DE19814902A1 - Karl-Fischer-Reagenz enthaltend Ethanol als alkoholische Komponente - Google Patents
Karl-Fischer-Reagenz enthaltend Ethanol als alkoholische KomponenteInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reagenz zur Wasserbestimmung nach
Karl Fischer (KF), das als Alkoholkomponente Ethanol, sowie eine Ethanol
bezüglich seiner Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung nach KF stabilisie
rende oder aktivierende oder aktivierende und stabilisierende Verbindung
(aktivierende oder stabilisierende oder aktivierende und stabilisierende Ver
bindung) enthält.
Bei der Karl-Fischer-Titration wird das Wasser durch eine Redoxtitration
nach folgender Reaktionsgleichung bestimmt:
H2O + I2 + (RNH)SO3-R' + 2 RN =< (RNH)SO4 + 2 (RNH) I
RN = Base, R' = Alkyl (ggf. substituiert).
Im Reagenz entsteht aus einem Alkohol und Schwefeldioxid ein Alkylester
der schwefligen Säure. Dieser wird unter Verbrauch stöchiometrischer
Mengen Wasser durch Iod zu dem korrespondierenden Schwefelsäurealkyl
ester oxidiert. In der Praxis werden als Alkoholkomponenten hauptsächlich
Methanol oder 2-Methoxyethanol (Methylglykol) verwendet (E. Scholz,
"Karl-Fischer-Titration", Springer Verlag, 1984).
Es gibt vier Grundformen der Karl-Fischer-Titration, d. h. die volumetrische
Titration mit einem Einkomponentenreagenz, die volumetrische Titration mit
einem Zweikomponentenreagenz und die coulometrische Titration mit und
ohne Diaphragma. Diese vier Varianten erfordern unterschiedliche Reagen
zien.
Für die Einkomponententitration wird ein Reagenz benötigt, das alle Reak
tionspartner des Wassers in einer Lösung enthält. Schwefeldioxid, Iod und
die Base werden in einem Alkohol gelöst. In dieser Lösung reagieren das
Schwefeldioxid und der Alkohol schon bei der Zubereitung zu Alkylsulfit.
Die Base nimmt das freiwerdende Proton auf. In dem Originalreagenz von
Karl Fischer wurde Methanol als Alkohol verwendet. Stabilere Reagenzien
wurden später mit Methylglykol erhalten. In allen Einkomponentenreagenzien
fällt der Titer, d. h. die Konzentration des aktiven Iods, mit der Zeit ab.
Als Arbeitsmedium für die Probe wird im Titriergefäß meist Methanol oder
ein Gemisch von Methanol und anderen Lösungsmitteln verwendet.
Bei der Zweikomponententitration werden, wie der Name schon sagt, zwei
Reagenzien benötigt. Als Titriermittel wird eine Lösung von Iod in Methanol
verwendet, als Solvent dient eine Lösung von Schwefeldioxid und einer Base
in Methanol. In diesem Solvent wird ebenfalls wie im Einkomponentenrea
genz Alkylsulfit gebildet. In diesem Fall entsteht Methylsulfit, weil immer
Methanol als Lösungsmittel verwendet wird. Die Solvent-Komponente wird
im Titriergefaß vorgelegt, mit der Titrankomponente wird titriert. Ein Titer
abfall findet in der Titrantkomponente nicht statt.
Die Reagenzien für die coulometrische Wasserbestimmung nach Karl Fischer
unterscheiden sich in ihren Bestandteilen von den volumetrischen Reagenzien.
Statt Iod wird ein lösliches Iodid eingesetzt. Aus diesem Iodid wird während
der Titration durch anodische Oxidation Iod erzeugt, das analog der be
schriebenen Reaktionsgleichung reagiert. Die anderen Bestandteile des Rea
genzes sind dieselben wie in den volumetrischen Reagenzien, d. h. Schwefel
dioxid, eine Base und ein Alkohol, die sich wieder wie beschrieben zu dem
Alkylsulfit umsetzen, das mit dem Iod und dem Wasser reagiert. Bei der
Coulometrie wird ebenfalls bevorzugt Methanol, teilweise in Gemischen mit
anderen Lösungsmitteln wie Chloroform, verwendet. In einer sogenannten
Zelle mit Diaphragma sind der Kathoden- und der Anodenraum durch ein
Diaphragma getrennt. Dadurch werden Störungen durch an der Kathode
entstehende oxidierbare Substanzen vermieden. Beide Räume müssen separat
mit Reagenz befüllt werden. Für den Kathodenraum wird üblicherweise ein
spezielles Kathodenreagenz eingesetzt.
