Коли титр воды: Качество воды и ее состав

Качество воды и ее состав

Без рубрики

10 Июн

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) ежегодно в мире из-за низкого качества воды умирает около 5 млн. человек. Инфекционная заболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 млн. случаев в год. Это дало основание назвать проблему водоснабжения доброкачественной водой в достаточном количестве проблемой номер один.

В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. Из грунта атмосферная вода поглощает углекислоту и становиться способной растворять по пути своего движения минеральные соли.

Проходя через породы, вода приобретает свойства, характерные для них. Так, при прохождении через известковые породы, вода становится известковой, через доломитовые породы – магниевой. Проходя через каменную соль и гипс, вода насыщается сернокислыми и хлористыми солями и становится минеральной.

После постройки колодца, да и любого другого источника водоснабжения, необходимо провести исследования качества и состава воды для определения пригодности ее к использованию и потреблению. Надо помнить, что хозяйственно-питьевая вода относится к пищевым продуктам и ее показатели должны отвечать согласно Закону РФ «О санитарно-эпидемическом благополучии населения» от 19.04.91года, санитарным правилам СанПиН 4630-88 и требованию ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая».

Качество воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами.

К физическим свойствам относятся ее температура, цветность, мутность, привкус и запах.

• Температура воды из колодцев должна быть 7…12°С. Вода, имеющая более высокую температуру, теряет свои освежающие свойства. Температура ниже 5° С считается вредной для здоровья людей и приводит к простудным заболеваниям.
• Под цветностью понимают ее окраску и выражают в градусах по платиново-кобальтовой шкале.
• Мутность определяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в миллиграммах на литр (мг/л). Вода подземных источников имеет малую мутность.
• Наличие в воде органических веществ резко ухудшает ее физические (органолептические) показатели, вызывая различного рода запахи (землистый, гнилостный, рыбный, болотный, аптечный, камфорный, запах нефтепродуктов, хлорфенольный и т.д.), повышает цветность, вспениваемость, оказывает неблагоприятное действие на человека и животных. Установлено, что незначительные изменения физических свойств воды снижают секрецию желудочного сока, а приятные вкусовые ощущения повышают остроту зрения и частоту сокращений сердца (неприятные – снижают).

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей.

• Активная реакция воды определяется концентрацией водородных ионов. Обычно она выражается через pH. При pH=7 среда нейтральная; при pH<7 среда кислая, при pH>7 среда щелочная.
• Жесткость воды определяется содержанием в ней солей кальция и магния. Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг·экв/л). Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников – относительно невысокую (3-6 мг·экв/л). Жесткая вода содержит много минеральных солей, от которых на стенках посуды, котлах и других агрегатах образуется накипь – каменная соль. Жесткая вода губительна и непригодна для систем водоснабжения. В такой воде плохо заваривается чай, плохо растворяется мыло, почти не развариваются овощи, особенно бобовые. Мягкая вода должна иметь жесткость не более 10 мг·экв/л. В последние годы высказано предположение, что вода с низким содержанием солей жесткости способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний.
• Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ и может служить показателем загрязненности источника сточными водами. Для колодцев особую опасность представляют сточные воды, в составе которых есть белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, спирты, фенолы, нефть и др.
• Содержание в воде растворенных солей (мг/л) характеризуется плотным (сухим) осадком. Вода поверхностных источников имеет меньший плотный осадок, чем вода подземных источников, т.е. содержит меньше растворенных солей. Предел минерализации питьевой воды (сухого остатка) 1000 мг/л был в свое время установлен по органолептическому признаку. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Допускается содержание их в воде на уровне порога ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации 200-400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния -10 мг/л.

Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 куб. см воды и должен быть до 100. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными и т.д. Вода подземных артезианских источников обычно не загрязнена бактериями.
Различают патогенные (болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки. Бактериальное загрязнение измеряют коли-титром и коли-индексом. Коли-титр – обьем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, должен составлять не менее 300. Коли-индекс – число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды, должен составлять до 3.

