Titulación Karl Fischer: cuándo utilizar volumetría o culombimetría
11 dic 2023
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Es posible que se haya preguntado si utilizar una valoración volumétrica o coulométrica para analizar una muestra. Este artículo de blog explica los factores más importantes a considerar para elegir la técnica de valoración Karl Fischer óptima. Para empezar, se comenta la principal diferencia entre volumetría y coulométrica: la «adición» del yodo.
Volumetría
Como sugiere el nombre, los volúmenes son cruciales en la valoración volumétrica KF. ¿Porqué es eso?
El contenido de agua de la muestra se calcula en función del volumen total dosificado de valorante hasta el punto final. Esto requiere una dosificación precisa y reproducible.
Los valoradores Metrohm ofrecen entre 10.000 y 100.000 pulsos por volumen de bureta, más que suficiente para garantizar volúmenes dosificados con precisión.
Coulometría
En coulometría, en lugar de una bureta y un valorante, se utiliza una corriente eléctrica para generar yodo. Para alcanzar el punto final de la valoración, la corriente libera la cantidad requerida de yodo del reactivo que contiene yoduro. Una molécula de agua consume una molécula de yodo. Esto permite calcular el contenido de agua utilizando el producto del tiempo de valoración y la corriente que es necesaria para llegar al punto final.
¿Volumetría o coulometría? Esa es la pregunta
Ahora que se ha explicado la principal diferencia entre las dos técnicas, se debe tomar la decisión de utilizar un valorador volumétrico o un coulómetro. Como se mencionó, hay varios criterios a considerar.
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Contenido de agua de la muestra.
Generalmente, la valoración volumétrica KF se utiliza para valorar muestras con un mayor contenido de agua en el rango del 0,1% al 100%. Por otro lado, la coulometría se utiliza para determinar el contenido de agua entre 0,001% y 1%.
Las muestras con un contenido de agua muy alto se pueden diluir con un disolvente adecuado. Tenga cuidado de que el disolvente utilizado no reaccione con los reactivos de Karl Fischer.
Al diluir muestras, el contenido de agua del disolvente utilizado debe determinarse por separado. El valor del blanco obtenido se resta del resultado de la determinación de la muestra.
Consistencia de la muestra
Se debe considerar la consistencia de la muestra al elegir entre valoración coulométrica y valoración volumétrica. ¿Es líquido, sólido o es gaseoso?
En general se puede decir lo siguiente:
Volumetría
Adecuado para determinar el contenido de agua de 0,1 a 100%.
- El recipiente de valoración puede abrirse durante breves periodos de tiempo
- Es posible la adición directa de pastas y muestras sólidas
- La humedad atmosférica puede influir en los resultados
Coulometria
Adecuado para determinar el contenido de agua desde 0,001 hasta 1%.
- No abrir nunca la célula de valoración
- La muestra debe añadirse utilizando una jeringa
- Los sólidos o pastas deben disolverse antes de la adición de la muestra
El método del horno es otra opción para analizar sólidos y pastas con KFC. En lugar de disolver esas muestras, se puede utilizar este método.
En general, no es necesario abrir la celda de valoración para añadir muestras líquidas o gaseosas. Por lo tanto, dependiendo del contenido de agua, tanto la volumetría como la coulometria son adecuadas para la determinación del contenido de agua en dichas muestras.
La muestra no se disuelve.
¿Qué técnica se debe elegir en caso de que la muestra no se disuelva en el reactivo? La disolución completa es esencial para obtener resultados correctos. Generalmente, si la muestra no se disuelve completamente, esto significa que no se titula toda el agua contenida en la muestra.
Temperaturas elevadas puede ayudar a mejorar la solubilidad de una muestra. Usando un celda de valoración con camisa termostática es una buena opción para ayudar a evitar problemas de solubilidad en estudios de volumetría y coulometría.
Otro enfoque es homogeneización. A homogeneizador Se puede utilizar para homogeneizar una muestra directamente en una celda de valoración volumétrica. Al mismo tiempo, también mezcla el contenido de la celda de valoración durante la valoración, eliminando la necesidad de una barra agitadora magnética.
La homogeneización es muy conveniente para la valoración volumétrica Karl Fischer. Dado que una celda de valoración coulométrica debe estar herméticamente sellada, montar un homogeneizador directamente en la celda de valoración no es una opción. En cambio, la homogeneización se lleva a cabo en un recipiente externo, lo que aumenta el riesgo de que el contenido de humedad de la muestra cambie durante su preparación.
Otra posibilidad es el uso de los llamados solubilizantes. Se pueden agregar disolventes adecuados (p. ej., cloroformo, xileno, etc.) a los reactivos para ayudar a disolver la muestra.
Estas tres opciones también se pueden combinar entre sí.
Finalmente, existe una técnica que funciona sin disolución de la muestra. Este es el método del horno, y se puede utilizar con un valorador Karl Fischer volumétrico o coulométrico. Lea nuestros relacionados entrada en el blog para obtener más información sobre el método del horno Karl Fischer.
La muestra provoca reacciones secundarias.
Las cetonas y los aldehídos sufren una reacción secundaria con el alcohol (metanol en la mayoría de los casos), que es un componente de casi todos los reactivos de Karl Fischer. La reacción secundaria provoca la formación de agua y conduce a resultados incorrectos. Los fabricantes de reactivos ofrecen reactivos KF volumétricos y coulométricos que suprimen esta reacción secundaria.
Hay otros tipos de muestras que causan reacciones secundarias. Desafortunadamente, no existen reactivos especiales disponibles en el mercado para suprimir todas las posibilidades de reacciones secundarias. Por lo tanto, no existe una regla o recomendación general sobre qué método de valoración KF es el óptimo en esta situación. Esta decisión depende en gran medida de la muestra y de las reacciones secundarias que pueda provocar.
Resumen
Para determinar la cantidad de agua en una muestra y obtener resultados precisos, es fundamental elegir la técnica de valoración Karl Fischer óptima. Para algunas muestras es obvio qué técnica es mejor, mientras que para otras muestras la elección es más difícil. Tener en cuenta los criterios mencionados ayudará al usuario a elegir entre volumetría y culombimetría.
Tus conocimientos para llevar
Monografía: Determinación del agua mediante valoración Karl Fischer
Boletín de solicitud: Utilización del Polytron PT 1300 D (versión Metrohm)
Determinación del contenido de agua en cetonas utilizando reactivos Hydranal™ NEXTGEN FA
En la valoración Karl Fischer (KF), las cetonas pueden dar lugar a resultados inexactos debido a una reacción secundaria con el componente alcohólico de los reactivos, lo que da lugar a un aumento del contenido de agua. Este efecto es particularmente pronunciado en la valoración coulométrica KF. Los reactivos Hydranal™ NEXTGEN FA más nuevos de Honeywell eliminan este componente alcohólico. El ácido metanosulfónico en estos reactivos sirve como estabilizador, suprimiendo la reacción de Bunsen y manteniendo una estequiometría 1:1 entre agua y yodo. Esta innovación permite la determinación rápida y fiable del contenido de agua en cetonas. En comparación con otros reactivos KF para cetonas, los reactivos Hydranal™ NEXTGEN FA de Honeywell demuestran una supresión significativamente mejor de las reacciones secundarias.
