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Validierung des Oven Sample Processors 774in Verbindung mit einem KF-Coulometermit Hilfe von Standard-Arbeitsanweisungen

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Application Bulletin 281/1 d

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									Application Bulletin 281/1 d

Validierung des Oven Sample Processors 774
in Verbindung mit einem KF-Coulometer
mit Hilfe von Standard-Arbeitsanweisungen
Von Interesse für:
Allgemein analytische Laboratorien; Pharmazie; Petrochemie; Kunststoffe, Fotoindustrie; Lebensmittelanalytik
F 1, 4, 5, 6, 7



Zusammenfassung                                               Prüfperioden
GLP (Good Laboratory Practice) fordert unter ande-            Eine jährliche Wiederholung der Prüfung erscheint
rem die periodische Überprüfung der analytischen              sinnvoll. Wenn ein Gerät im Dauerbetrieb eingesetzt
Geräte auf ihre Richtigkeit und Präzision anhand von          wird, kann eine häufigere Prüfungsfrequenz angezeigt
Standard-Arbeitsanweisungen (englisch: Standard               sein, z.B. alle sechs oder sogar alle drei Monate.
Operating Procedures = SOPs).                                 Eine ausserordentliche Validierung ist angezeigt,
Dem Anwender wird empfohlen, Metrohm-Geräte als               wenn eine oder mehrere Komponenten des Analy-
ganzes, integriertes Messsystem zu validieren, d.h.           sensystems ausgetauscht wurden.
eine Serie von Bestimmungen mit zertifizierten Stan-
dards durchzuführen und die Resultate kritisch mit
statistischen Mitteln zu beurteilen.                          Geräteinterne Prüfroutinen
Das Überprüfen der elektronischen Komponenten von             Metrohm-Geräte verfügen über interne Einschalttests
Messgeräten kann und soll im Rahmen eines regel-              und Prüfroutinen. Beim Einschalttest werden die An-
mässigen Service vom Fachpersonal der Hersteller-             zeige-Elemente überprüft und der Inhalt der Pro-
firma übernommen werden. Alle Metrohm-Geräte sind             grammspeicher via Checksummen-Test kontrolliert.
mit Start-up-Prüfroutinen versehen, die beim Ein-             Der Datenspeicher-Bereich wird mittels Schreib-
schalten des Geräts das einwandfreie Funktionieren            /Lesetest auf Funktionstüchtigkeit geprüft. Ausserdem
der relevanten Bauteile überprüfen. Wenn dabei keine          wird die RS-232-Schnittstelle einem eingehenden
Fehlermeldung angezeigt wird, kann davon ausge-               Test unterzogen.
gangen werden, dass das Gerät fehlerlos funktioniert.         Wenn Sie Ihre Geräte einer regelmässigen Wartung
Die Firma Metrohm liefert ihre Geräte ausserdem mit           unterziehen, können Sie im Allgemeinen auf die spe-
integrierten Diagnoseprogrammen aus, die es dem               zifische Validierung der Geräteelektronik verzichten.
Anwender erlauben, bei eventuell auftretenden Stö-
rungen oder Fehlverhalten das Funktionieren be-
stimmter Bauelemente zu überprüfen und den Fehler             Unterhalt und Service
zu lokalisieren. Diese Diagnoseprogramme können
                                                              Unerlässliche Voraussetzung für den GLP-konformen
auch in ein Validierungsverfahren integriert werden.
                                                              Betrieb aller im Labor eingesetzten Geräte ist deren
Als Richtlinie zur Erstellung einer Standard-Arbeitsan-       sorgfältige Pflege und Reinigung und insbesondere
weisungen zur Überprüfung des kompletten Analy-               der fachgerechte Umgang mit den Messgeräten. Die
sensystems schlägt Ihnen Metrohm das nachfolgend              zum Gerät gelieferte Gebrauchsanweisung sollte allen
beschriebene Verfahren vor. Die Grenzwertvorgaben             Labormitarbeitern zur Verfügung stehen. Wir empfeh-
sind als Vorschläge zu betrachten. Je nach den fir-           len darüber hinaus, alle relevanten Messgeräte einem
menspezifischen Anforderungen an die Genauigkeit              regelmässigen, jährlichen Service zu unterziehen.
des Messsystems sind diese Grenzwerte in der Stan-            Viele Metrohm-Vertretungen bieten für ihre Geräte
dard-Arbeitsanweisung eventuell neu festzulegen.              Wartungsverträge an.

