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H2O – two simple elements, oxygen (O) and hydrogen (H), fuse together to form one of the most important molecules in the world: water. Water is everywhere on Earth and it is vital for our health and survival.
Oft enthält es andere Ionen wie Calcium, Magnesium und Chlorid, die für das Funktionieren des menschlichen Körpers unerlässlich sind. In bestimmten Situationen wird jedoch ultrareines Wasser (UPW) benötigt, um z. B. Injektionen oder andere in Krankenhäusern verwendete Lösungen herzustellen. Wie wird die Qualität von UPW sichergestellt, damit es für solche medizinischen Zwecke stets geeignet ist? Die Antwort auf diese Frage gibt die USP <645>. In dieser Norm wird erläutert, wie die Wasserqualität bestimmt werden kann und wie diese Analyse durchgeführt werden muss.
Geräte und Zubehör
Für diese Analyse wird ein Messgerät benötigt, das sowohl die Leitfähigkeit als auch den pH-Wert messen kann. Steht kein kombiniertes Gerät zur Verfügung, kann man auch zwei getrennte Geräte verwenden. Dann ist eine pH-Elektrode, die speziell für die Bestimmung des pH-Wertes von Wasser geeignet ist, und eine Leitfähigkeitsmesszelle für die Messung niedriger Leitfähigkeiten erforderlich. In diesem Fall sind die Aquatrode plus und die Edelstahl-Leitfähigkeitsmesszelle von Metrohm zu empfehlen.
Abbildung links:
Die Aquatrode plus spricht in ionenarmen Matrices (z.B. Reinstwasser) sehr schnell an und der Brückenelektrolyt kann dank des Double-Junction-Systems frei gewählt werden.
Abbildung rechts:
Die Leitfähigkeitsmesszelle aus Edelstahl wurde speziell für Messungen in Proben mit geringer Leitfähigkeit entwickelt. Mit einer Zellkonstante von c = 0,1 cm-1 ist sie ideal für Leitfähigkeiten im Bereich von 0-300 µS/cm. Der eingebaute Temperatursensor macht die Handhabung noch einfacher, da kein separater Temperaturfühler benötigt wird.
USP <645> procedure
Now that the necessary instrumentation has been introduced, it’s time to take a look at the standard procedure itself. At first glance this looks a bit difficult as it is a three-step analysis, or actually a four-step analysis if you count the calibration as well.
Step 1: First, calibrate the pH electrode and the stainless steel conductivity cell (sensor). The pH electrode is calibrated with pH 4 and 7 solutions, whereas the stainless steel sensor is calibrated with a 100 µS/cm standard.
Find the standard solutions you need here:
Step 2: After calibrating the sensors, both the temperature of the water and the conductivity are measured without temperature compensation. If the measured conductivity is lower than the value mentioned in the table of USP <645>, then the requirement for the conductivity is met and the water can be used for medical purposes. If this is not the case, then step 3 must be performed.
Step 3: 100 mL water is transferred to an external titration vessel where its temperature is adjusted to 25 ± 1 °C. The water is stirred vigorously to incorporate carbon dioxide present in the air. If the conductivity does not change by more than 0.1 µS/cm per 5 minutes, the value is noted for further evaluation. If this value is below 2.1 µS/cm, then the water is usable for medical purposes. If not, then proceed with step 4.
Step 4: The solution is tempered to 25 ± 1 °C. Once the temperature is stable, 0.3 mL of saturated KCl solution is added and the pH of the water is measured. The pH value must lie between pH 5 and 7. If this is not the case, the water does not meet the requirements and must be discarded. If the pH is measured between 5 and 7, then the conductivity must additionally be lower as mentioned in the USP <645> table. If this is the case, the analysis passes and the water can be used for medical purposes.
Automatisierung von USP <645>
Die Analyse kann sehr zeitaufwendig sein. Deshalb hat Metrohm eine Lösung entwickelt, die diesen Prozess wesentlich vereinfacht. Unser System fasst all diese Schritte in einer Methode zusammen, so dass Sie eine Automatisierung ohne großen Aufwand durchführen und sich auf wichtigere Aufgaben konzentrieren können.
Um die Möglichkeiten des Messsystems zu erweitern, können die Module 856/867 gegen einen modularen OMNIS-Titrator ausgetauscht werden, der auch für andere potentiometrische Standardtitrationen verwendet werden kann.
Werfen Sie einen genaueren Blick auf unsere automatisierte Analyselösung
- Aquatrode plus zur genauen pH-Messung in ionenarmen Matrices
- Leitfähigkeitszelle aus Edelstahl für Proben mit geringer Leitfähigkeit
- Spezieller Halter zur Durchführung von Schritt 2 des Standardverfahrens
- Thermostatisiertes Gefäß (für Schritt 2)
- DIS-Cover-Deckel zum Schutz der Probe vor CO2-Aufnahme (vor Schritt 3)
- Stabrührer zur Sättigung der Lösung mit Kohlendioxid (für Schritt 3)
Fazit
Mit diesem kompletten System wird die Standardanalyse der UPW-Qualität nach USP <645> vollautomatisch und zuverlässig durchgeführt. Am Ende jeder Analyse erhält man eine klare Meldung, ob das deionisierte Wasser (UPW) den Test bestanden hat oder nicht. Die Handhabung ist sehr einfach und ermöglicht es dem Benutzer, mit einem Blick zu prüfen, ob eine Analyse bestanden wurde oder nicht.
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