Примерный норматив воды с комментариями

1.	Мутность	до 1,5 мг/л.
2.	Цветность	до 20 град.
3.	Запахи и привкусы при 20 ° С.
4.	Хлориды	до 350 мг/л.
5.	Сульфаты	до 500мг/л.
6.	Остаточный алюминий	до 0,5 мг/л.
7.	Водородный показатель	6,5-8,5.
8.	Общая жесткость	до 7 мг-экв/л.
9.	Фтор При концентрации 2-8 мг/л возможно заболевание эндемическим флюрозом. При концентрации 1,4 – 1,6 мг/л у некоторых лиц на отдельных зубах отмечаются желто-коричневые пятнышки. При значениях значительно ниже оптимальных развивается кариес зубов.	0,7-1,5 мг/л
10.	Железо Избыток придает воде неприятную красно-коричневую или черную окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубопроводах и их засорение. Избыток увеличивает риск инфарктов, длительное употребление вызывает заболевание печени, оказывает негативное влияние на репродуктивную функцию организма.	до 0,3 мг/л.
11.	Марганец Марганецсодержащие воды отличаются вяжущим привкусом, окраской, оказывают элеобриотоксическое и гонадотоксическое воздействие на организм.	до 0,1 мг/л.
12.	Бериллий	до 0,0002 мг/л.
13.	Молибден При содержании свыше 0,25 мг/л вызывает подагру и молибденовую болезнь.	до 0,05 мг/л.
14.	Мышьяк	до 0,05 мг/л.
15.	Свинец	до 0,1 мг/л.
16.	Селен	до 0,001 мг/л.
17.	Стронций При концентрации свыше 7 мг/л вызывает уровскую болезнь, рахит, ломкость костей.	до 2 мг/л.
18.	Радий-226	1,2·10(-10) Ки/л.
19.	Медь При превышении вызывает заболевание печени, гепатит и анемию.	до 1 мг/л.
20.	Цинк При превышении угнетает окислительные процессы в организме, вызывает анемию.	до 5 мг/л.
21.	Гексаметафосфат	до 3,5 мг/л.
22.	Триполифосфат	до 3,5 мг/л.
23.	Полиакриламид	до 2 мг/л.
24.	Нитриты	до 3,3 мг/л.
25.	Нитраты При превышении в организме человека синтезируется нитрозамины, способствующие образованию злокачественных опухолей, перерастающих в рак желудка, у детей возникает заболевание водно-нитратной метгемоглобинемией (нарушение окислительной функции крови).	до 45 мг/л.
26.	Общее количество бактерий в 1 мл до 100.
27.	Коли-индекс	до 3.
28.	Коли-титр	более 300.
29.	Цисты патогенных кишечных простейших	отсутствие.
30.	Сумма галогенсодержащих соединений	до 0,1 мг/л.
31.	Хлороформ	до 0,06 мг/л.
32.	Четыреххлорный углерод	до 0,006 мг/л.
33.	Нефтепродукты	до 0,3 мг/л.
34.	Летучие фенолы	до 0,001 мг/л.
35.	Кремний При превышении делает воду непригодной для питания котлов из-за образования силикатной накипи.	до 10 мг/л.
36.	Кадмий При превышении концентрации вызывает болезнь «Итай-итай».	до 0,001 мг/л.
37.	Ртуть При больших эначениях возникает болезнь Минамата.	до 0,0005 мг/л.
38.	Аммиак Аммиак растительного или минерального происхождения не опасен в санитарном отношении. Если же он образуется в результате разложения белка сточных вод, такая вода непригодна для питья.	до 2 мг/л.
39.	Серовород Появление его в поверхностных водах может быть следствием протекания гнилостных процессов или сброса неочищенных сточных вод. При концентрации 0,5 мг/л появляется неприятный запах, интенсифицируется процесс коррозии и зарастания трубопроводов.	не более 0,003 мг/л.

Бактериологические свойства воды, Санитарные нормы

Вирусы и бактерии

Патогенные микроорганизмы относятся к паразитам, развивающимся на органическом субстрате. Микробы, попадающие в воду, могут вызвать такие заболевания как брюшной тиф, паратиф, амебиаз, острый гастроэнтерит, дизентерия, бруцеллез, инфекционный гепатит, холера, сибирская язва, полиомиелит, туляремия, туберкулез и многие другие.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) приводит данные о том, что до 80% всех заболеваний в мире связано с употреблением в пищу воды неудовлетворительного качества. Дополнительную роль играет и нарушения санитарно-гигиенических требований при организации водоснабжения.

