Is é toirtmheascadh Karl Fischer (KF) an modh tagartha chun an cion uisce i leachtanna, solaid agus gáis a thomhas. Murab ionann agus caillteanas-ar-triomú, baineann KF go sonrach le huisce-ní ábhar so-ghalaithe iomlán é.
Úsáideann an dá theicníc-toirtmhéadrach agus cúlmhéadrach-an t-imoibriú bunúsach céanna ach tá difríocht eatarthu maidir leis an gcaoi a seachadtar iaidín. Má roghnaítear an ceann mícheart cuireann sé amú íogaireacht nó ní bheadh sé praiticiúil samplaí ardtaise a rith.
Imoibriú Karl Fischer (an dá mhodh)
Braitheann an dá theicníc ar imoibriú Bunsen:
ROH + SO₂ + 3RN + I₂ + H₂O → (RNH)•SO₄R + 2(RNH)I
Idíonn móilín amháin uisce móilín amháin iaidín. Faightear an críochphointe nuair a imoibríonn an t-uisce go léir sa sampla. Tá KF roghnach do H₂O-ach -athdhoc-comhpháirteanna samplacha gníomhacha (m.sh., DMSO) cur isteach.
Difríocht lárnach: conas a sholáthraítear iaidín
| Gné | KF toirtmhéadrach (KFT) | Coulometric KF (KFC) |
|---|---|---|
|
Foinse iaidín |
Curtha leis ó bhuiréad (titrant le tiúchan I₂ aithnid) |
Ginte leictriceimiceach sa chill: 2I⁻ → I₂ + 2e⁻ |
|
Prionsabal |
Toirt × tiúchan toirtmheasctha |
Dlí Faraday: muirear a rith ∝ ginte iaidín |
|
Calabrú |
Ní mór titrant a chaighdeánú |
Modh iomlán - níl aon chaighdeánú toirtmheasctha ag teastáil |
|
Raon tipiciúil |
0.1% – 100% (100 ppm – 100%) |
0.001% – 1% (1 ppm – 5%) |
|
Teorainn braite |
~100 µg uisce |
1–10 µg uisce |
|
Is fearr le haghaidh |
Samplaí taise níos airde |
Rian taise, anailís leibhéil ppm- |
|
Dearadh cille |
Cuirtear leis an toirtín go tréimhsiúil; féadfar cill a oscailt le haghaidh samplaí |
Ceall séalaithe - iontach do gháis agus leachtanna íseal-taise |
Riail an ordóg: Arduisce → toirtmhéadrach. Lorg uisce → cúlmhéadrach.
toirtmhéadrach Karl Fischer toirtmheascadh
Seachadtar iaidín ó bhuiréad mótairithe ina bhfuil imoibrí KF ag tiúchan aithnid iaidín.
Comhpháirt amháin vs dhá-chomhpháirt
| Cineál | Cur síos | Úsáid tipiciúil |
|---|---|---|
|
Comhpháirt amháin (ilchodach) |
Imoibrí aonair (ROH + SO₂ + bonn + I₂) |
Gnáthshamplaí leachtacha, solaid tuaslagtha |
|
Dhá{0}chomhpháirt |
Toirtrant ar leith (I₂ in alcól) agus tuaslagóir (SO₂ + bonn) |
Samplaí nach luíonn le tuaslagóir ilchodach |
Buntáistí
Láimhseálann ábhar ard uisce suas le 100%
Praiticiúil do shamplaí le > 0.1% (1,000 ppm) taise
Córais imoibrí solúbtha le haghaidh maitrísí deacra
Oiriúnach do mhéideanna samplacha níos mó ag leibhéil measartha taise
Teorainneacha
Níos lú íogair ag taise an-íseal - praiticiúil faoi bhun ~0.05% gan mais samplach mór
Teastaíonn caighdeánú toirtmheasctha agus cothabháil imoibrí
Toirt marbh níos mó sa chóras buiréid
Feidhmchláir tipiciúla
Ceimiceáin agus tuaslagóirí ardtaise
Táirgí bia agus cógaisíochta a bhfuil cion suntasach uisce iontu
Ábhar amhola uisce (ASTM D4006 - toirtmhéadrach go minic)
Samplaí ina bhfuil uisce ina chomhpháirt mhór
Coulometric Karl Fischer toirtmheascadh
Gintear iaidín in situ ag an anóid trí iaidíd a ocsaídiú sa chill cúlmhéadrach:
2 I⁻ → I₂ + 2e⁻
Ríomhtar an t-uisce a chaitear ón muirear iomlán a ritheadh:
1 mg H₂O=10.72 Coulombs
Ag éifeachtúlacht reatha 100%, is modh absalóideach é cúliméadracht-gan aon chalabrú buiréid. Moltar fós fíorú rialta le caighdeáin uisce deimhnithe.