Anwendungsbereich
Die vorliegende Prüfvorschrift ist auf folgende
Metrohm-Geräte anwendbar:
Oven Sample Processor 774 in Verbindung mit
KF-Coulometer 756 oder 831

Sinngemäss kann die Validierung auch mit dem KF
Thermoprep 832 durchgeführt werden.
Application Bulletin 281/1 d
Validierung des Oven Sample Processors 774
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Geräte und Zubehör                                      satz für den Heizblock des Oven Sample Processors
                                                        und einen Thermofühler umfasst. Der Thermofühler
«Stand alone»-System:                                   wird so weit in den Messeinsatz eingeführt, dass er im
•   2.774.0010   Oven Sample Processor                  Inneren des Messingkörpers bis auf den Boden reicht,
                                                        und mit Hilfe des mitgelieferten Inbusschlüssels fixiert.
•   2.756.0X10   KF-Coulometer oder                     Das komplette Prüftool wird an ein zertifiziertes, kali-
    2.831.0X10   KF-Coulometer                          briertes Thermometer (nicht bei Metrohm erhältlich)
•   6.2419.000   Probengefässe für 774                  angeschlossen und dann wie ein Probengefäss in den
•   6.1448.050   Septumverschlüsse                      Ofenblock des 774 eingesetzt und fixiert (vgl. dazu
                                                        Metrohm-Merkblatt Nr. 8.110.1661). Mittels der Tasta-
•   6.1808.040   Adapter für Nadel                      tur des Oven Sample Processors 774 setzt man die
•   6.1808.090   Adapter für Nadel                      zu überprüfende Temperatur auf 160 °C (falls bei der
•   2.728.0010   Magnetrührer                           anschliessenden Validierung des Gesamtsystems mit
                                                        Natriumtartrat-Dihydrat gearbeitet wird) bzw. 220 °C
•   6.2141.020   Remote-Kabel 774 – 756/831             (falls mit Kaliumcitrat-Monohydrat gearbeitet wird).
•   6.2125.110   Kabel 774 – 756/831                    Während der Temperaturmessung muss der Gasfluss
•   6.5618.000    Prüftool für Ofentemperatur 774       ausgeschaltet sein, da es aufgrund des durch die
                                                        Nadel ausströmenden Trägergases zu Kühleffekten
•   2.767.0010   Kalibrierter Messwertgeber             kommen kann.
•   Zertifiziertes, kalibriertes Temperaturmessgerät
    (nicht bei Metrohm erhältlich)                      Tastenfolge an der Tastatur 774:
•   Zertifiziertes, kalibriertes Flowmeter (nicht bei   Pumpe/Ventil ausschalten:
    Metrohm erhältlich)                                   <4>/<FLOW>
•   Analysenwaage (Mindestauflösung 0,1 mg)               <ENTER>
Für ein TiNet-gesteuertes System werden zusätzlich        <SELECT> (bis «Aus»)
folgende Kabel benötigt:                                  <ENTER>
•   6.2125.060   Kabel 774 – PC                         Ofentemperatur setzen:
•   6.2134.040   Kabel 756/831 – PC                        <5>/<HEATER>
Die Metrodata-Software TiNet 2.5 (6.6012.150) wird         «160» bzw. «220»
kostenlos mit dem Oven Sample Processor 774 gelie-         <ENTER>
fert.                                                      <ENTER>
                                                        Man wartet, bis die gewählte Temperatur am Oven
Reagenzien                                              Sample Processor 774 erreicht ist. Nach weiteren
                                                        20 min, die zur Einstellung des Temperaturgleichge-
•   HYDRANAL Coulomat AG Oven, Riedel-de Haën
                                                        wichts zwischen dem Ofen und dem Messingkörper
    Nr. 34739
                                                        des Prüftools erforderlich sind, wird die Temperatur
•   HYDRANAL Standard Sodium tartrate dihydrate,        am Thermometer abgelesen (Ist-Temperatur) mit der
    Riedel-de Haën Nr. 34803                            eingestellten Ofentemperatur (Soll-Temperatur) ver-
•   HYDRANAL Water Standard KF Oven (Kaliumci-          glichen. Die Differenz sollte <±4 °C sein. Bei Ofen-
    trat-Monohydrat), Riedel-de Haën Nr. 34748          temperaturen unter 150 °C wird dieser Grenzwert weit
                                                        unterschritten; bei höheren Temperaturen beträgt die
•   Molekularsieb, Porengrösse 0,3 nm, Metrohm Nr.
    6.2811.000                                          Abweichung bis zu ±4 °C aufgrund von bauartbeding-
                                                        ten Wärmestrahlungsverlusten am Prüftool. Bei Ofen-
•   Trägergas (Luft oder N2)                            temperaturen über 200 °C wird eine grössere Abwei-
                                                        chung gemessen (Differenz <±6 °C).
                                                        Bei Verwendung von TiNet wird die Ofentemperatur
Einzelprüfung der Geräte                                des 774 nach der Messung manuell wieder auf «INIT»
                                                        gesetzt:
Das Analysensystem bestehend aus Oven Sample
Processor 774 und KF-Coulometer 756 bzw. 831 (mit          <5>/<HEATER>
oder ohne TiNet) wird gemäss den Gebrauchsanwei-           <SELECT> (bis «INIT»)
sungen aufgestellt, angeschlossen und konfiguriert.
Im Falle eines TiNet-gesteuerten Systems müssen            <ENTER>
Sie vor der Durchführung der Tests die Geräte ein-         <ENTER>
schalten und dann die TiNet-Software starten.
                                                        Bei einem System ohne TiNet bleibt die gewählte
                                                        Temperatur für die spätere Messmethode des jeweili-
1. Oven Sample Processor 774                            gen Standards bestehen.

