Applicazioni

In questo articolo si dimostra l'utilità della spettroscopia Raman portatile in quanto strumento versatile per la tecnologia analitica di processo (PAT), ai fini dell'identificazione di materie prime, del monitoraggio in-situ delle reazioni nello sviluppo dei principi attivi farmaceutici (API) e per il monitoraggio dei processi in tempo reale. L'identificazione delle materie prime serve per la verifica dei materiali di partenza come richiesto dal Piano di cooperazione nelle ispezioni farmaceutiche (PIC/S) e dalle Buone prassi di fabbricazione correnti (cGMP) e può essere attuata subito con lo strumento Raman palmare. I sistemi Raman portatili consentono agli utenti di eseguire misure per la comprensione dei processi e anche per fornire prove di concetto per le misure Raman da implementare in impianti pilota o siti di produzione su larga scala. Che sia utilizzato per le reazioni note eseguite in modo ripetitivo oppure per il monitoraggio di processo online continuo delle reazioni, Raman offre una soluzione pratica per la comprensione del processo e la base del controllo del processo.

Con uno spettrometro Raman portatile, è stata ottenuta la quantificazione della funzionalizzazione di un polimero idrosolubile. Lo spettro Raman fornisce bande forti e uniche sia per il polimero iniziale che per quello completamente reagito. Ciò permette lo sviluppo di un'analisi quantitativa semplice e robusta della percentuale di funzionalizzazione del polimero. Al momento, questo è il metodo utilizzato regolarmente nel laboratorio di controllo qualità di un impianto di produzione.

Sebbene il processo di costruzione, convalida e utilizzo di un metodo sia ben definito attraverso il software, la robustezza del metodo dipende dalla pratica corretta di campionamento, convalida e manutenzione del metodo. In questo documento, descriveremo in dettaglio le pratiche raccomandate per l'utilizzo del metodo multivariato con NanoRam -1.064. Queste pratiche sono raccomandate per gli utenti finali che operano nell'ambiente farmaceutico e possono essere estese anche ad altri settori. Questo documento è inteso come riferimento generale per gli utenti di NanoRam-1.064 che vorrebbero costruire una SOP per lo sviluppo, la convalida e l'implementazione del metodo.

L'utilizzo della spettroscopia Raman per l'analitica di processo nell'industria farmaceutica e chimica continua a crescere grazie alle sue misure non distruttive, ai tempi rapidi di analisi e alla capacità di eseguire analisi sia qualitative che quantitative. Gli algoritmi di pre-elaborazione spettrale sono abitualmente applicati ai dati spettroscopici quantitativi, al fine di migliorare le caratteristiche spettrali riducendo al minimo la variabilità non correlata all'analita in questione. In questa nota tecnica vengono trattate le principali opzioni di pre-elaborazione pertinenti alla spettroscopia Raman, con esempi di applicazioni reali, e vengono esaminati gli algoritmi disponibili nel software B&W Tek e Metrohm in modo che il lettore si senta a suo agio nell'applicarli per costruire modelli quantitativi Raman.

L'ossidrile è un gruppo funzionale importante e la conoscenza del suo contenuto è richiesta in molti prodotti intermedi e di uso finale come polioli, resine, materie prime della lacca e grassi (industria petrolifera). Il metodo di test descritto determina i gruppi ossidrilici primari e secondari.Il numero di ossidrile viene definito come il mg di KOH equivalente al contenuto di ossidrile di 1 g di campione. Il metodo più frequentemente descritto per la determinazione del numero di ossidrile è la conversione con anidride acetica in piridina con successiva titolazione dell'acido acetico rilasciato: H C-CO-O-CO-CH + R-OH -> R-O-CO-CH + CH COOH Tuttavia questo metodo presenta gli svantaggi seguenti: il campione deve essere fatto bollire sotto riflusso per 1 h (tempo di reazione lungo e trattamento laborioso e costoso del campione) - il metodo non può essere automatizzato - piccoli numeri di idrossile non possono essere determinati con esattezza - deve essere utilizzata piridina, che è sia tossica che di cattivo odore Entrambi gli standard, ASTM E1899-08 e DIN 53240-2, offrono metodi alternativi che fanno non richiedono preparazione manuale del campione e quindi possono essere completamente automatizzati: il metodo suggerito si basa sulla reazione dei gruppi ossidrilici legati ad atomi di carbonio primari e secondari con eccesso di toluene-4-sulfonil-isocianato (TSI) per formare un carbammato acido.Quest'ultimo può quindi essere titolato in un mezzo non acquoso con la base forte idrossido tetrabutil-ammonio (TBAOH). Il metodo suggerito in si basa sulla acetilazione catalizzata del gruppo idrossile. Dopo l'idrolisi dell'intermedio, l'acido acetico residuo viene titolato in un mezzo non acquoso con una soluzione alcolica di KOH.Il presente lavoro dimostra e tratta una modalità semplice per determinare il numero di ossidrile secondo ASTM E1899-08 o DIN 53240-2 con un sistema di titolazione completamente automatizzato per una grande varietà di campioni di oli industriali.

