Титрование по Карлу Фишеру

Титрование по Фишеру

Титрование по Карлу Фишеру — классический метод титрования в аналитической химии, используемый для определения малого количества воды в анализируемой пробе. Метод был разработан в 1935 году немецким химиком Карлом Фишером.

В настоящее время используются два варианта метода: кулонометрический и потенциометрический (объемный).

Кулонометрический метод

Основная часть ячейки титрования заполнена анодным раствором, в который помещается проба анализируемого вещества. Анодный раствор (реактив Фишера) состоит из спирта (ROH), основания (B), оксида серы (SO₂) и йода (I₂) . В качестве спирта обычно используют метанол или монометиловый эфир этиленгликоля, а в качестве основания — имидазол или пиридин.

Ячейка титрования также включает в себя анодную часть с анодным раствором (меньшего объёма), погруженную в анодный раствор. Эти две зоны разделены ион-проницаемой мембраной. Титрование проводится йодом I₂, который восстанавливается на платиновом аноде при прохождении через него электрического тока. В присутствии воды йод окисляет SO₂, при этом один моль I₂ взаимодействует с 1 моль H₂O. Другими словами, 2 моль электронов реагируют с 1 моль воды:

B·I₂ + B·SO₂ + B + H₂O → 2BH⁺I⁻ + BSO₃

BSO₃ + ROH → BH⁺ROSO₃⁻

Точка эквивалентности, как правило, определяется бипотенциометрическим методом. В анодный раствор погружена пара контрольных платиновых электродов, между которыми пущен постоянный ток. Вблизи точки эквивалентности раствор содержит в основном I⁻ и мало I₂. В точке эквивалентности появляется избыток I₂, что приводит к резкому падению напряжения между контрольными электродами и служит сигналом окончания титрования.

Суммарный заряд, пошедший на выделение йода, пропорционален содержанию воды в образце.

Объемный метод

Аналогичен кулонометрическому, но в качестве титранта используется анодный раствор (спирт (ROH), основание (B), SO₂ и известная добавка I₂). Один моль I₂ потребляется для каждого моля Н₂О. Точка эквивалентности также детектируется бипотенциометрическим методом.

Преимущества анализа

Популярность титрования методу Карла Фишера обусловлено в значительной степени рядом практических преимуществ, которые имеет данный метод над другими методами определения влажности, в том числе:

• Высокая точность и воспроизводимость
• Селективностью по воде
• Малые количества необходимых образцов
• Легкая пробоподготовка
• Малое время анализа
• Практически неограниченный диапазон измерения (1ppm до 100 %)
• Пригоден для анализа:
  • Твердых веществ
  • Жидкостей
  • Газов
• Независимость от наличия других летучих веществ
• Пригодность для автоматизации

Наиболее важное преимущество метода титрования Карла Фишера над термическими (потеря веса при прокаливании) — его специфичность для воды. Потери при прокаливании показывают суммарное содержание всех летучих компонентов.

См. также

• Титрование
• Влажность