30SD (генерирующий электрод с диафрагмой); C10SX, C20SX, C30SX (генерирующий электрод без диафрагмы); (старые модели C20D, C30D, C20X, C30X, DL32, DL39).

Реагенты Фишера для Волюметрического Анализа

Однокомпонентные Реагенты Фишера

В состав титранта входят йод, диоксид серы и имидазол, растворённые в подходящем спирте. В качестве растворителя используется метанол. Также можно использовать растворяющую смесь на основе метанола, специально подобранную для анализа определённых образцов. Реагент может храниться приблизительно два года. При хранении в плотно закрытой бутыли снижение титра (уменьшение концентрации) происходит со скоростью приблизительно 0.5 мг/мл в год. Реагент выпускается в трёх вариантах, различающихся по концентрации:

5 мг/мл для образцов с содержанием воды от 1000 мг/кг до 100%

2 мг/мл для образцов с содержанием воды менее 1000 мг/кг

1 мг/мл для образцов с содержанием воды менее 200 мг/кг

Двухкомпонентные Реагенты Фишера

В состав титранта входят йод и метанол, а растворитель содержит диоксид серы, имидазол и метанол. Использование двухкомпонентного реагента позволяет повысить скорость титрования в два-три раза. Оба раствора весьма стабильны при хранении. При плотно закрытой бутыли титрант сохраняет стабильное значение титра. Реагент выпускается в двух вариантах концентрации:

5 мг/мл для образцов с содержанием воды от 1000 мг/кг до 100%

2 мг/мл для образцов с содержанием воды менее 1000 мг/кг

Реагенты, Содержащие Пиридин

Несмотря на наличие реагентов, не содержащих пиридина, пиридиновые реагенты по-прежнему используются благодаря своей дешевизне и возможности самостоятельного изготовления.

Однокомпонентный Реагент

Титрант состоит из йода, диоксида серы и пиридина, растворённых в метаноле. В качестве растворителя используется метанол или смеси, содержащие его. Для повышения скорости титрования некоторые производители завышают содержание пиридина в титранте, называя такой реагент "быстрым". Для повышения стабильности титрант иногда продаётся в виде двух компонентов, которые смешивают в отношении 1:1 непосредственно перед использованием. Двухкомпонентный Реагент

Титрант содержит йод, растворённый в спирте (например, метаноле), а растворитель состоит из диоксида серы и основания (например, имидазола), растворённого в спирте или смеси спиртов. Такое разделение компонентов улучшает стабильность реагентов, увеличивает их долговечность и повышает скорость титрования.

Специальные Реагенты для Кетонов и Альдегидов

При титровании стандартными метанолсодержащими реагентами кетоны (R-CO-R’) и альдегиды (R-CHO) образуют кетали или ацетали, что приводит к завышению содержания воды и исчезновению конечной точки титрования. Для решения этой проблемы выпускаются специальные однокомпонентные реагенты, не содержащие метанола, такие как HYDRANAL® и apura®.

Однокомпонентный Реагент Титрант содержит йод, имидазол, диоксид серы и 2-метоксиэтанол, а растворитель — 2-хлорэтанол и трихлорметан. Процесс титрования занимает немного больше времени по сравнению со стандартными реагентами. Специальные реагенты подходят также для анализа веществ, вступающих в реакцию с метанолом, например, аминов.

Реагенты, Содержащие Этанол

Так как этанол менее токсичен, чем метанол, в 1998 году начался выпуск реагентов на основе этанола. Эти реагенты подходят для титрования некоторых кетонов, которые образуют кетали в этаноле значительно медленнее, чем в метаноле. Титрант содержит йод и этанол, а растворитель — диоксид серы, имидазол, диэтаноламин и этанол.

Реагенты по Фишеру для Кулонометрического Анализа

Кулонометрический метод анализа по Фишеру требует использования специальных реагентов, которые обеспечивают электрохимическое образование йода в процессе титрования. Основное отличие этих реагентов от используемых в волюметрическом методе заключается в том, что здесь не требуется титрант, поскольку йод генерируется в ячейке. Электролиты Основными компонентами для кулонометрического анализа являются электролиты, которые включают в себя растворитель, обычно метанол, и соли, необходимые для поддержания электрической проводимости. Наиболее часто в качестве электролита используются смеси на основе метанола, содержащие диоксид серы и основание, такое как имидазол.

