Application Bulletin

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1 Nr. 275/1 d Application Bulletin Von Interesse für: Waschmittelanalyse A 1, 3, 12 Potentiometrische Zweiphasen-Titration anionischer Tenside in Waschpulvern und Flüssigwaschmitteln Zusammenfassung Die potentiometrisch indizierte Zweiphasen-Titration ist eine universelle Methode zur Bestimmung ionischer Tenside in Waschmitteln. Die erhaltenen Resultate sind mit denen der klassischen Zweiphasen-Titration nach Epton (Mischindikatorsystem Disulfinblau / Dimidiumbromid) vergleichbar. Das vorliegende Bulletin geht auf verschiedene Parameter ein, die die potentiometrische Tensidtitration beeinflussen können. Die gelieferten Informationen ermöglichen es dem Anwender, den Gehalt an anionischen Tensiden in nahezu allen Formulierungen präzise zu bestimmen. Allgemeines Einfluss weiterer Waschmittelinhaltsstoffe auf die Tensidtitration Neben anionischen Tensiden enthalten pulverförmige Waschmittel folgende Hauptbestandteile: Nichtionische Tenside (NIO-Tenside) Builder Bleichmittel Stellmittel Während NIO-Tenside keinen Einfluss auf die potentiometrische Zweiphasen-Titration der anionischen Tenside haben, führen die übrigen Inhaltsstoffe in unterschiedlichem Umfang zu einer Verringerung der Gesamtspannungsdifferenz und einer Verflachung der Titrationskurve. Besonders deutlich ist dieser Einfluss bei unlöslichen Buildern vom Zeolith-Typus. Bleich- und Stellmittel haben einen deutlich geringeren Einfluss. Abbildung 1 veranschaulicht, wie sich verschiedene Builder auf die Titrationskurve auswirken, die man bei der Titration eines linearen Alkylbenzolsulfonats (LAS) mit Hyamine 1622 erhält.

2 Potentiometrische Zweiphasen-Titration anionischer Tenside Seite 2 Abb. 1: Titration von LAS mit Hyamine 1622 in Gegenwart verschiedener Builder. Einfluss des ph-werts Wie bei allen Tensidtitrationen spielt der ph-wert auch bei der titrimetrischen Bestimmung anionischer Tenside in Waschmitteln eine entscheidende Rolle. Der ph- Wert der klassischen Zweiphasen-Titration nach der DGF-Methode* ist auf ph = 2 festgelegt. Im Falle der potentiometrisch indizierten Zweiphasen-Titration wird je nach verwendeter Indikatorelektrode bei einem ph-wert von 2 bzw. 3 gearbeitet. Nähere Einzelheiten dazu siehe unter «Analyse». Analyse pulverförmiger Waschmittel Generell lassen sich anionische Tenside in all den folgenden Produktklassen Universalwaschmittel Colorwaschmittel Feinwaschmittel Wollwaschmittel nach einer universellen Methode bestimmen. Je nach Art und Menge der enthaltenen Tenside, Builder und Bleichmittel resultieren steilere oder flachere Titrationskurven, die aber stets gut auswertbar sind. Abbildung 2 zeigt die Titrationskurven von vier verschiedenen Waschmitteln, die sich in ihrer Zusammensetzung stark unterscheiden. Bei der potentiometrischen Zweiphasen-Titration ergeben sich absolute Standardabweichungen zwischen 0,2 und 0,8 mmol / 100 g Probe. Die Wiederfindungsraten betragen %, bezogen auf die mit der klassischen Zweiphasen-Titration erhaltenen Werte. In Tabelle 1 sind die Titrationsergebnisse für verschiedene Produkttypen zusammengefasst.

