2.1. Сущность метода
Сущность метода заключается во взаимодействии йода с сернистым ангидридом в присутствии воды с образованием йодистоводородной кислоты и серного ангидрида в среде метанола и пиридина.
Этим методом определяется гигроскопическая, кристаллизационная, сорбированная и окклюдированная вода.
2.2. Реактивы, растворы, аппаратура и материалы
Азот газообразный технический по ГОСТ 9293, предварительно осушенный пропусканием через колонки, наполненные силикагелем и ангидроном.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Йод-ацетатный раствор; готовят по п.1.5 приложения.
Кальция хлорид обезвоженный, предварительно прокаленный.
Кислота серная по ГОСТ 4204.
Кислота уксусная по ГОСТ 61, х. ч., ледяная по ГОСТ 61 или по ГОСТ 19814, раствор с массовой долей 5%.
Магний хлорнокислый (магния перхлорат) безводный (ангидрон).
Метанол-яд по ГОСТ 6995 с массовой долей воды не более 0,05%; готовят по п.1.2.1 приложения 1 или по ГОСТ 2222, высшего сорта.
Натрий тартрат 2-водный или натрий углекислый (натрия карбонат) 3-водный по ГОСТ 199 (массовую долю кристаллизационной воды проверяют высушиванием в термостате до постоянной массы при 120-125°С).
Реактив Фишера (раствор I - смесь пиридина с диоксидом серы, раствор II - раствор йода в метаноле) по НТД или реактив Фишера, приготовленный по п.1.3 приложения 1.
Реактив Фишера видоизмененного состава; готовят по п.1.4 приложения 1.
Силикагель-индикатор по ГОСТ 8984.
Смазка ЦИАТИМ-205 по ГОСТ 8551 или смазка вакуумная.
Раствор воды в метаноле: готовят следующим образом: 0,3 см воды взвешивают в сухой мерной колбе вместимостью 100 см (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого десятичного знака), доводят объем раствора до метки метанолом, выдержанным в течение 20 мин в термостате при 20°С, и перемешивают. Приготовленный раствор выдерживают в термостате при 20°С в течение 20 мин перед каждым определением титра реактива Фишера. Раствор хранят в герметично закрытой посуде; он годен в течение одной недели.
Диметилформамид по ГОСТ 20289, обезвоженный по п.1.2.5 приложения 1.
1,4-Диоксан по ГОСТ 10455, ч. д. а.
2-метоксиэтанол (монометиловый эфир этиленгликоля, метил-целлозольв) с массовой долей воды не более 0,05% или обезвоженный перегонкой (при этом первую порцию дистиллата отбрасывают).
Пиридин по ГОСТ 13647 с массовой долей воды не более 0,1%, готовят по п.1.2.2 приложения 1.
Трихлорметан (хлороформ) по ГОСТ 20015.
Этиленгликоль по ГОСТ 10164, ч. д. а.
Секундомер по НТД.
Колба 2-100-2 по ГОСТ 1770.
Шприцы медицинские инъекционные многократного применения по ГОСТ 22967.
Шприцы медицинские инъекционные однократного применения по ГОСТ 24861.
Капельница 2-10 по ГОСТ 25336 или другой конструкции.
Пипетки градуированные вместимостью 1, 2, 5, 10, 20, 25 и 50 см.
Стаканчики для взвешивания по ГОСТ 25336.
Эксикатор 1 (2)-100 (140, 190, 250) по ГОСТ 25336.
Склянка для промывания газов СПЖ-50 (250) по ГОСТ 25336.
Колба Кн-1-25 (50)-14/23 или Кн-2-25 (50)-18 (22) по ГОСТ 25336.
Стакан В (Н)-1-250 (400, 600) по ГОСТ 25336.
Трубка хлоркальциевая ТХ-П-1-13 (17, 25, 30) по ГОСТ 25336; ТХ<45°-14/23 по ГОСТ 25336.
Бюретка вместимостью 10, 25 или 50 смс ценой деления 0,05 или 0,1 см.