Проблема недостатка качественной питьевой воды по-прежнему не теряет своей актуальности.

Показатели микробиологии воды

Основной микробиологический показатель — число микробов — количество бактерий и др. микроорганизмов, содержащихся в 1 мл воды.

По санитарно-гигиеническим нормам, количество бактерий в 1 мл питьевой воды не должно превышать 100.

О безопасности питьевой воды также судят по количеству в ней бактерий группы кишечной палочки (E. Coli). Если в воде присутствует кишечная палочка — значит, она была загрязнена фекальными стоками, и в нее могли попасть возбудители многих инфекционных заболеваний.

Определение всего многообразия бактерий в воде слишком трудоемко, поэтому эпидемические показатели воды по микробиологии включают в себя определение коли-титра и коли-индекса по бактериям кишечной палочки.

Коли-титр — это минимальный объем воды в мл, в котором обнаруживается одна бактерия кишечная палочка.

Коли-титр определяют методом брожения, который заключается в исследовании воды на содержание в ней бактерий при температуре 37°C. Ориентировочно за коли-титр принимают тот наименьший объем воды, при исследовании которого были найдены кишечные палочки. Вероятные значение коли-титра для воды, сыворотки, молока, кваса, других различных стоков определяют при помощи таблицы, сравнивая полученные результаты. Учет выросших бактерий на плотных средах и мембранных фильтрах считается более точным, чем метод брожения, описанный выше.

Обратная величина — коли-индекс — показывает количество обнаруженных кишечных палочек в 1 л воды.

Коли-индекс определяют с применением метода мембранных фильтров или непосредственного посева разного объема исследуемой жидкости на плотные питательные среды. Мембранные фильтры задерживают на поверхности мембран различные бактерии. После этого фильтры помещают в емкости со средой при температуре 37°C и исследуют рост колоний бактерий различных цветов. Для определения коли-индекса подсчитывают выросшие на фильтре колонии кишечной палочки и затем проводят перерасчет на 1 л жидкости.

Санитарные нормы:

— значение параметра коли-титр для питьевой воды должно быть не менее 300,
— коли-индекс — до 3,
— микробное число не должно быть больше 100.

Чтобы получить более точные данные о наличии различных микроорганизмов в воде и степени их загрязнений, необходимо наряду с определением коли-индекса (коли-титра) для кишечных палочек проводить исследование воды и на другие микробиологические организмы, например энтерококки, споровые анаэробы, кишечные бактериофаги.

Блог The Scientific Gear | Титр Значение

На рынке возникает некоторая путаница, когда речь идет о покупке реагентов Карла Фишера и стандартов воды. Некоторые из вас, кто традиционно заказывал продукцию марки Hydranal у Sigma Aldrich (а также у ее торговых партнеров и дилеров), теперь обнаруживают, что стандарты реагентов и воды Карла Фишера немного отличаются — если вы заказываете их у Sigma Aldrich. Названия на бутылках вроде одинаковые, но не совсем.

Немного предыстории — что случилось с Sigma Aldrich

Как многие знают, Sigma Aldrich много лет работала с реагентами Карла Фишера Hydranal и стандартами воды. Недавно (в течение последних полутора лет или около того) компания под названием EMD, которая контролирует другую линию реагентов Карла Фишера под названием Aquastar, приобрела Sigma Aldrich. В результате этой сделки Sigma Aldrich теперь является частью другой компании и называется MilliporeSigma. Sigma Alrdrich, которую вы знали раньше, больше не представляет бренд Hydranal, а вместо этого теперь предлагает линейку реагентов Карла Фишера Aquastar и стандартов воды.

Что случилось с реагентами Карла Фишера марки Hydranal?

Известная компания Honeywell приобрела и теперь контролирует линию Hydranal реагентов Карла Фишера. Вы по-прежнему можете заказать кулонометрические реагенты Карла Фишера и волюмометрические реагенты Карла Фишера марки Hydranal через компанию Honeywell, ее торговых партнеров и дистрибьюторов.

