卡爾-費休庫侖法水分測定儀原理及應用范圍

1、、卡氏庫侖法儀器原理1. 1935 年卡爾費休 ( KarlFische ) 首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?？ㄊ戏椒ǚ譃榭ㄊ先萘糠ê涂ㄊ蠋靵龇▋纱蠓椒?。兩種方法都被許多國家定為標準分析方法，用來校正其他分析方法和測量儀器。2.卡氏庫侖法測定水分是一種電化學方法。其原理是儀器的電解池中的卡氏試劑

2、達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，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不斷進行，直至水分全部耗盡為止，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，其反應如下：H2O+I2+SO2+3C5H5NH 2C5H5N HI+C5H5N SO3C5H3+CH5N SO1/ 6305H5N HSO4CH3 在電解過程中 ， 電極反應如下 ：陽極 :2l-2e l2 陰極 :l2+2e 212H+2e H2f從以上反應中可以看出，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

3、摩爾碘與 1 摩爾水的當量反應，即電解碘的電量相當于電解水的電量，電解 1 摩爾碘需要 2X 9649 庫侖電量，電解 1 毫摩爾水需要電量為 96493 毫庫侖電量。樣品中水分含量按( 1) 式計算：W10618Q1032 96493W1O.Q722式中：W- 樣品中的水分含量，血；12 / 6Q- 電解電量，mC ；18- 水的分子量；二、卡氏庫侖法儀器的應用范圍卡氏庫侖法儀器可適用多種有機和無機物中的水分測定，但由于各種化合物性質(zhì)存在的差異，只有在卡氏試劑中無副反應無干擾的情況下，卡氏庫侖法測定才是一種專屬性的方法。原則是（ 1）副反應不能有水生成。（ 2）樣品也不能消耗碘或釋放碘。主要

4、具有副反應和干擾的物質(zhì)有如下八類。1鹽、氫氧化物和氧化物。例如：Na2CO3+HI Nal+CO2+H2OCa （ OH ）2+H2SO4 CaSO4+H2O1MgO+H Mgl2+H2 還有一些物質(zhì)亦會發(fā)生副反應，例如：Ag3/ 62O,HgO,MnO2,PbO,PbO2 和 ZnO2酮和醛這兩類化合物會和卡氏試劑中的甲醇化合，形成縮酮和縮醛，并釋放水分。此類物質(zhì)用卡氏庫侖法一般不易測定。但卡氏容量法可以測。改變卡氏試劑的組成，如用乙二醇一甲醚或2-甲氧基乙醇取代甲醇均可取得良好的測定效果。值得說明的是，并不是所有的酮類和醛類都不能用卡氏庫侖法進行測定。如甲醛、三氯乙醛、二異丙基酮、苯乙酮、

5、二苯乙醇酮等物質(zhì)在進入卡氏試劑中是不會反應而釋放水分的。鑒于卡氏容量法的測定精度可達到10-4 級，從生產(chǎn)酮類和醛類的企業(yè)來說，只要滿足使用要求，還是建議采用卡氏容量法。3強酸會和卡氏試劑中的甲醇發(fā)生反應而釋放水分2CH3OH+H2SO4 (CH3O)SO2+HCH30H+H00CHCH3O-OCH+H2O4硅烷醇 / 硅氧烷末端硅烷醇基團和卡氏試劑中的甲醇發(fā)生脂化反應生成水。 2O4/ 65含硼化合物硼酸和甲醇發(fā)生脂化反應生成水。6金屬過氧化物與卡氏試劑反應生成水。7消耗碘的物質(zhì)此類物質(zhì)會和卡氏試劑中的碘反應，。導致測定水分含量偏高，如鐵鹽、酮鹽、亞硝酸鹽、硫代硫酸鹽等。8強氧化劑該類物質(zhì)在

6、卡氏試劑中的反應會生成碘單質(zhì)，導致測試水分含量偏低。在工業(yè)產(chǎn)品中，如上所列八類只是品種繁多的物質(zhì)中的一小部分，而絕大部分是可以采用卡氏庫侖法測定的。比較典型的有以下物質(zhì)。1碳氫化合物戊烷、己烷、二甲基丁烷、甲基丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙基甲苯、二甲基苯乙烯、辛烷、十二烷、十四烯、二十碳烷、二十八烷、石油醚、汽油、環(huán)己胺、甲基環(huán)己胺、環(huán)庚烷、乙烯環(huán)己胺、環(huán)十二烷、癸基環(huán)己烷、二環(huán)戊二烯、二甲基萘、三甲基苯乙烯、聯(lián)苯、二氫苊、芴、亞甲基菲、異甲基異丙基苯等等。2油類水壓油、絕緣油、變壓器油、透平油3醇類（全部）4鹵代烴類（全部）5酚類苯酚、甲酚、氟苯酚、氯酚、二氯苯酚、硝基酚等6脂類（全部）7醚類二乙醚、二甘醇