Dosage d’eau par la méthode de titration Karl Fischer

Qu’est ce que la méthode Karl Fischer ?

La méthode Karl Fischer est une méthode précise de titration chimique de la teneur en eau ou en humidité contenue dans des produits liquides ou solides. Elle est utilisable en laboratoire avec des appareils dédiés à cette méthode de détermination. Elle a été inventée par un chimiste allemand qui lui a donné son nom au 20^ème siècle.

La méthode Karl Fischer est une méthode de détermination chimique de la teneur en eau. Les autres méthodes proposées par Calnesis sont gravimétriques : ATG, dessication, etc.

Florian Rodrigues, Chargé d’affaires R&D, Calnesis

Comment fonctionne la méthode

Karl Fischer ?

Cette technique de titrage est basée sur une réaction chimique spécifique : l’oxydation du dioxyde de soufre par le diiode en présence d’eau.

Il existe deux familles d’instruments de laboratoire qui permettent de mettre en œuvre ces dosages de teneur en eau. 

Dosage volumétrique

La méthode volumétrique Karl Fischer consiste à mesurer la teneur en eau d’une solution par ajout progressif de réactif jusqu’à détection du point d’équivalence. La détermination volumétrique de la teneur en eau nécessite un appareil spécifique nommé titrateur ou titreur volumétrique Karl Fischer. Il est parfois automatique.

Dosage coulométrique

La méthode coulométrique Karl Fischer consiste à piloter la réaction de dosage électriquement. Pour cela, une faible quantité d’échantillon à analyser est placée dans une cellule de mesure contenant un mélange réactif. Ce mélange contient notamment du dioxyde de soufre et du diiode en excès. 

L’appareil utilisé pour cette approche est un coulomètre Karl Fischer. Il nécessite trois électrodes placées dans le réacteur :

• Une électrode en platine sur laquelle a lieu l’oxydation.
• Une seconde électrode de platine sur laquelle est produit du dihydrogène.
• Une troisième pour détecter l’équivalence, aussi appelé point de titrage ampérométrique.

Lorsque la tension lue à la troisième électrode diminue et revient à la normale, la titration est terminée. L’addition du courant total émis dans les électrodes en platine permet enfin de quantifier la quantité d’eau qui a été consommée par la réaction.

Cette méthode de mesure est particulièrement adaptée aux échantillons contenant une très faible teneur en d’eau (de quelques ppm à quelques %). L’appareil utilisé pour ce type de dosage est un coulomètre Karl Fisher.

Le dosage coulométrique est très adapté aux échantillons qui contiennent très peu d’eau : de quelques ppm à quelques %

Mickaël Simond, Président et Directeur commercial, Calnesis

Quelles sont les conditions requises pour mettre en œuvre cette technique de dosage ?

La détermination de la quantité d’eau par la méthode Karl Fischer est réalisable :

• pour des échantillons de pH compris entre 5,5 et 8. En dehors de cette zone, une correction de pH doit être effectuée avant l’analyse.
• Pour des composés ne comportant pas de fonction cétone ou aldéhyde. Sinon, une réaction parasite a lieu et nécessite l’utilisation de réactifs spécifiquement adaptés.
• Pour des solides solubles dans le réactif, souvent composé de méthanol.

Un test de faisabilité est souvent proposé pour s’assurer de la possibilité du dosage sur vos échantillons.

Jean-Claude Neyt, Directeur et Responsable Laboratoire, Calnesis