Что это значит для вас и как это может повлиять на вас?

Как вы понимаете, это вызвало множество телефонных звонков с вопросами от конечных пользователей к агентам по закупкам с такими вопросами, как:

• Эти реагенты одинаковы?
• Могу ли я использовать эти реагенты взаимозаменяемо?
• В чем отличия?
• Hydranal против Аквастар?

Вот что мы знаем

Являясь производителем и дистрибьютором кулонометрических и объемных титраторов Карла Фишера на протяжении многих лет, мы активно сотрудничаем с брендами Aquastar и Hydranal. Мы здесь не для того, чтобы сказать вам, что один лучше другого. Мы можем сказать вам, что разные модели титраторов Карла Фишера работают по-разному в зависимости от марки используемого реагента Карла Фишера. Это может быть просто знакомство оператора с работой с одним брендом по сравнению с другим, или это может быть потому, что конкретное приложение просто лучше работает с определенным реагентом Карла Фишера.

-Хотя дизайн таков, что любой из этих брендов должен работать, мы обнаруживаем тонкие различия в химическом составе-  

Существуют ли какие-либо важные химические различия между Hydranal и Aquastar?

Справедливости ради, мы еще не связались с Аквастар, чтобы узнать их точку зрения (мы это сделаем и обновим этот пост). Из технического центра Hydranal мы получили некоторую информацию о том, что они считают сильными сторонами бренда Hydranal и некоторыми отличиями от бренда Aquastar. Вот несколько важных моментов:

1. Различное исполнение. Да они по разному работают.

2. Используются различные растворители. Пример: Aquastar Combititrant — это копия старой версии Hydranal Composite 5, в которой не было 2-метилимидазола. Без 2-метилимидазола могут возникнуть проблемы с кристаллизацией и стабильностью реагента.

3. Сорастворители оптимизированы в Hydranal. Слишком много хлороформа может нарушить стехиометрию

4. Кулонометрические реагенты Hydranal более уникальны

• Hydranal обладает большей буферной емкостью
• Больший объем образцов, чем у Aquastar

5. Hydranal очень точен, удобен и постоянен

Как упоминалось выше, мы надеемся получить дополнительную информацию о линейке Aquastar, чтобы поделиться с вами их преимуществами и отличиями. А пока мы надеемся, что эта информация была полезной.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вы хотите сравнить реагенты, которые вы используете в настоящее время, с реагентами «другой» марки, просто сообщите нам об этом. Мы можем предоставить перекрестные ссылки для всех реагентов Карла Фишера по брендам и продуктам.

Как всегда, мы надеемся, что эта информация окажется полезной.

0

3 90ics:

Титрование по Карлу Фишеру

Реактивы Карла Фишера

Карл Фишер Водные стандарты

Волюметрическое титрование по методу Карла Фишера

Реагенты

Кулонометрический Карл Фишер

Значение титра

Кетоны

Продолжить чтение

Большинство операторов, измеряющих влажность с помощью волюметрического титратора Карла Фишера , испытывают трудности в трех областях . В отличие от кулонометрических титраторов Карла Фишера, где установка оборудования и реагенты довольно просты, волюметрические титраторы Карла Фишера сильно отличаются. Понимание того, чем отличается волюметрический титратор Карла Фишера и как работает оборудование, имеет первостепенное значение не только с точки зрения знания того, как работать с прибором, но и имеет решающее значение, если вы хотите получить точные и воспроизводимые результаты.

1. Какие

   РЕАГЕНТЫ следует использовать для тестирования образцов? Титранты, композиты, растворители?

2. »

   ЗНАЧЕНИЕ ТИТРА » ..Кто, что, где, почему и как?

3. »

   SAMPLE SIZE » .. Сколько мне нужно или я должен использовать?