Бюретка с автоматическим нулем и склянкой, покрытой темным лаком или обернутой темной бумагой, вместимостью 3 или 10 смс ценой деления 0,01 или 0,02 см, снабженная поглотительной трубкой; между резиновой грушей и склянкой помещена склянка с твердым поглотителем (например, силикагелем или ингидроном).
Колба Гр-10 (25, 50, 100)-14/23 по ГОСТ 25336.
Изгиб И<75° 2К-14/23-14/23 по ГОСТ 25336.
Мешалка магнитная типа ЭМА или другого типа; размешиватель мешалки должен быть запаян в стеклянную или полиэтиленовую трубку.
Пипетка со шлифом и краном для внесения жидких веществ в колбу для титрования (черт.1, а)
Пробка полая для внесения твердых веществ в колбу для титрования (черт.1, б).
Приставка, состоящая из перегонной колбы и соединительной трубки, для азеотропной отгонки воды с растворителем (черт.1, в).
Установка для визуального титрования воды (черт.2).
Установка для электрометрического титрования воды (черт.3).
Схема установки для электрометрического титрования (черт.4).
1 - колба для титрования вместимостью 25-50 см; 2 - насадка бюретки с конусом КШ 19/9 по ГОСТ 8682; 3 - пипетка с конусом КШ 14/5/8 по ГОСТ 8682 и краном для внесения жидких реактивов в колбу для титрования (жидкость попадает в колбу при открывании крана); 4 - полая пробка с конусом КШ 14/5/8 по ГОСТ 8682 для внесения твердых веществ из микробюксов с навесками твердых веществ в колбу для титрования (навеска вещества попадает в колбу при вращении пробки); 5 - соединительная трубка с двумя конусами КШ 19/9 и КШ 14,5/8 по ГОСТ 8682; 6 - перегонная колба вместимостью 5-10 см с конусом КШ 19/9 по ГОСТ 8682 для испытуемого препарата и растворителя; 7 - размешиватель магнитной мешалки
Черт.1
1 - колба для титрования; 2, 4, 11 - поглотительные трубки, наполненные ангидридом и силикагелем-индикатором или другими осушителями; 3 - бюретка (допускается использование бюретки с автоматическим нулем и склянкой, в этом случае из схемы исключаются склянки 6, 9, 12); 5, 7, 13 - резиновые пробки; 6 - склянка с тубусом (должна быть защищена от света); 8, 10 - соединительные шланги из полиэтилена или каучука; 9 - склянка для промывания газов с реактивом Фишера для поглощения влаги из воздуха; 12 - склянка для промывания газов с серной кислотой
Черт.2
1 - колба для титрования; 2 - насадка бюретки со шлифом; 3, 7 - поглотительные трубки; 4 - бюретка с ценой деления 0,01 или 0,02 см; 5 - резервуар на 500 см для хранения реактива; 6 - воронка; 8 - лабораторный штатив; 9 - магнитная мешалка; 10 - электроды (расстояние между электродами на выводе 10 мм); 11 - размешиватель магнитной мешалки
Черт.3
1 - сухой телефонный элемент типа 165-У или 145-У по НТД; 2 - переключатель; 3 - сопротивление 30 кОм; 4 - микроамперметр типа М-24 на 50-140 мА; 5 - металлические пружинные зажимы; 6 - медные проволочки с клеммами, припаянными к платиновым электродам; 7 - электроды платиновые диаметром 0,6-1,5 мм, длина каждого электрода внутри колбы 20 мм; 8 - размешиватель магнитной мешалки; 9 - колба для электрометрического титрования; 10 - насадка бюретки с конусом КШ 19/9 по ГОСТ 8682; 11 - магнитная мешалка типа МЭА
Черт.4
Допускается применение любого другого прибора для электрометрического определения воды реактивом Фишера, обладающего той же чувствительностью.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
2.3. Подготовка к анализу
2.3.1. Условия проведения анализа
Масса навески анализируемого препарата должна быть указана в НТД на анализируемый препарат.
