Karl Fischer: chuẩn độ thể tích vs điện lượng – chọn theo % nước
So sánh Karl Fischer volumetric (1 mg–100%) và coulometric (1 ppm–5%). Ứng dụng API dược, dung môi, dầu biến thế. Mettler V20S/C30SX, Metrohm 901/899.
Phương pháp Karl Fischer (KF) là tiêu chuẩn vàng để xác định hàm lượng nước trong dược, dung môi, hóa chất, dầu nhớt, thực phẩm. Hai biến thể – volumetric và coulometric – có dải đo, độ chính xác và chi phí khác nhau rất nhiều.
1. Cơ sở phản ứng KF
I2 + SO2 + 3 base + ROH + H2O → 2 base·HI + base·HSO4R. Lượng I2 tiêu thụ tỷ lệ với lượng nước. Volumetric: I2 có sẵn trong titrant; coulometric: I2 sinh ra điện hóa từ I-.
2. Volumetric KF (V-KF)
- Dải đo: 100 ppm – 100% nước (tối ưu >1000 ppm).
- Mẫu: 50 mg – 5 g.
- Titer (~5 mg H2O/mL với Composite 5) cần xác định bằng water standard 10.0 mg/g hoặc Na2tartrate.
- Hệ điển hình: Mettler V20S/V30S, Metrohm 901 Titrando + 800 Dosino.
3. Coulometric KF (C-KF)
- Dải đo: 1 ppm – 5% nước (tối ưu <1000 ppm).
- Mẫu nhỏ 10 mg – 1 g, không cần titer (Faraday: 1 mg H2O ↔ 10.71 C).
- Có/không màng (with/without diaphragm) – mẫu chứa ketone/aldehyde dùng generator có màng + reagent đặc chủng.
- Hệ điển hình: Mettler C30SX, Metrohm 899 Coulometer.
4. Khi nào chọn loại nào?
| Mẫu | Khuyến nghị |
|---|---|
| API dược tinh khiết (vài trăm ppm) | Coulometric |
| Dầu biến thế (10–50 ppm) | Coulometric + oven 150 °C |
| Mật ong, sữa bột (5–25%) | Volumetric |
| Ethanol, methanol công nghiệp (0.1–5%) | Cả hai, ưu tiên Volumetric >1% |
5. Phụ kiện oven và headspace
Mẫu khó tan (polymer, dược dạng viên) dùng oven sample changer (Mettler DO308, Metrohm 860 KF Thermoprep): nung 80–250 °C, hơi nước được đẩy bằng khí mang khô vào bình KF.
6. Validation và dịch vụ
Daily check bằng water standard 1.0 mg/g (volumetric) hoặc 0.1 mg/g (coulometric); recovery 98–102%. HTVLAB cung cấp Mettler V20S/V30S, C30SX và Metrohm 901/899, kèm hiệu chuẩn KF, bảo trì điện cực, và giải pháp QC dược.