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卡尔费休水分测定仪原理及注意事项
发布时间:2020-03-10 点击量:266

概念:

    药品中的水分含量是质量控制过程中的重要指标之一。药物中的水分可分为结晶水和游离水。水分含量可能直接影响某些药物的稳定性,对于水分敏感的药物,水分的含量增加直接导致杂质的显著增长。对于含结晶水的药物,结晶水有助于药物形成稳定结构,例如头孢克肟三水合物,失去结晶水后降解速度显著加快,如下图。因此,绝大部分药物质量标准中均包含水分项。
    
水分测定方法
    
    常见水分测定方法的原理及其优缺点见下表:
    
卡尔费休法原理
    
    卡尔费休法基本原理为式(1),即碘将二氧化硫氧化为三氧化硫过程需要水分的参与。
    
    注意,式(1)反应为可逆反应,为使其向正反应方向进行完全,在卡氏液中加入无水吡啶,使得式(1)反应产物HI与SO3被定量吸收,形成氢碘suan吡啶和硫酸酐吡啶,如式(2)。
    
    然而,式(2)反应产物硫酸酐吡啶不稳定,可与水发生副反应,因此加入无水甲醇,形成稳定的甲基硫酸氢吡啶,如式(3)。
    
    吡啶和甲醇还可作为反应溶剂。
    
卡氏液的配制
    
    根据上述反应原理,卡氏滴定液组成为:游离碘、二氧化硫、无水吡啶、无水甲醇。商业化卡氏液包含多种不同类型,适用于不同的样品,包括无吡啶型、无甲醇(乙醇代替)型、加入萃取剂如lv fang型等。
    
    《中国药典》中卡氏液配制方法如下:
    
    称取碘(置硫酸干燥器内48小时以上)110g,置干燥的具塞锥形瓶(或烧瓶)中,加无水吡啶160ml,注意冷却,振摇至碘全部溶解,加无水甲醇300ml,称定重量,将锥形瓶(或烧瓶)置冰浴中冷却,在避免空气中水分侵人的条件下,通入干燥的二氧化硫至重量增加72g,再加无水甲醇使成1000ml,密塞,摇匀,在暗处放置24小时。
    
    上述卡氏滴定液各化合物摩尔比:碘:二氧化硫:无水吡啶 = 1.0 :2.6 : 4.7;
    
    式(3)水与各化合物作用的摩尔比:水:碘:二氧化硫:甲醇:吡啶 = 1 : 1 : 1 : 1 : 3
    
    由此:卡氏液中二氧化硫过量,而碘则完全反应。为何不是碘过量呢?这与卡氏滴定的终点指示方法有关。
    
卡氏滴定的终点指示方法
    
卡氏滴定的分类

    
    按照计算水分方法的原理不同,分为库仑法和容量法。
    
卡氏水分测定法适用范围
    
    适用于各种形态的样品,可加入适当地萃取溶剂加速水分的释放。
    
    一般要求加入的样品消耗卡氏滴定仪滴定管体积的10%
    90%的滴定液,测量结果较为准确。
    
    卡氏滴定过程较佳pH范围为5


    7,若因强酸强碱性化合物的加入使得滴定液pH发生显著改变,可通过加入缓冲盐改善。
    
    若样品与卡氏液中的碘等化合物发生副反应,可通过干燥炉加热间接将水分带入滴定液中,避免样品直接加入到滴定液。
    
卡氏滴定仪故障排查
    
    故障1:测定过程重复性差,预滴定漂移值偏高
    
    检查仪器气密性
    
    更换分子筛(建议至少每两周跟换一次,200
    300℃干燥24h可重复利用)
    
    卡氏滴定液长期不使用造成不均匀,反复吸排液混匀
    
    故障2:测定完成漂移值高
    
    样品水分释放不完全,可增加萃取时间,或加入溶剂辅助水分释放
    
    故障3:滴定无法结束
    
    样品与卡氏液发生副反应
    
    滴定杯密封性差
    
    指示电极被污染物包裹(可用适当溶剂清洗)

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