卡尔费休水分测定仪原理及注意事项
背景
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，形成氢碘酸吡啶和硫酸酐吡啶，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、加入萃取剂如氯仿型等。
《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。
卡氏滴定过程最佳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)
-
仪器推荐
-
仪器推荐
-
仪器推荐
-
仪器推荐
-
仪器推荐
