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TITULACIÓN KARL FISCHER
PÉRDIDA POR SECADO
POR DESTILACIÓN AZEOTRÓPICA
MÉTODO KARL-FISCHER
TITULACIÓN VOLUMÉTRICA Reacción general
3C5H5N + I2 + SO2 + CH30H + H2O ⇌ 2(C5H5N-H)I- + (C5H5N-H) SO4 CH3
Dos pasos: 1) Es reversible. La piridina fuerza la reacción de equilibrio combinándose con el IH
C5H5N · I2 + C5H5N · SO2 + C5H5N + H2O → 2C5H5N · HI + C5H5N · SO3
C5H5N · SO3 + CH3OH → C5H5N(H)SO4 · CH3
2) Oxido-reducción: anión del ác. Metilsulfónico es oxidado a metilsulfato, y el iodo es reducido a ioduro.
Reacción instantánea. Se consume una molécula de agua por molécula de iodo.
CH3OH +SO2 + RN ⇄ RNH+ SO3-CH3
H2O +I2 + RNH+ SO3-CH3 +2RN → RNH +SO4
-CH3 + 2 I -(RNH+)
RN: Base
MÉTODO KARL-FISCHER
FUNDAMENTO
Se basa en la reacción cuantitativa entre AGUA y un
reactivo: SO2 y I2 ,en presencia de metanol y una base
orgánica como piridina.
3C5H5N + I2 + SO2 + CH30H + H2O ⇌ 2(C5H5N-H)I- + (C5H5N-H) OSO2O CH3
Se involucra la reducción del I2 por el SO2 en presencia de
agua:
2H2O + SO2 + I2 → H2SO4 + 2HI
MÉTODO KARL-FISCHER TITULACIÓN VOLUMÉTRICA
El contenido de agua es determinado midiendo la
cantidad de I2 consumido.
Titulación volumétrica directa
Titulación Volumétrica por retorno: se titula el exceso
de I2 con una solución estándar de agua en
metanol.
MÉTODO KARL-FISCHER
TITULACIÓN VOLUMÉTRICA
Punto final:
Visual: ocurre cambio de color de amarillo al marrón rojizo (el exceso de I2 que no
puede reaccionar con el agua)
Electrónica: se determinan mediante la inclusión de un potenciómetro (el exceso de
I2 produce un largo flujo de corriente)
Fotométrica: mide absorbancia a 525 – 600 nm.
Se utiliza preferentemente en la determinación de grandes cantidades de agua 1
– 100 mg.
MÉTODO KARL-FISCHER
TITULACIÓN CULOMBIMETRIA
EL I2 es producido por la electrólisis del reactivo KF que contiene al ion ioduro:
2I- I2 + 2e-
Contenido de agua se determina midiendo la cantidad de
electricidad que se requiere para producir I2 .
% H2O= C x 100
10.72 x P C= cantidad de electricidad requerida para producción de yodo.
10.72= cantidad de electricidad requerida para producir yodo por 1 mg de agua
P= peso de la muestra
Ideal para productos con muy baja humedad (1 µg – 10 mg).
MÉTODO KARL-FISCHER
ESTANDARIZACIÓN DEL REACTIVO KF
Debe estandarizarse el reactivo de KF previo a
cada uso.
Contenido de I2 decrece debido a su consumo en
las reacciones secundarias, por lo tanto cambia su
actividad para la determinación del agua con el
tiempo.
Determinar el Título del RFK, se expresa en mg de agua equivalente a 1 ml de reactivo
MÉTODO KARL-FISCHER
ESTANDARIZACIÓN DEL REACTIVO KF
Se puede establecer con:
AGUA PURA
ESTÁNDAR DE AGUA EN METANOL
TARTRATO DE SODIO DIHIDRATADO
MÉTODO KARL-FISCHER
ESTANDARIZACIÓN DEL REACTIVO KF
Determinación de contenidos de agua mayores 1%: Agua
Título de KF:
F= P / V P: cantidad de agua expresad en mg
V: volumen de reactivo consumido en la titulación (ml)
Determinación de contenidos de agua menores 1%: Tartrato de sodio dihidratado (Na2CH4O6 · 2H2O)
Título de KF:
F= 2 (18.02 / 230. 08) x (P / V) 18.02: PM de agua
230. 08: PM tartrato de sodio dihidratado
P= peso del tartrato de sodio dihidratado (mg)
V= volumen de reactivo consumido en la titulación (ml)
CÁLCULOS A REALIZAR PARA LA
DETERMINACIÓN DE % DE AGUA POR
KARL-FISCHER
Conociendo el Título de reactivo:
V X F
% H2O = X 100
P
F= Título del reactivo KF (mg H2O/ml) P = Peso de la muestra (gr) V = Volumen de Reactivo KF consumidos en la titulación (ml)
MÉTODO DE KARL-FISCHER
PRECAUCIONES
Estandarizar periódicamente al RFK
Reactivo almacenarse en un sitio frío, protegido de la luz
y la humedad.
