Aktivsauerstoffträger, insbesondere das Percarbonat, Na₂CO₃·1,5 H₂O₂, und das Peroxodisulfat finden breite Anwendung als Oxidations- und Bleichmittel.

Das wichtigste Qualitätskriterium dieser Verbindungen insbesondere nach Lagerung oder Konditionierung ist der Aktivsauerstoffgehalt.

Die Qualitätskontrolle wird allerdings erschwert, da zunehmend Gemische verschiedener Aktivsauerstoffträger, beispielsweise von Percarbonat und Natriumperoxodisulfat z. B. als Bleichmittel in Waschmitteln oder zum Schadstoffabbau eingesetzt werden.

Zur Aktivsauerstoffbestimmung existieren zahlreiche analytische Bestimmungsverfahren, z. B. durch direkte oder indirekte Titration [Jander; Jahr: Maßanalyse, Walter de Gruyter Verlag Berlin, New York 1989].

Aktivsauerstoffträger können auch durch chemische oder enzymatische Induzierung bestimmt werden. Die Detektion kann dabei photometrisch [DE 34 01 250, DE 33 42 977, JP 081 45 881] bzw. durch Fluoreszenzmessungen [DE 43 12 097, DE 198 13 247] oder auch massenspektrometrisch [DE 199 32 380] erfolgen.

Auch elektrochemische Sensoren zur Aktivsauerstoffbestimmung sind beschrieben [DE 199 24 856].

Die NIR-Spektroskopie erlaubt Online-Messungen in hoch konzentrierten Peroxidlösungen zur Überwachung von Bleich- und Reinigungsprozessen [DE 198 58 027].

Eine Differenzierung von Mischungen verschiedener Aktivsauerstoffträger erfordert bei einer nasschemischen Bestimmung eine zusätzliche Auftrennung der Gemische bzw. aufwendige Mehrfachbestimmungen.

Nachteil aller nasschemischen Aktivsauerstoff-Bestimmungsverfahren ist ferner, dass sie nur teilweise zur Qualitätskontrolle geeignet sind, zur umfassenden Charakterisierung noch weitere physikalische und chemische Eigenschaften ermittelt bzw. zur Bewertung herangezogen werden müssen.

So ist ein wichtiges Kriterium für die Stabilität und Lagerfähigkeit von Aktivsauerstoffträgern der Wassergehalt.

Für die Bestimmung des Wassergehaltes in Aktivsauerstoffträgern wurden verschiedene Methoden beschrieben. Gängige IR-spektroskopische Verfahren sind aufgrund ihrer geringen Empfindlichkeit für Bestimmungen im Spurenbereich nicht geeignet.

Das etablierte Verfahren zur Bestimmung des Wassergehaltes ist die Karl-Fischer-Titration. Dieses Bestimmungsverfahren beruht auf der Umsetzung des Wassers in methanolischer Lösung mit Iod und SO₂ in Gegenwart einer Base [Eugen Scholz: Die Karl-Fischer-Titration, Springer Verlag Berlin Heidelberg New York Tokyo 1984].

Problematisch bei der Anwendung der Karl-Fischer-Titration ist, dass die Aktivsauerstoffträger bei direkter Dosierung in das Karl-Fischer-Reagenz mit den anwesenden Iodidionen reagieren und somit zu Fehlern bei der Wassergehaltsbestimmung führen können. Deshalb wurden Titrationstechniken bei tiefen Temperaturen beschrieben, um diese störende Nebenreaktion zu minimieren.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, neben dem Wassergehalt auch gleichzeitig den Aktivsauerstoffgehalt von Aktivsauerstoffträgern zu bestimmen.

Dieses Problem wurde durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst durch eine Ausheizung der Proben bei mindestens zwei verschiedenen Temperaturen T₁ und T₂, wobei bei T₁ das enthaltene Wasser desorbiert wird und bei der Temperatur T₂ der Aktivsauerstoffgehalt aus einer Wasser freisetzenden Reaktion der Aktivsauerstoffträger ermittelt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass in einer Probe sowohl der Wassergehalt als auch der Aktivsauerstoffgehalt ermittelt werden kann. Besonders vorteilhaft ist, dass das Verfahren sehr einfach ist, keine aufwendige Probenvorbereitung erfordert und sich für die feste Originalprobe eignet.