Хотя эти 3 области на первый взгляд могут показаться проблематичными и несвязанными, это не так. В этой 9-минутной презентации мы объясним, почему размер бюретки имеет значение , как рассчитать правильный объем пробы и объяснить, как работает объемный титратор концентрации реагентов . Мы надеемся, что объединение всех трех областей вместе не только прояснит некоторые загадки, связанные с волюмометрическим титрованием по методу Карла Фишера, но и предоставит операторам возможность выбора для проведения тестов в различных условиях . И, о да, каждый раз получайте точные и воспроизводимые результаты. Важное примечание: 1 ч/млн = 0,001 мг/г ; 1 мг/г = 1000 частей на миллион .

Темы:

Титрование по Карлу Фишеру

Меркаптаны

Титратор

Титрование

Волюметрическое титрование по методу Карла Фишера

Реагенты

Размер образца

Значение титра

Продолжить чтение

Титрование по Карлу Фишеру – принцип измерения

В этом разделе содержится некоторая информация об основных принципах определения влажности по методу Карла Фишера. Информация разделена на несколько разделов. Пожалуйста, нажмите на нужный раздел в меню.

• Что такое титрование по Карлу Фишеру?
• Какой метод следует использовать, кулонометрический или объемный?
• Какой размер выборки следует использовать?
• Какой тип реактива Карла Фишера следует использовать?
• Кулонометрическая ячейка с диафрагмой или без нее?

Что такое титрование по методу Карла Фишера?

Титрование по Карлу Фишеру — это метод титрования для измерения содержания воды практически во всех типах веществ. Он был изобретен в 1935 году немецким химиком Карлом Фишером.

Титрование по Карлу Фишеру основано на реакции йод/йод: вода реагирует с йодом. Конечная точка титрования достигается при израсходовании всей воды

SO2 + Ch4OH + B ↔ Ch4SO3-+ HB+ Ch4SO3-+ h3O + I2 + 2B → Ch4SO4-+ 2HB++ 2I-

В процессе используется органическое основание (В), диоксид серы, йод и спирт. Оригинальный метод Карла Фишера использовал пиридин в качестве органического основания и метанол в качестве спирта. С тех пор реагенты были усовершенствованы. В настоящее время доступны реагенты Карла Фишера, которые менее токсичны (больше не пиридин, а имидазол в качестве органического основания, этанол вместо метанола) и обеспечивают более быструю реакцию.

Во время титрования к образцу добавляют йод и измеряют количество йода, израсходованного на потребление всей воды, содержащейся в образце. Есть две возможности добавить йодид в образец:

При так называемом титровании по Карлу Фишеру Volumetric раствор с точно известной концентрацией йода добавляется к образцу с помощью электрической бюретки. Количество йода, добавляемого в пробу, рассчитывают исходя из объема использованного раствора йода.

В кулонометрическом титровании по Карлу Фишеру йод получают электролитически. Количество йода, добавленного к образцу, определяют путем измерения тока, необходимого для электрохимического образования йода. При взаимодействии с водой коричневый йод восстанавливается до бесцветного йодида.

Hybrid Титрование по Карлу Фишеру является наиболее передовым и в то же время наиболее универсальным методом влаготитрования по Карлу Фишеру. В основном это комбинация кулонометрического и волюмометрического методов: йод генерируется электролитически, и, если содержание влаги в образце превышает определенный уровень, одновременно добавляется раствор с точно известной концентрацией йода.

Определение конечной точки

При взаимодействии с водой коричневый йод восстанавливается до бесцветного йодида. В конце титрования, когда вся вода израсходована, цвет раствора постепенно меняется от желтого к коричневому. Поскольку резкого изменения цвета нет, а окраска различается в неполярных растворителях (таких как ДМФА) и полярных растворителях (таких как метанол), визуально определить конечную точку титрования непросто.

По этой причине конечная точка титрования обычно определяется электрометрически с помощью электрода из двойной платиновой проволоки.

Существует два способа электрометрического определения конечной точки:

• Биамперометрическая индикация
• Бивольтаметрическая индикация

Биамперометрическая индикация

К проводам электрода прикладывают постоянное напряжение около 500 мВ и измеряют результирующий ток. Пока в образце есть вода, в растворе нет свободного йода. При достижении конечной точки титрования на проволоках электрода происходят следующие реакции:

Катод: I2 + 2e- → 2I-

Анод: 2I– 2e- → I2

При достижении конечной точки ток увеличивается от почти нуля до нескольких мкА.