Если в НТД на анализируемый продукт не указана масса навески, она должна соответствовать значениям, указанным в приложении 2, в зависимости от предполагаемой массовой доли воды.
Реактивом Фишера титруют в условиях, исключающих попадание из воздуха влаги.
При анализе реактивов с массовой долей воды менее 0,005%, а также при определении воды в гигроскопических и высушенных веществах, пробы и растворители отбирают в боксе с контролируемой влагой или передавливанием жидких реактивов сухим азотом в колбу для титрования.
Для массовой доли воды более 0,01% конец титрования может быть установлен визуально и электрометрически. Массовую долю воды менее 0,01% определяют электрометрически с применением разбавленного реактива Фишера.
При визуальном титровании максимальная чувствительность определения достигается при прозрачных и бесцветных анализируемых растворах. В окрашенных растворах или в присутствии нерастворимых веществ точку эквивалентности устанавливают электрометрически.
В качестве растворителя применяют метанол. Допускается использовать 1,4-диоксан, диметилформамид (при использовании реактива Фишера видоизмененного состава по п.1.4 приложения 1), 1,2-метоксиэтанол, пиридин, тетрахлорметан (хлороформ), этиленгликоль, ледяную уксусную кислоту и другие инертные растворители, а также смеси растворителей [например, смесь метанола с пиридином в объемном соотношении 4:1, смесь метанола с тетрахлорметаном (хлороформом) в объемном соотношении 1:3, смесь 1,2-метоксиэтанола с пиридином в объемном соотношении 4:1]. Все применяемые растворители должны быть максимально обезвожены.
В реактиве Фишера метанол может быть заменен на 2-метонсиэтанол. Этот растворитель может быть использован для определения воды в альдегидах и кетонах без применения специальных приемов для устранения мешающего влияния анализируемого вещества.
Вещества, труднорастворимые в метаноле, но хорошо смачиваемые им, предварительно тонко измельчают, а затем встряхивают с метанолом в течение 5-10 мин и суспензию титруют.
В веществах, вступающих в реакцию с реактивом Фишера, воду определяют после их химической пассивации либо после отгонки воды в виде азеотропной смеси с растворителем, указанным в НТД на анализируемый продукт (черт.1).
Для определения воды в карбонильных соединениях и сильных кислотах применяют реактив Фишера видоизмененного состава (рекомендуется для электрометрического титрования).
Допускается определять массовую долю воды в некоторых органических и неорганических реактивах с йод-ацетатным раствором, приготовленным по п.1.5 приложения 1.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2.3.2. Установка титра реактива Фишера
В зависимости от метода, принятого для анализа препарата, титр (водный эквивалент) реактива Фишера устанавливают визуальным или электрометрическим методом через 24 ч после приготовления реактива.
Титр реактива проверяют через каждые 2-3 сут, а для особо точных анализов и при значительном колебании температуры воздуха и влажности ежедневно.
При хранении титр реактива Фишера уменьшается. Если титр реактива Фишера стал меньше, чем 2 мг/см, следует заменить реактив свежеприготовленным.
Титр реактива Фишера устанавливают одним из следующих способов.
А. Установка титра реактива Фишера по навеске воды
В сухую колбу для титрования вместимостью 50-100 см помещают 2-5 см метанола, отмеренных пипеткой, и добавляют реактив Фишера до появления красновато-коричневой окраски.
Взвешивают капельницу с водой (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого десятичного знака).
Помещают в колбу для титрования одну каплю воды, стараясь не потерять воду при переносе.
Капельницу с оставшейся водой снова взвешивают (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого десятичного знака). По разности масс устанавливают массу капли.
Раствор в колбе перемешивают и титруют реактивом Фишера до появления красновато-коричневой окраски.
Титр реактива Фишера () - масса воды в миллиграмах, соответствующая 1 см реактива Фишера, в мг /см вычисляют по формуле
,
где - масса капли воды, г;
- объем реактива Фишера, израсходованный на титрование, см.
