دستگاه کارل فیشر – قیمت خرید و فروش، انواع و کاربرد های آن

خواندن این مطلب 8 دقیقه زمان میبرد

دستگاه کارل فیشر به وسیله روش های شیمیایی مقدار آب موجود در مواد جامد ، حلال ها ، اسید های آلی ، الکل ها ، استر ها ، اتر ها ، انیدرید ها و نمک‏های معدنی آب ‏دار را به طور دقیق و در عرض چند دقیقه اندازه گیری می کند . به همین دلیل یکی از مهم ترین تجهیزات آزمایشگاهی است که در صنایع غذایی ، پتروشیمی ، دارویی ، آرایشی و بهداشتی ، چوب و کاغذ ، منسوجات و مصالح ساختمانی کاربرد بسیار فراوانی دارد .

اساس کار این دستگاه بر پایه ی تیتراسیون کارل فیشر است . کارل فیشر نام شیمی دان آلمانی است که برای اولین بر از این روش برای سنجش میزان آب موجود در مواد استفاده کرد . این روش در بین روش های مختلف دیگر بالاترین ضریب اطمینان را دارد .

فهرست مطالب

بهتر است بدانیم که :

در روش تیتراسیون کارل فیشر مولکول های آب موجود در نمونه ، در حضور SO_۲ و حلال متانول ، با مولکول های ید واکنش می دهد . واکنش مولکول های آب و ید با نسبت استوکیومتری ۱ به ۱ انجام می گیرد . از طریق اندازه گیری میزان مصرف ید به روش الکتروشیمیایی ، آب موجود در نمونه قابل اندازه گیری است .

نکته :

دستگاه کارل فیشر در دو نوع کارل فیشر حجم سنجی (Volumetric ) و کارل فیشر کولن سنجی (Culometric ) تولید می شود .

در مقاله ی پیش رو از نشریه علمی جهان شیمی فیزیک به معرفی و بررسی دستگاه کارل فیشر ، انواع ، کاربرد و قیمت خرید و فروش آن می پردازیم .

دستگاه کارل فیشر چه انواعی دارد ؟
تیتراسیون کارل فیشر حجم سنجی با کولن سنجی چه تفاوتی دارد ؟
دستگاه کارل فیشر چه کاربردی دارد ؟
قیمت خرید و فروش دستگاه کارل فیشر
دستگاه کارل فیشر چه مزایایی دارد ؟
روش کار دستگاه کارل فیشر کولن سنجی چگونه است ؟
روش کار دستگاه کارل فیشر حجم سنجی چگونه است ؟

دستگاه کارل فیشر چه انواعی دارد ؟

این دستگاه متناسب با کاربرد و حساسیت مورد نیاز در دو نوع دستگاه کارل فیشر حجم سنجی و کولن سنجی تولید می شود . در این قسمت به بررسی این دستگاه ها می پردازیم .

دستگاه کارل فیشر حجم سنجی

از این دستگاه برای تعیین مقدار آب در محدوده ی ۰.۰۰۱ تا ۱۰۰ درصد استفاده می شود . در این روش می توان نمونه های جامد یا خمیری را به طور مستقیم وارد ظرف تیتراسیون کرد . میزان آب نمونه ها با استفاده از حلال های آلی مناسب که مختص به نمونه مورد نظر است سنجیده می شود .

تعیین رطوبت در این دستگاه ، بر اساس مقدار یا حجم معرفی است که برای تبدیل آب ، مورد استفاده قرار می گیرد . در این روش ، نمونه ها را پیش از شروع تیتراسیون در یک حلال حل می کنند . اضافه کردن معرف تا زمانی که آب از آن خارج نشود ادامه دارد .

با وجود پیشرفت های زیادی که تا کنون در تولید معرف های کارل فیشر صورت گرفته است ، تیتر پایداری برای این گونه معرف ها وجود ندارد .

دستگاه کارل فیشر کولن سنجی

از این دستگاه برای اندازه گیری مقدار بسیار کم آب ( ۱۰ میکرو گرم تا ۱۰۰ میلی گرم ) در مایعات ، جامدات و گازها استفاده می شود .

برای این کار ، معرف و حلال در سلول تیتراسیون ترکیب می شود . نمونه را به صورت محلول ، وارد سلول تیتراسیون می کنند . در این هنگام ، با القای جریان الکتریکی معرف آزاد می شود . مقدار رطوبت موجود در مواد بر اساس مقدار جریان مورد نیاز برای تبدیل آب تعیین می شود .