Классическая кулонометрическая ячейка состоит из двух частей: анодного отделения и катодного отделения. Эти части разделены мембраной. Анодное отделение содержит анолит, то есть электролит Фишера, в результате окисления которого протекающим через генерирующий электрод током вырабатывается иод. Анолит содержит диоксид серы, имидазол и соли иодистоводородной кислоты. В качестве растворителя используется метанол или этанол. В некоторых случаях добавляются другие растворители, например, хлороформ, октанол, гексанол или этиленгликоль. Катодное отделение содержит католит, т. е. реагент, обеспечивающий протекание полной электрохимической реакции: реакция окисления в анодном отделении дополняется реакцией восстановления, протекающей в катодном отделении. В зависимости от изготовителя это может быть либо специальный реагент, либо тот же реагент, что и в анодном отделении.

Контроль титрования и обнаружение конечной точки

Точный контроль за добавлением или образованием йода является ключевым аспектом метода титрования по Фишеру. Идеальный процесс подразумевает максимально быструю генерацию или добавление йода, которая прекращается в момент достижения конечной точки. Это позволяет с высокой точностью определить количество использованного титранта или образовавшегося йода, а следовательно, и содержание воды в анализируемом образце. Для эффективного управления процессом титрования необходима чёткая индикация конечной точки. На скорость титрования влияют следующие факторы:

скорость добавления или образования йода;

скорость реакции Карла Фишера;

скорость вращения мешалки и интенсивность перемешивания раствора;

вязкость и температура раствора;

алгоритм управления и его параметры;

режим завершения анализа.

Индикация

Принцип бивольтаметрической индикации

Бивольтаметрическая индикация, также известная как двухэлектродная потенциометрия, широко используется как при волюметрическом титровании по Фишеру, так и в кулонометрическом анализе. В процессе анализа через двойной платиновый электрод пропускается постоянный ток небольшой величины – ток поляризации (Ipol). Пока добавляемый йод реагирует с водой, в титруемом растворе он отсутствует. Для поддержания заданного тока поляризации через электрод требуется высокое напряжение. Когда вся вода прореагировала с йодом, свободный йод начинает поступать в раствор, повышая его ионную проводимость. При этом напряжение, необходимое для поддержания тока поляризации, снижается. Когда напряжение падает ниже определённого уровня, титрование завершается. Ионная проводимость возникает, когда молекула йода притягивается к отрицательно заряженному платиновому электроду. Здесь она захватывает два электрона и превращается в иодид-ионы (2I-), которые, в свою очередь, притягиваются к положительно заряженному платиновому электроду и снова окисляются до йода (I2).

Конечная точка и ток поляризации

Конечная точка титрования по Фишеру достигается, когда в ячейке титрования обнаруживается избыток йода. В этот момент напряжение на поляризованном двойном платиновом электроде падает ниже определённого уровня. Потенциал в конечной точке зависит от следующих факторов:

тока поляризации (Ipol);

типа электрода (форма и размеры металлических частей);

типа растворителя или анолита, используемого в процессе.

Наибольшее влияние на потенциал в конечной точке оказывает величина тока поляризации. Чем выше ток поляризации, тем больше избыток йода, обеспечивающий ионную проводимость и возможность определения конечной точки. Однако для точности измерений избыток йода должен быть минимальным, что требует как можно меньшего тока поляризации. С другой стороны, слишком низкий ток поляризации приводит к резкому и менее выраженному скачку потенциала в конце процесса титрования, что усложняет точное определение момента завершения титрования и увеличивает риск перетитрования.

Влияние параметров датчика

Скачок потенциала в конце титрования зависит также от геометрии платинового чувствительного элемента датчика. Электроды с большей поверхностью платины характеризуются меньшим скачком потенциала, так как плотность тока на таких электродах ниже. Электроды с меньшей поверхностью, наоборот, создают более резкий скачок потенциала. Влияние состояния поверхности электрода Платина обладает высокой адсорбционной способностью, что приводит к образованию на её поверхности слоя, увеличивающего сопротивление датчика. В результате, на электродах с таким слоем скачок потенциала больше, чем на новых или очищенных электродах. Этот слой формируется в течение первых десяти операций титрования и остаётся неизменным в дальнейшем.