Bei der coulometrischen Titration ohne Diaphragma ist eine Trennung von
Kathoden- und Anodenraum nicht nötig, da eine spezielle Kathodengeometrie
die Bildung von oxidierbaren Substanzen verhindert. Hier ist nur ein Gefäß
zu befüllen.
Das verwendete Lösungsmittel hat mehrere Funktionen, so daß die Zahl der
geeigneten Lösungsmittel eingeschränkt ist. Das Lösungsmittel ist eine
reaktive Komponente, d. h. es muß mit dem Schwefeldioxid einen Ester
bilden können. Deshalb kommen nur Alkohole oder Gemische eines Alkohols
mit anderen Lösungsmitteln in Frage. Das Lösungsmittel muß die anderen
Komponenten des Karl-Fischer-Reagenzes sowie die bei der Reaktion ent
stehenden Verbindungen lösen. Es muß geeignet sein, die zu untersuchenden
Proben zu lösen. Die mit dem Lösungsmittel hergestellten Karl-Fischer-
Reagenzien müssen hinreichend stabil sein, d. h. das Lösungsmittel darf keine
störenden Nebenreaktionen verursachen. Bei der coulometrischen Titration
muß es mit den enthaltenen Salzen ein hinreichendes Leitvermögen ergeben.
Außerdem muß es die bei der Karl-Fischer-Titration übliche dead-stop
Indikation ermöglichen.
Methanol ist das bevorzugte und bislang in der Praxis nahezu als einziges
eingesetztes alkoholisches Arbeitsmedium bei den Karl-Fischer Reagenzien,
bzw. bei der Karl-Fischer-Titration. Es wurde bereits 1935 von Karl Fischer
in der Original-Rezeptur für das Karl-Fischer Reagenz empfohlen und wird
auch bevorzugt als Lösungsmittel für die zu untersuchenden Proben ver
wendet.
Methanol hat viele Vorteile, insbesondere dahingehend, daß es die oben
skizzierten Erfordernisse für die Verwendung als Lösungsmittel oder Arbeits
medium in einem Karl-Fischer-Reagenz fast uneingeschränkt erfüllt.
Methanol hat jedoch Nachteile dahingehend, daß die Stabilität der Einkom
ponenten-Karl-Fischer-Reagenzien mit Methanol als alkoholische Komponente
relativ gering ist. Ein weiterer Nachteil liegt in dem unbefriedigenden
Lösungsvermögen von Methanol für langkettige organische Verbindungen und
Fette. Ein weiterer, in den letzten Jahren immer deutlicher hervortretender
Nachteil von Methanol liegt in seiner Toxizität.
Andere Lösungsmittel werden demgegenüber nur in beschränktem Umfang
eingesetzt. Peters und Jungnickel (Annalen der Chemie, Bd. 27, S. 450-453)
haben Methylglykol als Lösungsmittel eingeführt. Heute werden auch analoge
Glykolether verwendet. Die damit hergestellten Einkomponenten-Karl-Fischer-
Reagenzien zeigen eine gute Titerstabilität. Als Arbeitsmedium für die zu
untersuchenden Proben sind Glykolether jedoch nicht geeignet, da die
KF-Reaktion zu langsam abläuft und Indikationsprobleme auftreten. Ferner ist
auch Methylglykol toxikologisch nicht unbedenklich. Bevorzugtes Lösungs
mittel für die Probe ist auch hier Methanol.
Um das Lösungsvermögen für die zu untersuchende Probe zu verbessern,
werden dem Methanol häufig andere Lösungsmittel (Scholz, a.a.O., S. 58-61),
wie z. B. Chloroform, Propanol, Butanol oder Xylol zugesetzt. Die Ver
wendung von halogensubstituierten Alkoholen bei der Wasserbestimmung
nach KF in Ketonen zum Lösen der Probe beschreibt die EP-B 0 135 098.
Wie sich aus der obigen Zusammenfassung des Standes der Technik ergibt,
sind die bislang verwendeten Alkohole in der Laborpraxis nicht unbedenk
lich. Methanol ist giftig und entflammbar, Methylglykol ist teratogen und
fötotoxisch. Methylglykol wird für Einkomponentenreagenzien verwendet, als
Arbeitsmedium in der Titrierzelle greift man hier auch hauptsächlich auf
Methanol zurück, da die üblichen Karl-Fischer-Titratoren in Methylglykol als
Arbeitsmedium zu langsam titrieren. Auch andere Lösungsmittel, die eine
Titration ermöglichen, sind gesundheitlich bedenklich. Tetrahydrofurfurylalko
hol ist als gesundheitsschädlich eingestuft, N-Methylformamid ist fötotoxisch.