3 Potentiometrische Zweiphasen-Titration anionischer Tenside Seite 3 Abb. 2: Titrationskurven einschliesslich erster Ableitung für vier verschiedene Waschmittel. Tabelle 1: Bestimmung anionischer Tenside in pulverförmigen Waschmitteln Produkttyp (Builder) (Phosphate) (Zeolith A) Colorwaschmittel (Zeolith A) (Zeolith P) Feinwaschmittel (Zeolith P) (Disilicat / Zeolith A) Äquivalente DGF H-III 10* mmol/100 g Äquivalente mmol/100 g Potentiometrische Zweiphasen-Titration Standardabweichuneffizient Variationsko- mmol/100 g % Wiederfindungsrate % 61,8 61,6 0,2 0,38 99,7 49,4 48,8 0,2 0,39 98,8 51,6 50,6 0,4 0,87 98,1 29,3 29,8 0,2 0,51 101,4 33,4 33,3 0,8 2,31 99,6 32,2 32,2 0,3 0,96 100,1 * Standardverfahren der Deutschen Gesellschaft für Fettwissenschaften (DGF); manuelle Zweiphasen-Titration nach Epton. Bestimmung von Seifen in pulverförmigen Waschmitteln Hierfür sind zwei Titrationen erforderlich. In einer ersten Titration bei ph = 2,0 werden nur die anionischen Tenside, in einer zweiten Titration bei ph = 11,5 die Summe der anionischen Tenside und der Seifen erfasst. Die Probeneinwaage sollte mindestens 200 mg betragen und derart bemessen sein, dass ein Titriermittelverbrauch von ca. 10 ml resultiert [c(titriermittel) = 0,005 mol/l]. Für diese Titrationen kann nur die Surfactrode Refill verwendet werden!

4 Potentiometrische Zweiphasen-Titration anionischer Tenside Seite 4 Die gut homogenisierte Probe wird in ein Becherglas eingewogen, in ca. 80 ml dest. Wasser gelöst, mit 0,2 ml TEGO add versetzt und der ph-wert der Lösung mit c(hcl) = 0,5 mol/l auf 2,0 eingestellt. Nach Zugabe von 20 ml Lösungsmittelgemisch bestimmt man die anionischen Tenside durch Titration mit c(hyamine 1622) = 0,005 mol/l. Zur Bestimmung der Summe der anionischen Tenside und der Seifen wiegt man eine geeignete Menge der gut homogenisierten Probe in ein Becherglas ein, löst in ca. 80 ml dest. Wasser, versetzt mit 0,2 ml TEGO add und stellt den ph-wert der Lösung mit c(naoh) = 0,5 mol/l auf 11,5 ein. Nach Zugabe von 20 ml Lösungsmittelgemisch wird mit c(hyamine 1622) = 0,005 mol/l titriert. Analyse von Flüssigwaschmitteln Mittels potentiometrisch indizierter Zweiphasen-Titration lassen sich anionische Tenside auch in Flüssigwaschmitteln ohne weiteres bestimmen. Dies gilt auch für Produkte mit einem hohen Anteil an nichtionischen Tensiden oder Betainen, bei denen die Titration in wässrigem Medium versagt. Beispiele hierfür sind Woll-/Seidenwaschmittel, Wollwaschshampoos, Reisewaschmittel und Produkte für die Handwäsche. Geräte und Zubehör DMS-Titrino 716, GP-Titrino 736, GPD-Titrino 751 oder Titroprocessor 726 Propeller-Stabrührer 722 Eventuell Probenwechsler 730 bzw. 717 mit zusätzlichen Dosinos 700 Double-Junction-Ag/AgCl-Bezugselektrode [gefüllt mit c(kcl) = 3 mol/l] Surfactrode Resistant oder Surfactrode Refill Kombinierte ph-glaselektrode Reagenzien Titriermittel c(hyamine 1622) = 0,005 mol/l: Ca. 2,24 g Hyamine 1622 werden in einen 1000-mL-Messkolben eingewogen, in dest. Wasser gelöst und zur Marke aufgefüllt. Die Titerstellung erfolgt gegen Natriumdodecylsulfat-Lösung (siehe unten). Salzsäure c(hcl) = 0,5 mol/l TEGO add ( X0) Lösungsmittelgemisch Methylisobutylketon (MIBK) : Ethanol = 1 : 1 (Volumenverhältnis) Pufferlösungen ph = 4,00 ( ), ph = 7,00 ( ) und ph = 9,00 ( ) zur Kalibrierung der ph-glaselektrode Bestimmung des Titers der Hyamine-1622-Lösung In einen 1000-mL-Messkolben werden 1,4565 ± 0,0005 g Natriumdodecylsulfat (99%) eingewogen, in dest. Wasser gelöst und zur Marke aufgefüllt. Diese Lösung besitzt eine Stoffmengenkonzentration von exakt 0,005 mol/l. Ca. 70 ml dest. Wasser, 0,2 ml TEGO add sowie 10,00 ml Natriumdodecylsulfat- Lösung werden in einem Becherglas vorgelegt. Man stellt den ph-wert der Lösung mit c(hcl) = 0,5 mol/l auf 2,0 (Surfactrode Refill) bzw. 3,0 (Surfactrode Resistant) ein, gibt 20 ml Lösungsmittelgemisch zu und titriert mit c(hyamine 1622) = 0,005 mol/l (Parameter siehe unter «Analyse»).

