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