Zur Überprüfung der Ofentemperatur des 774 dient
die Messausrüstung 6.5618.000, die einen Messein-
Application Bulletin 281/1 d
Validierung des Oven Sample Processors 774
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Zur Kontrolle des Trägergasflusses des 774 wird ein          Voraussetzungen
zertifiziertes, kalibriertes Flowmeter (nicht bei
Metrohm erhältlich) am oberen Ende des Turms des             •   KF-Geräte sollten nicht in Räumen mit hohen
Oven Sample Processors in den Trägergasstrom                     Temperaturschwankungen aufgestellt werden. Sie
eingebunden. Die Abluftleitung des externen Flowme-              dürfen nicht neben Kühlthermostaten oder Heiz-
ters bleibt offen. Die Gasaustritts- und -eintrittsöffnung       körpern stehen. Wenn sich Wasserbäder oder
(«to drying flask» bzw. «from drying flask») an der              Waschbecken in unmittelbarer Nähe befinden,
linken Turmseite des 774 werden mit einem Schlauch               muss ein ausreichender Spritzschutz gewährleis-
kurzgeschlossen, d.h. die Trockenflasche wird abg-               tet sein.
hängt/überbrückt. Die Art des Trägergases muss               •   Die Versuchsanordnung muss vor direkter Son-
sowohl am internen als auch am externen Flowmeter                neneinstrahlung geschützt und Zugluft vermieden
eingestellt werden (Luft oder N2). Da bei der an-                werden. Das System muss im thermischen Gleich-
schliessenden Validierung des Gesamtsystems ein                  gewicht sein.
Feststoff als Standard verwendet wird, stellt man den
                                                             •   Die Waage sollte vorab validiert worden sein.
Gasfluss auf 40 mL/min ein. Das Prüf-Flowmeter wird
zunächst während 1 min mit dem entsprechenden                •   Als Trägergas wird i.d.R. Luft oder N2 verwendet.
Trägergas gespült. Nach weiteren 2 min werden die            •   Die Probengefässe und deren Septen müssen vor
Messwerte verglichen. Es ist zu beachten, dass das               Verwendung mindestens einen Tag lang bei La-
interne Flowmeter des Oven Sample Processors 774                 borbedingungen an der Luft konditioniert werden.
bei einer Temperatur von 0 °C und einem Druck von            •   Bei der Durchführung der KF-Wassergehalts-
1,013 bar kalibriert wurde. Falls die Kalibrierung des           bestimmung sind Handschuhe zu tragen, da die
externen Flowmeters nicht unter Normalbedingungen                Hautfeuchte einen Einfluss auf die Präzision der
erfolgte, muss dessen Messwert entsprechend umge-                Ergebnisse haben kann.
rechnet werden (vgl. Metrohm-Merkblatt Nr.
8.110.177). Andernfalls würden falsche Differenzen           •   Die Bestimmungsserie ist ohne zeitlichen Unter-
ermittelt und die Abweichung zwischen beiden Mess-               bruch durchzuführen.
geräten könnte unter Umständen grösser als der
Toleranzbereich von ±20% des Nominalwerts (für
                                                             Vorgehen
das Flowmeter des 774) sein. Die hier gesetzten
Werte werden für die anschliessende Validierung des          1. Titrationsparameter einstellen
Gesamtsystems beibehalten.
                                                             Im Allgemeinen können Standardparameter verwen-
                                                             det werden. Die relevanten Parameter sind in Tab. 1
2. KF-Coulometer 756/831                                     zusammengefasst.
Das KF-Coulometer 756 bzw. 831 wird mit der dem              Tab. 1:     Regel- und Titrationsparameter.
Kalibrierten Messwertgeber 767 überprüft. Dabei wird
genau nach dem Protokoll zur Messverstärkerprüfung                                     Parameter             Einstellung
vorgegangen (siehe Literatur).
                                                             Regelparameter            EP bei U              50 mV
                                                             Coulometrie:
                                                                                       Regelbereich          70 mV
Validierung des gesamten Analysen-                                                     Max.Rate              max. µg/min
systems                                                                                Min.Rate              15 µg/min