Бивольтаметрическая индикация

Между электродами подается слабый ток (обычно в диапазоне 1 … 50 мкА) и измеряется напряжение, необходимое для поддержания этого тока. Обычно используется переменный ток (AC), так как он обеспечивает более высокую чувствительность электрода, чем постоянный ток (DC). Напряжение, необходимое для поддержания тока, находится в диапазоне нескольких сотен мВ до тех пор, пока в образце присутствует избыток воды. Когда достигается конечная точка титрования, в растворе появляется свободный йод, и напряжение падает до 100 мВ или меньше. Обычно уровень конечного потенциала (напряжение выключения) должен выбираться в соответствии с типом используемого растворителя и/или типом анализируемого образца. Идеальное напряжение выключения зависит от типа используемого образца и растворителя. Для обычных титраторов Карла Фишера это значение должно быть определено экспериментально:

• Если напряжение выключения слишком низкое, слишком много йода добавлено до определения конечной точки, слишком высокое содержание воды.
• Если напряжение выключения слишком велико, титрование не запускается автоматически, так как для достижения этого напряжения не требуется свободный йод.

Все титраторы Карла Фишера от KEM оснащены функцией автоматической компенсации импеданса раствора (патент Японии № 1896338). Преимущество: оператору не нужно беспокоиться о правильном напряжении выключения, поскольку эта функция автоматически определяет идеальный потенциал конечной точки. Это обеспечивает надежные результаты независимо от типа пробы и растворителя.

Какой метод следует использовать, кулонометрический или объемный?

В целом можно сказать, что метод следует выбирать в зависимости от содержания воды в измеряемых образцах:

• кулонометрический метод подходит для образцов с низким содержанием воды (10 мкг … 100 мг)
• объемный метод подходит для образцов с более высоким содержанием воды (0,1 … 500 мг).

Гибридные титраторы Karl Fischer добавляют йод кулонометрически и волюметрически и поэтому подходят для образцов с содержанием воды в диапазоне от 10 мкг до 500 мг.

Кулонометрические титраторы

Кулонометрические титраторы в основном используются для анализа образцов с низким содержанием воды: Кулонометры Карла Фишера KEM могут измерять образцы с содержанием воды в диапазоне 10 мкг … 100 мг с разрешением 0,1 мкг водного столба. Измерение образцов, содержащих большее количество воды, требует много времени и может превысить возможности реагентов Карла Фишера. Обычные куломерные титраторы Карла Фишера могут титровать приблизительно 2 мг H3O в минуту. MKC-610 имеет ускоренный электролиз, позволяющий титровать до 2,5 мг водного раствора в минуту.

Кулонометрические титраторы имеют одно решающее преимущество по сравнению с волюметрическими титраторами: не нужно определять титр. Кулонометрический метод является абсолютным методом, существует строго количественная зависимость между количеством электрического заряда и количеством образовавшегося йода.

Волюметрические титраторы

С помощью волюметрических титраторов Карла Фишера можно измерять образцы, содержащие от 0,1 до 500 мг воды. Реактив Карла Фишера следует выбирать в соответствии с содержанием воды в образцах. Реагенты Карла Фишера доступны с различными водными эквивалентами (или титрами). Водный эквивалент (WE) – это количество воды в мг, которое можно оттитровать 1 мл реагента:

WE = масса воды в мг / расход реагента в мл

Имеющиеся в продаже реагенты Карла Фишера имеют водные эквиваленты в диапазоне 2 … 6 мг h3O/мл

Точный водный эквивалент (или титр) Карла Фишера реагент меняется со временем. Поэтому его необходимо периодически определять. Для этой цели обычно используются сертифицированные водные стандарты. Можно определить водный эквивалент чистой водой, но для этого требуется большой опыт, чтобы избежать ошибок при взвешивании и обращении, так как количество воды, необходимое для определения, крайне мало (всего 10…15 мг воды для Реагент с водным эквивалентом 2).