تیتراسیون کارل فیشر حجم سنجی با کولن سنجی چه تفاوتی دارد ؟

در روش تیتراسیون حجم سنجی تیترانت به صورت مستقیم به ظرف نمونه اضافه می شود . در حالیکه در روش کولن سنجی تیترانت به صورت الکتروشیمیایی و به طور همزمان در ظرف نمونه ایجاد می شود .
معمولا روش کولن سنجی برای اندازه گیری و تشخیص مقادیر بسیار کم آب ( کمتر از ۵۰ تا ۱۰۰ ppm) مورد استفاده قرار می گیرد .
در روش حجم سنجی پتانسیل ثابت و در روش کولن سنجی جریان ثابت است.
در روش حجم سنجی ، ید فقط به عنوان تیترانت مورد استفاده قرار می گیرد . در حالی که در روش کولن ‏سنجی این ماده علاوه بر مصرف ، تولید هم می ‏شود .
در روش حجم سنجی ، حجم واکنشگر مورد اندازه گیری قرار می گیرد . در صورتیکه در روش کولن سنجی با استفاده از جریان و زمان عبور آن ، بار الکتریکی عبوری محاسبه می ‏شود .
تیتراسیون کولن سنجی ، روش حساس ‏تری است . زیرا اگر جریان یک میکروآمپری به مدت ١۰۰۰ ثانیه از محلول عبور کند ، حدود ٨ تا١۰ اکی والان گرم ماده ایجاد ویا از بین می رود .

دستگاه کارل فیشر چه کاربرد هایی دارد ؟

اساس کار دستگاه کارل فیشر بر پایه ی تیتراسیون است . این دستگاه برای تجزیه و تحلیل مستقیم میزان آب در صنایع مختلف و به عنوان یک روش قابل اعتماد و قوی کاربرد بسیار فراوانی دارد .

در این قسمت به برخی از کاربرد های مهم این دستگاه اشاره می کنیم :

در صنعت نفت برای تعیین انواع روغن های مختلف ، بنزین ، نفت و انواع برش های هیدروکربنی کاربرد دارد .
در صنایع غذایی برای تعیین مقدار آب در آب میوه ، عسل ، آرد ، ماکارونی ، چیپس و پودر کاکائو مورد استفاده قرار می گیرد .
در صنایع آرایشی و بهداشتی ، میزان رطوبت را در محصولات آرایشی و بهداشتی ، شامپوها ، کرم ها و خمیر دندان مشخص می کند .
در داروسازی از این دستگاه برای تهیه ی مواد اولیه ، مواد فعال ، بسترهای لیوفیلیزه ، قرص ها ، پماد ها و روغن ها استفاده می کنند .
این دستگاه میزان آب را در منسوجات ، چوب ، کاغذ و حتی در مصالح ساختمانی مانند زئولیت و سیمان مشخص می کند .

قیمت خرید و فروش دستگاه کارل فیشر

به دلیل اهمیت و کاربرد بسیار گسترده ای که انواع دستگاه های کارل فیشر دارند کارخانه های بسیاری در داخل و خارج از کشور به تولید آن اقدام کرده اند . قیمت این دستگاه متناسب با نوع تجهیزات و ساختار متفاوت است .

دستگاه های کارل فیشر تولید شده توسط کارخانه های داخل کشور در مقایسه با نمونه های مشابه تولید شده در کارخانه های خارج از کشور قیمت پایین تری دارند . از این رو خرید دستگاه های تولید شده در داخل کشور علاوه بر حمایت از تولیدات داخلی در صرفه جویی ارزی نیز موثر است .

هنگام خرید این دستگاه باید به این نکته توجه شود که محصول از ضمانت معتبر و خدمات پس از فروش برخوردار باشد .

دستگاه کارل فیشر چه مزایایی دارد ؟

از مزایای استفاده از دستگاه کارل فیشر می توان به موارد زیر اشاره کرد :

میزان آب موجود در نمونه ها را به دقت اندازه گیری می کند .
از دقت اندازه گیری بسیار بالایی برخوردار است .
برای تعیین مقدار آب ، مقدار کمی از نمونه مورد نیاز است .
سرعت آنالیز دستگاه بسیار بالا است و ظرف مدت چند دقیقه نتیجه را مشخص می کند .
رطوبت موجود در انواع مواد را اندازه گیری می کند .
دقت اندازه گیری دستگاه در تعیین مقدار آب از ۱۰۰ تا ۱۰۰٪ ppm است .

روش کار دستگاه کارل فیشر کولن سنجی چگونه است ؟

در این دستگاه بخش اصلی سل تیتراسیون از آندی که به شکل محلول است و آنالیت تشکیل شده است . محلول آند شامل یک الکل ، باز، گوگرد دی اکسید ( SO_۲ ) و ید ( I_۲ ) است . معمولا الکلی که مورد استفاده قرار می گیرد متانول یا دی اتیلن گلیکول مونومتیل اتر، و یک باز رایج ایمیدازول یا پیریدین است .