Für die Validierung des Gesamtsystems bestehend                                        Stoppkrit             rel.Drift
aus Oven Sample Processor 774 und KF-Coulometer                                        rel.Drift             5 µg/min
756 bzw. 831 werden die Messergebnisse aus einer
Serie von 6 bis 10 Analysen eines speziellen KF-             Titrationsparameter       Start Drift           10 µg/min
                                                             Coulometrie:
Ofen-Standards herangezogen. Es wird empfohlen,                                        I(pol)                10 µA
zertifizierte Festsubstanzen, wie Natriumtartrat-Dihy-
drat (gemäss USP 24 <921> Water Determination)               Vorwahl                   Generator I*          400 mA
                                                             Coulometrie:
oder Kaliumcitrat-Monohydrat zu verwenden. Diese
Reagenzien werden von den führenden Chemikalien-             Ofeneinstellungen:        Initialtemp.          abhängig von
herstellern angeboten.                                                                                       Probe,
                                                                                                             i.d.R. 50 °C
Zertifizierte feste Standardsubstanzen sind mit fol-
genden Wassergehalten erhältlich:                            Gasfluss:                 Flussrate**           40...60 mL/min
Natriumtartrat-Dihydrat       (15,66 ± 0,05)%                                          Gastyp                Luft oder N2
Kaliumcitrat-Monohydrat       (5,55 ± 0,05 )%                                          Faktor Gasfluss       1.0 (für Luft oder
                                                                                                             N2)
Die Ausheizdauer ist bei Festsubstanzen besonders
zu beachten. Sie sollte so gewählt werden, dass die          * Bei der Generatorelektrode mit Diaphragma wird der Parameter
Überführung des gesamten Wassers gewährleistet ist             Gerator I auf «auto» eingestellt.
und die Analysendauer dennoch in einem vernünfti-            ** Die Flussrate des Trägergases wird für Festsubstanzen auf
gen Rahmen bleibt (<30 min).                                    40 mL/min eingestellt (für flüssige Substanzen i.d.R. 60 mL/min).
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Validierung des Oven Sample Processors 774
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2. Durchführung der Analysen                              findet die eigentliche Bestimmung durch coulometri-
                                                          sche Karl-Fischer-Titration statt.
1. Wurden die Einzelprüfungen durchgeführt, ist dar-
auf zu achten, dass das System wieder in den funkti-      5. Es werden 6 bis 10 Bestimmungen mit gleichen
onsfähigen Zustand zurückversetzt wird, d.h. alle         Geräteeinstellungen und unterschiedlichen Einwaa-
Elektrodenkabel und Schläuche sind wieder korrekt         gen an Standard durchgeführt. Die Grösse der Ein-
anzuschliessen.                                           waagen soll in zufälliger Reihenfolge variiert werden;
                                                          die obere Einwaagegrenze ist dabei durch die Rea-
2. Bei der Validierung wird die Doppelhohlnadel des       genzkapazität von 1000 mg Wasser pro 100 mL ge-
Oven Sample Processors 774 wird mit einer verkürz-        geben. Für feste Standardsubstanzen werden Ein-
ten Einstichnadel für feste Proben (siehe Abb. 1)         waagen im Bereich 40 ... 80 mg empfohlen.
verwendet (hierfür sind spezielle Adapter erforderlich:
6.1808.040 und 6.1808.090). Diese dringt nur wenige       Zur Vorbereitung einer Bestimmungsserie werden die
Millimeter tiefer als die Abluftnadel in das Probenge-    entsprechenden Mengen an Standard in die Proben-
fäss ein. So wird eine Verwirbelung der Probe und         gefässe eingewogen und diese mit den Septen dicht
eine Kontamination der nachfolgenden Proben bzw.          verschlossen. Hierbei sind unbedingt Handschuhe zu
des Konditioniergefässes durch an der Nadelspitze         tragen.
haftende Substanz vermieden.                              In der Reihenfolge
                                                              1 x Systemvorbereitung
                                                              3 x Blindwert
                                                              6...10 x Standard
                                                          wird das Probenrack bestückt. Zusätzlich benötigt
                                                          man ein leeres Konditioniergefäss in der Spezialposi-
                                                          tion Nr. 36.
                                                          Zur Funktionalitätsprüfung des Gesamtsystems wird
                                                          vor jeder Bestimmungsserie ein sog. Systemvorberei-
                                                          tungsglas (leer) auf das Probenrack gestellt. Es folgen
                                                          drei leere Blindwertgläser. Der Mittelwert der Blind-
                                                          wertbestimmungen wird als Common Variable abge-
                                                          speichert und bei der Ergebnisberechnung entspre-
                                                          chend berücksichtigt (subtrahiert). Die Systemvorbe-
                                                          reitung und die Blindwertbestimmungen sind unter
                                                          genau den gleichen Bedingungen durchzuführen wie
                                                          die eigentlichen Probenanalysen.
                                                          6. Im Silo der TiNet-Software bzw. des KF-Coulo-
                                                          meters 756/831 werden die Probendaten sowie die
Abb. 1:   Probengefäss mit Doppelhohlnadel (Headspace-
                                                          zugehörigen Methoden eingegeben bzw. aufgerufen.
          Technik).
                                                          Im Falle eines TiNet-gesteuerten Systems sind dies
                                                          die folgenden Methoden:
3. Das Titriergefäss wird mit 150 mL des Reagenzes
HYDRANAL Coulomat AG Oven (Riedel-de Haën Nr.                 1 x SC 774, 756+831 Systemprepar
34739) gefüllt und mit einem Trockenrohr (mit fri-            3 x SC 774, 756+831 Blank value
schem Molekularsieb) verschlossen. Die Elektroden             6…10 x SC 774, 756+831 Water content
und die Trägergaszuleitung werden in das Gefäss
eingeführt. Es ist auf absolute Dichtigkeit gegen den     Hierbei handelt es sich um TiNet-Standardmethoden.
Eintrag von Luftfeuchte zu achten.                        Bei einem «Stand alone»-System müssen die ent-
4. Jede Analyse besteht folgenden Schritten:              sprechenden Methoden am KF-Coulometer 756/831
                                                          (Blank, KFC-B) und am Oven Sample Processor 774
•   Konditionierung des Titriergefässes                   eingestellt werden. Die Silo- und Statistikfunktion wird
•   Wasserextraktion aus der Probe                        aktiviert durch Drücken der Tasten <9>/<SILO> und
                                                          <7>/<STATISTICS> am KF-Coulometer.
•   Wassertransport in das Titriergefäss
•   Karl-Fischer-Titration                                6. Beim Arbeiten mit TiNet erfolgt die Steuerung voll-
                                                          ständig via Software. Die Bestimmungsserie wird über
•   Berechnung des Ergebnisses                            die TiNet-Schaltfläche <COND> (TiNet 2.5) bzw.
Beim Konditionieren wird das Titriergefäss unter Rüh-     <START> (TiNet 2.5 Compliant) gestartet.
ren trockentitriert, wobei der Oven Sample Processor      Ohne TiNet erfolgt die Steuerung über den Oven
774 in der sog. Konditionierposition steht. Dieser        Sample Processor 774; gestartet wird dann durch
Konditionierschritt ist vor jeder Bestimmung durchzu-     Drücken der Taste <START> am 774. Hierbei muss
führen. Anschliessend wird mittels eines trockenen        sich das KF-Coulometer im STOP-Zustand befinden.
Trägergasstroms in Kombination mit der erhöhten           Eine Softwaresteuerung ist jedoch in jedem Fall vor-
Temperatur des Ofens das Wasser aus der Probe             zuziehen, auch aufgrund der einfachen Datensiche-
getrieben und in das Titriergefäss überführt. Dort        rung in einer Datenbank, welche GLP-konform ist.
Application Bulletin 281/1 d
Validierung des Oven Sample Processors 774
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Die Bestimmungsserie wird gestartet und ohne Unter-         Rel. Standardabweichung
brechung durchgeführt.
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                                                            srel =             =
3. Empfehlungen zur Praxis                                                x              Mittelwert
Wasser ist allgegenwärtig. Achten Sie auf eine abso-
lut ‚wasserfreie’ Arbeitstechnik. Die Dichtigkeit der       Anforderung: Die relative Standardabweichung sollte
Titrierzelle ist unbedingt zu gewährleisten und sollte      ≤1.0 % sein.
regelmässig überprüft werden. Die KF-Zelle sollte mit
einem mit Molekularsieb gefüllten Trockenrohr               2. Richtigkeit (accuracy)
(6.1403.030) versehen sein. Sie sollte so wenig wie
                                                            Die Richtigkeit stützt sich allein auf den vom Herstel-
möglich geöffnet werden.
                                                            ler garantierten, zertifizierten Wassergehalt des Stan-
Eine saubere und exakte Arbeitsweise ist eine selbst-       dards. Bitte beachten Sie, dass Sie nur die vom Her-
verständliche und unentbehrliche Voraussetzung für          steller gefunden und garantierten Werte verwenden
die Validierung von Karl-Fischer-Titriergeräten.            (und nicht den allgemeinen Aufdruck auf dem Etikett).