Ein weiterer Nachteil der oben beschriebenen Alkohole in der Karl-Fischer-
Titration ist das Auftreten von Nebenreaktionen bei bestimmten Proben, die
sich in einer Verfälschung der Titrationsergebnisse niederschlagen. Methanol
reagiert mit Ketonen und Aldehyden zu Ketalen bzw. Acetalen. Bei dieser
Reaktion wird Wasser gebildet. Zusätzlich gehen Aldehyde in der Gegenwart
von Methanol und Methylglykol eine Bisulfitaddition mit dem Schwefeldioxid
ein. Dabei wird Wasser verbraucht, was ebenfalls die Analyse verfälscht.
Vermeiden kann man diese Nebenreaktion durch den Einsatz von 2-Chlo
rethanol als Lösungsmittel im Titriergefäß. Diese Substanz ist jedoch hoch
giftig und wie viele halogenierte Verbindungen schwer abbaubar.
Um eine wesentliche Verbesserung der zur Zeit üblichen Karl-Fischer-Rea
genzien zu erzielen, gilt es also, eine Formulierung mit einem geeignetem
Alkohol zu finden, der in seinem Lösevermögen für polare Substanzen, der
Leitwertbildung für coulometrische Reagenzien und der Reaktionsgeschwindig
keit den oben beschriebenen möglichst ähnlich ist, während Nebenreaktionen
weitestgehend unterdrückt werden sollen. Das wichtigste Kriterium ist jedoch
das Gefährdungspotential, das von dem Reagenz für die Anwender und die
Umwelt ausgeht. Giftige Reagenzien sollten aus Routinelaboratorien im
Interesse der Sicherheit verbannt werden. Schwer abbaubare Reagenzien
belasten die Umwelt auf Jahre hinaus.
Demgemäß bestand bei den beteiligten Kreisen seit längerer Zeit ein starkes
Bedürfnis, die o.g. Lösungsmittel, insbesondere Methanol, durch ein ebenso
geeignetes, jedoch ein eindeutig niedrigeres Gefahrdungspotential aufweisendes
Lösungsmittel zu ersetzen.
Die Verwendung von Ethanol anstelle von Methanol würde jedenfalls dieses
Kriterium erfüllen. In der Praxis wurde Ethanol bislang noch nie verwendet.
Es wird jedoch als theoretisch mögliches Lösungsmittel in einigen früheren
Anmeldungen bzw. Patenten, wie z. B. der DE-C 39 23 883, der DE-C 39 04 992
und der EP-B 0 135 098 als eine Möglichkeit unter einer Vielzahl
von anderen möglichen Kandidaten für Lösungsmittel genannt. Der Grund
dafür, daß Ethanol bislang in der Praxis noch nie eingesetzt wurde, ist in
folgenden Nachteilen bei der Verwendung von reinem Ethanol zu sehen:
- 1. Die Endpunktseinstellung bei der üblichen Vortitration (Entwässerung des Arbeitsmediums) ist schleppend und ungenau. Dadurch wird das Resultat der folgenden Wasserbestimmung nach Karl-Fischer verfälscht.
- 2. Die Endpunktsindikation mit den üblichen Indikationsmethoden, wie z. B. Bipotentiometrie oder Biamperometrie (auch als dead-stop-Indikation bezeichnet) ist gestört. Dies führt leicht zu Übertitration.
- 3. Iodhaltige Titriermittel auf Ethanol-Basis sind nicht titerstabil. Eine Iodlösung in Ethanol, die z. B. als Titrant-Komponente in einem Zwei komponentenreagenz verwendet wird, zeigt einen langsamen aber perma nenten Titerabfall.
Der vorliegenden Erfindung lag demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein ver
bessertes, insbesondere toxikologisch unbedenklicheres Karl-Fischer-Reagenz
zur Verfügung zu stellen.
Bei den in diesem Zusammenhang durchgeführten Arbeiten, wurde trotz der
oben beschriebenen, in Fachkreisen bekannten Nachteile von Ethanol einige
Untersuchungen mit Ethanol als Lösungsmittel durchgeführt.
Diese Untersuchungen zeigten, daß die oben beschriebenen Nachteile sich
überraschenderweise dadurch beheben lassen, daß einem Karl-Fischer-Rea
genz, das Ethanol als alkoholische Komponente enthält, ein geeigneter d. h.
stabilisierender oder aktivierender oder aktivierender und stabilisierender
Zusatz zugegeben wird. Durch die Zugabe derartiger Zusätze war es mög
lich, die Titrationsgeschwindigkeit bei der üblichen Vortitration zu beschleu
nigen und die Endpunktsindikation mit bipotentiometrischen oder biamperome
trischen Methoden sicherzustellen. Titriermittel werden durch die erfindungs
gemäß verwendeten Zusätze stabilisiert, so daß der Titer deutlich langsamer
abfällt.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Karl-Fischer-Reagenz zur
Wasserbestimmung, dadurch gekennzeichnet, daß es Ethanol als alkoholische
Komponente und mindestens eine Ethanol bezüglich seiner Anwendbarkeit in
der Wasserbestimmung nach KF stabilisierende oder aktivierende oder
stabilisierende und aktivierende Verbindung enthält.
