Méthode de four pour la préparation de l’échantillon dans la titration Karl Fischer

par Alyson Lanciki | Le 12 octobre 2020 | Analyse, Hacks de laboratoire, Préparation d’échantillons

préparation des échantillons dans le titrage Karl Fischer

Peut-être avez-vous vécu l'une des situations suivantes en laboratoire. Vous devez déterminer la teneur en eau d'un échantillon à l'aide du titrage Karl Fischer et vous réalisez un ou plusieurs de ces problèmes:

L'échantillon ne se dissout pas dans le réactif KF . Aucun solubilisant n'aide, l'échantillon ne se dissout toujours pas et les résultats sont loin d'être reproductibles.

L'échantillon réagit avec le réactif KF . Le titrage ne s'arrête pas et aucun point final n'est détecté. 

L'échantillon contamine la cellule de titrage et la ou les électrodes. Même si vous remplacez le réactif après chaque mesure, les résultats obtenus sont hors spécifications.

La solution est la méthode du four ou la technique d'extraction de gaz.

 
 

Quelle est la méthode du four?

La méthode au four est une technique de préparation d'échantillons utilisée dans le titrage Karl Fischer pour analyser des échantillons…

Qui ne se dissolvent pas dans les réactifs KF

Qui libèrent leur eau, mais lentement

Qui subissent des réactions secondaires avec le réactif KF

Qui ne libèrent leur eau qu'à des températures plus élevées

Qui contaminent la cellule de titrage

 

Quelle est la température optimale du four?

La température du four est choisie en fonction de la stabilité de température de l'échantillon Cela conduit à se demander à quelle température l'échantillon doit être chauffé. 

L'utilisation d'une température de four appropriée pour analyser un échantillon est cruciale pour obtenir les bons résultats. La température du four doit être aussi élevée que possible, dans des limites raisonnables . Cela garantit une libération rapide et complète de l'eau et, par conséquent, des temps de titrage courts. Cependant, vous devez éviter de choisir une température trop élevée. La décomposition de l'échantillon conduit généralement à la formation de substances indésirables qui peuvent fausser la teneur en eau. Par conséquent, en règle générale, je recommande de choisir une température du four de 20 ° C en dessous de la température de décomposition de l'échantillon .

Mais que pouvez-vous faire si vous ne savez pas à quelle température votre échantillon doit être analysé? Pas de soucis! Il existe plusieurs façons de trouver la température optimale du four.

Une possibilité est de rechercher dans la littérature. Plus vous trouverez d'informations sur la stabilité de la température de l'échantillon, mieux vous vous porterez. Si vous parvenez à trouver une température de décomposition, cela vous aidera énormément à définir la température optimale du four. Peut-être avez-vous de la chance et quelqu'un d'autre a déjà analysé le même échantillon; alors vous pouvez également trouver une température de four recommandée.

 

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Si la recherche documentaire ne révèle pas une température appropriée du four, vous devez la déterminer vous-même. La manière de procéder dépend du type d'instrument que vous utilisez.

Certains instruments vous offrent la possibilité d'exécuter un soi-disant gradient de température ou rampe de température. L'échantillon est chauffé à une vitesse constante (par exemple, 0,5 ° C ou 2 ° C par minute) dans une plage de température définie (par exemple, 50 à 250 ° C). En même temps, l'eau libérée est déterminée. Au final, le logiciel affichera une courbe, vous montrant l'eau libérée en fonction de la température. Le graphique suivant montre un exemple d'une telle courbe de gradient de température.


La ligne bleue correspond à la teneur en eau déterminée, tandis que la ligne orange indique la valeur de dérive. Une dérive croissante signale la libération d'eau, mais elle peut aussi être un signe de décomposition , surtout si la dérive ne diminue plus à un niveau bas. Dans ce graphique, le pic de dérive à 50 ° C correspond à la valeur à blanc et à l'eau libre. Entre 120 et 200 ° C, la valeur de dérive augmente à nouveau, ce qui signifie que l'échantillon libère de l'eau. Ensuite, la dérive diminue et reste faible et stable jusqu'à 250 ° C. Il n'y a aucun signe de décomposition jusqu'à 250 ° C. Comme nous ne savons pas ce qui se passerait à des températures supérieures à 250 ° C, la température optimale du four pour cet échantillon est de 230 ° C (250 ° C - 20 ° C = 230 ° C).

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Si l'instrument que vous utilisez n'offre pas la possibilité d'exécuter un gradient de température, vous pouvez augmenter manuellement la température et mesurer l'échantillon à différentes températures. Dans une feuille de calcul Excel, vous pouvez afficher la courbe (eau libérée en fonction de la température). S'il y a une plage de température où vous voyez des teneurs en eau reproductibles, vous avez trouvé la température optimale du four .

Voici un exemple d'un échantillon qui a commencé à se décomposer à des températures supérieures à 106 ° C (flacon d'échantillon de gauche) et devient ainsi brun. Une température optimale serait donc de 85 ° C.

Analyse d'échantillons avec un four KF - étape par étape

Une fois que vous avez trouvé la température optimale du four, la détermination de la teneur en eau de l'échantillon peut commencer.

Tout d'abord, je recommande d'exécuter une préparation du système . Cela signifie exécuter une détermination, mais avec un flacon d'échantillon vide . Au cours de cette étape de préparation, tous les tubes du système sont purgés avec du gaz vecteur séché et toute trace d'eau est éliminée.

Ensuite, vous devez déterminer la valeur vide . Les flacons d'échantillons et les bouchons contiennent une certaine humidité résiduelle. Avec la détermination du blanc, la quantité d'eau contenue dans un flacon d'échantillon vide est déterminée. La valeur moyenne, par exemple, de 3 déterminations de valeurs à blanc est ensuite soustraite de la teneur en eau obtenue pour les échantillons.

Enfin, vous pouvez analyser les échantillons.

Veuillez garder à l'esprit que les mêmes paramètres pour la préparation du système, la détermination de la valeur à blanc et la détermination de l'échantillon doivent être utilisés . Ceci est important si vous souhaitez mesurer un étalon de contrôle avant et / ou après l'analyse des échantillons ou la série d'échantillons. Si la température optimale du four pour le standard est différente de celle de l'échantillon, je vous recommande de déterminer également une valeur à blanc pour le standard.