                                                            Anforderung: Die Wiederfindung sollte zwischen 98-
Auswertung der Ergebnisse                                   102% liegen.
Für die Validierung von Messgeräten ist die Reprodu-
zierbarkeit (precision, dt. auch Präzision, Streumass)                           Mittelwert * 100
und die Richtigkeit der Messresultate (accuracy) rele-      Wiederfindung =
                                                                                     Sollwert
vant. Die Beurteilung dieser Grössen geschieht fol-
gendermassen:
                                                            3. Systematischer Fehler
Aus den 10 Bestimmungen werden die erhaltenen
                                                            a. Lineare Regression µg H2O/Einmass
Werte für die Berechnung des Mittelwertes x und der
absoluten Standardabweichung sabs herangezogen.             Zur Aufdeckung von systematischen Fehlern, z.B.
Diese Berechnungen können, wo vorhanden, mit der            methodenbedingten Störeinflüssen, arbeitstechni-
eingebauten Statistikfunktion direkt im Gerät, mit einer    schen Problemen, kann eine lineare Regression von
geeigneten Software (z.B. TiNet, Vesuv, Tabellenkal-        µg H2O gegen das Einmass in g berechnet werden.
kulation) am PC oder mit Hilfe eines Taschenrechners        Dazu sollte ein leistungsfähiger Taschenrechner oder
durchgeführt werden.                                        ein Statistikpaket bzw. eine Tabellenkalkulation auf
Da bei komplexen Berechnungen mit verschiedenen             einem PC verwendet werden. Das Einmass wird
Rechenhilfsmitteln, aufgrund unterschiedlicher Re-          dabei als x-Koordinate (unabhängige Variable) und
chengenauigkeit, leicht variierende Resultate erhalten      die gefundenen µg H2O als y-Koordinate (abhängige
werden können, sind die vom Gerät intern berechne-          Variable) angenommen. Die lineare Regression legt
ten Werte auf jeden Fall vorzuziehen.                       durch die Messpunkte eine Gerade und zwar so, dass
                                                            die Summe der Quadrate der einzelnen Abweichun-
Mittelwert                                                  gen minimal ist. Die Regressionsgerade wird be-
                                                            schrieben durch die Formel: y = bx + a, wobei “a” für
     x1 + x2 +K+ xn  1 n     Summe der Einzelwerte          den y-Achsenabschnitt und “b” für die Steigung der
x=                  = ∑ xi =                                Geraden steht (siehe Zeichnung unten).
            n        n i =1    Anzahl Einzelwerte
                                                            Systematische Fehler äussern sich in einer signifikan-
                                                            ten Abweichung der Nullpunktkoordinate der y-Achse
                                                            (engl. intercept), d.h. die berechnete Regressionskur-
                                                            ve aus den Wertepaaren µg H2O/Einmass schneidet
                                                            die y-Achse nicht genau im Ursprung des Koordina-
                                                            tensystems.

