Karl Fischer method / วิธีคาร์ล ฟิสเชอร์

2021-12-01 16:34:57

Karl Fischer method คือวิธีการวัดปริมาณน้ำ (moisture content) ในอาหารวิธีหนึ่งที่เสนอโดย Karl Fischer ในปีค.ศ. 1935 โดยการไทเทรตตัวอย่างที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบด้วยสารละลายไอโอดีนในเมทานอล ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (sulfur dioxide)  และไพริดีน (pyridine) โดยไอโอดีนจะทำปฏิกิริยากับน้ำ เมื่อน้ำทำปฏิกิริยาจนหมด การไทเทรตสิ้นสุด สีของสารละลายจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลของไอโอดีนอิสระ วัดปริมาตรของไอโอดีนที่ใช้ในการไทเทรต 

วิธีนี้เป็นวิธีหนึ่งที่มีมาตรฐานในการหาปริมาณความชื้น ค่าที่ได้จากวิธีนี้มักใช้เป็นมาตรฐานเพื่อเปรียบเทียบกับวิธีการอื่นๆ ใช้ได้ดีกับตัวอย่างอาหารที่มีปริมาณน้ำน้อยมาก สามารถวัดปรมาณน้ำน้อยในระดับเป็นส่วนต่อล้านส่วน (ppm) 

 

ปฏิกิริยาของน้ำกับไอโอดีนและซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นมีดังนี้ 

 

2 H2O + SO2 + I2 = H2SO4 + 2 HI 

 

ไพริดีนใส่เพื่อจับกับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ เพื่อป้องกันการสูญเสียระหว่างปฏิกิริยา สารเคมีที่ใช้ในการเตรียมสารละลายต้องมีความบริสุทธ์สูง และสารที่ใช้ทำปฏิกิริยาว่องไวมากกับน้ำแม้มีปริมาณน้ำเพียงเล็กน้อย จึงจำเป็นต้องป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ที่ใช้ในการไทเทรตสัมผัสกับน้ำในบรรยากาศ 

วิธีนี้ประยุกต์มาใช้ในการหาความชื้นอาหารชนิดต่างๆ เช่น แป้งข้าวสาลี (wheat flour) ผงโกโก้ (cocoa powder) 

มอลต์สกัด (malt extract) โมลาส (molass) ชา และเครื่องเทศ (spice) เป็นต้น ค่าที่ได้มีความถูกต้อง แม่นยำมากกว่า 

การหาความชื้นด้วยวิธีการอบ และวิธีอื่นๆ และยังพบว่ามีประโยชน์มากในการหาความชื้นในผลิตภัณฑ์ประเภทไขมัน 

และน้ำมัน เช่น เนย (butter) น้ำมันพืช (vegetable oil) มาร์การีน (margarine) โดยเฉพาะผลิตภัณฑ์ที่มี ส่วนประกอบเป็นกรดไขมันชนิดไม่อิ่มตัว หากใช้วิธีการอบหาความชื้น เมื่อตัวอย่างสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (lipid oxidation) ซึ่งทำให้ค่าที่ได้ผิดพลาด 

วิธี Karl Fisher ใช้หาความชื้นในตัวอย่างได้ตั้งแต่ความชื้นในระดับ 1 ส่วนในล้านส่วน (ppm) จนถึงตัวอย่างที่มีน้ำ 100% ใช้เวลาในการไทเทรตต่อตัวอย่างเพียงไม่กี่นาที ค่าความชื้นที่ได้เป็นปริมาณน้ำทั้งหมดที่มีในตัวอย่าง ทั้งน้ำอิสระ (free water) และน้ำผูกพัน (bound water) 

 

ที่มา ; http://kb.psu.ac.th/psukb/bitstream/2553/2603/2/278844_app.pdf