Als "Ethanol bezüglich seiner Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung nach
Karl Fischer stabilisierende oder aktivierende oder stabilisierende und aktivie
rende Verbindungen" können prinzipiell alle Verbindungen, die diese Eigen
schaft erfüllen, verwendet werden.
Vorzugsweise wird die Ethanol bzgl. seiner Anwendbarkeit in der Wasser
bestimmung nach Karl-Fischer stabilisierende oder aktivierende oder stabili
sierende und aktivierende Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus einem Salz einer anorganischen oder organischen Säure mit einer an
organischen oder organischen Base und einer Kombination aus zwei oder
mehr davon.
Weiter bevorzugt werden dabei Salze einer Halogenwasserstoffsäure, Salze
der Schwefelsäure, Salze der schwefeligen Säure, Salze der Ethylschwe
felsäure, Salze der ethylschwefligen Säure, Salze einer Carbonsäure mit
einem organischen Amin, Salze einer quaternären Amoniumverbindung, Salze
eines anorganischen Kations oder eine Kombination aus zwei oder mehr
davon eingesetzt.
Im einzelnen sind dabei zu nennen:
Salze von sekundären und tertiären Aminen, Salze von cyclischen Aminen sowie Salze von stickstoffhaltigen Heterocyclen, jeweils mit Halogenwasser stoffen, schwefliger Säure, Schwefelsäure, Umsetzungsprodukten der o.g. Säuren mit Ethanol, wie z. B. ethylschwefelige Säure oder Ethylschwefelsäu re, Phosphorsäure, Carbonsäuren und Sulfonsäuren. Weiterhin sind quaternäre Amoniumsalze der o.g. Säuren und Guanidinverbindungen zu nennen.
Salze von sekundären und tertiären Aminen, Salze von cyclischen Aminen sowie Salze von stickstoffhaltigen Heterocyclen, jeweils mit Halogenwasser stoffen, schwefliger Säure, Schwefelsäure, Umsetzungsprodukten der o.g. Säuren mit Ethanol, wie z. B. ethylschwefelige Säure oder Ethylschwefelsäu re, Phosphorsäure, Carbonsäuren und Sulfonsäuren. Weiterhin sind quaternäre Amoniumsalze der o.g. Säuren und Guanidinverbindungen zu nennen.
Beispiele für die sekundären und tertiären Amine, die cyclischen Amine und
stickstoffhaltigen Heterocyclen sind insbesondere Diethylamin, Diethanolamin,
Ethylbutylamin, Triethylamin, Triethanolamin, Ethyldiethanolamin, N,N-
Diethylanilin, Dimethyldodecylamin, Dimethyldecylamin, Diethyloctylamin,
Morpholin, Piperazin, Piperidin, Pyridin, 2-Methylpyridin, 4-(Diethylamino)-
pyridin, Dipyridylpropan, N,N-Dipyridylethylenamin, Pyrrol, Imidazol, 2-
Methylimidazol, N-Ethylimidazol, Benzimidazol, Triazol, Oxazol, Thiazol und
Guanidin, insbesondere Pyridin, Morpholin, Imidazol, Diethanolamin, oder
eine Kombination aus zwei oder mehr davon.
Beispiele für die quaternären Amoniumverbindungen sind Tetraethylamonium-,
Tetrabutylamonium-, Dimethyldioctylamonium- und Cholinsalze.
Beispiele für besonders geeignete Säuren sind Iodwasserstoffsäure, Chlor
wasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, schweflige Säure und Schwefelsäure,
sowie deren Umsetzungsprodukte mit Ethanol, wie z. B. ethylschwefelige
Säure oder Ethylschwefelsäure, Sulfonsäuren, Phosphorsäure, Propionsäure,
2-Ethylhexansäure, Bezoesäure und Salicylsäure.
Auch anorganische Salze, wie z. B. Lithiumiodid sind geeignet, soweit sie in
Ethanol hinreichend löslich sind.
Die o.g. Salze können bei der Herstellung des Reagenzes direkt zugesetzt
werden oder aber während der Herstellung entstehen oder vor der eigentli
chen Anwendung in einer Seitenreaktion erzeugt werden. So können z. B.