Standardabweichung

                                                        2
                                              n 
                                              ∑ xi 
                                      n
                                                   
            1 n
                            2       ∑ xi − i =1 n
                                         2


               ∑ ( x − x)
                                                                     asys
s abs =                         =   i =1

          n − 1 i =1 i                     n −1
                                                                                                     Einmass

1. Präzision bzw. Wiederholbarkeit (repeatability)

Die Wiederholbarkeit der Messung wird mit der relati-
ven Standardabweichung ausgedrückt.
Application Bulletin 281/1 d
Validierung des Oven Sample Processors 774
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asys als Mass für den systematischen Fehler berech-
net sich aus den Mittelwerten der x-Werte, den Mit-
telwerten der y-Werte und dem Regressionskoeffi-
zienten b (slope).                                                      Ergebnis
                                                                        %
Die Berechnungsformeln:

                                            n            n

       n                     n              ∑ ∑y  xi *         i

b= ∑ i                      ∑
       (x − x )(yi − y )           xiyi −   i=1          i=1                                  mit systematischem Fehler
                                                    n
   i=1
                           = i=1
           n                                              2
                                             n 
           ∑(x − x)
           i=1
                 i
                     2

                                   n
                                             x
                                               ∑ i
                                                                                                            µg H2O

                                 ∑
                                 i=1
                                         2  i=1 
                                       xi −
                                                n
                                                                        Ergebnis
                                                                        %