Buntáistí
Aimsíonn an íogaireacht is airde - 1–10 µg uisce
Ideal do ppm-taise leibhéalta (1 ppm - 5%)
Cill toirtmheasctha séalaithe - trasnaíocht íosta taise san atmaisféar
Sármhaith le haghaidh gáis agus leachtanna ísealtaise gan an chill a oscailt go minic
Modh tagartha ainmnithe le haghaidh ábhar uisce i go leor caighdeáin
Teorainneacha
Not suitable for high-moisture samples (>~1–5%) - sceith toilleadh cille
Toilleadh iomlán uisce níos lú in aghaidh an chinnidh
Níos íogaire maidir le riochtú cille agus cáilíocht imoibrí
Ní mór méid an tsampla a rialú le haghaidh anailíse rian
Feidhmchláir tipiciúla
Ola inslithe claochladáin - taise i ppm (ASTM D1533, IEC 60814)
Bealaidh agus sreabhán hiodrálach
Tomhas taise SF6 gáis
Tuaslagóirí agus polaiméirí de ghrád leictreonacha
Amhábhair chógaisíochta (sonraí taise íseal)
Tábla comparáide taobh le-taobh
| Critéar | KF toirtmhéadrach | Coulometric KF |
|---|---|---|
|
Raon uisce |
100 ppm - 100% |
1 ppm - 5% |
|
Íogaireacht |
Measartha |
An-ard |
|
Seachadadh iaidín |
Burette (láimhe/uathoibríoch) |
Giniúint leictriceimiceach |
|
Caighdeánú |
Ag teastáil le haghaidh toirtmheasctha |
Níl sé riachtanach (iomlán) |
|
Cineál samplach |
Leachtanna, solaid (le oigheann), roinnt gáis |
Leachtanna, gáis, solaid (le oigheann) |
|
Ola claochladáin (ppm) |
Féideartha ach ní idéalach |
Modh is fearr |
|
Samplaí taise ard |
Is fearr |
Níl sé oiriúnach |
|
Costas / castacht |
Measartha |
Measartha go dtí níos airde |
|
Tréchur |
Níos airde le haghaidh samplaí fliuch |
Optamaithe le haghaidh obair rian |
modh oigheann Karl Fischer (an dá theicníc)
I gcás samplaí uisce dothuaslagtha, imoibríocha nó faoi cheangal, téann oigheann KF an sampla agus iompraíonn sé gal uisce a scaoiltear isteach sa chill toirtmheasctha le gás iompróra tirim.
| Cineál samplach | Oighinn + tairbhe KF |
|---|---|
|
Plaistigh agus polaiméirí |
Scaoileann uisce faoi cheangal ag teocht ardaithe |
|
Salainn agus solaid |
Gan teagmháil dhíreach le himoibrí KF |
|
Ola claochladáin (roinnt saotharlann) |
Malartach instealladh díreach le haghaidh maitrísí deacra |
|
Ábhair ceallraí litiam |
Scaoileadh-uisce ardteochta |
Is féidir cealla toirtmhéadracha agus cúlmhéadracha a chúpláil le hoigheann KF-leanann an rogha fós an raon ábhar uisce a bhfuiltear ag súil leis.
Taise ola claochladáin: cén modh?
Tuairiscítear taise ola claochladáin de ghnáth i ppm (mg/kg). Is minic a bhíonn leibhéil inghlactha < 10–30 ppm le haghaidh ola in-ag brath ar aicme voltais.
| Coinníoll ola | Taise tipiciúil | Modh KF molta |
|---|---|---|
|
Ola nua |
10–20 ppm |
Coulometric |
|
I-seirbhís ola (go maith) |
15–35 ppm |
Coulometric |
|
In -ola seirbhíse (criticiúil) |
>50 ppm |
Coulometric (oibreacha fós); toirtmhéadrach is féidir |
|
Ola éillithe go mór |
>500 ppm |
Féadfaidh toirtmhéadrach a bheith níos praiticiúla |
Caighdeáin:
Uisce ASTM D1533 - i leachtanna inslithe trí KF cúlmhéadrach
Cion uisce IEC 60814 - i leachtanna inslithe
Tairgeann Huazheng HZWS-Z6 (méadar taise KF cúlmhéadrach uathoibríoch) agus HZ1220 (trealamh toirtmhéadrach agus cúlmhéadrach comhcheangailte KF) le haghaidh anailíse ola claochladáin agus taise saotharlainne.
Conas a roghnú: treoir chinnidh
Ábhar uisce ionchais?
│
├─ > 0.1% (1,000 ppm) → Tomhmhéadrach KF
├─ 0.001% – 1% (10 ppm – 1%) → Coulometric KF
└─ < 10 ppm (rian) → Coulometric KF (éigeantach)
Smaoinigh freisin:
| Fachtóir | toirtmhéadrach | Coulometric |
|---|---|---|
|
Is gás é an sampla |
Is féidir |
Rogha (cill séalaithe) |
|
Tuaslagann an sampla go dona |
Oigheann + ach an oiread |
Oigheann + coulometric le haghaidh rian |
|
Tréchur ard ar shamplaí fliucha |
Tá |
Níl |
|
Obair saotharlainne tagartha / calabrúcháin |
An dá bailí |
Coulometric mar thagairt |
|
Uirlis aonair le haghaidh saotharlainne |
Aonad comhcheangailte (m.sh., HZ1220) |
Aonad comhcheangailte |
Cruinneas agus atrialltacht
Go hiondúil baineann an dá mhodh cruinneas coibhneasta ±1% amach ar an uisce atá ar fáil nuair a fheidhmítear é i gceart-mar shampla, léann 3.00% mar 2.97–3.03%.
Maidir le hobair rian cúlmhéadrach, braitheann cruinneas ar:
Cruinneas meáite (de dhíth ar absalóideach mais uisce)
riochtú cille agus úire imoibrí
Teacht isteach taise an atmaisféir a sheachaint
Fíorú caighdeán uisce rialta
Maidir le hobair toirtmhéadrach ar thaise íseal, caithfidh méid an tsampla a bheith mór go leor chun mais uisce intomhaiste a sholáthar-go minic nach mbíonn sé praiticiúil faoi bhun 0.05% gan na céadta mg den sampla a mheá.