Скорость реакции

Скорость реакции при титровании по Фишеру является важным фактором, определяющим эффективность и точность анализа. На скорость реакции влияют несколько ключевых факторов:

Концентрация воды ([H2O])

Концентрация диоксида серы ([SO2])

Концентрация йода ([I2])

Эти параметры взаимосвязаны в зависимости от уравнения скорости реакции: –

d[I2]/dt = k · [I2] · [SO2] · [H2O]

Где k — константа скорости реакции, а [I2], [SO2] и [H2O] — соответствующие концентрации реактивов.

Факторы влияющие на ход реакции

Для получения корректных результатов при титровании по Фишеру необходимо учитывать влияние различных факторов. В их число входят:

атмосферная влажность

рабочая среда

величина pH пробы

побочные реакции между пробой и реагентом Фишера

Влияние атмосферной влажности (определение дрейфа)

При титровании по Фишеру атмосферная влажность является одним из наиболее значительных источников погрешности. Влага может проникать в образец, титрант и сам стенд для титрования. Эта проблема особенно актуальна в тропических и прибрежных регионах, где относительная влажность воздуха может превышать 80%. Существует заблуждение, что в кондиционированных помещениях уровень влажности всегда низкий. Однако большинство систем кондиционирования воздуха просто охлаждают воздух, снижая его способность абсорбировать влагу, что в итоге повышает относительную влажность. Проще говоря, чем выше атмосферная влажность в лаборатории, тем сильнее её влияние на результаты титрования по Фишеру. Поэтому очевидно, что система кондиционирования должна быть оснащена осушителем воздуха. Никогда не устанавливайте титратор Фишера вблизи вентилятора системы кондиционирования воздуха!

Стенд для титрования

Стенд для титрования должен быть максимально защищен от проникновения атмосферной влаги. Для этого соблюдайте следующие правила:

Закройте все отверстия в стенде для титрования.

Выполните предтитрование перед началом работы.

При первой сборке стенда на стеклянных поверхностях ячейки титрования и арматуре остаётся влага. Воздух внутри ячейки также содержит влагу. После введения анолита (кулонометр) или растворителя (волюметрический титратор) проводится предтитрование для полного обезвоживания. Величина дрейфа остаётся достаточно высокой, поскольку влага на стеклянных стенках и в воздухе внутри ячейки титрования медленно диффундирует в анолит (растворитель). Этот процесс может продолжаться от 1 до 3 часов. Его можно ускорить, осторожно покачивая ячейку титрования, чтобы растворитель смывал влагу со стенок сосуда. Осторожно следите, чтобы растворитель не попал на крышку стакана.

Защитите ячейку титрования с помощью осушителя (молекулярные сита и силикагель). Осушитель абсорбирует влагу и защищает ячейку титрования от её проникновения. Влагопоглощающая способность осушителя ограничена и зависит от влажности воздуха, поэтому его эффективность может снизиться в течение 2-4 недель (определяется по изменению цвета силикагеля).

Силикагель можно регенерировать путем нагревания в течение 12 часов при температуре 150 °C, а молекулярные сита требуют более высокой температуры – до 300 °C.

Дрейф

Стенд для титрования не может быть абсолютно герметичным, поэтому вода в следовых количествах всегда проникает в ячейку титрования. С другой стороны, эти количества воды также титруются в процессе выполнения анализов, и их следует учитывать при вычислении содержания воды в пробах. Таким образом, необходимо определить количество воды, проникающей в ячейку за время титрования. Количество воды, проникающей в стенд за период времени t, называется дрейфом и измеряется в мкг/мин воды. Определение величины дрейфа производится путем титрования обезвоженного растворителя в течение определённого интервала времени. В режиме ожидания титратор Фишера непрерывно титрует воду, диффундирующую в ячейку, и отображает величину дрейфа в реальном времени.