Iod und Schwefeldioxid mit Wasser reagieren, wobei Iodwasserstoffsäure und
Schwefelsäure bzw. Ethylschwefelsäure entstehen, die mit den vorhandenen
Basen zu den entsprechenden Salzen weiter reagieren können. Das dafür
erforderliche Wasser kann in den verwendeten Rohstoffen vorhanden sein
oder zu einem späteren Zeitpunkt zugesetzt werden.
Die Konzentration der stabilisierenden oder aktivierenden oder stabilisierenden
und aktivierenden Verbindungen kann je nach Anwendung zwischen 0,01
mol/l und 4 mol/l liegen. Dabei spielt das verwendete Titriergerät, das
Indikationssystem und der gewünschte Anwendungszweck eine Rolle. Die
erfindungsgemaß verwendeten Salze können einzeln oder auch in Kombina
tion miteinander verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Salzes einer
anorganischen oder organischen Säure mit einer anorganischen oder organi
schen Base oder eine Kombination aus zwei oder mehr davon als Ethanol
bzgl. seiner Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung nach KF stabilisierende
oder aktivierende oder aktivierende und stabilisierende Verbindung.
Besonders bevorzugt wird dazu ein Salz einer Halogenwasserstoffsäure,
Schwefelsäure, schwefliger Säure, Ethylschwefelsäure, ethylschwefeliger
Säure, einer Carbonsäure mit einem organischen Amin, einer quaternären
Ainoniumverbindung, eines anorganischen Kations, und einer Kombination
aus zwei oder mehr davon verwendet.
Dabei können die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen zur Stabilisie
rung oder Aktivierung oder Stabilisierung und Aktivierung von Ethanol in
einem Einkomponenten-Reagenz, einer Solvent- oder Titrant-Komponente für
die Zweikomponenten-Karl-Fischer-Titration, einem Anolyten oder einem
Katholyten für die coulometrische Wasserbestimmung nach KF verwendet
werden.
Die erfindungsgemäßen Karl-Fischer-Reagenzien haben gegenüber konventio
nellen Reagenzien auf der Basis von Methanol einige Vorteile. Ethanol ist
nach der Gefahrstoffverordnung niedriger, d. h. lediglich als entflammbar,
nicht jedoch als toxisch eingestuft und kann in großem Umfang das bislang
verwendete Methanol ersetzen, sofern es die erfindungsgemäß stabilisierende
oder aktivierende oder stabilisierende und aktivierende Verbindungen enthält.
Ferner hat Ethanol gegenüber Methanol nicht nur toxikologische Vorteile,
sondern zeichnet sich auch durch ein besseres Lösungsvermögen für langket
tige Kohlenwasserstoffe aus, so daß derartige Substanzen mit den erfindungs
gemäßen Karl-Fischer-Reagenzien leichter titriert werden können als in
methanolischen Reagenzien.
Im folgenden sollen nunmehr noch einige weitere einzelne Aspekte der
vorliegenden Erfindung, jeweils unter Bezugnahme auf die sich daran an
schließenden Beispiele, detailliert beschrieben werden.
So betrifft die vorliegende Erfindung ferner ein Arbeitsmedium für die
Wasserbestimmung nach Karl-Fischer mit einem Einkomponentenreagenz, eine
Solvent-Komponente für die Zweikomponenten-Karl-Fischer-Titration, jeweils
bestehend aus Ethanol und mindestens einer Ethanol bezüglich seiner An
wendbarkeit in der Wasserbestimmung nach Karl Fischer stabilisierenden und
aktivierenden oder stabilisierenden und aktivierenden Verbindung.
Diese können Methanol als Standardarbeitsmedium für die Titration mit
einem Einkomponenten-Karl-Fischer-Reagenz ersetzen. Die Ethanol bzgl.
seiner Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung nach KF stabilisierende oder
aktivierende oder stabilisierende und aktivierende Verbindung kann dabei
jeweils in-situ aus einer Base und einer Säure, gemäß Beispiel 1 aus Imida
zol und Schwefeldioxid, gewonnen werden. Ferner kann die stabilisierende
oder aktivierende oder stabilisierende und aktivierende Verbindung auch als
solche zugegeben werden.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine
Titrant-Komponente für die Zweikomponenten-Karl-Fischer-Titration, beste
hend aus Ethanol, Iod und mindestens einer Ethanol bezüglich seiner An
wendbarkeit in der Wasserbestimmung nach KF stabilisierenden oder aktivie
renden oder stabilisierenden und aktivierenden Verbindung.