La presenza di acqua in eccesso nelle plastiche compromette la performance degli oggetti polimerici, ecco perché la determinazione dell'acqua è di cruciale importanza. Questo articolo descrive la determinazione precisa e semplice del contenuto di acqua con il metodo del forno Karl Fischer con dieci tipi diversi di plastica che non sono suscettibili di titolazione diretta Karl Fischer. Gli esperimenti hanno rivelato che, oltre alla determinazione della temperatura del forno, la preparazione del campione è una delle fasi più importanti dell'analisi, specialmente nel caso di campioni di plastica igroscopici.

Il Combustion-IC-System proposto permette la rilevazione completamente automatizzata di alogeni organici e composti di zolfo in tutti i campioni combustibili. Sia il controllo automatico di digestione per combustione dal sensore tramite fiamma e la gestione dei liquidi professionale garantiscono la massima precisione e accuratezza. Questo poster descrive la determinazione del contenuto di alogeni e zolfo in uno standard polimerico certificato, un un materiale di riferimento del carbone, nel lattice e nei guanti in vinile.

I composti carbonilici (CC) sono presenti in molti prodotti quali bio-oli e combustibili, solventi ciclici e aciclici, aromi e oli minerali. I composti carbonilici possono essere responsabili dell'instabilità di questi prodotti durante lo stoccaggio o la lavorazione. In particolare, è noto che i bio-oli di pirolisi causano problemi durante lo stoccaggio, la manipolazione e l'upgrading. In questo bollettino si descrive un metodo di titolazione analitico acquoso e non acquoso per la determinazione dei composti carbonilici mediante titolazione potenziometrica.

L'indicazione del punto finale della titolazione dei gruppi terminali debolmente alcalini o debolmente acidi in soluzione non acquosa non è sempre facile. Utilizzando un titolante adatto (TBAH = tetrabutilammonio per gruppi terminali carbossilici; acido perclorico per gruppi terminali amminici) è possibile un miglioramento.Con la selezione di alcool benzilico come solvente è stato ottenuto anche un miglioramento nella valutazione. Altrettanto importante è la scelta della combinazione dell'elettrodo e dell'ordine di misurazione.La potenziometria differenziale con la tecnica a tre elettrodi porta grande miglioramento nelle titolazioni in soluzioni poco conduttive. I segnali rumorosi sono eliminati.

In questo Application Bulletin si fornisce una panoramica della determinazione volumetrica del contenuto d'acqua secondo Karl Fischer. Si descrive, tra l'altro, l'uso di elettrodi, campioni e standard idrici. Le procedure e i parametri descritti sono conformi alla norma ASTM E203.

Questo Application Bulletin descrive un semplice metodo polarografico per la determinazione del monomero stirene nei polimeri. Il limite di determinazione è di 5 mg/L. Lo stirene viene convertito con nitrito di sodio prima della determinazione nella pseudonitrosite elettrochimicamente attiva.

Questo Application Bulletin fornisce una panoramica della determinazione coulometrica del contenuto d'acqua secondo Karl Fischer. Descrive, tra l'altro, il trattamento di elettrodi, campioni e standard idrici. Le procedure e i parametri descritti sono conformi alla norma ASTM E1064.