Волюметрическое титрование по Фишеру

Концентрация титранта может изменяться по нескольким причинам:

Химическая нестабильность титранта: Например, однокомпонентные титранты могут подвергаться химическим изменениям.

Абсорбция влаги: Титрант может абсорбировать влагу из атмосферного воздуха, что приводит к снижению его концентрации. Безводный метанол, часто используемый в титрантах, крайне гигроскопичен.

Это может произойти:

Если влагопоглощающая способность осушителя на ёмкости с титрантом исчерпана. Если ёмкость с титрантом закрыта недостаточно плотно.

Изменение температуры:

Титранты Карла Фишера содержат приблизительно 90% метанола или этанола. При повышении температуры эти вещества значительно увеличиваются в объёме, что приводит к резкому снижению концентрации.

Как часто следует проверять концентрацию?

Периодичность проверки концентрации определяется выбором титранта, герметичностью бутыли с титрантом и требуемым уровнем точности измерений. Обычно рекомендуется определять титр один раз в неделю, поскольку концентрация однокомпонентного титранта изменяется на 0,01 мг/мл в неделю, а двухкомпонентные титранты значительно более стабильны. При определении концентрации следует также проверять герметичность стенда для титрования, а также правильность функционирования бюретки и индикации конечной точки. Такая комплексная проверка системы является важнейшим условием для получения точных результатов измерений. Волюметрические титраторы Фишера могут автоматически контролировать ресурс и срок годности титранта. При запуске титрования они могут выводить предупреждение о том, что ресурс титранта будет исчерпан в течение заданного интервала времени (в днях). В разделе глобальных параметров меню конфигурирования титратора можно выбрать действие, которое будет выполняться в случае исчерпания ресурса или истечения срока годности. Это может быть либо предупреждающее сообщение, либо запрет использования просроченного титранта, блокирующий выполнение последующих операций титрования.

Примечания: Перед измерением концентрации дважды промойте бюретку, сливая титрант в ёмкость для слива. Пластиковые трубки не обеспечивают полную непроницаемость для водяных паров, поэтому при длительном простое титратора концентрация титранта будет медленно, но непрерывно снижаться.

Определение концентрации следует выполнять в тех же условиях, что и анализ проб, т.е.:

на одном и том же стенде для титрования и с одним и тем же объемом растворителя; при одной и той же температуре.

Определение концентрации с использованием дигидрата тартрата натрия

Общие сведения: Дигидрат тартрата натрия (Na2C4H4O6·2H2O, M = 230.08 г/моль) благодаря своей стабильности и негигроскопичности используется в качестве основного стандарта при титровании по Фишеру. В нормальных условиях он содержит 15.66% воды. Он растворяется в метаноле медленно, поэтому его следует предварительно размолоть в мелкий порошок или использовать специальный дигидрат тартрата натрия для титрования по Фишеру.

Процедура: Взвесьте от 0.04 до 0.08 г дигидрата тартрата натрия в весовой лодочке. Это количество вещества позволяет получить оптимальный расход титранта в диапазоне от 1.3 до 2.5 мл, что составляет 26–50% объема бюретки ёмкостью 5 мл. Введите пробу в стакан для титрования. Убедитесь, что вещество не попало на стенки стакана или на электрод. Определите массу введенного вещества методом обратного взвешивания и введите полученное значение в качестве величины пробы. Перед началом титрования перемешивайте в течение 3 минут для полного растворения пробы. Растворимость дигидрата тартрата натрия: Для получения правильных результатов необходимо добиться полного растворения дигидрата тартрата натрия (раствор должен быть прозрачным!). При измерении мутного раствора будут получены ошибочные результаты (завышенное значение титра). Во всех случаях необходимо учитывать ограниченную растворимость дигидрата тартрата натрия в наиболее широко используемых растворителях для титрования по Фишеру.

Определение концентрации с использованием чистой воды

Общие сведения: Для получения точных и воспроизводимых результатов при определении концентрации титранта с использованием чистой воды необходимы высокий опыт и аккуратность. Это связано с необходимостью введения крайне малых количеств воды (от 10 до 20 мкл). Поэтому настоятельно рекомендуется использовать либо дигидрат тартрата натрия, либо стандарт содержания воды 10.0 мг/г для определения концентрации.