Die Titrant-Komponente wurde bislang praktisch ausschließlich unter Ver
wendung von Methanol hergestellt. Lediglich in wenigen Einzelfällen wurden
neben Methanol auch aromatische Lösungsmittel verwendet. Auch hier ist die
Substitution durch Ethanol möglich. Der Zusatz von z. B. Imidazolhydroiodid
verbessert dabei die Stabilität der Titrant-Komponente, die einen deutlich
niedrigeren Titerabfall aufweist als bei Verwendung von reinem Ethanol.
Eine derartige Titrant-Komponente ist in Beispiel 3 gezeigt.
Darüberhinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Einkomponenten-
Karl-Fischer-Reagenz für die Wasserbestimmung nach KF, bestehend aus
Ethanol, einer Base, Schwefeldioxid, Iod und einer Ethanol bezüglich seiner
Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung nach KF stabilisierenden oder
aktivierenden oder stabilisierenden und aktivierenden Verbindung. Auch hier
wird ein deutlich niedrigerer Titerabfall gegenüber der Verwendung von
reinem Ethanol beobachtet.
Derartige Reagenzien sind in Beispielen 4 und 5 gezeigt, wobei diese
jeweils Hydroiodide als stabilisierende Zusätze enthalten.
Für die Wasserbestimmung nach KF werden die erfindungsgemäßen
KF-Reagenzien in üblicher Weise verwendet. In der Titrierzelle wird ein ge
eignetes Arbeitsmedium oder eine Solvent-Komponente, z. B. ein erfindungs
gemäßes Arbeitsmedium oder Solvent-Komponente auf Ethanol-Basis oder
aber ein herkömmliches Lösungsmittel, wie z. B. Methanol oder ein anderes
Lösungsmittel-Gemisch, vorgelegt. Die Vorlage wird mit einem erfindungs
gemäßen Titriermittel trockentitriert. Dann wird eine Probe, deren Wasser
gehalt zu bestimmen ist, eingewogen und in üblicher Weise titriert.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung auch
einen Anolyten für die coulometrische Wasserbestimmung nach KF, beste
hend aus Ethanol, einer Base, Schwefeldioxid und einer Ethanol bezüglich
seiner Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung nach KF stabilisierenden
oder aktivierenden oder stabilisierenden und aktivierenden Verbindung, sowie
einen Katholyten für die coulometrische Wasserbestimmung nach KF, beste
hend aus Ethanol und einer Ethanol bezüglich seiner Anwendbarkeit in der
Wasserbestimmung nach KF stabilisierenden oder aktivierenden oder stabili
sierenden und aktivierenden Verbindung.
Eine Formulierung für einen Anolyten ist in Beispiel 6 gezeigt. Eine Formu
lierung für einen Katholyten zeigt Beispiel 7. Beim Anolyten wird wiederum
Imidazolhydroiodid als Ethanol stabilisierende oder aktivierende oder stabili
sierende und aktivierende Verbindung zugesetzt, während für den Katholyten
beispielsgemäß Diethanolaminhydrochlorid als derartige Verbindung zugesetzt
wird.
Auch Kombinationen der erfindungsgemäßen Reagenzien mit herkömmlichen
KF-Reagenzien sind möglich.
Die Erfindung soll nunmehr noch anhand einiger erfindungsgemäßer Beispiele
und entsprechender Anwendungsbeispiele erläutert werden.
15 g Imidazol und 9 g Schwefeldioxid wurden in 1 l Ethanol gelöst. Diese
Formulierung diente als Arbeitsmedium für die Probe bei der Titration mit
einem Einkomponenten-Karl-Fischer-Reagenz.
52 g Diethanolamin (0,5 mol) wurden in 1 l Ethanol gelöst. Dann wurden
32 g Schwefeldioxid (0,5 mol) eingeleitet.
75 g Iod und 137 g Imidazolhydroiodid wurden in 1 l Ethanol gelöst.
Die beiden Formulierungen nach Beispiel 2 und 3 wurden gemeinsam zur
Wasserbestimmung verwendet, wie es das Anwendungsbeispiel 2 beschreibt.
316 g Pyridin wurden in 600 ml Ethanol gelöst. Dann wurden 96 g Schwe
feldioxid eingeleitet. Anschließend wurden 60 g Pyridinhydroiodid und 75 g
Iod zugesetzt. Der Ansatz wurde mit Ethanol auf 1 l aufgefüllt.
126 g Diethanolamin (1,2 mol), 68 g Imidazol (1 mol) und 60 g Imidazol
hydroiodid (0,3 mol) wurden in 600 ml Ethanol gelöst. Dann wurden 96 g
Schweldioxid eingeleitet und 75 g Iod zugesetzt. Der Ansatz wurde mit
Ethanol auf 1 l aufgefüllt.