L'acido maleico e fumarico può essere ridotto elettrochimicamente ad acido succinico. In soluzioni acide non è possibile una differenziazione dei due acidi, in quanto entrambi sono ridotti allo stesso potenziale. Tuttavia, la separazione a pH = da 7,8 a 8,0 è abbastanza possibile poiché l'acido fumarico a bassa concentrazione di protoni è più difficile ridurre (a causa di isomeria cis-trans) rispetto all'acido maleico.

Il 4-carbossibenzaldeide, in seguito definito 4-CBA, può essere ridotto in una soluzione ammoniacale direttamente all'elettrodo a goccia di mercurio (DME). Dopo una preparazione molto semplice, a quel punto è possibile determinare rapidamente e precisamente la concentrazione di 4-CBA nell'acido politereftalato, mediante polarografia, fino alla gamma ppm inferiore.

I poliuretani sono tra i tipi di plastica utilizzati più comunemente. Essi vengono prodotti dalla reazione dei polioli grezzi con gli isocianati. A seconda del materiale di partenza, è possibile ottenere un'ampia varietà di materiali plastici. La determinazione del numero di acidità, del numero di ossidrile e del contenuto di isocianati gioca un ruolo importante nell'analisi delle materie prime dei materiali plastici.Di solito, il numero di acidità della materia prima poliolio viene utilizzato nel controllo di qualità per garantire l'uniformità batch-to-batch. Inoltre, esso viene utilizzato come fattore di correzione per il calcolo del vero numero di idrossile. In questo Application Bulletin si descrive la determinazione del numero di acidità secondo le norme ASTM D4662 e ASTM D7253.Una materia prima utilizzata per i poliuretani sono i polioli. I polioli contengono più gruppi idrossile. Pertanto, il numero di idrossile della materia prima è correlato direttamente alla quantità di polioli presenti e rappresenta dunque un parametro di controllo di qualità importante. In questo Application Bulletin si descrive la determinazione del numero di idrossile secondo le norme ASTM E1899 e DIN 53240-3.Poiché i polioli reagiscono stechiometricamente con gli isocianati, conoscere il contenuto di isocianati è un importante parametro di qualità per la produzione dei poliuretani. In questo documento si descrive la determinazione secondo le norme EN ISO 14896 metodo A, ASTM D5155 metodo A e ASTM D2572.

Questo Application Bulletin descrive la determinazione della stabilità termica del PVC secondo ISO 182 parte 3, dopo il processo di disidroclorazione tramite 895 Professional PVC Thermomat. Il dispositivo consente la determinazione completamente automatica del tempo di stabilità. Il test è adatto al monitoraggio della produzione e della lavorazione di prodotti in PVC stampati a iniezione, al loro test iniziale, alla caratterizzazione e al confronto di prodotti in PVC e per testare l'efficacia di stabilizzanti termici.

L'estrazione di gas o il metodo del forno possono essere utilizzati in linea di principio per tutti i campioni che rilasciano acqua quando vengono riscaldati. Il metodo del forno è indispensabile nei casi in cui la titolazione diretta volumetrica o coulometrica Karl Fischer non sia possibile, sia perché il campione contiene componenti interferenti sia perché il campione è molto difficile o impossibile da collocare nella cella di titolazione per la sua consistenza.Questo Application Bulletin descrive la determinazione automatica del contenuto d'acqua utilizzando la tecnica del forno e la titolazione coulometrica KF riportando l'esempio di campioni dell'industria alimentare e delle materie plastiche, nonché dell'industria farmaceutica e petrolchimica.

Il sistema di titolazione presentato è utilizzabile per la determinazione completamente automatica dell'indice di ossidrile (HN) secondo le norme ASTM E1899 ed EN ISO 4629-2. Il metodo consente la determinazione di polioli e oxo-oli senza dover bollire a ricadere o preparare il campione in altro modo ed è pertanto un grande vantaggio per i laboratori che devono gestire un flusso elevato di campioni.Le norme EN 15168 e DIN 53240-3 si basano sullo stesso metodo analitico della norma ASTM E1899.

Questo bollettino descrive una procedura per determinare l'indice di bromo (BI) utilizzando la titolazione coulometrica. L'indice di bromo è la frazione di composti insaturi reattivi (principalmente doppi legami C = C) in idrocarburi nel settore petrolchimico. I doppi legami sono separati con l'aggiunta del bromo.

