Question

卡尔·费休滴定的应用有哪些?

Answer 1

卡尔费休（也叫微量水分测定仪）滴定法是一种氧化还原反应，利用反应过程中的水消耗量来测量样品中的水量。由于其特异性，准确性和测量速度，它是水测定的参考方法。它在有机溶剂中进行。

由于难以溶解各种样品，因此需要不同的溶剂。不完全溶解的样品的存在会导致水的缓慢释放，并带有漂移的终点。有时还使用物理技术（例如研磨样品和加热滴定杯）来确保完全溶解。

样品类型

最常见的样本类型包括：

化学制品

包括碱金属盐和碱土金属盐在内的无机化合物在甲醇中的溶解度不高，因此可以使用其他混合物，例如50％的甲酰胺和50％的甲醇。如果不适合使用有机溶剂，则使用卡尔费休烤箱蒸发水，然后使用卡尔费休反应直接滴定水。强还原剂和氧化剂不适合这种滴定，因为它们会消耗试剂。

pH值必须保持中性，因为在酸性pH值下反应太慢而无法达到终点，而在碱性环境下，碘会被副反应消耗掉，这会产生错误的高结果或终点消失。因此，在这种情况下使用缓冲区。

具有可参与氧化还原反应的反应性官能团的有机化合物不适用于此方法。这包括强酸。但是，碳氢化合物，酯和醚以及醇可以滴定。只有添加丙醇或氯仿，长链烃才可能完全溶解。蛋白质和糖是极性有机化合物，包括需要体积滴定的溶液，也需要改性的溶剂，并加热细胞以加速溶解。

酮与甲醇反应生成水，导致终点消失，因此此类化学药品使用了不含甲醇的特殊卡尔费休试剂。二氧化硫也被醛基消耗掉，导致错误的低水含量。

硫醇和过氧化物是氧化还原剂，会与试剂的碘反应，导致错误的结果。在这种情况下，建议进行带有验证的测试滴定以实现准确的滴定。

医药产品

无论是生的还是成品的，药品都需要确定其水分含量。这些包括碱性物质，无机盐，溶剂和赋形剂。原材料通常是纯净的，但在某些情况下可能会存在其他成分，这需要对测试进行验证。

如果含水量在规定的范围内，则首选卡尔费休滴定法。还必须对中间体进行水含量测试，因为这会影响产品的质量，包括其粘合特性或助焊剂。当药物配制成片剂粉末时，必须解决溶解性问题。

在成品中，水的测定将显示产品是否具有所需的物理特性和保质期。由于许多制剂的溶解性和泡腾性差，因此很难进行卡尔费休滴定。液体，乳膏剂和栓剂是合适的，因为如果需要，可以将它们直接添加并溶解在温箱中的氯仿或丙醇中。

石油产品

不建议将卡尔费休滴定法用于石油衍生的油和润滑剂，这是因为它们不易溶于常规试剂中，而且在大多数情况下它们仅包含少量水。

但是，库仑法卡尔费休滴定可与为此应用设计的特殊试剂一起使用，该试剂包含氯仿或长链醇。对于不均匀的混合物，需要使用混合器或超声浴完全均质。对于原油，应将二甲苯或甲苯添加到介质中，以使焦油保持在溶液中，从而防止焦油粘附到电极上。

润滑剂和其他含有抗氧化剂，硫醇，酮或金属氧化物等添加剂的产品可能会出现问题，这些添加剂会与碘反应或通过副反应生成水，从而导致错误的高结果。通过使用符合ASTM或ISO标准的卡尔费休烤箱和电量分析法可以防止这种情况。

塑料

塑料可以纤维，颗粒或溶液的形式提供，通常含微量水。因此，库仑法是优选的方法，添加氯仿或甲基吡咯烷酮以使其完全溶解。可以对精细的塑料聚合物粉末进行体积滴定。

它们向甲醇中的添加导致提取水，然后确定水。否则，对于较粗糙的样品，将使用预设置为10分钟的卡尔费休烤箱，以防止由于过快的水释放速度而导致过程过早终止。

温度必须小心控制，因为加热时可能会发生进一步的聚合反应，从而释放出更多的水。分解是另一种可能性。因此，为每个产品定制设置。

食品

含水量会影响食品的储存稳定性，外观，质地和味道以及其他理化特性，并且法律上也对此进行了规定。单一食物中存在的多种物质会使食物的卡尔费休滴定变得复杂。

因此，样品制备也很复杂，包括极性和非极性材料以及会引起副反应的物质。必须控制加热以防止食物分解，从而释放出更多的水。

必须考虑悬浮和细胞内物质。因此，对于该类别，必须使用滴定曲线来了解滴定的进行方式以及是否发生副反应。在这种情况下，通常使用体积卡尔费休滴定法，除非用于植物油和预期含水量非常低的此类食品。

加热室和改良的工作介质可用于食品中的不同极性和非极性材料，尤其是当它们组合在同一样品中时。通常需要通过细切碎，均质器或高速混合进行物理准备。如上所述，通过将细粉添加到甲醇中来提取淀粉中的水。这种制备技术可以缩短滴定时间，并具有清晰的终点。

回复者：华天电力