68 g Imidazol (1 mol) wurden in 1 l Ethanol gelöst. Dann wurden 32 g
Schwefeldioxid eingeleitet. Abschließend wurden 40 g Imidazolhydrojodid
zugesetzt und gelöst. Diese Lösung diente als Anolyt bei der coulometri
schen Karl-Fischer-Titration.
210 g Diethanolaminhydrochlorid wurden in 1 l Ethanol gelöst. Diese
Lösung diente als Katholyt für die coulometrische Karl-Fischer-Titration.
25 ml Arbeitsmedium nach Beispiel 1 wurden in einer Titrierzelle eines
volumetrischen Karl-Fischer-Titrators vorgelegt und durch Titration mit einem
Einkomponenten-Reagenz nach DAB10 trockentitriert. Danach wurde die zu
untersuchende Probe zugesetzt. Der Wassergehalt derselben wurde dann mit
dem gleichen Titriermittel titriert.
Die Trockentitration gemäß Anwendungsbeispiel 1 unter Verwendung des
erfindungsgemaßen Lösungsmittels nach Beispiel 1 betrug ungefähr 1 mm.
Ein Vergleich unter Verwendung von reinem, trockenem Ethanol bei der
Titration gemäß Anwendungsbeispiel 1, ergab einen äußerst schleppenden
Verlauf der Trockentitration. Ferner konnte der Endpunkt lediglich mit
großer Unsicherheit bestimmt werden, wodurch die nachfolgen Wasserbestim
mung verfälscht wurde.
In einer volumetrischen Titrierzelle wurden 30 ml Solvent nach Beispiel 2
vorgelegt und mit dem Titranten nach Beispiel 3 trockentitriert. Dann wurde
die zu untersuchende Probe zugesetzt. Der Wassergehalt wurde mit dem
gleichen Titranten austitriert.
In einer Titrierzelle eines volumetrischen Karl-Fischer-Titrators wurden 50
ml einer Solvent-Komponente nach Beispiel 2 vorgelegt und mit dem han
delsüblichen Hydranal-Titrant der RDH Laborchemikalien GmbH & Co KG
vollständig trockentitriert. Dann wurde die zu untersuchende Probe einge
bracht. Anschließend wurde der Wassergehalt mit dem Hydranal-Titrant ti
triert.
In einer coulometrischen Titrierzelle eines handelsüblichen Karl-Fischer-
Coulometers Kyoto MKC-210, die zwei getrennte Kammern enthielt, wurde
das Reagenz nach Beispiel 6 in den Anodenraum und das Reagenz nach
Beispiel 7 in den Kathodenraum eingefüllt.
Anschließend wurde eine Wasserbestimmung durchgeführt.
In einer coulometrischen Titrierzelle eines handelsüblichen Karl-Fischer-
Coulometers Metrohm 684, die nur eine Kammer enthielt, wurde das
Reagenz nach Beispiel 6 eingefüllt.
Anschließend wurde eine Wasserbestimmung durchgeführt.
Claims (13)
1. Karl-Fischer-Reagenz zur Wasserbestimmung, dadurch gekennzeichnet,
daß es Ethanol als alkoholische Komponente und mindestens eine
Ethanol bezüglich seiner Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung nach
Karl Fischer stabilisierende oder aktivierende oder stabilisierende und
aktivierende Verbindung enthält.
2. Karl-Fischer-Reagenz zur Wasserbestimmung nach Anspruch 1, wobei
die Ethanol bezüglich seiner Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung
nach Karl Fischer stabilisierende oder aktivierende oder stabilisierende
und aktivierende Verbindung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend
aus einem Salz einer anorganischen oder organischen Säure mit einer
anorganischen oder organischen Base und einer Kombination aus zwei
oder mehr davon.
3. Karl-Fischer-Reagenz zur Wasserbestimmung nach Anspruch 2, wobei
die Ethanol bezüglich seiner Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung
nach Karl Fischer stabilisierende oder aktivierende oder stabilisierende
und aktivierende Verbindung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend
aus einem Salz einer Halogenwasserstoffsäure, Schwefelsäure, schwefli
ger Säure, Ethylschwefelsäure, ethylschwefeliger Säure, einer Carbonsäu
re mit einem organischen Amin, einer quaternären Amoniumverbindung,
eines anorganischen Kations, und einer Kombination aus zwei oder
mehr davon.
4. Karl-Fischer-Reagenz zur Wasserbestimmung nach Anspruch 2 oder 3,
wobei die anorganische oder organische Base ausgewählt wird aus der
Gruppe bestehend aus Pyridin, Morpholin, Imidazol, Diethanolamin, und
einer Kombination aus zwei oder mehr davon.