علاوه بر این ، سل تیتراسیون از یک قسمت کوچک ‏تر تشکیل شده که با یک شناور درون محلول آندِ قسمت اصلی قرار دارد . این دو قسمت به وسیله ی یک غشای یون ‏گزین از یکدیگر جدا شده‏اند .

هنگامی که جریان الکتریکی درون مدار برقرار می شود آند پلاتینی ید تولید می کند . واکنش زیر اکسیداسیون گوگرد دی اکسید توسط ید را نشان می‏دهد .

BI_۲ + BSO_۴ + B + H_۲O → ۲BH⁺I^– + BSO_۳

BSO_۳ + ROH → BH⁺ROSO_۳^–

معمولا از پیریدن ( C_۵H_۵N ) به جای B و از متانول ( CH_۳OH ) به جای ROHاستفاده می ‏شود . به این دلیل که تنها در مرحله اول آب مصرف می‏شود ، تیتراسیون در محیط غیر آبی یعنی پیریدین انجام می ‏شود . تمامی واکنش‏دهنده‏ها در حضور مقدار زیادی از پیریدین به صورت کمپلکس حضور دارند که در معادله آمده است .

نکته :

مرحله دوم که در حضور مقدار اضافه متانول انجام می‏شود در انجام موفقیت آمیز تیتراسیون نقش پر رنگی دارد . زیرا کمپلکس پیریدین- گوگرد تری‏اکسید همچنان می‏تواند طبق واکنش زیر آب جذب کند :

C_۵H_۵NSO_۳ + H_۲O → C_۵H_۵NHSO_۴H

این یک واکنش نامطلوب است که در صورت وجود مقدار زیاد متانول انجام نمی ‏شود .

نقطه پایانی تیتراسیون معمولا با روش پتانسیومتر ی مشخص می شود . همان طور که اشاره شد یکی از جفت الکترودهای پلاتینی در محلول آند شناور است . هنگام تیتراسیون بین دو الکترود ، مدار آشکارساز جریان ثابتی را برقرار می‏کند . قبل از نقطه اکی والان ، محلول حاوی یون های I^– و مقدار اندکی I_۲ است . در نقطه اکی والان ، مقداری ید اضافی به وجود می‏آید که موجب می شود دستگاه افت ناگهانی پتانسیل نقطه پایانی را نشان ‏دهد . از مقدار جریان مورد نیاز برای تولید ید تا نقطه پایان برای محاسبه مقدار آب موجود در نمونه استفاده می شود .

در این نوع دستگاه ، جریان ثابتی در مدار برقرار است که هنگام انجام واکنش های تیتراسیون و با ورود آب به ظرف واکنش به مرور کاهش می یابد . به محض اینکه آب به ظرف واکنش وارد شود ، در سطح الکترود با واکنشگر واکنش می دهد .

نکته :

دستگاه نمودار مقدار آب نمونه بر حسب میکرو گرم را نسبت به زمان واکنش نشان می دهد . بر اساس تعاریف مربوط به الکتریسیته ، یک کولن مقدار الکتریسیته ای است که توسط جریان ١آمپر و در مدت زمان ۱ دقیقه منتقل می شود . در روش کولن سنجی ، مقدار الکتریسیته لازم برای رسیدن به نقطه پایانی از طریق اندازه جریان و زمان لازم برای عبور آن محاسبه می شود . برای این محاسبه از معادله ی Q = It ، معادله ی نیم واکنش کاهشی مربوط به ید و معادله اصلی که مقدار آب نمونه را نشا می دهد استفاده می شود .

روش کار دستگاه کارل فیشر حجم سنجی چگونه است ؟

در این دستگاه از دو الکترود شناساگر پلاتینی ساکن استفاده می شود . علاوه بر این ، می توان از الکترود هایی از جنسAu ، Pt ، Hg وPd نیز استفاده کرد . زیرا نسبت به واکنش بی اثر بوده و الکترون را به خوبی انتقال می دهد .

اساس کار تیتراسیون حجم سنجی مشابه تیتراسیون کولن‏سنجی است . تفاوت این دو روش در این است که در تیتراسیون حجم سنجی محلول آند به عنوان محلول تیتران مورد استفاده قرار می ‏گیرد . نقطه ی پایانی تیتراسیون می تواند به طور همزمان و به وسیله پتانسیومتری تعیین شود .

هنگامی که آب موجود در نمونه ، پس از انجام واکنش اکسایش – کاهش پایان یابد مقدار ید اضافی که در محیط وجود دارد با یون های I^– یون های I_۳^– تولید می کند . این یون رنگ محلول واکنش را به رنگ زرد تغییر می دهد . این تغییر رنگ نشان دهنده ی پایان واکنش است .

برچسب ها