Процедура: Для получения расхода титранта с концентрацией 5 мг/мл в диапазоне от 2 до 4 мл необходимо взвесить от 10 до 20 мкл деионизированной воды или воды, соответствующей требованиям стандарта ISO 3696. Для взвешивания пробы используйте весы с разрешающей способностью 0.01 мг или прецизионный шприц емкостью 10 или 20 мкл. Весы с разрешающей способностью 0.1 мг не обеспечивают необходимую воспроизводимость результатов титрования. Введите точно 10.0 мкл деионизированной воды с помощью шприца на 10 мкл. Введите значение параметра «количество вещества» как 0.01 г. Запустите процедуру титрования с нулевым временем перемешивания. Примечания: Воду можно использовать для определения концентрации титранта во всех наиболее распространенных растворителях для титрования по Фишеру. При определении концентрации с использованием шприца емкостью 10 мкл соблюдайте следующие требования: Для предварительного кондиционирования шприца заполните его водой и выдержите в течение одного часа. Все винты шприца должны быть плотно затянуты. Чтобы избавиться от воздушных пузырьков в шприце, быстро сбросьте воду из него. Не подогревайте шприц. Всегда используйте шприц с длинным металлическим штоком, чтобы избежать прикосновения к стеклянной части. Точно установите поршень шприца на 10 мкл. Для точного считывания значения удерживайте шприц строго вертикально на уровне глаз. После установки требуемого объема снимите капельки воды, оставшиеся на игле, с помощью бумажной салфетки, осторожно, чтобы не вытянуть воду из иглы. При вводе каждой пробы точно повторяйте всю последовательность операций. Введите иглу шприца в отверстие диаметром 1 мм на переходнике с тремя отверстиями, уложите шприц на переходник и полностью опорожните его.

Растворитель

Для точного определения содержания воды в пробе необходимо обеспечить полное высвобождение воды из пробы. В реакцию с реагентом Фишера может вступить только свободная вода. Чтобы гарантировать полное растворение пробы, можно использовать смесь растворителей, но основная доля в смеси должна приходиться на спирт, предпочтительно метанол.

Растворитель Макс. доля Вещества Метанол 100% Растворители: толуол, диоксан, спирты, эфир
Органические вещества: мочевина, салициловая кислота
Пищевые продукты: мед, йогурт, напитки
Косметика: мыло, кремы, эмульсии Хлороформ 70% Нефтехимические продукты: сырая нефть, гидравлические жидкости, трансформаторное масло, консистентная смазка Деканол
Октанол
Гексанол
Додеканол 50% Масла: пищевое масло, массажное масло, эфирные масла
Нефтехимические продукты: газолин, дизельное топливо, керосин
Фармацевтические препараты: мази, жирные кремы Толуол 50% Воски, продукты перегонки дегтя, суппозитории Формамид 50% (30%) Сахарные продукты: желе, карамель, желейные конфеты
Крахмалосодержащие продукты: мука, зерно, лапша, картофельные чипсы

Примечания:

1. Растворители должны содержать как можно меньше воды (< 100 мг/кг). Несоблюдение этого требования может увеличить продолжительность титрования и перерасход титранта.

2. Для ускорения процесса и предотвращения побочных реакций при титровании кислых и щелочных образцов к растворителю следует добавить соответствующее буферное вещество:

   • Для проб с кислой реакцией – имидазол.

   • Для проб с основной реакцией – салициловую или бензойную кислоту.

3. Формамид эффективно экстрагирует воду из крахмалосодержащих продуктов, несмотря на то что крахмал не растворяется в нем. При повышении температуры (например, до 50 °C) экстрагирующая способность формамида усиливается. При этом содержание формамида не должно превышать 30%, чтобы не нарушить стехиометрию реакции Фишера и избежать ошибочных результатов.

Растворяющая способность растворителя

Растворяющая или экстрагирующая способность растворителя критически важна при титровании по Фишеру. Растворитель с пониженной экстрагирующей способностью не сможет полностью извлечь воду из пробы, что приведет к занижению содержания воды и искажению результатов. Поэтому необходимо своевременно заменять растворитель.