T₁ ist unterhalb der Zersetzungstemperatur der Aktivsauerstoffträger zu wählen, T₂ dagegen oberhalb der Zersetzungstemperatur. Die Freisetzung des Wassers erfolgt in einem separaten Ausheizofen, die Dosierung der Probe in Probegefäßen aus Glas, Metall, Keramik oder einem anderen geeigneten Material, um die Spaltung der Aktivsauerstoffträger thermokatalytisch zu begünstigen. Zur Analyse wird das Wasser mit einem Transportgas in eine Messzelle zur Karl-Fischer-Titration überführt oder es wird das Gasgemisch über dem Karl-Fischer-Reagenz in der Messzelle zur Gasextraktion genutzt und im Kreislauf geführt. Die Temperatur des Ofens muss dabei so gewählt werden, dass die Aktivsauerstoffträger Wasser sehr schnell freisetzen.

Die Ausheizung kann auch mit einem Temperaturprogramm erfolgen. Das Temperaturprogramm ist in Abhängigkeit von der sich freisetzenden Wassermenge variierbar, wobei isotherme Ausheizphasen oder Ausheizphasen mit geringem Temperaturgradienten während der Temperaturrampe dann eingefügt werden, wenn eine signifikante Wasserabgabe erfolgt.

1 zeigt eine Messanordnung zur gleichzeitigen Bestimmung des Wassergehaltes und des Aktivsauerstoffgehaltes in Aktivsauerstoffträgern:

Zur Messung wird die Messzelle (1) des Karl-Fischer-Titrators mit einem geeigneten Ausheizofen (2) gekoppelt und das System bei zugeschaltetem Transportgas konditioniert. Das Transportgas kann hierbei entweder kontinuierlich durch die Apparatur geleitet werden oder es wird mit einer Pumpe im Kreislauf geführt. Die Gasgeschwindigkeiten sollten im Bereich zwischen 5 und 500 ml/min liegen.

Zur Messung werden vorzugsweise 10–100 mg der Peroxidprobe in Glas- oder Metallbehälter, z. B. aus Messing, exakt eingewogen. Die Behälter werden zur Fixierung des Probenmaterials und Vergrößerung der Kontaktfläche mit Keramikwatte leicht verschlossen. Die Probe wird mit dem Probenbehälter in den Ausheizofen gegeben. Im ersten Teilschritt der Analyse wird bei der Temperatur T₁ das in der Probe befindliche Wasser ausgeheizt. Anhand des aufgezeichneten Kurvenverlaufs oder mit den entsprechend eingestellten Messparametern am Titrator wird die Vollständigkeit der Wasserabgabe angezeigt. Ist der Wassergehalt analysiert, wird im zweiten Teilschritt der Analyse die im Ausheizofen befindliche Probe auf eine Temperatur T₂ erhitzt, die oberhalb der Zersetzungstemperatur liegt. Das in diesem Teilschritt freigesetzte Wasser wird registriert und in Aktivsauerstoffäquivalente umgerechnet.

Die Ausheizung kann isotherm bei zwei festen Temperaturen T₁ und T₂ oder mit Hilfe eines Temperaturprogrammes erfolgen.

2 zeigt das Ergebnis der temperaturprogrammierten Analyse von verschiedenen Aktivsauerstoffträgern. Die Ausheizung erfolgte mit einem Temperaturprogramm: 7 min bei 100 °C isotherm, 100 – 220 °C mit 2°/min.

Im Bereich bis 10 min wird das Wasser desorbiert. Dies erfolgt bei der Temperatur T₁. Die Abspaltung des Aktivsauerstoffs, bzw. die Bildung von Wasser beginnt in dem gezeigten Beispiel bei Temperaturen oberhalb von 130 °C (entsprechend 25 min nach Start der Analyse), erkennbar an dem deutlichen Anstieg im Kurvenverlauf. Aus den einzelnen Substanzen wird dabei unterschiedlich Wasser freigesetzt. Es ist ein Unterschied zwischen unbeschichtetem und beschichtetem Percarbonat festzustellen. Die Oberflächenbeschichtung bewirkt in dem gezeigten Beispiel, dass die Freisetzung des Wassers bei höheren Temperaturen erfolgt. Zur Verkürzung der Messzeit ist es möglich, bei bekannten Temperaturen T₁ und T₂ die beiden Teilschritte der Analyse isotherm ablaufen zu lassen, wobei die Aufheizung auf T₂ mit maximal möglicher Geschwindigkeit erfolgt.