**:水分測定儀種類
市售的水分測定儀,按測試方法分有以下幾種:
1、紅外法類儀器,體積小,測定范圍比較寬,精確度差,適合水分含量5%~90%的木材、紙張等材料的測定,結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉。
2、卡爾費休庫侖法類儀器,主要原理:利用化學(xué)反應(yīng)后電導(dǎo)率變化計算,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積較大,測定精確度**高,適合水分含量在100mg以下(具體重量)的測定。它一般用于陰離子聚合等對水分有非常嚴(yán)格要求的化工、醫(yī)藥等行業(yè)產(chǎn)品測定,價格較貴。
3、卡爾費休容量法,結(jié)構(gòu)比較簡單,體積和精確度適中,適合水分含量100PPm~100%(體積百分?jǐn)?shù))的測定,一般用于對水分有嚴(yán)格要求的化工、醫(yī)藥和包裝等行業(yè)產(chǎn)品測定,價格從數(shù)千元到數(shù)萬元不等。
對于一般行業(yè),在測定乙酸乙酯等溶劑的水分含量時,使用卡爾費休容量法水分測定儀完全可以滿足每日2~10次測定的要求,且經(jīng)濟性比較好。 第二:容量法與庫侖法的區(qū)別
1935年卡爾-費休(KarlFischer)shou先提出了利用容量分析測定水分的方法,這種方法即是GB6283《化工產(chǎn)品中水分含量的測定》中的目測法。目測法只能測定無色液體物質(zhì)的水分。后來,又發(fā)展為電量法。隨著科技的發(fā)展,繼而又將庫侖計與容量法結(jié)合起來推出庫侖法。這種方法即是GB7600《運行中變壓器油水分含量測定法(庫侖法)》中的測試方法?,F(xiàn)在的分類目測法和電量法統(tǒng)稱為容量法。所以卡爾費休方法分為卡爾費休容量法和卡爾費休庫侖法兩大方法。兩種方法都被許多G家定為標(biāo)準(zhǔn)分析方法,用來校正其他分析方法和測量儀器。
卡爾費休容量法水分測定的測定原理:卡爾費休法測定水分是一種電化學(xué)方法。其原理是儀器的電解池中的卡爾費休試劑達(dá)到平衡時注入含水的樣品,水參與碘、二氧化硫的氧化還原反應(yīng),在吡啶和甲醇存在的情況下,生成氫碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶,消耗了的碘在陽極電解產(chǎn)生,從而使氧化還原反應(yīng)不斷進行,直**水分全部耗盡為止,依據(jù)法拉第電解定律,電解產(chǎn)生碘是同電解時耗用的電量成正比例關(guān)系的,其反應(yīng)如下:
H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N•HI+C5H5N•SO3 C5H5N•SO3+CH3OH→C5H5N•HSO4CH3
在電解過程中,電極反應(yīng)如下: 陽極:2I--2e→I2 陰極:I2+2e→2I- 2H++2e→H2↑ 從以上反應(yīng)中可以看出,即1摩爾的碘氧化1摩爾的二氧化硫,需要1摩爾的水。所以是1摩爾碘與1摩爾水的當(dāng)量反應(yīng),即電解碘的電量相當(dāng)于電解水的電量,電解1摩爾碘需要2×96493庫侖電量,電解1毫摩爾水需要電量為96493毫庫侖電量。
卡爾費休容量法測定水分含量時,主要依據(jù)電化學(xué)反應(yīng):在反應(yīng)池的溶液中同時存在I2和I-時,該反應(yīng)在電極的正負(fù)兩端同時進行,即在一個電極上I2被還原,而在另一個電極上I-被氧化,因此在兩個電極之間有電流通過。如果溶液中只有I-而無I2同時存在,則兩個電極間沒有電流通過。