Bureta, botellas de almacenamiento y todas las
conexiones perfectamente seca, resultados erróneos
MÉTODO DE KARL-FISCHER
DESVENTAJAS
Extracción de agua incompleta
Humedad atmosférica
Adhesión de humedad
Interferencias de otros compuestos:
Compuestos carbonílicos: forman acetales y cetales con el metanol, liberando agua en el proceso.
Compuestos carboxílicos: Esterificar con el metanol.
MÉTODO KARL-FISCHER
EJEMPLO
AMOXICILINA
DEBE CONTENER NO MENOS DE 95.0% Y NO MAS DE 100.5% DE
C16H19N3O5S CALCULADO SOBRE LA SUSTANCIA ANHIDRA
DETERMINACION DE AGUA <120>
TITULACION VOLUMETRICA DIRECTA. ENTRE 11.5% Y 14.5%
3 H2O
PERDIDA POR SECADO
ALBENDAZOL
DEBE CONTENER NO MENOS DE 98.0% Y NO MAS DE 102.0% DE
C12H15N3O2S CALCULADO SOBRE LA SUSTANCIA SECA
PERDIDA POR SECADO <680>
SECAR ENTRE 100-105°C A PRESIÓN ATMOSFÉRICA DURANTE 4
HORAS NO DEBE PERDER MAS 0.5% DE SU PESO
PM : 265.33
PERDIDA POR SECADO
ALOPURINOL
DEBE CONTENER NO MENOS DE 98.0% Y NO MAS DE 101.0% DE
C5H4N4O CALCULADO SOBRE LA SUSTANCIA SECA
PERDIDA POR SECADO <680>
SECADO AL VACIO 5 HORAS A 105°C NO DEBE PERDER MAS 0.5% DE
SU PESO
EJEMPLO
Se realizó la valoración de la siguiente MP C6H8ClN7HCl.2H20 (PM:
302,2), aplicando una volumetría ácido base en medio no acuoso.
Especificación: 98 – 110 % de C6H8ClN7HCl expresada SDA
Determinación del contenido de agua
Se disuelve tres alícuotas de la MP en 10 ml de metanol, y se valora el
contenido de agua con reactivo de Karl Fischer (RKF), de título 13,9 mg/ml.
Se realiza un ensayo en blanco con 50 ml de metanol y se obtiene un
consumo de 0,45 ml de RKF.
Peso MP (g) Vol RKF (ml)
0,503 4,51
0,509 4,55
0,500 4,49
CÁLCULOS DETERMINACIÓN DE AGUA
Peso MP (g) Vol RKF (ml) Vol corregido RKF Agua
encontrada
(mg)
% H2O
0,503 4,51 4,42 61,44 12,21
0,509 4,55 4,46 61,99 12,18
0,500 4,49 4,40 61,16 12,23
Valor medio % H2O 12,21
CV % O,21
CÁLCULOS DETERMINACIÓN DE AGUA
El volumen del Blanco que debe restarse, se calcula:
50 ml metanol (consumieron en determinación del blanco) 0,45 ml RKF
10 ml metanol (utilizado en cada alícuota) X: 0,09 ml de RKF
Vol corregido (ml) = Vol RKF – Vol Blanco
Mg de agua encontrada = Vol corregido (ml) x Título RKF (mg agua/ml)
% H20 :
Peso muestra MP g g de agua encontrada
100 g muestra X= % H20
VALORACIÓN DE MP
Procedimiento: se disuelve cada una de las alícuotas en 100
ml de ácido acético glacial, se agrega 10 ml de acetato de
mercurio y se mezcla. Se adiciona 4 gotas de indicador y se
titula con ácido perclórico (HClO4) 0,1021 N.
Peso MP (g) Vol HClO4 (ml)
0,422 13,7
0,374 12,2
0,381 12,3
0,392 12,8
Blanco 0,2
CÁLCULOS VALORACIÓN MP
Peso MP (g)
Vol HClO4 (ml)
Vol corregido
HClO4 (ml)
g de MP
encontrada
% sdtc
0,422 13,7 13,5 O,367 86,91
0,374 12,2 12,0 0,326 87,16
0,381 12,3 12,1 0,329 86,35
0,392 12,8 12,6 0,342 87,24
Blanco 0,2
Valor medio %sdtc 86,92 %
CV % 0,46
% sdtc= Vol corregido HClO4 (ml) x N HClO4 x P meq x 100 / P muestra
EXPRESIÓN TÍTULO MP
Para saber si cumple con las especificaciones debemos expresar el Título
%SDA
Sabemos que:
12,21% corresponde a agua
Si restamos 100 – 12,21= 87,79 % C6H8ClN7HCl polvo anhidro (más
impurezas)
El polvo anhidro posee un Título : 86,92 %sdtc
Entonces decimos:
87,79 g de polvo anhidro 86,92 g de C6H8ClN7HCl
100 g de polvo anhidro X = 99,0% (de C6H8ClN7HCl) SDA