Questo Application Bulletin illustra alcune applicazioni per l'industria dei polimeri effettuate tramite strumenti NIR. Questo bulletin contiene analisi di vari parametri in una vasta gamma di campioni. Il numero di ossidrile è uno dei parametri più noti che può essere rapidamente determinato mediante spettroscopia nel vicino infrarosso. Questo bulletin contempla anche la determinazione del numero di idrossile in ambiti diversi e in diversi tipi di polioli. Ogni applicazione descrive il campione e lo strumento originariamente utilizzato per l'analisi, nonché gli strumenti consigliati e i risultati.

Determinazione di sodio, ammonio e potassio nei polieteri mediante cromatografia cationica con successiva rilevazione diretta della conducibilità.

Determinazione di sodio e potassio in una soluzione di polioli mediante cromatografia cationica con successiva rilevazione diretta della conducibilità.

I polioli sono importanti materie prime per la produzione di poliuretani. Le impurità nelle materie prime hanno una grande influenza sulla reazione e compromettono la qualità del prodotto finale. I metalli alcalini sono catalizzatori particolarmente forti per le reazioni lineari o ramificate. Un metodo veloce e preciso per la loro determinazione simultanea è la cromatografia ionica dopo l'eliminazione in linea della matrice.

L'1,3,5-triossano è un composto eterociclico che si forma mediante la trimerizzazione di formaldeide. Il triossano viene utilizzato per la produzione di materie plastiche in resina acetalica come il poliossimetilene (POM) nonché di combustibili solidi. Le soluzioni acquose di 1,3,5-triossano contengono spesso tracce di trietilammina che deve essere quantificata. Ciò avviene sulla colonna Metrosep C 3 - 250/4,0 con successiva rilevazione diretta della conducibilità.

La determinazione di alogeni e zolfo nei residui è importante. La combinazione in linea del Combustion Module Mitsubishi con il Metrohm IC è un metodo adatto per questo tipo di campioni. Gli indici di recupero vengono analizzati con un materiale di riferimento certificato, per esempio un polietilene a bassa densità (low-density polyethylene, LDPE).Parola chiave: piroidrolisi

I guanti in latex vengono utilizzati in ambienti sterili per evitare le contaminazioni. Nelle centrali elettronucleari è vietato l'uso di guanti che liberano alogenuri e solfati corrosivi. Il contenuto complessivo di alogeni e zolfo viene determinato tramite la Combustion Ion Chromatography. Per verificare la parte eluente di alogeni e solfati nei guanti viene effettuato un test degli eluati. La preparazione del campione consiste in preconcentrazione ed eliminazione della matrice (MiPCT-ME), come descritto in AN-S-304.Parola chiave: piroidrolisi

La Combustion Ion Chromatography unisce la combustione proidrolitica dei campioni e l'assorbimento dei gas di combustione risultanti in una soluzione acquosa ossidante che viene poi inserita in un ionocromatografo per l'analisi di alogenuri e zolfo (come solfato). La combustione e analisi dei materiali certificati (ZRM) illustra l'affidabilità della Metrohm Combustion Ion Chromatography.Parola chiave: piroidrolisi

Il poliisobutene (PIB) è una materia prima importante per molti prodotti. Per garantirne la qualità è necessario determinare il contenuto di fluoro. Questo compito viene eseguito facilmente tramite la Metrohm Combustion Ion Chromatography con sensore a fiamma ed eliminazione in linea della matrice.Parola chiave: piroidrolisi

La Direttiva sulla restrizione all'uso delle sostanze pericolose (RoHS) impone la riduzione del contenuto di alogeni in molti materiali organici utilizzati nelle apparecchiature elettriche ed elettroniche. In questo contesto, c'è un grande interesse per l'uso di polimeri privi di alogeni. Metrohm Combustion IC con applicazione della tecnologia del sensore di fiamma e l'eliminazione della matrice in linea rappresenta un metodo indispensabile per controllare la presenza di alogeni nei polimeri ai sensi della norma IEC 60754. Il materiale polimerico esaminato contiene alogeni a un livello che arriva fino all'1%.