asys = y-Achsenabschnitt = y − b * x

Ein eventueller Blindwert muss von asys subtrahiert                                                   korrigiert mit asys
werden.
Beurteilung:                                                                                                µg H2O
                                                                   Beurteilung:
Sollte asys > ±200 µg H2O sein, muss davon ausge-
gangen werden, dass ein systematischer Fehler vor-                 Sollte b grösser als ± 0.01%/µg sein, muss auch hier
liegt. Eine Überprüfung möglicher systembedingter                  ein systematischer, methodenbedingter Fehler ange-
Störeinflüsse ist dann unumgänglich. Sollte keine                  nommen werden. Eine Korrektur der gefundenen
Optimierung der Arbeitstechnik möglich sein, müssen                Werte (µg H2O) mit asys (µg H2O - asys in µg) und eine
die einzelnen, gefundenen Werte um den Wert von                    nachfolgende Neuberechnung des Wertes zeigt in der
asys korrigiert werden (Ablesung -asys in µg H2O), da-             erneuten Darstellung der Regressionsgeraden
mit der systematische Fehler der Methode nicht in die              (% H2O gegen µg H2O) eine drastische Verbesse-
Beurteilung des Titrators einfliesst. In der Folge müs-            rung.
sen die relevanten Kenndaten für die Reproduzierbar-
keit und die Richtigkeit der Titrationsresultate mit den           Fazit:
korrigierten Werten neu berechnet werden. Diese
                                                                   Sollten systematische Fehler vorliegen, muss ver-
Korrektur des systematischen Fehlers muss ggf. bei
                                                                   sucht werden, die Arbeitstechnik zu optimieren und
Probentitrationen ebenfalls angewandt werden.
                                                                   die „Standard Operating Procedure“ (SOP) entspre-
                                                                   chend anzupassen. Sollte keine Optimierung möglich
                                                                   sein oder eine vorgegebene Methode unverändert
b. Lineare Regression berechnete % H2O/gefundene                   angewandt werden, sollte die Berechnung der rele-
µg H2O                                                             vanten Kenndaten mit korrigierten Verbrauchswerten
                                                                   (µg H2O gefunden - asys in µg) erfolgen.
Eine weitere mögliche Methode zur Aufdeckung von
systematischen Fehlern ist die Darstellung der Reg-                Empfehlungen zur Fehlersuche
ressionsgeraden (Streudiagramm) der Wertepaare
% H2O/gefundene µg H2O. Da dieses Diagramm auch                    Bei zu hoher rel. Standardabweichung (schlechte Wieder-
einen guten visuellen Eindruck über die Streuung der               holbarkeit):
Resultate ermöglicht, ist die Erstellung eines solchen             •   Titrier- und Regelparameter optimieren (siehe
empfehlenswert.                                                        Metrohm Application Bulletins unter Literaturhin-
Signifikante positive oder negative Steigungen der                     weise).
Regressionsgeraden deuten auf eine scheinbare                      •   (Schlauch)verbindungen kontrollieren.
Abhängigkeit des % H2O von der Grösse der µg H2O                   •   Überprüfen, ob Titrierzelle verunreinigt, Septum
hin. Auch dies kann ein Hinweis auf methodenbeding-                    und Dichtungen undicht sind, Molekularsieb ver-
te, systematische Störeinflüsse sein.                                  braucht ist oder ob schlecht konditioniert wurde
Die Steigung bT/Vol (Regressionskoeffizient b, Berech-                 (zu hohe oder streuende Startdrift).
nungsformel siehe oben) aus der Geradengleichung
y = bx + a sollte hier im Idealfall 0.000 betragen, d.h            •   Elektrode und Titrierparameter überprüfen. Platin-
die Gerade sollte eine Waagerechte durch y = theor.                    Elektrode mit feuchtem Reinigungsmittel (Alox
Sollwert darstellen.                                                   oder Zahnpasta) mechanisch reinigen, spülen und
                                                                       trocknen, mit HNO3 conc. behandeln oder wech-
                                                                       seln. Pt- Stifte parallel ausrichten.
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Validierung des Oven Sample Processors 774
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•   Generatorelektrode mit HNO3 conc. reinigen.         Literatur
•   Frische zertifizierte Standardsubstanzen verwen-    •   Metrohm Application Bulletin Nr. 209, Coulometri-
    den.                                                    sche Wasserbestimmung nach Karl Fischer in Iso-
•   Überprüfen, ob Reagenz verunreinigt bzw. er-            lierölen, Kohlenwasserstoffen und deren Produk-
    schöpft ist. Frisches Reagenz verwenden (evtl.          ten.
    andere Herstellercharge).                           •   Metrohm Application Bulletin Nr. 280, vollautoma-
•   Heiztemperatur des Ofens überprüfen.                    tische Wasserbestimmung mit dem 774 Oven
•   Überprüfen, ob die Probengefässe dicht ver-             Sample Processor nach dem Prinzip der Gasex-
    schlossen sind, die Verschlüsse dürfen sich nicht       traktion in Kombination mit Karl Fischer Titration.
    mehr drehen lassen.                                 •   Metrohm Monographie: Wasserbestimmung durch
•   Waage/Einwägen: Waage zu ungenau, Luftzug,              Karl Fischer Titration, Metrohm 2003
    Temperatureinflüsse, Verschmutzung, Tempera-        •   Hydranal®-Praktikum, Wasserreagenzien nach
    turdifferenz Waage/Probe, unsorgfältiges Einwä-         Eugen Scholz für die Karl- Fischer-Titration. Rie-
    gen, zu kleine Einwaage.                                del-de Haën, Ausgabe 1996.
                                                        •   ISO 9000 und die Karl Fischer-Titration, Riedel de
Vorgehen     bei   nicht   spezifikations-konformen         Haën 1996.
Werten
                                                        •   Metrohm Gebrauchsanweisung 774 Oven Sample
Alle abweichenden Werte sind im Validierungsproto-          Processor.
koll zu kommentieren und das weitere Vorgehen zu        •   Metrohm Gebrauchsanweisung 756/831 KF Cou-
vermerken.                                                  lometer.
Wenn zu hohe Abweichungen festgestellt werden,          •   Metrohm Gebrauchsanweisung 767 Kalibrierte
müssen die verschiedenen Punkte unter den Stich-            Referenz.
worten "Mögliche Fehlerquellen" und "Empfehlungen       •   756, 831 Protokoll zur Messverstärkerprüfung
zur Fehlersuche" gewissenhaft überprüft und die             mvp756d030505.doc
Störeinflüsse beseitigt werden. Die Validierung ist
unbedingt zu wiederholen. Falls bei einer Wiederho-     •   Metrohm Merkblatt 8.110.1661: 6.5618.000
lung der Prüfserie noch immer keine befriedigenden          Messausrüstung zur Temperaturkontrolle des 774
Resultate erzielt werden, sollte die Validierung von        Oven Sample Processors.
einer anderen Person an einem anderen Tag noch-         •   Metrohm Merkblatt 8.110.1641: Gasflusskontrolle
mals vorgenommen werden.                                    am 774 Oven Sample Processor.
Alle Metrohm-Geräte verfügen über spezielle Diagno-
se-Programme, die es erlauben, Fehlfunktionen des
Geräts aufzuspüren und zu lokalisieren. Bei berech-
tigtem Verdacht auf Fehler im Gerät (wiederholt auf-
tretende Fehler, grosse Streuung) muss das Diagno-
seprogramm gewissenhaft und Schritt für Schritt aus-
geführt werden. Die genaue Vorgehensweise dazu
kann in der jeweiligen Gebrauchsanweisung des
Geräts nachgelesen werden.
Falls bei der Diagnose eine Fehlfunktion lokalisiert
werden kann, ist diese der Metrohm-Serviceabteilung
zu melden und das Gerät bis zur Behebung des Feh-
lers vom Gebrauch auszuschliessen.
Application Bulletin 281/1 d
Validierung des Oven Sample Processors 774
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  Validierungsprotokoll                                          Firma:              Metrohm AG, Herisau