Гибридные титраторы

С помощью гибридных титраторов Карла Фишера можно измерять образцы с содержанием воды в диапазоне от 10 мкг до 500 мг. Прибор автоматически определяет концентрацию влаги в ячейке для титрования и всегда применяет наиболее подходящую процедуру для выполнения титрования:

• Если начальная концентрация воды в ячейке для титрования превышает определенный уровень («потенциал изменения уровня»), титратор параллельно запускает оба метода добавления йода (волюметрически и кулонометрически). Как только концентрация воды становится ниже потенциала изменения уровня, добавление реактива Карла Фишера прекращают и титрование завершают кулонометрически.
• Если исходная концентрация воды в ячейке для титрования ниже потенциала изменения уровня, все титрование проводят кулонометрически.

Как упоминалось выше, точный водный эквивалент волюмометрического реактива Карла Фишера меняется со временем и поэтому должен периодически определяться. Гибридные титраторы Карла Фишера могут выполнять такие определения водного эквивалента в полностью автоматическом режиме без использования каких-либо стандартов воды:

• Титратор точно дозирует определенное количество реактива Карла Фишера.
• Прибор определяет количество йода, содержащегося в реагенте, кулонометрическим обратным титрованием (абсолютный метод, см. выше).
• Процедура автоматически повторяется несколько раз. Определенный коэффициент принимается и сохраняется только в том случае, если относительное стандартное отклонение полученных результатов не превышает определенного значения (обычно 1%).

Гибридные титраторы Карла Фишера, таким образом, обладают преимуществами как кулонометрического, так и волюметрического методов:

• Титрование образцов с низким или высоким содержанием воды выполняется с минимальным временем измерения и максимально возможной точностью.
• Определение водного эквивалента реактива Карла Фишера можно проводить абсолютным кулонометрическим методом. Поскольку для таких определений не требуются водные стандарты, ошибки взвешивания можно надежно исключить.

Какой размер выборки следует использовать?

Подходящий размер выборки зависит от

• желаемая степень точности
• используемый метод (кулонометрический, объемный или гибридный)
• титр (водный эквивалент) или реактив Карла Фишера (для объемного и гибридного титрования)

В приведенной ниже таблице дается приблизительное указание размера образца, используемого при волюмометрическом и кулонометрическом титровании, исходя из расчетного содержания воды.

При работе с гибридным титратором рекомендуемые размеры образцов:

• то же, что и для кулонометрического титрования при низком содержании воды (0,001 … 0,1 %)
• такие же, как и для объемного титрования при более высоком содержании воды (> 0,01%), так как рекомендуется работать с образцами большего размера, чтобы избежать ошибок взвешивания.

«не рекомендуется» в таблице выше не означает невозможности проведения соответствующего титрования. Это просто указывает на то, что анализ длится долго и/или что на точность результатов могут повлиять ошибки взвешивания и т. д.

Объемное титрование

Для обеспечения максимальной точности результатов количество используемого титранта должно (в идеале) составлять от 20% до 90% объема бюретки. Все волюметрические титраторы Карла Фишера от KEM оснащены бюретками на 10 мл.

Таким образом, в идеале образцы должны содержать от 4 до 18 мг h3O, если титр реагента составляет 2 мг/мл, или от 10 до 45 мг воды, если титр реагента составляет 5 мг/мл.

Кулонометрическое титрование

Количество воды, содержащейся в пробах, должно быть небольшим по двум причинам:

• Многие образцы можно титровать без замены реактива Карла Фишера.
• Короткое время анализа.

По этим причинам проба в идеале должна содержать от 100 до 1000 мкг h3O. Для обеспечения надежных результатов пробы должны содержать не менее 50 мкг H3O, так как небольшие следы воды всегда могут попасть в ячейку для титрования.

Гибридное титрование

Размер образца должен быть таким, чтобы образцы содержали от

• 50 мкг и 18 мг h3O при титре реактива 2 мг/л
• 50 мкг и 45 мг h3O при титре реактива 5 мг/л

Таким образом, при работе с гибридным титрованием значительно снижается риск работы со слишком большим или слишком маленьким размером образца. Тем не менее всегда рекомендуется работать, когда это возможно, с размером образца > 0,1 г, чтобы избежать ошибок взвешивания.

Какой тип реактива Карла Фишера следует использовать?

