Método Karl Fischer

El método Karl Fischer, abreviado método Fischer, es un método de análisis volumétrico para determinar la humedad propuesto por Karl Fischer en 1935. Entre todos los métodos químicos para determinar la humedad en las sustancias, es el más específico y exacto para el agua. Mejorado en los últimos años con mayor exactitud y un rango de medición ampliado, se ha adoptado como método estándar para la determinación de humedad en muchas sustancias.

El método Fischer tiene dos variantes: valoración (volumétrica) y coulombimétrica. Es adecuado para determinar el contenido de agua en muchos compuestos inorgánicos y orgánicos y es un método clásico reconocido mundialmente para determinar el contenido de humedad. Puede determinar rápidamente la humedad en líquidos, sólidos y gases; es el método químico más específico y exacto y un método de análisis estándar de uso universal en la industria. Se aplica ampliamente en las industrias petrolera, química, eléctrica, farmacéutica, alimentaria, de ensayos y de pesticidas, así como en universidades e investigación científica.

Diferencias entre los métodos Karl Fischer coulométrico y volumétrico

El principio de la valoración Karl Fischer comprende dos etapas de reacción, como se muestra a continuación:

(1) CH₃OH + SO₂ + RN → [RNH]SO₃CH₃ (RN = base orgánica)

(2) H₂O + I₂ + [RNH]SO₃CH₃ + 2RN → [RNH]SO₄CH₃ + 2[RNH]I (RN = base orgánica)

Durante la reacción, el yodo y el agua se consumen en una relación molar de 1:1; midiendo la cantidad de yodo consumido se puede calcular el contenido de agua de la muestra.

La determinación de humedad Karl Fischer es un método electroquímico que puede dividirse envolumétricoycoulométricodos tipos.

Cuando el método volumétrico determina el contenido de humedad, se basa principalmente en la reacción electroquímica:

Ánodo: 2I^- - 2e → I₂ ; Cátodo: I₂ + 2e → 2I^-; 2H⁺ + 2e → H₂↑

Cuando ambos I₂y I^-están presentes en la celda de reacción, las reacciones anteriores se producen simultáneamente en ambos electrodos — I₂se reduce en el electrodo positivo e I^-se oxida en el electrodo negativo; por lo tanto, circula corriente entre los dos electrodos. Si solo I^-está presente en la solución, sin I₂, no circula corriente entre los dos electrodos.

El reactivo Karl Fischer contiene componentes activos como yodo y una base orgánica (por ejemplo, piridina). Cuando se dosifica en la celda de reacción, experimenta las reacciones (1) y (2) anteriores con el agua de la muestra.

A medida que avanza la reacción, el agua se consume continuamente y el I^-se genera hasta el punto final de la valoración, cuando se ha consumido toda el agua. En ese momento queda en la solución una traza de reactivo Karl Fischer sin reaccionar, con I₂y I^-coexistiendo; comienza a circular corriente entre los dos electrodos, lo que indica el punto final, y la valoración se detiene. El contenido de humedad de la muestra se determina midiendo el volumen de reactivo Karl Fischer consumido.

coulométrico

En el método coulométrico (también llamado método electrométrico), la muestra se disuelve en un electrolito que contiene un disolvente especial a base de yodo; el agua de la muestra reacciona con el yodo y lo consume. Sin embargo, el yodo necesario ya no es un reactivo de yodo estandarizado, sino que se genera por oxidación anódica del I- en la solución. El yodo generado reacciona con el agua de la muestra y se consume, y luego se regenera por electrólisis. Cuando toda el agua ha reaccionado y la concentración de yodo del electrolito vuelve al nivel preestablecido (el exceso de yodo generado provoca un cambio de potencial), la electrólisis se detiene. El contenido de humedad de la muestra se calcula entonces según la ley de Faraday de la electrólisis.