  KF-Coulometer                                                  Abteilung:          Appl.Lab.- Marketing Titration

  Reagenz:           HYDRANAL-Coulomat AG Oven                   Gerät:              756 KF-Coulometer

                     Nr. 34739            Riedel-de Haën         Modus:              KFC

  Charge/Lot: 2720                                               Elektrode:          Gen. ohne Diaphragma             6.0345.100

  Standard:          HYDRANAL Standard NaTatrat 2-hydrat

  Wassergehalt:                           15.70              %
  sabs:                                            +/- 0.05 %    Temperatur in °C:                 160

  Charge / Lot:                                      00970       Blindwert [ug]:     68.60

  Titrierparameter:

 Endpunkt                        50 mV                           Max. Rate                 max ug/min

 Regelbereich                    70 mV                           Min. Rate                   15 ug/min

 Startdrift                 10 ug/min                            N2                          40 mL/min

 Stopdrift                   rel. Drift 5 ug/min

 I pol                            10 uA

 Generator I                     400 mA

   Einmass:              Wasser:           Ergebnis [%]:     No. Kommentar :

          0.0695              10936.9              15.6378   1

          0.0538                 8469.8            15.6156   2

             0.049               7733.1            15.6418   3

          0.0607                 9551.9            15.6232   4

          0.0674              10616.3              15.6494   5

          0.0483                 7620.3             15.635   6
          0.0827              12930.8              15.5528   7   Mittelwert [%]:     15.5997             sabs:        0.0455

          0.0945              14754.9              15.5411   8   asys:               175.358 ug          srel:        0.29 %

          0.0978              15289.1              15.5629   9   asyskorr:           106.758 ug          bsw/ug:      -0.000013

          0.0993              15496.8               15.537 10    Wiederfindung [%]: 99.36

 Entscheid:          Validierung i. O.




     Datum:             13.06.2001          Unterschrift:                                                    Visum:
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                                                              Lineare Regression
                                                                   ug Wasser / Einmass
                                                                                                    y = 154421x + 175.36
                                                                                                           R2 = 1
                        24000
                        22000
                        20000
                        18000
                        16000
   Wasser in ug




                        14000
                        12000
                        10000
                        8000
                        6000
                        4000
                        2000
                           0
                           0.0000    0.0100     0.0200   0.0300    0.0400      0.0500      0.0600   0.0700   0.0800    0.0900      0.1000
                                                                            Einmass in g




                                                            Validierung KF-Coulometer
                                                                  Trendlinie Ergebnis / Wasser
                                                                                                                  y = -1E-05x + 15.745

                         16.000

                         15.900

                         15.800

                         15.700
        Ergebnis in %




                         15.600
                         15.500

                         15.400

                         15.300

                         15.200

                         15.100

                         15.000
                              7000       8000        9000     10000         11000       12000       13000     14000        15000      16000
                                                                              Wasser in ug
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 Validierungsprotokoll                               Firma:

 KF-Coulometer                                       Abteilung:

 Reagenz:                                            Gerät:

                                                     Modus:

 Charge/Lot:                                         Elektrode:

 Standard:

 Wassergehalt:
 sabs:                                               Temperatur in °C:

 Charge / Lot:                                       Blindwert [ug]:

 Titrierparameter:




  Einmass:           Wasser:   Ergebnis [%]:    No. Kommentar :

                                                1

                                                2

                                                3

                                                4

                                                5

                                                6
                                                7    Mittelwert [%]:      sabs:

                                                8    asys:                srel:

                                                9    asyskorr:            bsw/ug:

                                                10   Wiederfindung [%]:

Entscheid:




    Datum:                      Unterschrift:                                 Visum:
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Validierung des Oven Sample Processors 774
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                                                     Validierung KF-Coulometer
                                                              Trendlinie Ergebnis / Wasser


                      6.000

                      5.900

                      5.800

                      5.700
  Ergebnis in %




                      5.600

                      5.500

                      5.400

                      5.300

                      5.200

                      5.100

                      5.000
                          2000             3000          4000                5000            6000              7000          8000
                                                                          Wasser in ug




                                                         Lineare Regression
                                                                 ug Wasser / Einmass


                      5000
                      4500
                      4000
                      3500
       Wasser in ug




                      3000
                      2500
                      2000
                      1500
                      1000
                        500
                         0
                         0.0000   0.0100    0.0200   0.0300      0.0400    0.0500   0.0600   0.0700   0.0800     0.0900   0.1000
                                                                       Einmass in g

								
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