卡爾費休水分測定法分為卡爾費休容量法和庫侖法兩種方法,常有實驗人員把這兩種方法搞混,在使用的時候,也不能很好的選擇,今天小編用很短的一個篇幅,和大家聊一聊這兩種方法有什么區別?你該選哪個?1935年卡爾-費休(KarlFischer)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的水分。后來,又發展為電量法。隨著科技的發展,繼而又將庫侖計與容量法結合起來推出庫侖法。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。現在的分類目測法和電量法統稱為容量法。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。卡爾費休容量法以容量法卡氏試劑為標準液,當卡氏試劑與樣品接觸時,即與樣品中的水份發生定量反應。通過消耗標準液的體積計算出樣品的含水量。卡爾費休庫侖法是卡氏反應中的碘直接由電解電極產生。利用電解碘所需的電量與碘之間的定量關系計算出樣品的含水量;庫侖法是絕對測定,無需測定滴定度。當存在水時,卡爾費休試劑中的SO2與I2以及樣品中的水會發生氧化還原反應。然而該反應為可逆反應,當硫酸濃度超過0.05%時,逆反應就會發生。若要逆反應不發生,則需要將適當的堿性物質加入來對反應過程中生成的酸加以中和。通過實驗表面,只有將吡啶將入到體系中,如此才不會發生逆反應。3C5H5N+H2O+I2+SO2 → 2C5H5NHI(氫碘酸吡啶) +C5H5NSO3(硫酸酐吡啶)生成硫酸酐吡啶不穩定,可以和水發生反應,將一部分水消耗掉,從而對測定干擾,可以將無水甲醇加入以使其穩定。C5H5NSO3(硫酸酐吡啶) + CH3OH(無水) → C5H5N·HSO4CH3(甲基硫酸吡啶)I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH → 2C5H5NHI(氫碘酸吡啶)+C5H5N·HSO4CH3(甲基硫酸吡啶)這就是卡爾費休法測定樣品含水量的基本原理,無論是容量法還是庫侖法,都是在這一原理上進行測定的。
不同的地方是卡氏庫侖法水分儀的I2是電解產生的,電解的速度有限,而卡氏容量法水分儀的I2是由滴定劑中直接加入的。
滴定劑的濃度現在市場主要有5mg/ml、2mg/ml、1mg/ml的,而5mg/ml的應用最為廣范,電解的速度有限,所以:當須要測量的樣品含水量比較低時,用卡氏庫侖法水分儀,檢測的速度不但快,而且數據的平行性很好;當須要測量的樣品含水量比較高時,用卡氏容量法水分儀,滴定劑用5mg/ml的,結果很理想;當要測量的樣品含水在1000ppm以下時,結果不如用卡氏庫侖法水分儀的,如果在樣品含水量比較低時,用容量法,須要用低濃度的卡氏試劑:1mg/ml或2mg/ml的滴定劑,卡氏試劑的濃度本來就是不穩定的,何況是低濃度的,這樣就會使得結果更不穩定。KF容量法與KF庫倫法區別中非常重要的一點就是溶劑組成的不同。表 KF容量法與KF庫倫法溶劑組成對比(方法關鍵)
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1)組成:碘、二氧化硫、吡啶(咪唑)、 無水甲醇,滴定劑。2)關鍵點:價格低,處理簡便,滴定度不 穩定,滴定速度較慢;可加入助溶劑。 |
大部分(不含醛酮); 含吡啶與不含吡啶組成常量水分 |
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溶液,作為溶劑;B液-碘的無水甲醇溶液, 作為滴定劑。 |
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1)組成:碘、二氧化硫、吡啶(咪唑)、 乙二醇甲醚,滴定劑。 |
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(1)含吡啶滴定劑優點:價格低廉及生產工藝簡單而仍然廣泛應用;含吡啶的卡爾費休試劑比不含吡啶的溶液較穩定,不容易分層,而且有些樣品含吡啶的溶解效果會比較好;含吡啶的卡爾費休試劑有利于反應向正方向發生;含吡啶的卡爾-費休試劑終點的突 變較明顯,反應終點容易判斷。(2)含醛酮結構樣品:醛(R-CHO)和酮(R-CO-R)與通常的含甲醇試劑反應生成縮醛和 縮酮,反應中產生的水同時被滴定,從而導致水分含量升高甚至終點消失。
(3)正常卡爾費休反應的最大速率在5.5到8的pH范圍之間,在實際操作過程中應避免pH值小于4和大于8;pH大于8.5時,由于碘和氫氧根或甲基化離子之間的反應,反應速率會增大,但這將導致終點消失,并消耗更多的碘(滴定劑)。而關于哪種方法更好,更是應該根據實驗的要求選擇合適的方法。
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