卡爾費休水分測定儀原理
卡爾•費休法簡稱費休法,是1935年卡爾•費休(KarlFischer)提出的測定水分的容量分拆方法。費休法是測定物質水分的各類化學方法中,對水[much]為專一、[much]為[accuracy]的方法。雖屬經典方法但經過近年改進,提高了[accuracy]度,擴大了測量范圍,已被列為許多物質中水分測定的標準方法。
卡爾費休水分測定的原理是利用碘氧化二氧化硫時,需要—定量的水參加反應:12十S02十2H2O=2HI十H2SO4 (1)
上述反應是可逆的。為了使反應向正方向移動并定量進行,須加入堿性物質。實驗證明,吡啶是[much]適宜的試劑,同時吡啶還具有可與碘和二氧化硫結合以降低二者蒸氣壓的作用。因此,試劑必須加進甲醇或另一種含活潑OH基的溶劑,使硫酸酐吡啶轉變成穩定的甲基硫酸氫吡啶。
試劑的理論摩爾比為碘:二氧化硫:吡啶,甲醇=1:1:3:1。
上海巴玖公司的卡爾費休水分測定儀(微量水分測定儀)所用之卡爾費休試劑是由占優勢的碘和充有二氧化硫的砒啶、甲醇等物質混合而成。把樣品注入電解池中,樣品中的水分即與卡爾費休試劑發生反應。卡爾費休試劑同水的反應式為:
I2+SO2+3C5H5N+H2O—→2C5H5N•HI+C5H5N•SO3 ——①
C5H5N•SO3+CH3OH—→C5H5N•HSO4CH3 ——②
由①式可以看出,參加反應的碘的摩爾數與水的摩爾數相等。我們可以通過測量電極檢測出碘的消耗,然后儀器通過電解碘離子在電解電極上生成相同數量的碘。所生成的碘,依據法拉第定率,同電荷量成正比例關系。其反應式如下:
2I¯+2e—→I2 ——③
卡爾費休水分測定儀可根據電解出相應碘所用的電量,計算出樣品中的水的質量,并在數字顯示器上顯示出來。采用電解電流自動控制系統,電解電流的大小可根據樣品中水分含量進行自動控制,髙至可達到300mA。在電解過程中,水分逐漸減少,電解速度隨之按比例減小,直到實驗結束。這一系統保證了分析過程中的高精度、高靈敏閾和高速度。另外,在測定過程中,難免還會引進一些干擾因素,如從空氣中侵入的水分,而產生空白電流。而我們的微量水分測定儀均具有寄存空白電流的功能,可消除空白電流對實驗的影響,所以在顯示器上的數值即被測試樣中真實水含量。
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