5 Potentiometrische Zweiphasen-Titration anionischer Tenside Seite 5 Titer = 10 / EP1 Der Titer wird als Mittelwert einer Dreifachbestimmung auf vier Dezimalen genau berechnet. Probenvorbereitung Pulverförmige Proben müssen über einen Probenteiler auf eine repräsentative Menge heruntergeteilt und in einer Ultrazentrifugalmühle homogenisiert werden. Im Falle von Rohstoffen ist es empfehlenswert, eine Zwischenverdünnung in dest. Wasser herzustellen, da bei Direkteinwaage zu geringe Probenmassen eingesetzt werden müssten. Analyse In ein Becherglas werden ca. 200 mg des probengeteilten und homogenisierten Waschpulvers eingewogen. Nach Zugabe von ca. 80 ml dest. Wasser sowie 0,2 ml TEGO add stellt man den ph-wert der Lösung mit c(hcl) = 0,5 mol/l auf 2,0 (Surfactrode Refill) bzw. 3,0 (Surfactrode Resistant) ein, setzt 20 ml Lösungsmittelgemisch zu und titriert unter kräftigem Rühren* mit c(hyamine 1622) = 0,005 mol/l. * Es ist sehr wichtig, dass die beiden Phasen gut durchmischt werden und sich eine Emulsion bildet, ohne dass dabei Luftblasen eingerührt werden oder es zur Bildung eines Rührtrichters kommt. Parametereinstellungen (DET-Modus) 1. Surfactrode Refill (ph = 2,0) Rohstoffe, Wasch- und Reinigungsmittel: Messpkt.dichte 2 Min.Inkrement 50 µl Titr.Geschw. max. Messw.Drift aus Wartezeit 15 s Pause (vor Titration) 30 s 2. Surfactrode Resistant (ph = 3,0) Rohstoffe: Wasch- und Reinigungsmittel: Messpkt dichte 0 0 Min.Inkrement 150 µl 150 µl Titr.Geschw. max. max. Messw.Drift 10 mv/min 5 mv/min Wartezeit 120 s 300 s Pause (vor Titration) 60 s 300 s

6 Potentiometrische Zweiphasen-Titration anionischer Tenside Seite 6 Berechnung mmol anionische Tenside / 100 g Probe = V * t * c * 100 / E V = Titriermittelverbrauch in ml t = Titer des Titriermittels c = 0,005 (Konzentration des Titriermittels in mol/l) E = Probeneinwaage in g Die Resultate werden in mmol / 100 g Probe mit maximal vier Ziffern (inklusive einer Dezimale) angegeben. Abb. 3: Titrationskurve einschliesslich erster Ableitung für die Analyse eines Waschmittels unter Verwendung der Surfactrode Refill. Abb. 4: Titrationskurve einschliesslich erster Ableitung für die Analyse eines Waschmittels unter Verwendung der Surfactrode Resistant.