В настоящее время имеется широкий спектр различных реагентов Карла Фишера от различных производителей. Многие из них больше не содержат токсичного метанола. Их обращение менее опасно для пользователей.

Реагенты для объемного титрования

Однокомпонентные реагенты

Этот тип реагентов содержит все реагенты (йод, диоксид серы, имидазол и моноэтиловый эфир диэтиленгликоля). Поскольку метанол был заменен моноэтиловым эфиром диэтиленгликоля, титр однокомпонентных реагентов стал достаточно стабильным. Потеря титра составляет примерно 5% в год. Этот тип реагента подходит для большинства волюмометрических титрований по методу Карла Фишера, включая анализ кетонов.

Двухкомпонентные реагенты

Реагенты находятся в двух отдельных растворах. Растворителем обычно является раствор диоксида серы и имидазола в метаноле. Титрант представляет собой раствор йода в подходящем растворителе. Двухкомпонентные реагенты имеют ряд преимуществ по сравнению с однокомпонентными реагентами:

• Более высокая скорость титрования.
• Более точные результаты для образцов с низким содержанием воды.
• Точный титр с высокой стабильностью.
• Увеличенная емкость буфера.

Двухкомпонентные реагенты содержат метанол и поэтому не подходят для анализа проб, содержащих альдегиды и кетоны с короткой цепью. Альдегиды и кетоны реагируют с метанолом, содержащимся в реактивах Карла Фишера: они образуют ацетали и воду, что приводит к ошибочно завышенным результатам.

Специальные реактивы для альдегидов и кетонов

При титровании альдегидов может протекать побочная реакция, так называемое бисульфитное присоединение. Эта побочная реакция расходует воду и приводит к ошибочно заниженным результатам. Таким образом, для определения воды в альдегидах и некоторых реакционноспособных кетонах необходимо использовать этот тип реактива.

Реагенты для кулонометрического титрования

Существует два типа кулонометрических реагентов Карла Фишера: анолиты и католиты. При работе с кулонометром, оснащенным генераторным электродом с диафрагмой (1) , анолит (3) заливается в сосуд для титрования, а католит (2) заливается в катодный отсек генераторного электрода ( см картинку). Для кулонометров с бездиафрагменным генераторным электродом требуется только один реагент. Важно убедиться, что используются только реагенты, предназначенные для бездиафрагменных электродов. Для кулонометрического титрования также имеются специальные реагенты для анализа альдегидов и кетонов. Такие реагенты доступны только для генераторных электродов с диафрагмами.

Реагенты для гибридного титрования

Для гибридного титрования требуются три реагента:

• Анолит (растворитель в ячейке для титрования)
• Католит (катодный отсек генераторного электрода)
• Реагент для волюмометрического титрования

Важно использовать комбинацию этих трех реагентов, подходящую для типа измеряемых образцов.

В таблицах ниже приведены рекомендуемые комбинации реагентов от трех разных поставщиков. Все эти реагенты не содержат пиридина.

Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.

Fluka (Riedel-de Haën)

Mitsubishi Chemical

Кулонометрическая ячейка с диафрагмой или без нее?

При кулонометрическом титровании по Карлу Фишеру на аноде образуется йод. Диафрагма генераторного электрода препятствует немедленному восстановлению йода на катоде. Электроды генератора без диафрагмы имеют специально модифицированный катод, который устраняет указанную выше проблему.

Электроды генератора без диафрагмы

• легко чистятся и просты в обращении
• требуется только один реагент Карла Фишера
• требуется меньше времени для обеспечения стабильного дрейфа, так как вода не может прилипнуть к диафрагме.

Для большинства образцов генераторные электроды без диафрагмы более удобны.

Однако для определенных типов проб необходимо использовать генераторные электроды с диафрагмой:

• Пробы, содержащие альдегиды или кетоны. Такие образцы требуют использования специальных реагентов (см. раздел выше) для предотвращения побочных реакций, приводящих к ошибочным результатам. Этот тип реагентов доступен только для генераторных электродов с диафрагмами.
• Образцы с низкой электропроводностью, такие как углеводороды, изоляционные масла, турбинные масла и т.