Б. Установка титра реактива Фишера по раствору воды в метаноле
В сухую колбу для титрования вместимостью 50-100 см помещают 10 см раствора воды в метаноле, отмеренных пипеткой или бюреткой, и титруют реактивом Фишера до появления красновато-коричневой окраски.
Одновременно титруют 10 см метанола, применяемого для приготовления раствора воды, также выдержанного в термостате при 20°С.
Титр реактива Фишера () в мг /см вычисляют по формуле
,
где - масса навески воды, взятая для приготовления раствора воды в метаноле, г;
- объем реактива Фишера, израсходованный на титрование 10 см раствора воды, см;
- объем реактива Фишера, израсходованный на титрование 10 см метанола, см.
В. Установка титра реактива Фишера по кристаллогидратом
7-10 см метанола, отмеренных пипеткой, помещают в сухую колбу для титрования вместимостью 50-100 см и добавляют реактив Фишера до появления красновато-коричневой окраски. Затем в колбу для титрования вносят около 0,0500-0,1000 г 3-водного уксуснокислого натрия (или тщательно растертого 2-водного тартрата натрия), перемешивают и титруют реактивом Фишера до появления красновато-коричневой окраски.
Титр реактива Фишера () в мг /см вычисляют по формуле
,
где - масса кристаллогидрата, г;
- масса кристаллогидрата, соответствующая 1 г воды, г (2,52 - для 3-водного уксуснокислого натрия; 6,39 - для 2-водного тартрата натрия);
- объем реактива Фишера, израсходованный на титрование навески кристаллогидрата, см.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
2.3.3. Подготовка приборов
2.3.3.1. Визуальное титрование
Установка для визуального титрования указана на черт.2.
Бюретку заполняют реактивом Фишера через кран из сосуда 6. При этом воздух, попадающий в установку, обезвоживается осушителем в поглотительной трубке, а также в склянках для промывания газов с концентрированной серной кислотой и реактивом Фишера. После заполнения бюретки следует убедиться в полноте стекания реактива.
В случае применения бюретки с автоматическим нулем и склянкой заполнение бюретки реактивом Фишера проводят передавливанием реактива Фишера из склянки при помощи резиновой груши. При этом воздух, попадающий в установку, обезвоживается твердым поглотителем (например, силикагелем и ангидроном).
Резервуар бюретки с реактивом Фишера изолируют от влаги воздуха при помощи поглотительной трубки, заполненной ангидроном и силикагелем-индикатором. Уровень жидкости в бюретке отмечают по верхнему краю мениска.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2.3.3.2. Электрометрическое титрование
Титр реактива Фишера определяют по п.2.3.2.
Установка для электрометрического титрования показана на черт.3.
Резервуар для хранения реактива 5 заполняют реактивом Фишера. Из резервуара через нижний боковой кран реактив Фишера поступает в бюретку.
Установка защищена от попадания влаги воздуха поглотительными трубками, наполненными аигидроном и силикагелем-индикатором.
Электрическую схему для определения точки эквивалентности собирают как указано на черт.4. Для проверки электрической схемы замыкают электроды, поднося к их выводам металлический предмет. При замкнутых электродах отклонение стрелки микроамперметра должно быть на всю шкалу.
2.4. Проведение анализа
А. Визуальное титрование
Способ 1
2-10 см метанола помещают в сухую колбу для титрования, закрывают колбу пробкой со вставленным в нее концом бюретки и добавляют по каплям реактив Фишера при перемешивании вращательным движением или с помощью магнитной мешалки до появления красновато-коричневой окраски. Затем в колбу для титрования вносят навеску анализируемого препарата и титруют реактивом Фишера до той же окраски. Для расчета учитывают объем реактива Фишера, пошедший только на титрование анализируемого препарата.
Способ 2
2-10 см метанола помещают в сухую колбу, вносят навеску анализируемого препарата, закрывают колбу пробкой со вставленным в нее концом бюретки и титруют реактивом Фишера при перемешивании до появления красновато-коричневой окраски.
