Hier volgt een overzicht van de belangrijkste componenten die betrokken zijn bij de Karl Fischer-methode:
1. Karl Fischer-reagens: Dit is een oplossing die bevat:
* Jodium: De primaire reactant die reageert met water.
* Zwaveldioxide (SO2): Een reductiemiddel dat reageert met jodium en jodide-ionen vormt.
* Basis (bijvoorbeeld imidazool): Een reagens dat reageert met zwaveldioxide en een sulfietion vormt.
* Een oplosmiddel: Typisch methanol of ethanol.
2. Voorbeeld: Het materiaal dat wordt geanalyseerd op zijn watergehalte.
3. Reactie: De Karl Fischer-reactie omvat de volgende stappen:
* Jodium reageert met water in aanwezigheid van zwaveldioxide en een base.
* Bij deze reactie worden jodium en water verbruikt in een stoichiometrische verhouding (1:1).
* Het eindpunt van de reactie wordt bepaald door de aanwezigheid van een overmaat aan jodium, wat met verschillende methoden kan worden gedetecteerd (bijvoorbeeld kleurverandering, coulometrische detectie).
4. Bepaling van het watergehalte: De hoeveelheid verbruikt Karl Fischer-reagens is recht evenredig met het watergehalte van het monster. Deze informatie wordt vervolgens gebruikt om het watergehalte in het monster te berekenen, meestal uitgedrukt als gewichtspercentage.
Verschillende technieken:
* Volumetrische Karl Fischer-titratie: Het volume Karl Fischer-reagens dat nodig is om te reageren met het water in het monster wordt direct gemeten.
* Coulometrische Karl Fischer-titratie: Het voor de reactie benodigde jodium wordt elektrochemisch gegenereerd. Vervolgens wordt de hoeveelheid water bepaald door de hoeveelheid verbruikte elektriciteit te meten.
Over het geheel genomen is de Karl Fischer-methode een krachtige techniek voor het bepalen van het watergehalte in verschillende monsters, van farmaceutische producten tot brandstoffen en andere materialen.