La gomma alobutilica viene spesso utilizzata nella produzione di tappi farmaceutici. È ideale per questa applicazione per via della bassa permeabilità ai gas e della sua resistenza chimica. I tappi di gomma butilica clorinati e brominati vengono analizzati per determinare il loro contenuto di alogeni e zolfo. I composti di alogeni e zolfo vengono rilasciati per idropirolisi e analizzati mediante successiva cromatografia ionica (IC).

Il polistirolo viene bromurato per aumentare le proprietà di non propagazione della fiamma. Infine, il polistirene bromurato ha una quantità di bromo compresa tra il 25 e il 35%. Per la determinazione del bromo mediante combinazione automatica di digestione per combustione e cromatografia ionica (CIC) occorre una soluzione di assorbimento appositamente ottimizzata per intrappolare tutto il bromo. In questo lavoro viene mostrata l'ottimizzazione della soluzione di assorbimento per campioni ad alto contenuto di bromo.

I materiali polimerici utilizzati a scopi edilizi e decorativi devono essere ignifughi. Per raggiungere il livello di resistenza necessario, al polimero base vengono aggiunti dei ritardanti di fiamma. Questi ultimi spesso sono dei composti organici alogenati. L'uso di tali componenti e la relativa concentrazione di alogeni introdotti possono essere determinati mediante IC a combustione. Il recupero sull'intero sistema è testato con unmateriale di riferimento certificato (CRM).

Le pellicole a base di estere di cellulosa vengono prodotte utilizzando i solventi clorurati. La quantità residua di solvente utilizzato per la produzione evapora nell'arco di pochi giorni in condizioni ambientali. La quantità di solvente residuo viene determinata mediante IC a combustione, attraverso la conversione del cloruro legato organicamente in cloruro mediante piroidrolisi. Il prodotto finale deve essere privo di qualsiasi solvente clorurato. Pertanto, i componenti essenziali di tali composti possono essere rilevati nell'analisi di controllo di qualità. L'applicazione di MiPT in questo studio ha consentito la calibrazione precisa e automatica da un singolo standard.

Gli alogenuri organici devono essere monitorati nell'ambiente. La cromatografia ionica a combustione (CIC) è utilizzata per un'analisi accurata degli alogeni nei solidi secondo EN 17813:2023.

Un elettrodo di riferimento è dotato di una tensione elettrochimica stabile e ben definita (a temperatura costante), che funge da riferimento per le tensioni misurate o applicate di una cella elettrochimica. Pertanto, un buon elettrodo di riferimento è stabile e non polarizzabile. In altre parole, la tensione di tale elettrodo rimane stabile nell'ambiente di utilizzo e anche al passaggio di una piccola corrente. In questa Application Note vengono elencati gli elettrodi di riferimento più usati con relativa gamma di utilizzo.

Le celle di misura TSC SW Closed e TSC Battery sono sistemi compatti progettati per misurare materiali sensibili all'aria o all'umidità, quali quelli usati nelle batterie. In questo documento vengono spiegate due procedure di prova. La prima procedura è eseguita con voltammetria ciclica (CV), mentre la seconda prevede l'uso della spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS).

L'Application Note AN-EIS-004 sui modelli circuitali equivalenti mostrava una panoramica dei diversi elementi circuitali utilizzati per costruire un modello circuitale equivalente. Dopo aver identificato un modello appropriato per il sistema in esame, il passaggio successivo dell'analisi dei dati consiste nella valutazione dei parametri del modello. Ciò avviene mediante la regressione non lineare del modello ai dati. La maggior parte dei sistemi di impedenza include un programma di adattamento dei dati. Questa Application Note mostra il modo in cui il software NOVA viene utilizzato per adattare i dati.

Questa Application Note descrive il vantaggio di una registrazione di dati grezzi nel dominio tempo per ciascuna frequenza durante una misura di impedenza elettrochimica.

Determinazione del contenuto di acqua nei chip di plastica tramite titolazione Karl Fischer. A causa del basso contenuto di acqua del campione, deve essere utilizzato il metodo del forno (200 °C) e la titolazione coulometrica.

Determinazione del contenuto di acqua di perossidi organici con titolazione Karl Fischer utilizzando il reagente a due componenti. Al fine di evitare reazioni collaterali indesiderate le determinazioni vengono effettuate a -20 °C.