Одновременно титруют объем метанола, использованный для растворения навески препарата и в результат определения вносят поправку.
Способ 3
Для веществ, не требующих предварительного смешивания с растворителем, навеску анализируемого препарата помещают в сухую колбу для титрования, закрывают колбу пробкой со вставленным в нее концом бюретки и титруют реактивом Фишера до появления красновато-коричневой окраски.
Б. Электрометрическое титрование
В сухую колбу для титрования помещают метанол и размешиватель магнитной мешалки. Электроды должны быть полностью погружены в метанол, а размешиватель не должен касаться двух электродов. Включают мешалку, замыкают электрическую цепь и титруют метанол реактивом Фишера. В начале титрования реактив Фишера прибавляют со скоростью 1 капля в секунду, при этом стрелка микроамперметра отклоняется от нулевого положения. При дальнейшем прибавлении реактива стрелка микроамперметра начинает сильно колебаться. В этом случае реактив Фишера добавляют со скоростью 1 капля в 5 с, а при приближении к точке эквивалентности - со скоростью 1 капля в 10 с. Титрование продолжают до тех пор, пока стрелка микроамперметра не установится и не продержится в течение 1 мин (по секундомеру) на определенном делении шкалы.
После окончания приливания реактива проводят проверку правильности титрования. Для этого останавливают магнитную мешалку и наблюдают по секундомеру время, в течение которого стрелка микроамперметра не начнет двигаться к исходному положению. Стрелка должна удерживаться в этом положении не более 15 с.
Затем в колбу для титрования (черт.1) через боковой штуцер вводят анализируемый препарат. Включают магнитную мешалку, перемешивают смесь в течение 1-2 мин и титруют реактивом Фишера, как описано выше.
Проверив правильность титрования, отмечают объем реактива Фишера, израсходованный на титрование препарата.
Допускается проводить титрование на лабораторном титраторе ЛТВ-375, лабораторном титрометре ТПЛ-75-7Г или на титраторе другого типа, обеспечивающем требуемую точность измерения.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2.4а. Допускается объем реактива Фишера, израсходованный на титрование, определять кинетическим способом.
Растворитель, указанный в НТД на препарат, титруют реактивом Фишера визуально (способ 1) или электрометрически.
Затем в колбу для титрования (черт.1) вводят анализируемый препарат, отмечая время ввода пробы в ячейку. Включают магнитную мешалку, перемешивают смесь в течение 1-2 мин и титруют реактивом Фишера до первоначального установления стрелки микроамперметра на определенном делении шкалы. Таким образом титруют в течение 10-15 мин с интервалом 1-2 мин. При этом каждый раз необходимо отмечать время титрования и объем израсходованного реактива.
По полученным результатам строят график в координатах: объем раствора Фишера, см - время титрования, мин.
Излом на кривой соответствует моменту полного окончания реакции реактива Фишера с водой, присутствующей в пробе. Дальнейший расход реактива объясняется выделением воды в побочном процессе или титрованием мешающих определению примесей, что соответствует пологой части графика: объем реактива Фишера - время титрования.
Отрезок, полученный при пересечении этой части графика с осью ординат, соответствует объему реактива Фишера, израсходованному на реакцию с водой, содержащеся в анализируемой пробе.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2.5. Обработка результатов
Массовую долю воды () в процентах вычисляют по одной из формул:
или *,
________________
* Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
где - объем реактива Фишера, израсходованный на титрование анализируемого препарата, см;
- титр реактива Фишера, мг /см;
- объем анализируемого препарата, взятый для определения , см;
- масса навески анализируемого препарата, г;
- плотность анализируемого препарата, г/см.
За результат анализа принимают среднеарифметическое результатов двух параллельных определений, относительное расхождение между которыми не превышает допускаемое расхождение, равное 10%.
Допускаемая относительная суммарная погрешность результата анализа ±15% при определении массовых долей воды от 0,01 до 0,10% (включительно) и ±10% при определении массовых долей воды свыше 0,10 до 10% при доверительной вероятности =0,95.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).