В состав растворителя для двухкомпонентного реагента входит диоксид серы (SO2), который может быть полностью израсходован при титровании большого количества проб с высоким содержанием воды. В таких случаях титрование последующих проб будет протекать медленно. Поэтому следует своевременно заменять растворитель, чтобы поддерживать эффективность анализа.

Пробоотбор

Для точного определения содержания воды в пробе крайне важно обеспечить максимальную защиту проб от проникновения атмосферной влаги, которая является распространенным источником ошибок. Изменение содержания воды в пробе из-за абсорбции или десорбции делает невозможным корректное определение истинного содержания воды.

Точность анализа определяется качеством подготовки пробы!

При отборе проб необходимо учитывать следующие моменты:

1. Представительность пробы: Проба должна быть представительной, то есть иметь среднее содержание воды, соответствующее исследуемому веществу в целом.

2. Скорость отбора: Отбор пробы следует проводить как можно быстрее, чтобы минимизировать абсорбцию или испарение влаги.

3. Неравномерность распределения воды в пробах:

   • В неполярных жидкостях, таких как масла, вода распределяется неравномерно — собирается у поверхности или оседает на дне. Перед отбором пробы такие жидкости нужно тщательно перемешать встряхиванием.

   • При исследовании неполярных твердых веществ, например сливочного масла, которое невозможно перемешать так же эффективно, как жидкость, проба должна быть больше, чтобы компенсировать неоднородность распределения воды в веществе.

   • Гигроскопичные твердые вещества могут иметь более высокое содержание воды на поверхности образца, чем внутри, если они абсорбировали атмосферную влагу в процессе хранения.

4. Вещества с крайне низким содержанием воды: Вещества с очень низким содержанием воды часто обладают высокой гигроскопичностью. Отбор проб таких веществ необходимо выполнять максимально быстро, используя абсолютно сухие инструменты, такие как шприцы или шпатели.

Точность измерений

Точность измерений зависит не только от технических характеристик приборов, но и от множества других факторов, которые были рассмотрены ранее:

1. Обработка и подготовка проб: Правильная подготовка проб влияет на точность измерений.

2. Предполагаемое содержание воды и выбор измерительного прибора: Правильный выбор прибора в зависимости от предполагаемого содержания воды.

3. Выбор оптимальной величины пробы: Оптимальная величина пробы влияет на точность и воспроизводимость результатов.

4. Состояние реагентов Фишера: Сюда входят свежесть реагентов, короткое предтитрование и низкая величина дрейфа.

5. Герметичность стакана для титрования и соединительных трубок: Герметичность систем для титрования критична для точности измерений.

6. Состояние индикаторного электрода: Состояние электрода также оказывает влияние на точность результатов.

7. Кулонометрия: Важно также состояние генерирующего электрода.

8. Установка параметров в методе титрования: Правильная настройка и установка параметров титрования.

Степень соответствия между результатом измерения и истинной величиной содержания воды в пробе может быть определена путем титрования стандартов содержания воды или других проб с известным содержанием воды. На точность измерений оказывают влияние все перечисленные факторы. Основными факторами, определяющими точность, являются оптимальное управление процессом, содержание воды в пробе и величина пробы.

Сходимость измерений

Близость результатов последовательных измерений содержания воды в одном и том же образце количественно выражается через относительное среднеквадратическое отклонение (ОСКО), которое определяется в процентах. Значения этой величины могут быть получены при соблюдении условий измерения, предназначенных для проверки воспроизводимости, оптимальных параметров управления процессом и величины пробы.

В общем случае воспроизводимость в серии проб ухудшается с уменьшением содержания воды в пробе. В диапазоне содержаний ниже 10 мг/кг не рекомендуется использовать волюметрические методы.

Сервис автоматических титраторов

Мы оказываем полную поддержку на всех этапах установки и запуска в эксплуатацию, а также предлагаем дальнейшее сервисное обслуживание. Проводим настройку методик, диагностику, ремонт, квалификацию, обучение. Узнать подробнее

Проведем у Вас тренинг: Экспертное Титрование

Профессиональный тренинг для пользователей, желающих улучшить свои навыки в работе с автоматическими титраторами. Узнать подробнее