5. Wasserbestimmung nach Karl Fischer unter Verwendung eines Karl-
Fischer-Reagenzes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4.
6. Verwendung eines Salzes einer anorganischen oder organischen Säure
mit einer anorganischen oder organischen Base oder einer Kombination
aus zwei oder mehr davon zur Stabilisierung oder Aktivierung oder
Stabilisierung und Aktivierung von Ethanol bezüglich seiner Anwend
barkeit in der Wasserbestimmung nach Karl Fischer in Karl-Fischer-
Reagenzien.
7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei die Ethanol bezüglich seiner
Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung nach Karl Fischer stabilisieren
de oder aktivierende oder stabilisierende und aktivierende Verbindung
wie in Anspruch 3 definiert ist.
8. Verwendung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Karl-Fischer-Reagenz
ein Einkomponenten-Reagenz, ein Arbeitsmedium für das Einkomponen
ten-Reagenz, eine Solvent- oder Titrankomponente für die Zweikom
ponenten-Karl-Fischer-Titration, eine Anolyt oder Katolyt für die coulo
metrische Wasserbestimmung nach Karl-Fischer ist.
9. Arbeitsmedium für die Wasserbestimmung nach Karl-Fischer mit einem
Einkomponentenreagenz oder Katholyt für die coulometrische Wasser
bestimmung nach Karl Fischer, jeweils enthaltend Ethanol und minde
stens eine Ethanol bezüglich seiner Anwendbarkeit in der Wasserbestim
mung nach Karl Fischer stabilisierende oder aktivierende oder stabili
sierende und aktivierende Verbindung.
10. Titrant-Komponente für die Zweikomponenten-Karl-Fischer-Titration,
enthaltend Ethanol, Iod und mindestens eine Ethanol bezüglich seiner
Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung nach Karl Fischer stabilisieren
den oder aktivierende oder stabilisierende und aktivierende Verbindung.
11. Einkomponenten-Reagenz für die Wasserbestimmung nach Karl Fischer,
enthaltend Ethanol, einer Base, Schwefeldioxid, Iod und mindestens eine
Ethanol bezüglich seiner Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung nach
Karl Fischer stabilisierende oder aktivierende oder stabilisierende und
aktivierende Verbindung.
12. Anolyt für die coulometrische Wasserbestimmung nach Karl Fischer,
enthaltend Ethanol, einer Base, Schwefeldioxid und mindestens eine
Ethanol bezüglich seiner Anwendbarkeit in der Wasserbestimmung nach
Karl Fischer stabilisierende oder aktivierende oder stabilisierende und
aktivierende Verbindung.
13. Solvent-Komponente für die Zweikomponenten-Karl-Fischer-Titration
enthaltend Ethanol, SO2 und mindestens eine Base.
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
DE19814902A DE19814902A1 (de) | 1998-01-29 | 1998-04-02 | Karl-Fischer-Reagenz enthaltend Ethanol als alkoholische Komponente |
DE59813376T DE59813376D1 (de) | 1998-01-29 | 1998-11-12 | Verwendung eines Salzes als Zusatz in Karl-Fischer Reagenzien zur Stabilisierung der Ethanol-Lösungsmittelkomponente |
AT98121169T ATE317543T1 (de) | 1998-01-29 | 1998-11-12 | Verwendung eines salzes als zusatz in karl- fischer reagenzien zur stabilisierung der ethanol-lösungsmittelkomponente |
EP98121169A EP0933634B1 (de) | 1998-01-29 | 1998-11-12 | Verwendung eines Salzes als Zusatz in Karl-Fischer Reagenzien zur Stabilisierung der Ethanol-Lösungsmittelkomponente |
JP35863798A JP4440362B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-12-17 | アルコール成分としてエタノールを含んでいるカールフィッシャー試薬 |
Applications Claiming Priority (2)
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DE19803425 | 1998-01-29 | ||
DE19814902A DE19814902A1 (de) | 1998-01-29 | 1998-04-02 | Karl-Fischer-Reagenz enthaltend Ethanol als alkoholische Komponente |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19814902A Withdrawn DE19814902A1 (de) | 1998-01-29 | 1998-04-02 | Karl-Fischer-Reagenz enthaltend Ethanol als alkoholische Komponente |
Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4237843A4 (de) * | 2020-10-29 | 2024-09-18 | Honeywell Int Inc | Verfahren zur bestimmung einer wassermenge in einer probe unter verwendung einer sulfonsäure |
-
1998
- 1998-04-02 DE DE19814902A patent/DE19814902A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP4237843A4 (de) * | 2020-10-29 | 2024-09-18 | Honeywell Int Inc | Verfahren zur bestimmung einer wassermenge in einer probe unter verwendung einer sulfonsäure |
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