La presenza di acqua nel polistirene espandibile (EPS) può avere ripercussioni negative sulle proprietà di isolamento termico poiché aumenta la conducibilità termica. In un ambiente con elevata umidità, l'EPS può assorbire altra acqua, con ulteriori ripercussioni sull'isolamento termico.Per l'analisi diretta del contenuto di umidità, mediante titolazione Karl Fischer, occorre estrarre l'acqua dall'EPS, procedura che prevede varie operazioni che richiedono parecchio tempo. Pertanto, per la determinazione del contenuto di acqua, è preferibile usare un sistema con forno. Visto che, una volta riscaldato, l'EPS si espande, non è possibile utilizzare le navette campione, come richiesto dalla standard ASTM D6869, poiché l'EPS contaminerebbe il sistema forno. In questa Application Note si descrive la determinazione del contenuto di acqua nell'EPS con un sistema forno mediante fiale per campioni chiuse. La determinazione richiede da 7 a 14 minuti a seconda del contenuto di acqua nel campione e delle dimensioni del campione.

Determinazione del contenuto di acqua nell'urea tramite titolazione Karl Fischer.

Determinazione del contenuto di acqua del 2-metil-1, 3-butadiene e 2,5-norbornadiene con titolazione Karl Fischer utilizzando una miscela solvente speciale per evitare reazioni collaterali indesiderate.

Determinazione del contenuto di acqua di piperidina e piperazina tramite titolazione Karl Fischer utilizzando una miscela solvente tamponata.

Determinazione del contenuto di acqua in melammina con titolazione Karl Fischer in una miscela solvente tamponata a 50 °C.

Determinazione del contenuto di acqua beta-caprolattame tramite titolazione Karl Fischer.

Determinazione del contenuto di acqua in cloruro di vinile tramite titolazione Karl Fischer.

Il contenuto di acqua, detto anche contenuto di umidità, nelle materie plastiche è un parametro di qualità importante, dal momento che influisce sulle proprietà e sulla capacità di lavorazione di alcune materie plastiche. Un contenuto di acqua elevato può causare la degradazione della plastica mediante idrolisi oppure imperfezioni superficiali. In più, può influire sulle proprietà fisiche di alcune materie plastiche.Per questa analisi viene utilizzata la tecnica con forno, dal momento che in caso di determinazione diretta del contenuto di acqua mediante titolazione Karl Fischer coulometrica i composti volatili presenti nelle materie plastiche produrrebbero delle interferenze. In questa Application Note si descrive la determinazione del contenuto d'acqua nei pellet in policarbonato utilizzando 885 Compact Oven Sample Changer e 899 Coulometer.

La determinazione del contenuto d'acqua tramite titolazione Karl Fischer volumetrica è una delle analisi più importanti in tutto il mondo. Utilizzando un sistema OMNIS composto da un titolatore OMNIS e da un OMNIS Sample Robot, è possibile l'analisi completamente automatica del contenuto d'acqua in vari prodotti e matrici. L'OMNIS Sample Robot è in grado di eseguire varie titolazioni diverse in parallelo. In questa Application Note presentiamo i risultati di una titolazione Karl Fischer volumetrica eseguita in parallelo a una titolazione acido-base acquosa sullo stesso sistema. Il contenuto d'acqua non è influenzato dalla titolazione acquosa eseguita in parallelo, consentendo la combinazione di titolazioni potenziometriche e titolazioni Karl Fischer sullo stesso sistema automatizzato.

I reagenti Karl Fischer contengono sostanze tampone (di solito l'imidazolo) poiché la costante di reazione dipende dal valore di pH. Pertanto un pH costante garantisce i risultati più ripetibili. Nel 2015, l'imidazolo è stato classificato dall'Unione europea come sostanza CMR (cancerogena, mutagena o tossica), con aggiunta della dichiarazione H360D che indica che la sostanza può essere nociva per la fertilità o un feto. D'altronde, è possibile acquistare altri reagenti privi di imidazolo. In questa Application Note si offre un riepilogo delle misure dei test eseguite con 34433 HYDRANAL™ NEXTGEN Coulomat AG-FI.