卡爾費休試劑中含有效成分吡啶和碘等物質(zhì),把其計量滴入反應(yīng)池,能與待測溶液中的水發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):
I2+SO2+3Base+ROH+H2O → 2Base•HI + HSO4R
Base:amine,pyridine,etc ROH(solvent):2-methoxyethanol,methanol,etc H2O+SO2+I(xiàn)2+CH3OH+ 3RN → 2RN•HI+RN•HSO4CH3
該反應(yīng)持續(xù)進行,不斷消耗水,生成I-,一直到反應(yīng)滴定終點,水分消耗完畢。這時,溶液有微量未發(fā)生反應(yīng)的卡爾費休試劑存在,才能發(fā)生I2和I-同時存在的情況,兩個鉑電極之間的溶液開始導(dǎo)電,由電流指示達(dá)到終點,停止滴定。從而通過計量已消耗的卡爾費休試劑體積(容量)來標(biāo)定溶液中的水分含量。 卡爾費休庫侖法(電量法)的測定原理 電量法,是基于將試樣溶于含有一定碘的特殊溶劑的電解液后,水即消耗碘,但所需的碘不再是用已標(biāo)定過的含碘試劑去進行滴定,而是通過電解過程,使溶液中的碘離子在陽極氧化為碘: I2 → 2e-+I2
所產(chǎn)生的碘又與樣品中的水反應(yīng)。其終點用雙鉑電極指示。當(dāng)電解液中碘濃度恢復(fù)到原定濃度時,停止電解。然后根據(jù)法拉第電解定律:計算出待測試樣的水分含量。
容量法和庫侖法的**大區(qū)別在于I2的來源不同,容量法中的I2來自于滴定劑,而庫侖法中I2則通過電解含I-離子的電解液產(chǎn)生。電解的速度是有限的,所以當(dāng)須要測量的樣品含水量比較低時,用卡爾費休庫侖法水分儀,檢測的速度不但快,而且數(shù)據(jù)的平行性很好。通過電解池的電量與I(碘)量是有著嚴(yán)格的定量關(guān)系的,因此庫侖法有著更高的測量精度。因此,就應(yīng)用而言,容量法更適用于水分含量高的樣品的測量,而庫侖法則僅適用于微量、痕量水的測定。 當(dāng)要測量的樣品含水在10ug-100mg以上(<1000ppm)時,建議使用京都電子KEM卡爾費休庫侖法水分儀測量比較理想。建議型號 MKC-610-DT(有隔膜滴定池), MKC-610-NT (無隔膜滴定池) MKC-520-DT(有隔膜滴定池),MKC-520-NT (無隔膜滴定池) MKC-501-DT(有隔膜滴定池),MKC-501-NT (無隔膜滴定池) 當(dāng)要測量的樣品含水在10ppm-100% (>1000ppm)時,用建議使用京都電子KEM卡爾費休容量法水分儀測量比較理想。建議型號 MKA-610-ST(單管,正滴定),MKA-610-TT (雙管,正滴定+逆滴頂) MKS-520(單管,正滴定),MKA-520(雙管,正滴定+逆滴頂), MKS-500(單管,正滴定) 一般來說 KEM卡爾費休容量法水分儀選擇單管,正滴定就夠用了。 KEM卡爾費休庫侖法水分儀選擇有隔膜滴定池為好。 #p#分頁標(biāo)題#e#
第三:選購水分測定儀的注意事項
對于市售的各種卡爾費休容量法水分測定儀,建議軟包裝廠家根據(jù)性價比排列,選擇購買時注意以下幾點:
1、選擇時**好考慮自動型儀器。手動的水分測定儀需要試驗者對玻璃滴定管中的試劑進行目測,在達(dá)到終點后也需要手動關(guān)閉,因各人動作習(xí)慣不同而遲延,會帶來不必要的誤差。
2、選擇時應(yīng)考慮購買全密閉測試系統(tǒng)。裸露的卡爾-費休試劑因為碘的存在,非常容易吸收水分,待測乙酯樣品和甲醇溶劑也應(yīng)盡量避免空氣中水分溶入而產(chǎn)生誤差的情況。